植酸酶的作用及其應(yīng)用.doc

1、植酸酶的作用及其應(yīng)用摘要：磷是畜禽營養(yǎng)物質(zhì)中功能最多的營養(yǎng)素之一。家畜必須從飼料中得到充足的磷才能維持正常生命和生產(chǎn)活動(dòng)。本文簡要的介紹了植酸酶的來源、作用，并闡明了植酸酶在不同動(dòng)物不同生長階段添加植酸酶對(duì)其生產(chǎn)性能、飼料利用率的影響，以及植酸磷影響植酸磷作用的因素關(guān)鍵詞：植酸酶 生產(chǎn)性能 飼料利用率 磷是畜禽營養(yǎng)物質(zhì)中功能最多的營養(yǎng)素之一。畜禽必須從飼料中得到充足的磷才能維持正常生命和生產(chǎn)活動(dòng),單胃動(dòng)物(豬、雞)飼料中植物性飼料所占比例很大,雖然飼料中總磷含量較高,但可被單胃動(dòng)物利用的有效磷卻不足。谷物飼料中磷的主要以植酸和植酸鹽的形式存在,絕大多數(shù)單胃動(dòng)物不能充分消化、利用植酸和植酸鹽中的

2、磷, 這不僅增加了飼養(yǎng)成本而且,未被動(dòng)物消化吸收的磷還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。此外,植酸鹽能絡(luò)合某些營養(yǎng)物質(zhì),降低其在動(dòng)物體內(nèi)的消化吸收率, 是一種抗?fàn)I養(yǎng)因子。因此，因此就需要在畜禽的飼料中需要添加一種易于被腸道消化的磷飼料。通常添加無機(jī)態(tài)的磷酸氫鈣。但是磷酸氫鈣是不可再生的礦物資源，并且在市場(chǎng)上的價(jià)格很昂貴，最近的研究表明,日糧中添加植酸酶可取代磷酸氫鈣，他可分解植酸和植酸鹽，促進(jìn)飼料中植酸和植酸鹽的分解，使與磷及磷酸根結(jié)合的內(nèi)源性酶和其他營養(yǎng)素得以釋放和利用，減少糞磷對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)省無機(jī)磷酸鹽的添加。提高植物性飼料中磷的利用率。11植酸酶1.1植酸酶的來源在自然界中,植酸酶廣泛存在于動(dòng)植物組織

3、和微生物中。相對(duì)于植物和動(dòng)物來源的植酸酶說，來源于微生物的植酸酶作用范圍廣和穩(wěn)定性較好，易規(guī)?；a(chǎn)，畜禽日糧中植酸酶的來源主要有兩個(gè)途徑：1)有些植物及其加工副產(chǎn)品本身含有較高活性的植酸酶，如小麥和小麥麩本身含有的植酸酶活高達(dá)1 193 IU/kg和2 957 IU/kg，且通過發(fā)芽或發(fā)酵還可進(jìn)一步提高其活性；2)在飼料里添加微生物來源的植酸酶。而在畜禽消化道作用的植酸酶有4個(gè)可能來源：小腸內(nèi)分泌；腸道微生物產(chǎn)生；飼料中的內(nèi)源性植酸酶；外源微生物產(chǎn)生的植酸酶。其中,外源植酸酶是植酸水解的主要催化劑。31.2植酸酶的功能節(jié)磷 我國磷資源并不豐富，磷礦資源具有不可替代性和不可再生性，植酸酶的使用

4、可有效節(jié)約無機(jī)磷的消耗。據(jù)試驗(yàn)，在蛋雞配合飼料中，每噸添加1008 500(單位乍的植酸酶，可降低0.12%的有效磷使用，相當(dāng)于每噸飼料中減少7.5 kglttJ磷酸氫鈣，節(jié)磷潛力巨大。提高植酸磷的利用率 .植物性飼料都含有1%5%的植酸鹽，這些鹽的含磷量占飼料總含磷量的60%80%。由于單胃動(dòng)物消化道內(nèi)不含植酸酶，導(dǎo)致其無法或不能很好的利用植物性飼料中的磷，而磷在動(dòng)物體內(nèi)的作用是不可代替的。研究表明，植酸酶能有效地提高植酸的利用率，其可使植物性飼料中磷的利用率提高60%，糞便中磷的排出量減少40%7。消除植酸對(duì)礦物元素和蛋白質(zhì)的抗?fàn)I養(yǎng)作用 植酸具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，可與許多礦物元素和蛋白質(zhì)絡(luò)合

