植酸酶的研究進展【文獻綜述】

1、畢業(yè)論文文獻綜述生物工程植酸酶的研究進展摘要:植物中的磷大部分以植酸磷的形式存在，磷是各種動物必需的一種礦物元素, 單胃動物消化道屮無法分泌內源性植酸酶，單胃動物常用的植物性飼料屮約有的磷是以 穩(wěn)定的植酸鹽復合物形式存在的，不能被分解利用，既浪費資源，又對環(huán)境造成了磷污 染，植酸酶主要應用在飼料上，以分解飼料中的植酸鹽，使具中的磷被動物充分利用， 提高飼料的營養(yǎng)價值，同吋也保護了環(huán)境。植酸iw能夠把植酸徹底水解成肌醇和磷酸鹽, 提高植物性飼料中磷的利用率，同時也降低了糞便中有機磷的含量，減少了環(huán)境污染。 植酸酶添加劑冇助于捉高礦物質和微量元素的利用率，植酸酶不僅可用作動物飼料添加 劑，同樣可用

2、于食品添加劑。關鍵詞：植酸；磷；植酸酶；飼料；環(huán)境植酸學名為六磷酸肌醇，它是一種淡黃色或淡褐色的黏稠液體，溶于水、乙醇和丙 酮。是牛物體中磷元素的最主要的儲存形式。植物中的磷大部分（60%70%）以植酸磷的 形式存在，單胃動物消化道屮無法分泌內源性植酸酶，飼料屮大量的植酸磷不能被利用 而隨糞便排入環(huán)境，既浪費資源，又對環(huán)境造成了磷污染，在加上植酸可以螯合鋅、鈣、 鎂等金屬離子、氨基酸以及一些功能蛋白質，形成了穩(wěn)定的不溶性復合物，抑制它們的 生物活性，因此對動物的正常代謝造成很大的影響。為了滿足家禽對磷的營養(yǎng)需要普遍采用的是在飼料中添加可利用的飼料無機磷一 磷酸氫鈣等，但帶來的問題是一方而消耗了

3、大量的寶貴的磷礦資源，另一方而飼料中大 量未被消化的磷被排出動物體外，并對環(huán)境造成了嚴重的污染。植酸酶能夠把植酸徹底水解成肌醇和磷酸鹽，從而提高了磷元索的利用率，提高植 物性飼料屮磷的利用率，釋放許多有益的金屬離子，減少只算的抗營養(yǎng)作用，同吋也降 低了糞便中有機磷的含量，減少了環(huán)境污染。在國外，植酸酶在生產技術上已取得了突破性的進展，并己冇產品投放市場。我國 飼料工業(yè)也將植酸酶的開發(fā)為一個專項的發(fā)展規(guī)劃。目麗，植酸酶的研究及其在雞、豬 fi糧中的應用已成為飼料工業(yè)部門和養(yǎng)殖業(yè)關注的焦點。1、植酸酶的發(fā)展歷程1907年在米糠中首先發(fā)現了植酸酶，之后對生物內的植酸酶進行了長期的研究。到 1911年

4、，發(fā)現微生物也可產生植酸酶，首先在小鼠體內證明了植酸經植酸酶分解后產生 的肌醇和磷進人血液循環(huán)。到目前為止，人們已經知道植酸酶存在于細菌、真菌及植物 中，如殼類、豆類種子、花粉等。另外，在脊椎動物的紅血球及哺乳動物中也發(fā)現有少 量的植酸酶存在。目前植酸酶最冇發(fā)展前途的思路是通過基因工程的手段克隆植酸酶基因，然后在生 物反應器中進行高效表達，以解決植酸酶在原始天然材料中含量太低而難以大量提取的 問題或在分子水平上改造植酸酶基因，從而改變植酸酶的酶學性質，捉高在飼料屮的有 效性加強植酸酶固態(tài)發(fā)酵的研究，通過誘變處理和條件優(yōu)化，提高菌株在固態(tài)發(fā)酵時植 酸酶的水平，同時兼冇一定量的其它酶系如纖維索酶、

