近年來，隨著生物技術的發(fā)展，使得大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)植酸酶成為可能，在過去四五年中，植酸酶在豬和家禽飼料中的應用得到迅速發(fā)展。
植酸酶存在于各種脊椎動物的紅細胞和血漿中(Martin等，1985)，也存在于哺乳動物小腸中(Cooper等，1983)。反芻動物瘤胃微生物可產(chǎn)生大量的植酸酶，因而它能很好地利用植酸磷(Reid等，1947)，而豬和家禽等單胃動物，由于其腸道中植酸酶活性極其微弱，且易于被日糧某些成分(如鈣)所抑制，因而對植酸磷的利用率很低，需額外添加無機磷。
1.1 植酸酶的最適反應條件 大多數(shù)植酸酶的最適pH在4.2～5.5，表1描述了不同來源植酸酶的最適pH、最適溫度及其米氏常數(shù)Km值。但也有一些酶，其最適pH為8.0，如Lilium longiflorum花粉中的植酸酶，稱之為堿性植酸酶。 表1 不同來源植酸酶的最適pH、最適溫度及其米氏常數(shù)Km值 ℃ 大多數(shù)微生物植酸酶的最適溫度在45～55 ℃，個別可高達80 ℃以上，如來源于黑曲霉菌的植酸酶在90 ℃維持30 min，其活性損失不超過1.6 %(Newman，1991)。
1.2 日糧添加植酸酶對畜禽生產(chǎn)性能的影響 日糧中添加植酸酶可改善畜禽的生產(chǎn)性能。大多數(shù)試驗結果表明，日糧中添加植酸酶，其日增重和日耗料均顯著增加(Cromwell,1995;Yi,1996;Adeola,1995;Sebastain,1996)，飼料轉化效率不變或變化不大(Yi,1996;Sebastain,1996;Denbow,1996)，因而認為日糧添加酶后促進體增重的增加,主要是由于采食量增加的結果(Schoner,1991;Yi,1996)。
1.3 添加植酸酶對日糧中磷利用的影響 Shieh等(1969)首先用霉菌產(chǎn)生的植酸酶,去除豆科植物中的植酸，這種霉菌能產(chǎn)生細胞外的植酸降解酶。大量研究表明添加微生物源植酸酶，能明顯提高日糧植酸磷的生物學利用率，即使日糧磷水平已接近營養(yǎng)需要推薦水平，添加植酸酶還可進一步提高仔豬對磷的表觀吸收、增加腳掌切力和骨灰分(Yi等，1996)。表2描述了添加植酸酶對日糧中磷利用率的影響及其替代無機磷的關系(即磷當量)。 表2 添加植酸酶對日糧磷代謝的影響及其磷當量 U/kg | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 提高磷表觀利用率23 %，
提高骨骼礦化40%，
使磷排泄減少25 %～35 % | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Simons等(1990)和Kornegay等(1994)報道，隨著植酸酶添加水平的升高，日糧中植酸磷的利用率呈曲線反應；最大磷利用率所需酶的水平在不同試驗中差異很大。
添加植酸酶可以提高日糧中磷的利用率，這不僅可減少添加無機磷的費用，而且將降低作為肥料的糞尿中磷水平，從而減少磷造成的環(huán)境污染。
1.4 添加植酸酶對日糧中其他礦物元素的影響 在單胃動物日糧中添加外源植酸酶可提高植酸鹽螯合物中礦物元素的生物學利用率(Simons等，1990；Cromwell等，1993；Lei等，1993；Biehl等，1995)。Sebastian等(1996)報道，低磷的玉米-豆粕型日糧中添加植酸酶(600 U/kg)可分別增加3周齡雄性肉仔雞體內鈣、銅和鋅的存留12.2 %、19.3 %和62.3 %。日糧中添加植酸酶可將植酸鹽螯合物中的金屬陽離子釋放出來，從而提高其生物學利用率，起到促生長的作用(Adeola等，1995)。
