植酸酶的作用及影响其活性的因子

　　E.T.KORNEGAY

　　动物和家禽科学系，维吉尼亚工艺学院和州立大学，3060Litton-ReavesHall，Blacksburg，VA24061，美国

　　引言

　　植酸酶是二十世纪90年代酶制剂工业的一大奇迹，可与二十世纪40年代大豆作为生产优质植物蛋白的奇迹相提并论。向猪、家禽和鱼日粮中添加微生物植酸酶或者含有较高植酸酶的饲料原料，可以大量释放天然以植酸盐形式存在的磷，从而显著降低为满足动物对磷的需要而必须向日粮中添加的无机磷的量。最终降低环境中磷的排泄量（20%-50%）。

　　最初人们使用微生物植酸酶的目的是降低磷的排泄，因为当今猪鸡的商业化生产，导致产生了大量畜禽粪便，当把这些粪便过量施于田地后，会导致地表和土壤营养物质的富集。这样会潜在的污染环境，并最终促使很多国家通过立法，要求饲养场实施营养控制方案，以减少粪便堆环境的污染。

　　研究越来越清楚地表明，在猪鸡日粮中使用足够的植酸酶可以同时改善钙、锌、蛋白质/氨基酸和能力的利用率。这是因为猪鸡日粮中的主要原料籽实或来自籽实的产品中，60%-80%的磷以植酸或植酸盐形式存在。植酸盐又与其他营养成分复合，因此与植酸盐复合的磷及其他营养成分不能被动物利用和排泄。

　　本章将要简单综述植酸盐、植酸酶以及微生物植酸酶在猪、鸡和鱼日粮中使用，对改善磷、钙、锌、氨基酸、蛋白质和能量的利用率的作用，另外还要讨论一下影响植酸酶活性的因素。

　　植酸盐

　　植酸盐的产生和结构商品猪鸡日粮中的主要饲料原料是植物籽实（如：谷实类）或者籽实产品（如：油料籽粕和谷物副产品）。这些饲料原料中大量磷以植酸盐形式存在（表10.1）。植酸（二氢肌醇1，2，3，4，5，6六磷酸）是所有种子的必要组成部分，种子在成熟期会迅速沉积植酸（Asada等，1969）。在小麦中主要存在于麸皮（糊粉层，外种皮和果皮）中；玉米中的植酸盐则主要存在于胚芽中；豆科籽实的植酸盐主要积累在子叶中，如大豆中植酸与蛋白结合在整个种子中均有分布（Baker，1991）；与大豆相比，油菜籽中植酸盐在种子组织中更多，而大豆中的植酸盐比较分散（Kratazer和Vohra，1986）。各种食品和饲料原料的植酸含量的详细资料可在Oberleas和Harland（1981），Ingelmann等（1993），Eeckhout和DePaepe（1994）以及Ravindran等（1994，1995b）的综述里查到。

　　植酸态磷的生物学利用率

　　猪和鸡对谷物和油籽产品中磷的生物学利用率均较低，因为这些动物对植酸态磷的利用率有限（表10.2）。玉米和豆粕中的磷对猪和禽的生物学利用率只有10%-30%（Nelson，1967；Calvert等，1978；Jongbloed和Kemme，1990；Cromell，1992）。这种植酸态磷的低可利用率给生产带来两个问题：（ⅰ）需要向日粮中添加无机磷；（ⅱ）向粪便中排泄大量的磷。

　　表10.1一些常见饲料原料中以植酸盐形式存在的磷量和植酸酶活性

　　a：数据来自Ravindran（1996）和Ravindran等（1994，1995a）

　　b：数据来自Eeckhout和DePaepe（1994）。一个植酸酶活性单位是指在pH=5.5和37℃（98.6℉）条件下，以1umol/min的速度，自5.1mM的植酸溶液中释放无机磷。

　　表10.2常见饲料原料中磷对猪的生物学利用率和对禽的非植酸磷含量

　　a：数据来自Cromwell（1992）；

　　b：相对于磷酸一钠的可利用磷，以磷酸一钠磷的可利用率为100；

　　c：NRC（1994）-家禽。

　　结合营养成分的潜力