5、酸性蛋白酶等。2、植酸酶在食品工業(yè)屮的應用植酸酶是一種新型的食品添加劑，能夠降低食物中的植酸而提高磷、鋅、鈣、鐵等 的吸收率。酶活性因植物的種類不同而冇著很大差異，黑麥、小麥、大麥和小麥就農作 物中的植酸酶活性很高，而玉米、燕麥和大豆餅中的植酸酶活性反而很低，有的甚至沒 冇活性，通常在這領域的研究主要集中在改善人體對礦物質的吸收和提高食品加工技 術。(1) 改善人體對礦物質的吸收在谷類和豆制品屮，植酸能抑制鐵的吸收。研究發(fā)現，六磷酸肌醇和五磷酸肌醇都 可抑制鐵的吸收。三磷酸肌醇和四磷酸肌醇單獨時沒有這種副作用，但當與六磷酸肌醇 和五磷酸肌醇共存時將會加強對鐵的抑制。這與人體缺鐵有很人聯系，如嬰

6、兒普遍缺鐵, 在孕育期的婦女和素食者屮缺鐵的現象更為嚴重。因此，為提高谷物及豆制品屮鐵的吸 收，最好將肌醇磷酸鹽降解為比三磷酸肌醇低的肌醇磷酸鹽形式。(2) 捉咼食品加l技術有些食品加工方法如烹飪、熱水煮、發(fā)酵、浸泡等可以減少或除去豆制品中相當多 的植酸。研究表明使用植酸酶減少食物中植酸的含量可能會更冇效。小麥本身含冇植酸 晦，可以降解部分植酸卿，但降解量有限。研究發(fā)現，在面粉中加入植酸卿，植酸幾乎 可以被完全降解，可以大大提高植酸的降解率。人的小腸中，植酸酶的活性極低，難以 利用植酸鹽，在而團屮加入同位素鐵，通過測定人血液紅細胞屮的鐵含量來檢測植酸酶 對鐵吸收的影響，發(fā)現在面團中加入黑曲霉植

7、酸酶，鐵的吸收率從14.3%提高到6.1 %, 提高了 98 %。因此，在面團中添加植酸酶可大大提高植酸酶的降解率。3、植酸酶在仔豬飼料屮的應用研究表明，500 ftu/ kg植酸酶使1/3的植酸磷被分解，從而豬糞磷排出量減少 34 %54 %。也使仔豬平均增質量捉高12%16 %,飼料轉化率捉高了 6% ,磷的利用 率提高了 28 %-84 %。添加1000 ftu/ kg植酸酶使玉米豆粕中磷的利用率提高了 43 %-57 %o在質量為&18 kg斷奶仔豬日糧屮用750 ftu/ kg植酸酶替代全部的無機磷 后，顯著地提高了磷沉積量，糞中磷排泄量也隨z降低，血液中磷和鈣及堿性磷酸酶活

8、 性均接近正常水平。但要維持仔豬正常血清磷和鈣水平，植酸酶的添加量需達到1250 u/ kgo若在不同能量水平的仔豬日糧中添加750 ftu/kg植酸酶，可以提高長口 x榮昌雜 交仔豬的生長性能，也可降低仔豬增質量的飼料成本。(4) 植酸酶在生長豬飼料中的應用最新研究表明，在生長豬h糧中只降低磷含量添加植酸酶不能夠使生長豬的生產性 能達到正常水平，隨著磷水平的降低，應該同吋降低鈣水平，從動物采食量和生長速度 及血液生化指標綜合考慮比較適宜的鈣和磷比為1.4： lo在玉米豆粕型h糧屮添加植酸酶時，不同磷水平和鈣磷比對生長肥冇豬生產性能 的影響，在日糧中添加植酸酶降低日糧磷水平，生長期內平均口增質

