招志杰

（廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)引育種中心，廣西 南寧530031）

在一些以植物蛋白為主要材料的日糧中，適當(dāng)?shù)奶砑又行灾菜崦改軌蚣铀倭椎乃?，這樣就減少了無機(jī)磷，從而提高了鯽魚對(duì)飼料中磷、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的吸收，促進(jìn)了營養(yǎng)物質(zhì)在鯽魚體中的積累，減少了糞磷的排出量，有利于鯽魚的生長。此外，無機(jī)磷的減少還減輕了環(huán)境污染。

1 植酸酶的種類及來源

植酸酶是一種肌醇水解酶，也是一種磷酸水解酶，可以降解植物酸和鹽的飼料。植酸酶可根據(jù)植酸酶的結(jié)構(gòu)，分為2種植酸酶。一般的植酸酶包括非特異性磷酸酶。植酸酶主要存在于植物種子的胚芽中，當(dāng)植酸酶干燥后就會(huì)失去活性。只有在伴隨著種子發(fā)芽的過程被激活時(shí)，它才能被水解提取出植物酸。在干燥、高溫、pH值低下的條件下，酶變得不活躍，且容易因底物和產(chǎn)物的植酸鹽抑制作用較強(qiáng)，難以在動(dòng)物胃中較低的情況下發(fā)揮作用。目前，大多數(shù)研究是由曲霉菌的尼日爾和黑曲霉產(chǎn)生的植酸酶，它們的植酸酶可以催化植物酸轉(zhuǎn)化為正磷酸。

2 植酸酶的特性

植酸酶是催化植物酸、植酸和水解酸（或磷酸鹽）酶的一般名稱。從化學(xué)角度上說這是一種磷酸單酯水解酶，分為植酸酶和酸磷酸酶。植酸酶有2種類型，當(dāng)其最佳pH值為2.5時(shí)，主要是分解胃中的植酸。當(dāng)植物的最佳pH值是5.5時(shí)，這是動(dòng)物腸道內(nèi)的植物酸分解的原因。酸性磷酸酶有2種，二者的最佳pH值分別在2.5左右和5.5左右。植酸酶只能將植酸分解為磷酸肌醇，不能分解為肌肉和磷酸。磷酸肌醇的分解需要酸性磷酸酶的存在，酸磷酸酶可以完全分解為肌肉和磷酸。

3 植物植酸酶的分布

植酸酶主要分布在許多作物種子和天然副產(chǎn)品中，如小麥、大麥、黑麥、燕麥、玉米、大米、豆類等植物種子中。作物品種不同，其種子中的植酸酶的活性也有很大的差別，籽粒的分布也有所差異。植酸酶活性較低的作物有玉米、高粱和油菜籽等，而麥作物和玉米蒸餾的植酸酶含量卻很高。小麥的植酸酶大多是藏在谷殼中。在小麥不同部位的植酸酶活性測定中，內(nèi)胚層、子葉層和烯酸酶在小麥種子總活性中所占的比重為89%。在種子休息期間，植物和植物分離，但在種子萌發(fā)、加工和動(dòng)物消化過程中，酶和植酸酶相互接觸，使植物被分解。

4 影響植酸酶活性的因素

植酸酶的活性最佳時(shí)期有2種，其pH值分別為2.5和5.5。當(dāng)pH值為7時(shí)植酸酶的活性就很低。張?zhí)炷系热嗽趯?duì)肉雞消化系統(tǒng)pH環(huán)境的研究中，發(fā)現(xiàn)了植酸酶的活性，其最佳pH值為5.5。pH環(huán)境對(duì)植酸酶的影響可以說是非常大了。當(dāng)環(huán)境的pH值遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到最佳pH值時(shí)，它的活性就會(huì)迅速下降，而大部分的酶活性損失發(fā)生在30min內(nèi)，然后趨于穩(wěn)定。在pH值3和0.6的條件下，加入了胃蛋白酶和胰蛋白酶后，磷酸酶活性進(jìn)一步降低，然后趨于穩(wěn)定，但與胃蛋白酶相比，胰蛋白酶對(duì)植物酶活性的影響更大。在不同的pH值條件下，雙葉酸酶測定酶活性的6種類型，當(dāng)pH值為5、6種的酶活性明顯下降時(shí)，其相對(duì)酶活性pH值在0～0、42%、24%、30%、45%和52%的情況下分別下降到60%、43%。