5、形成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而降低了這些營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。植酸被植酸酶水解后，絡(luò)合的營養(yǎng)物質(zhì)即被釋放出來，提高了畜禽對(duì)礦物質(zhì)的利用率及蛋白質(zhì)、氨基酸的消化率。對(duì)Zn2+、Cu2+Fe2+、Mg2+尤其明顯，并維持了動(dòng)物礦物營養(yǎng)的平衡，進(jìn)而改善了動(dòng)物組織健康?；謴?fù)消化酶的活性 植酸可以絡(luò)合蛋白質(zhì)，因此會(huì)抑制體內(nèi)多種水解酶的活性。日糧中添加植酸酶可以分解被植酸絡(luò)合的蛋白質(zhì)和氨基酸，并終止植酸對(duì)其他消化酶的抑制作用，從而促進(jìn)機(jī)體的消化和吸收。Lei等對(duì)豬的試驗(yàn)表明，植酸酶可以提高蛋白質(zhì)消化率另有研究表明，在玉米豆粕型日糧中添加植酸酶，可提高火雞對(duì)氨基酸的消化率，而且日糧蛋白質(zhì)水平越低，提高程度越大。這說明植

6、酸和蛋白質(zhì)絡(luò)合鍵被植酸酶打開，并降低了植酸的水平，從而減輕了植酸對(duì)胃蛋白酶和胰蛋白酶等消化酶的影響。 2減少磷的排泄，降低環(huán)境污染 植物性飼料中，三分之二的磷以植酸磷的形式存在，而單胃動(dòng)物由于體內(nèi)無相應(yīng)的分解酶很難利用，飼料中的植酉鱗大部分通過糞便排出，對(duì)土壤、江河湖泊、池塘造成嚴(yán)重污染;植酸酶可提高植酸磷利用率30%一40%，即意味著降低了30%一40%的植酸磷的排出量，具有巨大的生態(tài)效益。 2植酸酶在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用由于反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)微生物能合成包括植酸酶在內(nèi)的多種消化酶，所以植酸酶多數(shù)情況下在非反芻動(dòng)物飼料中使用。52.1在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用由于單胃動(dòng)物自身不能分泌分解植酸鹽的植酸酶，故其

7、不能利用植酸鹽中的磷，在飼糧中添加植酸酶可以有效地分解飼料中的植酸，釋放無機(jī)磷，提高飼料中植酸磷的利用率。在加成年公雞日糧中添加植酸酶，結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，磷真消化率分別提高3.03%、0.12%、16.90%、37.71%和28.14%（P0.05），蛋白質(zhì)表觀消化率提高0.24%4.00%；賴氨酸表觀消化率提高1.01%4.82%，且磷真消化率、表觀代謝能、蛋白質(zhì)和賴氨酸表觀消化率分別與日糧的植酸含量呈負(fù)線性關(guān)系。在30周齡海蘭白蛋雞日糧中添加不同水平的植酸酶及磷酸氫鈣，結(jié)果表明，同時(shí)添加植酸酶和磷酸氫鈣的試驗(yàn)組比對(duì)照組產(chǎn)蛋率、蛋重、蛋殼強(qiáng)度及飼料轉(zhuǎn)化率均有提高，且試驗(yàn)組產(chǎn)蛋率與對(duì)照組

8、相比差異顯著（P0.05）。在肉鴨基礎(chǔ)日糧（玉米-豆粕型）中添加植酸酶400 Ukg-1，結(jié)果表明，添加植酸酶可改善鴨生長性能，提高脛骨中灰分、鈣磷的沉積，提高鈣、總磷和植酸磷的利用率，并減少糞磷的排出，同時(shí)使血鈣、血磷濃度和堿性磷酸酶的活性維持在正常水平。6在低有效磷日糧中添加不同水平的植酸酶對(duì)肉鴨脛骨、血清、肝臟、排泄物中礦物元素的沉積和利用的影響，指出低有效磷日糧中添加植酸酶可以提高肉鴨對(duì)植酸磷、總磷、鈣的利用率，減少排泄物中植酸磷、總磷和鈣的含量（P0.05），提高肉鴨脛骨中灰分、灰分中鈣、磷及血清中無機(jī)磷的含量（P0.05），提高了肉鴨對(duì)錳、鋅的利用率，降低銅、鐵的利用率（P0.05

9、），且植酸酶促進(jìn)了肉鴨肝臟中錳、鋅的沉積，降低了銅、鐵在肝臟中的沉積（P0.05），添加植酸酶組能顯提高飼料磷表觀消化率（P0.05）。2.3植酸酶在水產(chǎn)中的應(yīng)用大量研究表明，在飼料中添加植酸酶，可以改善水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物對(duì)植物性飼料中磷的利用，減少無機(jī)磷源添加量，利于以植物蛋白源部分替代魚粉，同時(shí)減少了水體中磷的排放，有利于減輕對(duì)水體的污染。王愛民等（2007）報(bào)道，在異育銀鯽飼料中添加不同濃度的植酸酶，提高了異育銀鯽對(duì)蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)元素的利用率，促進(jìn)魚體生長，提高飼料利用率，減少磷排泄，并以日糧中添加1 000 FTU/kg的植酸酶效果顯著。2.4在其他動(dòng)物方面的應(yīng)用 在獺兔、櫻桃谷鴨、鵪鶉的飼