1.5 添加植酸酶對日糧中蛋白質和氨基酸代謝的影響 Bichl等(1996)、Officer等(1993)和Yi等(1996)報道，小雞、生長豬和鴨日糧中添加植酸酶可明顯提高氨基酸和氮的表觀消化率。植酸酶的作用與日糧中氨基酸充足與否和蛋白質來源都有關系。Biehl等(1997)試驗結果表明：添加植酸酶1200 U/kg可明顯提高以大豆粕、右旋葡萄糖為基礎的氨基酸不平衡日糧組雞只的飼料效率(P＜0.05)，但對體增重沒有影響；而玉米-花生粕日糧中添加植酸酶600 U/kg或1200 U/kg，其體增重、采食量和飼料效率與日糧中氨基酸充足與否無關。究其原因，有以下幾種可能：
1)谷物和油籽中植酸分布不同。玉米籽粒90 %的植酸存在于胚芽中，大豆中的植酸與蛋白質結合所形成的蛋白質結合體散布在整個籽粒中，沒有特定部位(Maga，1982)；而在花生、棉籽和向日葵中，這種結合體集中在類晶體(Crystalloids)或類球體(Globoids)中，并被蛋白體膜所包被(Erdman，1979)。因此植酸分布不同，勢必影響與其相結合的營養(yǎng)物質的利用效率。
2)植酸酶可將與植酸相結合的氨基酸和蛋白質(包括消化酶和飼料蛋白質)釋放出來，增加消化酶量和底物蛋白質濃度，從而提高了蛋白質和氨基酸的利用率。
1.6 日糧添加植酸酶對飼料干物質代謝的影響 一些研究表明，日糧中添加植酸酶可提高飼料干物質的表觀消化率和存留(Mroz等，1994；Yi等，1996)，另外一些報道結果則相反(Ketaren等，1993)。該問題有待于進一步研究。
1.7 日糧添加植酸酶對飼料配方的改善 從以上可以看出，植酸酶可以替代礦物元素尤其是磷，這樣不僅節(jié)約了添加礦物元素(如磷酸氫鈣)的費用，另一方面，由于替代關系而空出了的飼料空間可用其他飼料原料如玉米來代替，這樣就可提高日糧營養(yǎng)水平或降低飼料成本。因而添加植酸酶不僅僅是替代了無機磷，而且改善了整個配方。 2.1 影響植酸酶作用的因素
2.1.1 酶本身的活力 Cromwell等(1993，1995)報道，添加500和1000 U/kg高活力的植酸酶可分別增加玉米-豆粕型日糧磷利用率23 %和33 %，而添加500、1000和2000 U/kg的低活力植酸酶提高日糧磷的利用率分別只有7 %、10 %和20 %。
2.1.2 底物的濃度及其分布 在一定范圍內，植酸含量升高，酶催化反應的速度也隨之加快；但當其超過一定臨界濃度時，植酸酶的活性可被抑制。該臨界濃度因酶的來源不同而異，范圍從0.3 mmol/L(來源于米曲霉菌)到20 mmol/L(存在于大豆中)。
此外如前所述，谷物和油籽中植酸分布有其各自特點，這曳欠ㄐ畔⒇影響植酸酶的催化作用。
2.1.3 溫度、濕度及pH值 在浸濕和加熱下，種子中植酸可被降解，如浸濕和加熱到60 ℃持續(xù)10 h可使干的小白豆中植酸減少90 %(Chang等，1977)，這主要是種子中自身植酸酶活性升高的緣故。Kemme等(1993)報道，用水浸濕日糧(添加微生物植酸酶)可提高鈣和磷的消化率，因而濕法喂豬這種技術不僅可以濕化飼料，而且可以促進酶的催化作用，提高日糧營養(yǎng)物質的利用率。
Simons等(1990)報道，低pH的發(fā)酵乳清有助于提高脂類飼料中植酸酶的活性；Heijen等(1993)亦報道日糧中添加乳糖可明顯提高微量元素的吸收。這主要是由于其pH適合于酶的水解作用。
2.1.4 植物的細胞壁 植酸酶欲起催化作用首先得與植酸自由結合，因而細胞壁破裂使得植物組織中植酸釋放出來，是酶與底物結合的先決條件。Han(1988)發(fā)現(xiàn)用溶細胞酶溶解細胞可使植酸酶的水解作用進一步升高。
