植酸酶的特性及其在动物生产中的应用

源、 用机 理 、 性影 响 因素及 其 在 动 物 生 产 中 的应 用 。 作 活 关 键 词 ： 酸 ； 酸酶 ； 用 机 理； 用 植 植 作 应
磷是动物体必须的矿物元素 ， 动物的 ８ ％ ０ 磷存 在于骨骼和牙齿 中， 其余存在于软组织和体 液中ｆ １ １ 。
磷 参 与体 内很 多重 要 的生理 生 化 反应 ， 物 如果 没 动
吴华东 ， 吴志 青 （ 西农 业 大学 动物科 学技 术 学院 ， 西 江 江 南昌 ３ ０４ ） ３ ０ ５
摘 要 ： 多研 究表 明 ， 酸 酶在 动 物 生产 和 环 境 保 护 方 面 具有 很 好 的作 用。 本 文 综 述 了植 酸 的 特 性 、 酸酶 的分 类 、 许 植 植 来
最适 温 度 在 ５ ℃左 右 ，超过 ６ ℃即失 去 大部 分 活 ６ ５
酶的存在 。 ｉ ｒ ｔ 通过测定 ２ 种饲料原料的植 Ｖｖ ｏｓ ｅ ｓ等 ｌ ４ 酸酶 活性 ， 现黑 麦籽 实 的 酶活性 最 高 ， 过 ５０ ０ 发 超 ０
Ｕｋ ， ／ｇ 黑小 麦 为 ２０ ０ ／ｇ 小 麦 １５ ０ ／ｇ 而玉 米 ３ ｋ ， Ｕ ０ ｋ ， Ｕ
机 磷 来 满 足 动 物 的需 要 ，外 源 的无 机 磷 不 仅 成 本 高， 而且是 不 可再 生资 源 。据施 安辉 报 道 ， 胃动物 单 对 饲料 中植 酸 磷 的利用 率 仅为 Ｏ ４ ％嗍 ％～０ 。其次 ， 由
物， 使单 胃动物难 以利用 ， 降低饲料 中蛋 白质 的利
用 率 。通 过 在饲 料 中添加 植 酸 酶 ， 以缓解 这 些 问 可
５ ０和 ３０ ５０ ／ｇ 而不是 追求 磷 的最高 效率 【。 ０ ０ —０ ｋ ， Ｕ 埘
３ 植 酸酶在 动物 生产 中的应 用 ３１ 提 高饲料 中磷 的利 用率 ．
在 动 物 饲 料 中添加 植 酸 酶 可 以有 效 地分 解 植 酸， 释放 出无机 磷 。这 不 仅 可 以提 高植 酸磷 的利用 率， 减少 外 源性 无机 磷 的 添加 ， 降低 饲料 成 本 ， 还有 助 于 降 低 粪 便 中 磷 的排 放 ，减 少 对 环 境 的污 染 。 Ａ ｏｙ ｕ 研 究 证 明 ，在 ｌ 的 阉割猪 日粮 中添 ｎｎｍｏｓ ０ 加 ２ ０ ／ｇ的植 酸 酶 ，磷 的利 用 率 提 高 了 ３％ｔ。 ０ ｋ Ｕ ２ ｚ ３ Ｊ Ｌｓｅ等报 道 ， 肉鸡 和蛋鸡 豆 粕 、 米 和米 糠三 种 ｅｋ 在 玉 日粮 中添 加 ３ ０ ／ｇ 酸 酶 ， 酸磷 的分 解 率分别 ０ Ｕｋ 植 植
去活 性 ， 适 温度 为 ４ ℃～ ０Ｃ瑚 最 ５ ６ ￣ｔ。微生 物植 酸 酶 的
植 酸酶广 泛存 在 于植物 、 动物 和微 生物 中。
２２１植 物来 源 的植酸 酶 。 酸 酶最早 是 在植物 中发 ．． 植 现 的 ， 来 随着 研 究 的深 入发 现许 多 植 物都 有植 酸 后
的研 究 证 明 ，人 的小 肠 黏膜 具 有 植 酸酶 的活 性㈣。
协 同效应 ，二者以不 同的方式促进磷的吸收利用 ， 因此添 加维 生 素 Ｄ ３可 提 高 植 酸 磷 的 利 用 率 【 柳。
Ｎ ｈｓｏ ａａｈｎ的研 究表 明 ， 缺 磷 的玉 米豆 粕 型 日粮 中 在