10、糧中添加不同水平的植酸磷均可以不同程度的增加其對(duì)飼料的利用率，生產(chǎn)性能都有明顯的提高。3使用植酸酶的注意事項(xiàng)3. 1飼料種類及飼糧的組成成分植酸酶只作用于植酸,飼料中有足量的植酸,添加植酸酶才有實(shí)際價(jià)值。研究表明,飼料中植酸磷含量在0. 2%以上時(shí)使用植酸酶才有效。餅粕類飼料中植酸磷含量較高,應(yīng)用植酸酶可充分發(fā)揮其作用。玉米-豆粕型日糧中植酸磷含量雖不高,但因玉米、豆粕自身植酸酶活性很低,添加植酸酶也有一定作用。家禽日糧中缺乏維生素D和鈣時(shí)植酸酶的利用率降低,添加維生素D和鈣可提高植酸酶的利用率2。3. 2動(dòng)物種類及年齡反芻動(dòng)物瘤胃微生物能產(chǎn)生植酸酶,可以有效地水解植酸鹽,因此反芻動(dòng)物不用考慮

11、植酸酶的添加問題。單胃動(dòng)物腸道黏膜中的內(nèi)源性植酸酶及腸道微生物產(chǎn)生的植酸酶活性很差,一般認(rèn)為成年單胃動(dòng)物腸道中植酸酶活性高于幼齡動(dòng)物,豬高于雞。因?yàn)樨i的消化道比禽類長,豬進(jìn)食后需要1824 h才開始排出糞便,約12 h才能排完。相比之下,禽類則要快得多,如雞進(jìn)食后需要24 h開始排出糞便,禽消化道比較短,飼料利用率低,故酶的添加比例或酶活性要求高一些。3. 3酶的來源、含量、活性和穩(wěn)定性酶具有高度的專一性和特異性。不同動(dòng)物品種和不同生長階段要求植酸酶的種類和數(shù)量不同。一般消化道前段的酸性環(huán)境適合來自于真菌的植酸酶,消化道中段的偏酸性環(huán)境到中性環(huán)境適合來自于細(xì)菌的植酸酶。植酸酶生產(chǎn)所用的菌種及生

12、產(chǎn)工藝對(duì)酶活性及穩(wěn)定性有很大影響,因此在選擇使用產(chǎn)品時(shí)應(yīng)對(duì)廠家的生產(chǎn)條件有所了解。在一定范圍內(nèi),植酸酶含量升高酶催化反應(yīng)的速度也隨之加快,但當(dāng)其超過臨界濃度時(shí),植酸酶的活性可被抑制。3. 4飼料加工工藝在植酸酶應(yīng)用過程中,一些飼料添加劑成分對(duì)植酸酶的活性也有一定影響。特別是在飼料加工儲(chǔ)存過程中,液體膽堿和含水的金屬硫酸鹽都能導(dǎo)致植酸酶部分失活,這可能是水分與植酸酶相互作用的結(jié)果。因此,在飼料加工過程中應(yīng)盡量避免植酸酶與高水分含量的飼料添加劑長時(shí)間混合。植酸酶對(duì)熱、光較敏感,在飼料生產(chǎn)過程中,由于粉碎、預(yù)混、制粒及其他添加劑的影響都可能使酶的活性受損甚至變性。使用酶制劑應(yīng)盡可能減少生產(chǎn)工藝對(duì)酶活

13、性的影響,特別是制粒溫度最好不超過75,以保證酶制劑有較好的作用效果。在顆粒飼料中應(yīng)用植酸酶最好選用包膜型等耐高溫的植酸酶品種或用液體植酸酶在制粒后噴涂。3. 5溫度、水分和pH值不同來源植酸酶的最適pH值不同,植物性植酸酶的最適pH值在4. 86. 0之間,微生物植酸酶所耐受的pH值范圍比大多數(shù)植物性植酸酶要寬,一般pH值在2. 56. 0之間,植物性植酸酶的最適溫度為4762。另外添加植酸酶的飼料應(yīng)保持適宜的水分。3. 6鈣和總磷的比例植酸酶提高磷利用率的作用與日糧中鈣水平有關(guān),高鈣可降低植酸酶的活性和效率。4結(jié)語眾多的研究表明在畜禽的飼糧中添加植酸酶可以降低畜禽糞便中磷的含量,提高了飼料的利用率和動(dòng)物的生產(chǎn)性能。他作為一種性能優(yōu)良、環(huán)保型飼料添加酶制劑，另外還由于人們對(duì)環(huán)保的日益關(guān)注,生產(chǎn)并使用高質(zhì)量、功能強(qiáng)、低污染型日糧, 植酸酶產(chǎn)品具有廣泛的應(yīng)用前景和潛在的商業(yè)價(jià)值。目前,植酸酶已經(jīng)被應(yīng)用在多種動(dòng)物飼料中,以蛋雞料中的應(yīng)用最成熟。然而事實(shí)上,肉雞、豬以及水產(chǎn)種還有很大的發(fā)展空間，而這類飼料對(duì)植酸酶產(chǎn)品的高溫穩(wěn)定性