9、量有所升高但差異 不顯著，而料重比下降。在肥育期內，平均f1壇質量隨磷水平的升高而降低，這口j能是 由于添加植酸卿，降低日糧屮磷水平，提高植酸酶的效力，同樣促進蛋白質及微量元索 等其他營養(yǎng)物質的消化率。(5) 植酸酶在雞飼料中的應用研究表明，在雞的飼料中家植酸酶添加劑，雞的生長速度加快，并能有效地提高飼 料轉化率和磷利用率，還不僅提高磷的利用率，而且增強了雞對高溫的承受能力。(6) 植酸酶在蛋雞飼料屮的應用添加植酸酶到蛋雞飼料中，使排泄磷大幅度降低，表現了植酸酶將植物性飼料中 的植酸水解，釋放出雞可吸收的磷。在產蛋雞飼糧屮添加300 iu/ kg植酸酶可以達到添 加1. 3 %的磷酸氫鈣的飼養(yǎng)

10、效杲，而且蛋殼強度得到改善。在2-10周齡的海蘭褐蛋雞 飼糧中添加5%的麥秋作為植物性植酸酶的來源時，蛋雞的生長性能比較好，而蛋白質、 鈣和磷的利用率也較高。在蛋雞日糧屮禾木植酸酶替代一部分來源于磷酸氫鈣的無機磷 的最適合比是0.13 %的有效磷，即可替代約75 %的磷酸氫鈣。150u/kg植酸酶添加量 就可達到與目前市場上普遍使用300 ftu/ kg植酸酶相同的效果，也能滿足蛋雞磷的需 耍。(7) 植酸酶在魚飼料中的應用研究表明，植酸酶用于魚餌料屮可著提高餌料屮磷的利用率，加快血體增質量，促 進骨骼中磷的沉積，減少礦物元素添加劑用量，降低餌料系數。植酸酶應用前景隨著植酸酶生產技術的改進，人

11、們?；钏降牟粩嗵岣?，膳食結構趨向合理化，植 酸酶作為一種新型的食品添加劑必將冇非常好的應用前景。我國是養(yǎng)殖和飼料大國，并 存在飼料資源不足及磷污染環(huán)境兩方面嚴重的問題，植酸酶有助丁解決兩個問題。隨著 科技的發(fā)展，植酸酶研究的不斷深入，高活性植酸酶的表達，生產成本的下降，人們對 環(huán)保意識的逐漸增強，國家法規(guī)執(zhí)行力度的不斷加強，植酸酶產品在畜禽養(yǎng)殖中的應用 必將越來越廣泛。結語在單胃動物口糧添加植酸酶不僅能改善動物各方面的生產性能，還減少糞磷排出， 減輕磷對環(huán)境的污染。而且，用植酸酶替代磷源，隨著基因工程和發(fā)酵技術的提高，植 酸酶會越來越便宜。因此，用植酸酶部分或全部取代無機磷鹽和骨粉，是豬雞生

12、產的重 要研究。參考文獻1 史鵬飛，樊文娜，高騰云，汪垠鋒，潘軍.植酸酶在飼料工業(yè)中的應用.河南農業(yè) 大學牧醫(yī)工程學院.2010, 20-39. 康偉，王智，馮雁.植酸酶最新研究進展.吉林大學.2005, 25 (2) 94-96.3 崔富昌.米曲霉植酸酶的分離純化、性質研究及其基因的克隆.山東大學.2006, 20-39.4 楊亞珍，張建民，余歡.黑曲霉液體發(fā)酵產植酸酶條件的研究.飼料工業(yè).2007, 28(5)： 27-28. 葉明，沈君子，葉敏，孫漢巨，劉國慶.高產植酸酶菌株的選育及發(fā)酵條件優(yōu)化.合 肥工業(yè)大學生物與視頻工程學院.2009, 34 (4)： 10-136 劉生峰，彭遠義.植酸酶基因工程研究進展.曲南農業(yè)大學動物科技學院.2003, 7(2) 94-96.7