Ｈｕ等 报 道 ， 空 肠 黏膜 存 在 植 酸 酶 活性 ［。Ｚ ａｇ 猪 １ ｈｎ ｌ 】 等 的研 究也 发 现 ， 多动 物 在 ｔ 中缺 乏磷 的时候 许 ３粮
《 江西畜牧兽 医杂志》０ １ ２ １ 年第 ５ 期
文章编 号 ：０ ４ ２ ４ （０ １０ — ０ ５ ０ １０ — ３ ２ ２ １ ）５ ０ ０ — ４ 中图分类号 ： ８ ８ ￥ １． ９ 文 献 标 识 码 ： Ａ
・ 沦与寅 述 ・ 专 凝
植 酸 酶 的 特 性 及 其 在 动 物 生 产 中 的 应 用
组 成 ，植 物 性 饲料 中 ６ ％～ ０ ０ ８ ％的磷 以植 酸 磷 的形
复合物会改变蛋 白质 的结构 ， 降低其溶解度 ， 而 从 难 以被 单 胃动 物利 用 『 ３ ｌ 。
１２ 植 酸磷 ．
式存在。畜禽等单 胃动物消化道 内缺乏分解植酸的
酶 ， 能利 用 这 些 植 物 性 饲 料 中小 部 分 的 磷 ， 不 仅 这
单 胃动 物 饲 料 中 的磷 有 ３个 来 源 ：动 物 性 饲 料 、 物 性 饲 料 和 添加 的 无 机 磷 ， 中植 物 性 饲 料 植 其 中的磷 以植 酸磷 形式 存 在 为主 ， 占 ２３ 约 ／。植酸 磷 是 肌醇 和磷 酸 根形 成 的肌 醇六磷 酸 。植 酸磷 很难 被 单
提 高 ３ ． ２ ．％和 １ ．％，总 磷 的沉积 率分 别提 ６７ ９Ｏ ％、 ６１ 高 １ ． １ ．％和 ７１ ２ Ｓｍｏ ｓ 在 ４ ６周龄 的 ６６ ６１ ％、 ．％［。 ｉ ｎ 等 ４ Ｊ ～ 玉 米 豆 粕 型 肉鸡 １粮 中 添加 ７ ０ ２０ ０Ｕ ｋ ３ ５ ～ ０ ／ｇ的植 酸酶 ， 肉鸡 磷 的排 泄量 减 少 ２ ％左 右［。苏 基 双等 ５ ２ ５ １
题 。 目前 ， 随着基 因工 程 技术 的发 展 ， 酸酶 的 已经 植 有较 大 规模 的应 用 。 １ 植 酸和植 酸磷 １１ 植 酸 ． 植 酸 的化 学 名称 为 环 己六 醇 六磷 酸 酯 ， 一种 是
于大量磷 的排放 ，使周 围的土壤和水源造成污染 。 造成水体 Ｂ Ｄ、Ｏ Ｏ Ｃ Ｄ值升高 ， 水体 中溶氧急剧变化 ， 水 质恶 化 ， 成 鱼 类 的 大量 死 亡 。水 体 中磷 浓 度 过 造
２２ 植 酸酶 的来 源 ．
２４２ｐ ．． Ｈ值 与温度 。 植酸 酶作 为一种 酶 蛋 白 ， 它具有
适宜的 ｐ Ｈ和 温度 范 围。 同来 源 的植 酸酶 ， 不 它的最
适ｐ Ｈ和 温度也 是 不 同的 。 物性 植酸 酶 的最 适 ｐ 植 Ｈ 值 在 ５５左 右 ，Ｈ 小 于 ３５或 者 大 于 ７５就 完 全 失 ． ｐ ． ．
道， ｐ 当 Ｈ值 低 于 蛋 白质 的等 电点 时 ， 酸 易与 蛋 白 植 质 形 成不 溶 性 复合 物 ； ｐ 在 Ｈ高 于等 电点 时 ， 酸 可 植 以通 过 金属 离 子 的作 用 与 蛋 白质 形 成 复合 物 ， 些 这
有摄食 到足够的磷将会出现很多磷的缺乏症 ， 例如 佝 偻病 和 骨松症 。目前 动物 饲料 主要 由植 物 性 饲料
胃动 物 利用 ，从 而 导致 大 部 分 的磷 从 粪便 中排 出 ，
