植酸酶

植酸酶的前景

在国外，植酸酶已开始试用在植物性食品的深加工领域，通过在这 些植物性食品中加入适量的植酸酶来达到分解植酸磷，减少微量元素的 螯合作用，以平衡营养。 而我国食用型的植酸酶的研究和植酸酶产品的深度开发还是空白。 目前，植酸酶主要应用在饲料方面，食用型植酸酶价格昂贵，生产 技术不够成熟，需进一步研究。 随着植酸酶生产技术的改进，人们生活水平的提高，膳食结构的合 理化，植酸酶作为一种新型的食品添加剂必将有很好的应用前景。 我国是养殖和饲料大国，存在着饲料资源不足及磷污染环境严重的问题， 植酸酶有助于解决这些问题。随着植酸酶研究的不断深入，高活性的植 酸酶的表达，生产成本的下降，及人们对环保意识的进一步增强，国家 法规执行力度的加强，植酸酶产品在畜禽养殖中的应用必将越来越广泛。



植酸酶在畜禽饲料中的应用3
不仅可以促进植酸磷的消化吸收，还可改善蛋白质、氨基酸和能量的 利用效果，提高日增重。利用潜在营养价值优化配方更是充分发挥植酸酶 的综合效益和降低饲料成本的有效工具。 例如： 1、在饲料中添加微生物植酸酶，可使磷的利用率提高50%-70%，粪磷 含量降低30%~50%。 2、在仔猪和生长猪饲料中添加植酸酶，可显著提高日增重和饲料转化率。 3、植酸酶和有机酸并用还能显著降低仔猪腹泻，减少仔猪死亡。 4、研究证明，植酸酶作为添加剂饲喂鸡，鸡的生长速度加快，并能有效提高 饲料转化率和磷利用率，添加植酸酶不仅提高磷的利用率，而且增强了鸡 对高温的耐受力。产蛋的鸡其蛋壳强度还有所改善。 （指刚出生的小猪，一直长到30公斤左右的猪，都称为仔猪 ） （以干物质计量的饲料消耗量和畜禽水产品重量增量比值的百分率称为饲料转 化率）
植酸酶在医学上的应用



近年的研究表明植酸的降解产物之一以1，2，6-IP3、1，2， 3-IP3和1，3，4-IP3等几种异构体为主的三磷酸肌醇（IP3） 具有广泛的生理功能。 IP3比植酸螯合钙镁离子的能力弱得多，但螯合过度金属离 子的能力却比植酸强，所以它不会造成体内的钙损失，却能 消除镉、铝等在体内的副作用以及消除体内的自由基；它具 有抗血小板凝聚的功能；它对不同类型的炎症具有消炎作用； 它对糖尿病也有良好的疗效：它作为一种新的神经肽拮抗剂 与其他药物一起使用对心血管、肾和大脑系统疾病具有良好 的疗效。 利用植酸酶来降解米糠中的植酸生产肌醇和肌醇磷酸盐正成 为新的研究热点。



中性植酸酶的展望

中性植酸酶作为一种新型绿色饲料添加剂,在推广应用上具有 极其广阔的空间。
对中性植酸酶的来源、性质、序列、结构及分子改造等方面 进行了较全面的综合, 将会为理解植酸酶的结构与功能关系 提供极有价值的参考。

从目前研究水平来看, 科研人员虽然对改造中性植酸酶的稳 定性进行了探索, 但仍未找到提升其热稳定的普遍有效的方法。

植酸酶的性质
植酸酶能降解原料中的植酸,使其成肌醇和磷
酸,提高植酸的利用率;同时还能提高食物中锌、 钙、铁等元素的吸收率，从而提高了食品的 营养价值。
植酸酶是蛋白质，对光、热较敏感。
不同微生物来源的植酸酶的性质有所不同。
植酸酶的用途—食品中的应用

消除植酸对矿物质元素的抗营养作用——植酸有很 强的络合能力，可与许多矿物质元素络合成未定的 复合物，从而降低了这些营养物质的利用率。植酸 酶能水解植酸，络合的营养物质可以释放出来，从 而提高了禽兽对矿物质的利用率。 恢复蛋白质的活性——日粮中添加植酸酶可以分解 被植酸络合的蛋白质和氨基酸，并终止植酸对其他 消化酶的抑制作用，从而促进机体的消化和吸收。

植酸优点
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植酸酶结构简介
是催化植酸及其植酸盐水解产生肌醇和磷酸(或者磷 酸盐)的一类酶的总称。 植酸酶水解植酸是分步进行的, 水解反应如图所示。 植酸酶将植酸分子的磷酸基团逐个切下, 形成肌醇 五磷酸酯至肌醇- 磷酸酯的不同的中间产物, 最终产 物是肌醇三磷酸与一些无机磷酸。但不同来源的植 酸酶其作用机理不完全相同。
植酸的破坏作用