5 植酸酶的應(yīng)用效果

5.1 植酸酶在雞飼料中的應(yīng)用效果

植酸鹽在家禽營養(yǎng)中是一種陰離子分子，它與帶正電荷的營養(yǎng)成分結(jié)合有很強(qiáng)的能力，難以消化，所以磷的植酸鹽可以單獨(dú)使用，顯示其營養(yǎng)特性。在對(duì)植酸酶的研究中，添加了植酸酶，增加了鈣和磷的吸收率，在日增益與植酸酶水平之間存在顯著的二次相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。隨著植酸酶的增加，脛骨的強(qiáng)度呈現(xiàn)出增加二次曲線的趨勢（P＜0.1）。

5.2 植酸酶在豬飼料中的應(yīng)用效果

在豬飼料中添加植酸酶大大提高了磷的利用率，減少了糞便中磷的含量，提高了很多營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和消化，如蛋白質(zhì)和氨基酸等，排泄率降低了很多。在植物中螯合物、鋅、銅、鐵及其他礦物元素也得到了充分的利用。在16d左右的時(shí)間里，將植酸酶添加到豬的飼料中，它的生長性能、骨骼強(qiáng)度呈線性增長；當(dāng)每一種飲食中加入的植酸酶達(dá)到12500個(gè)/kg時(shí)，磷、鈣和鎂的吸收量就增加了10倍。植酸酶永剛、劉高“對(duì)肥豬生長的影響”實(shí)驗(yàn)，低磷條件添加植酸酶可提高豬的平均增益和飼料報(bào)酬，但不到10%。通過添加500kg/kg的植酸酶來提高豬的生產(chǎn)性能和營養(yǎng)消化率，提高某些氨基酸的消化率是最好的。

5.3 植酸酶在魚飼料中的應(yīng)用效果

大部分的魚飼料是基于植物的原料，大多數(shù)的磷是由植物酸混合而成的，這對(duì)魚類來說是很難消化的。滿足魚對(duì)磷的需求，增加了大量的磷飼料，因?yàn)轸~缺乏內(nèi)源植酸酶分解植酸，就會(huì)導(dǎo)致大量的植酸磷被排出體外：浪費(fèi)了磷；磷進(jìn)入土壤或者進(jìn)入到排泄水中，水產(chǎn)養(yǎng)殖如果運(yùn)用排水磷的飼料來源于在水中的浮游植物水華，甚至可能誘發(fā)紅湖，造成滸苔涌入大海，河流和湖泊，水帶來巨大的損失。

作為一種新型的綠色添加劑，在中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，大家對(duì)水資源環(huán)境的保護(hù)越來越重視，而植酸酶促進(jìn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)成為可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此植酸酶的應(yīng)用前景更甚是廣闊。

6 植酸酶基因工程的發(fā)展

植酸酶有2個(gè)基因工程問題：植酸酶表達(dá)水平太低的天然材料，這使植酸酶大規(guī)模生產(chǎn)和生產(chǎn)成本高的問題，通過基礎(chǔ)網(wǎng)格工程使用生物反應(yīng)器成千上萬倍，以改善其表達(dá)式；天然植酸酶的某些性質(zhì)不適合飼料加工和飼料育種。基因在分子水平上的操縱將會(huì)改善這些性質(zhì)。

植酸磷存在于很多飼料植物中，如小麥、大豆等種子，如果這些種子自身具有有大量的植酸酶，在喂養(yǎng)的過程中動(dòng)物的胃搭便車，植酸磷又起到降解飼料的作用，從而消除植酸酶生產(chǎn)飼料添加劑添加，一個(gè)石頭砸死2只鳥，這無疑是最好的植酸酶的應(yīng)用程序。

7 未來展望

在未來，植酸酶的研究重點(diǎn)是：從基因工程入手，應(yīng)用代謝工程技術(shù)，推動(dòng)高效生物反應(yīng)器的技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用，促進(jìn)重組微生物和轉(zhuǎn)基因植物的使用，如生產(chǎn)飼料酶呈指數(shù)倍上升；推廣植酸酶的大量應(yīng)用，如植酸酶在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用，改良土壤的應(yīng)用，在生物反應(yīng)器的應(yīng)用等。隨著研究的不斷完善，希望在不久的將來，植酸酶能夠不斷發(fā)展，普遍于需要它的各個(gè)領(lǐng)域，引領(lǐng)我國的畜牧業(yè)邁出很大的一步。

8 總結(jié)

植酸酶不僅可以促進(jìn)無機(jī)磷等營養(yǎng)物質(zhì)的充分利用，對(duì)動(dòng)物的生長有推動(dòng)作用，還在一定程度上降低了飼料的成本，使環(huán)境避免污染，這是一種綠色、環(huán)保、無污染的飼料添加劑。如今，植酸酶在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，這么來說，植酸酶也提高了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖作出了巨大貢獻(xiàn)。

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