足 以满 足 动 物对 磷 的 需要 。 因此 ， 须在 饲 料 中添 必 加无 机磷 才 能满 足动 物 的需要 。这 不仅 增 加饲 料 的 成本 ，还 由 于 大部 分 的植 酸磷 不 能 被 单 胃动 物 利
用 ， 泄 到环 境 中造成 危 害 。此 外 ， 排 由于植 酸 的分子
表 明 ，当 给动 物 饲 喂含 植 酸 含量 较 高 的 日粮 时 ， 动 物会 出 现钙 、 、 、 等 的缺 乏 症 【 磷 镁 锌 ２ 】 路胜等报 。李
的分 类 还 没有 一 个 统 一 的标 准 ， 据植 酸 酶 的 来 源 根
・
５ ・
《 江西畜 牧兽 医杂 志） ０ １ 第 ５期 ２１ 年 可将 植 酸酶 分 为植 物植 酸 酶 、 动物 植 酸 酶和微 生 物
性 ，０ ８℃以上 活性 损失 更大 ［ 从 瘤 胃内容 物培养 得 姗。
到 的植 酸酶 最佳 ｐ Ｈ值 为 ５５ 最 适 温度 为 ３ ｏｒ。 ．， ７Ｃ ” ２
２４３ 日粮 中维 生素 水平 。维生 素 Ｄ ． ． ３与植酸 酶具有
胚 、 麦 和高梁 籽实 的酶几 乎没 有 活性 。 燕 ２２２动 物来 源 的植酸 酶 。Ｐｔａｄａ ．． ａ ｒｈｎ在 １３ 首 ｗ ７年 ９ 先 证 明小 白 鼠可 以从植 酸磷 中释 放 出磷 ｑａ 等 。Ｉｂｌ
高 会 导 致 浮 游 植 物 大 量 繁 殖 ， 至 引 发 赤 潮 ， 水 甚 给 产养 殖业 带 来 巨大 的损 失圄 。
２ 植 酸 酶
黄褐 色粘 稠 状 液 体 ， 溶 于水 、 易 乙醇 、 油 等 。植 酸 甘
分子 本 身 毒 性 很 小 ， 由于 带 负 电荷 ， 很 强 的络 但 有 合 能 力 ， 以与一 些 带 正 电荷 的矿 物质 元 素 和 蛋 白 可 质形 成 化学 性 质 稳定 的不 溶 性化 合 物 ， 难 被单 胃 很 动物 利用 。因此 植酸 具有 抗 营养 作用 。马 玺 的研 究
造 成 了很 多 问题 。首先 是 造 成磷 资 源 的 浪 费 ， 饲料
中 的磷 不 能得 到 有效 利 用 ， 且 需 要 加入 大 量 的无 并
结 构特 点 ， 不仅 可 以螯合 ｃ 、ｅＭｎ等 矿 物元 素 ， ａＦ 、 降 低 矿 物元 素 的利用 率 酶 ；根据植 酸酶 的最适 ｐ Ｈ值 可将 植酸 酶分 为
・ 专论 ． 综述 ・ １ 可 加 效 果 的影 响时 发 现 ， 和 磷 的沉 积 量 随植酸 酶 的 钙 增 加 而呈 线性 增 加 ，但 钙 磷 比大 于 １ ： 后线 性值 ．１ ４ 出现负 效应 。 般认 为 ， 一 日粮 中钙磷 比为 １１１ ．：４时 ， ．
２１ 植 酸酶 的分 类 ．
植 酸 酶 是 一 类 能 将 植 酸 和 植 酸 盐 中 的 磷 酸 基
团逐 一 水 解 ， 终 释放 出肌 醇 和无 机 磷 的磷 酸 单 酯 最 酶 。植 酸 酶是 一 个 广泛 的概 念 ， 有 能够 水 解 植 酸 所 产 生 无 机 磷 的酶 都 可 以称 为 植 酸 酶同 目前 植 酸 酶 。
植 酸酶 效果最 佳 。
碱性 植 酸酶 和酸 性植 酸 酶 ； 据植 酸 酶 的结构 特 点 根
将 植 酸 酶 分 为 ３ 植 酸 酶 （－ ｈｔ ｅＥＣ３１ ． 和 一 ３ ｐｙａ ，．．．．８ ｓ ３）