植酸是饲料中主要的抗营养因子之一，它除了限制 磷、钙、锌、镁等矿物元素的利用外，还能与蛋白 质、淀粉和脂肪结合，降低内源淀粉酶、蛋白酶和 脂肪酶活性，使整个日粮的养分消化受到影响。
例子：刚断奶的仔猪，本身消化液就分泌不足，植 酸的存在使消化障碍变得更为严重，成为仔猪生长 的主要有害因子。 饲料中植酸磷含量越高，畜禽生产性能越差。
植酸酶的来源


主要来源有微生物及植物，微生物产植酸 酶一其生长周期短，酶产量高一级分离提 纯比较容易等特点，成为许多实验室提取 植酸酶的主要来源，目前研究最多的是真 菌，特别是各种曲霉，如无花果曲霉、米 曲霉、土曲霉等，它们能分泌具有高度活 力的胞外植酸酶。 除此之外植酸酶还存在于某些动物细胞中。

因此, 进一步加强中性植酸酶结构与功能关系的研究, 对于提 升其催化性能和稳定性具有极其重要的意义。
制取植酸酶的方法
微生物制取植酸酶的工艺目前主要有两种：
固体发酵（sSF）和液体发酵（sMF）。选择 某一特定生产工艺时应考虑培养条件、菌株 类型、底物特性以及营养素的利用率等因素， 因为这些都是影响产量的关键因素。 植物生物反应器生产植酸酶、动物生物反应 器、
农业中的应用
可以开发植酸酶菌肥，循环利用土壤中有机
磷； 还可用于谷物沉淀加工废弃物的处理和玉米 的湿磨加工中。
植酸酶的用途—生态环保中的应用
减少磷的排放，降低环境的污染——动物所
使用的饲料里的植物性磷(植酸）大部分通过 粪便排出，对土壤、江河湖泊、池塘等造成 污染，植酸酶能提高植酸磷的利用率，具有 巨大的生态效益。

植酸酶的用途—饲料生产加工工艺的应用 1
植酸酶作为一种由微生物发酵生产的酶制剂，
可以分解动物饲料中的天然有机磷。在饲料 中添加植酸酶可以代替部分磷酸氢钙，由于 饲料中天然磷被吸收，动物粪便中磷的排除 量可减少40%～60%，减少了畜牧场粪便中 磷排放对环境的污染。
水产中的应用2

饲料中添加植酸酶可以改善水产养殖动物对植物性饲料中磷 的利用，减少无机磷源的添加量，利于植物蛋白源部分替代 鱼粉，同时减少了对水体中磷的排放，减少水体污染。 例子：近年来我国迅猛发展的水产养殖业已经成为水体污染 的一个重要因素, 2008年初我国修订了水污染防治法, 其中 强调了对水产养殖污染防治的力度。 然而, 传统的酸性植酸酶, 不适用于我国水产养殖量最大无胃 的鲤科鱼类。因此, 中性植酸酶的开发和应用引起了越来越 多的科研关注。《中性植酸酶结构与功能关系研究进展》论 文中从中性植酸酶的来源、酶学性质、序列结构特点及分子 改造方面进行综述, 以此为改善中性植酸酶的热稳定性及其 蛋白质工程研究提供参考。 目前已分离出多种产中性植酸酶的芽孢杆菌, 主要是枯草芽 孢杆菌、地衣芽孢杆菌、淀粉液化芽孢杆菌及其它菌株等。
植酸酶
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生工2班 09202----
植酸
植酸即为肌醇六磷酸 （C6H18O24P6 ） 其是植物组织中磷的主要贮存形式，在谷物、豆类 和油料种子中都会存在。 一般它不能为人和动物消化吸收，排出体外造成环 境污染。(单胃动物（如猪、禽）由于其胃肠道内不分泌或

只分泌很少量的降解植酸的酶――植酸酶，故不能消化利用 植酸磷。)
发酵法制取植酸酶的研究


1)采用麸皮为主要原料, 经固体浅盘发酵制取的植酸酶, 原料 易得, 成本低, 生产过程无任何废物、废水污染, 且设备投资 少, 操作简单, 生产过程能耗少, 精制品植酸酶活力可达300 U������ g- 1, 还含有糖化酶、蛋白质(黑曲霉菌亦能分泌糖化 酶和蛋白酶)。本工艺制取植酸酶产品作为饲料添加剂简单 易行。 ( 2) 多数霉菌都能分泌植酸酶, 但含量极低。国外采用基因 工程技术, 构建植酸酶高效表达菌株。我国已有用菌母表达 植酸酶的基因工程菌, 但在生产上尚未见报道。因此生产上 选用黑曲霉菌作发酵用菌是否最合适, 未能与其它菌种比较, 另外发酵控制条件是否为最优技术参数需要进一步探讨。