植酸酶對不同飼料原料的體外酶解效果

崔細鵬，王 敏

（廣東溢多利生物科技股份有限公司，廣東 珠海 519060）

植酸磷是一個含6個磷酸基團的環(huán)狀化合物[1-3]。在大多數(shù)油籽和豆科植物中占干物質(zhì)的1%～5%。通常將植酸磷列入抗營養(yǎng)因子，因其影響其他礦物元素的有效性。不僅與植物中大多數(shù)磷結(jié)合（40%～70%），而且植酸磷還與其他二價和三價金屬元素如鈣、鎂、鋅和鐵等螯合形成極難溶解的化合物，在動物的腸道變得難于吸收[4-6]。因此植酸磷的存在會增加動物對其他必需礦物元素的需要[7]。在豆類和油料等作物籽實中，磷的基本貯存形式是植酸磷，其占植物中總磷的60%～80%。但以植酸磷形式存在的磷卻因單胃動物體內(nèi)缺乏能分解植酸的酶而難以被利用，其利用率僅在0～40%。從而造成了許多問題：磷源浪費。一方面飼料中的磷源不能得到有效利用，另一方面為了滿足動物對磷的需求，必須在飼料中添加無機磷，提高了飼料成本；形成高磷糞便污染環(huán)境。飼料中約85%的植酸磷會被動物直接排出體外，糞便中大量的植酸磷使水和土壤受到嚴重污染[8]。

植酸酶是能夠降解植酸釋放出無機磷的一類酶的總稱。植酸酶是20世紀90年代添加劑工業(yè)的一類重要的成果，國內(nèi)養(yǎng)殖飼料行業(yè)植酸酶于2003年逐步增加，磷酸氫鈣在2004年的價格猛增更是推廣了植酸酶的應(yīng)用[9]。植酸酶能夠使植物磷的利用率大幅度提高已在大量試驗中得到驗證，可使單胃動物豬雞糞尿中未消化的磷排泄量減少25%～30%，減少磷污染環(huán)境最見成效的方法就是日糧加入植酸酶[10-11]。由于酶活測定方法多樣且不統(tǒng)一，測定結(jié)果很難進行相互間的比較。作為飼用酶制劑，其應(yīng)用價值受多方面因素的影響，僅靠酶活指標還不能評價酶的質(zhì)量。在飼料原料中按照設(shè)計比例添加植酸酶，建立體外酶解評價體系，可以為飼料酶的使用提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑及儀器

精密pH計（0.01）、分析天平（0.01g）、離心機、分光光度計、恒溫振蕩水浴鍋等。

pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸鈉緩沖液；10%三氯乙酸溶液。

1.2 底物制備

將常用飼料原料底物小麥、玉米、豆粕、DDGS、菜粕、棕櫚粕烘干粉碎，過24目篩。

1.3 酶樣品來源

試驗采用的植酸酶產(chǎn)品來自國內(nèi)外不同廠家的植酸酶產(chǎn)品。7種植酸酶的酶活均為5 000 U·g-1。

1.4 試驗步驟及測定方法

1.4.1 試驗設(shè)計

試驗分為對照組（不加酶）和加酶組2個處理。

對照組：稱取10.00 g底物飼料，按料∶水=1∶10（水指pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸鈉緩沖液），與酶解樣混合在一起，酶解開始后，每隔1 h振蕩1次，速度120 r·min-1。酶解結(jié)束后，加入10%三氯乙酸溶液5 mL，取出酶解樣品適量4 000 r·min-1離心10 min，收集上清夜，待測。

加酶組：稱取10.00 g底物飼料，最終添加植酸酶：10 U·g-1原料、50 U·g-1原料、100 U·g-1原料；料∶水=1∶10（水指pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸鈉緩沖液）。酶解溫度：37℃，共酶解5 h，酶解開始后，每隔1 h振蕩1次，1次10 min，速度120 r·min-1。酶解結(jié)束后，加入5 mL 10%三氯乙酸溶液，取出酶解樣品適量4 000 r·min-1離心10 min，收集上清夜，待測。