2.1.5 酶活的抑制物和激活物 棉籽粕中的棉酚在腸道中可降低植酸酶活性。作為酸性磷酸酯酶的抑制物—NaF，對豆科植酸酶也起抑制作用(Sutardi等，1986)。Zn2+、Fe3+和Cu2+鹽對豆科中的植酸酶起抑制作用，而Fe2+對酵母植酸酶有輕微的激活作用(Nayini等，1984)。Mg2+、Ca2+和Co2+可激活菜豆和小麥的植酸酶(Pears，1953)，Ca2+能使花粉中植酸酶的活性提高近3倍(Hara等，1985；Scott等，1986)。
2.1.6 鈣∶總磷的比率(Ca∶TP) Edwards等(1983)報道，當日糧中鈣和磷增加時植酸磷利用率下降；Qian等(1996)報道，火雞日糧中當Ca∶TP比大于1.4∶1時，生產(chǎn)性能和磷的利用率降低。因此植酸酶提高磷利用率的作用與日糧中鈣水平有關(Lantzsch等，1995)，其作用機理有如下幾個方面：1)高鈣使得鈣和磷形成不溶性鹽，尤其當日糧中磷水平低于需要量時，從而降低了磷的吸收；2)高鈣和植酸形成的螯合物不利于植酸酶的作用，從而降低植酸酶活性和效率(Wise,1983；Fisher，1992)；3)高鈣可直接降低植酸酶的活性和效率(Bhandari,1980；Jongbloed等，1993；Lei等，1994)。
2.1.7 1，25-二羥維生素D3(1，25-(OH)2D3) Mitchell等((1995)報道，0～3周齡肉仔雞日糧中添加5 μg的1，25-(OH)2D3或600 U/kg植酸酶可替代0.1 %的無機磷，當二者同時添加時可替代0.2 %，而且植酸酶和1，25-(OH)2D3在體增重、骨灰分含量和佝僂病方面存在明顯互作(Mitchell等，1996)。Wasserman等(1973)報道，1，25-(OH)2D3可促進雞和大鼠對磷的吸收；Edwards(1993)報道，添加1，25-(OH)2D3可提高雞對植酸磷的利用率。因此一旦植酸酶將磷從植酸上釋放出來，1，25-(OH)2D3就可促進腸道對磷的吸收。Edwards等(1995)報道，1，25-(OH)2D3可提高仔雞對鈣的利用，這樣可以降低鈣對植酸酶活性的抑制(Bhandari，1980；Jongbloed等，1993；Lei等，1994)，因而腸道中1，25-(OH)2D3可間接提高植酸酶的活性，這在雞中得到了證實(Davies等，1970)，但對鴨(Edwards，1994)和產(chǎn)蛋雞(Mitchell等，1996)還有待于進一步證實。
2.2 植酸酶的應用劑量 日糧中植酸酶的添加量依其植酸含量、動物品種及其他一些因素而定，如在蛋雞飼料中當?shù)孜?/font>(植酸)濃度在0.18 %～0.20 %左右時，磷當量為300 U植酸酶=0.08 %～0.10 %的可利用磷，即有50 %的植酸被水解；而對肉雞和豬則需500 U的植酸酶。肉仔雞、豬(仔豬和生長豬)和產(chǎn)蛋雞的推薦添加量分別為500～700、400～500和300～500 U/kg日糧。
酶的應用還存在酶最大反應劑量問題。以往研究結果表明，豬日糧中添加植酸酶的最大反應劑量為700～1200 U/kg(見表3)，在低磷日糧中平均為1000 U/kg。 此外植酸酶、1，25-(OH)2D3和日糧中Ca∶TP比是影響植酸降解和提高日糧中磷和鈣利用率的重要因素(Qian等，1997)。如Ca∶TP比從2.0∶1下降到1.2∶1，可使植酸酶的作用增加16 %，提高鈣、磷的消化率和血漿鈣水平，增進骨骼性能，改善生產(chǎn)性能。 3.1 適宜的pH值 如常用的無花果曲霉菌植酸酶其最適pH為2.5和5.5，當pH低于2.5時其活性比pH在5.5時要下降48 %，因而這使得如何在胃腸pH條件下保持酶的最大活性成了問題。
3.2 酶的耐熱性 雖然植酸酶有較高的耐熱性，但在70 ℃下制粒酶活性也有較大的損失。這已成為植酸酶能否在高溫制粒和高溫滅菌、消毒的現(xiàn)代飼料加工工業(yè)中得到廣泛應用的關鍵問題之一。 | 
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