1.4.2 測定指標

取適量濾液，加10 mL鉬黃顯色劑，用蒸餾水定容至50 mL，靜置10 min后，如澄清無渾濁，直接于420 nm測定OD值，如靜置后出現(xiàn)渾濁，則將該混合液搖勻，取10 mL，4 000 r·min-1離心10 min后取清液再測OD值。測定OD值在0.3～0.5，如果不在此區(qū)域，需適當調(diào)整濾液的量。

根據(jù)標準曲線計算無機磷的含量（標準曲線繪制參考GB/T6437-2002），植酸酶酶解效率的計算公式見式1。

植酸酶酶解效率=（加酶組無機磷含量-空白組無機磷含量）÷空白組無機磷含量×100% （1）

2 結(jié)果與分析

7種飼料原料體外酶解后無機磷含量及增長率見附表與附圖。

附表 7種飼料原料體外酶解后無機磷含量的含量及增長率

附圖 7種飼料原料體外酶解后無機磷含量的增長率

由附表與附圖可知，對于豆粕，7種植酸酶酶解效率最好的是6號，達到348.4%，其次是5號和1號，最差的是7號，僅為204.9%。對于玉米，7種植酸酶中酶解效率最高的是3號，達到290.5%，最低的為6和7號，達到271.4%。對于小麥，7種植酸酶中酶解效率最好的是1號，達到102.5%，其次是6和7號，達到101.7%，酶解效率最低的是3號，為86.4%。對于菜粕，6號植酸酶酶解效率最高，達到247.7%，其次是1號，達到234.2%。7號植酸酶對菜粕酶解效率最低，僅為49.7%。對于DDGS，1～6號酶解效率相差不大，在61.8%～69.0%。7號植酸酶對DDGS酶解效率僅為32.8%。對于棕櫚粕，酶解效率最高的是6號植酸酶，達到180.1%，其次是1、2、3、4、5號，分別達到157.2%、147.6%、160.8%、142.2%和159.0%。酶解效率最低是7號，僅為99.4%。

3 討 論

加入植酸酶后，7種飼料原料溶液中無機磷含量都有不同程度的增長。其中豆粕、玉米無機磷含量增長率最高，DDGS無機磷增長率最低。由于玉米、豆粕本身所含有極為微弱活性的植酸酶，植酸酶也能很好的在玉米-豆粕型日糧中發(fā)揮作用。

7種植酸酶對同一種飼料原料的酶解效果來看，沒有太大區(qū)別。6號對蛋白類飼料原料的作用效果在7種植酸酶中效果最佳，而對能量飼料原料的作用效果與其他6種植酸酶相差不大。7號對蛋白類飼料原料的作用效果不及其他6種植酸酶，而對能量飼料原料的作用效果與其他6種植酸酶效果相同。可能不同來源的植酸酶，酶解效果存在著差異。

試驗中的底物存在于飼料原料中，植酸與磷的結(jié)合以及植酸酶的滲透都需要時間，另一方面，飼料中的礦物質(zhì)大多數(shù)與植酸結(jié)合，形成不容易溶解的植酸鹽，飼料成分的各不相同使得植酸鹽的形式也各不相同，可能導(dǎo)致植酸磷利用變化較大，菜粕中鈣、鎂含量最高，表明菜粕中植酸鹽主要以鈣鹽或鎂鹽形式存在，豆粕中鉀含量最高，因此即便是使用相同的植酸酶去降解各種植酸磷含量不同的原料，也是有差異的。

但由于動物體的消化代謝生理過程很復(fù)雜，且受許多因素的影響，因此，體外實驗確定的植酸酶水平只是用來同濃度水平比較不同產(chǎn)品的對飼料底物的酶解效果，植酸酶在日糧中的添加水平還需要用動物試驗進一步驗證。

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