植酸酶在家禽飼料中的應(yīng)用

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在自然狀態(tài)下，植酸與不同的陽(yáng)離子或蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，限制了日糧中蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的消化吸收，日糧中高水平的植酸含量成了限制家禽生產(chǎn)性能的重要因素。悉尼大學(xué)的試驗(yàn)證明：植酸可降低家禽的生產(chǎn)性能，通過(guò)在日糧中添加酶他富植酸酶可得到有效改善。其它大量的試驗(yàn)也驗(yàn)證了酶他富不僅可促進(jìn)植酸磷的消化吸收，還可促進(jìn)其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用。
　　植酸是一種高分子化合物，大量存在于植物籽實(shí)中。在亞洲國(guó)家由于飼料大量使用籽實(shí)加工副產(chǎn)品，致使家禽日糧中植酸磷很高，如家禽日糧中10%的米糠可使日糧中植酸磷含量增至0.35%～0.4%，最近的研究表明米糠中的磷家禽完全不能吸收。本文主要綜述：1)植酸磷的水解和酶他富對(duì)植酸磷以及其它礦物元素如Ca、Zn和蛋白質(zhì)、氨基酸的影響。2)酶他富對(duì)肉用仔雞生產(chǎn)性能的促進(jìn)作用。
　　1、飼料中植酸磷的含量
　　在谷物籽實(shí)、豆類和油料植物中，磷主要以植酸磷的形式存在。一般來(lái)講，植酸磷占總磷的60 %～80 %，其中油料類和谷物副產(chǎn)品植酸磷含量較高，谷物籽實(shí)和豆類植酸磷含量中等，塊根塊莖類植酸磷含量較低，葉片中植酸磷很少或微量，所有飼料中芝麻粉和米糠中植酸含量最高。
　　2、植酸磷在家禽體內(nèi)的水解
　　家禽要利用磷，首先必須水解植酸鹽釋放無(wú)機(jī)磷，植酸酶可以降解植酸，從植酸分子中水解出6個(gè)無(wú)機(jī)磷分子。在單胃動(dòng)物的消化道中，有4種來(lái)源的植酸酶可以分解植酸：(1)消化道分泌的植酸酶；(2)腸道細(xì)菌產(chǎn)生的植酸酶；(3)日糧中存在的植酸酶；(4)日糧中添加的外源性微生物植酸酶。有關(guān)消化道分泌植酸酶和消化道細(xì)菌產(chǎn)生植酸酶的研究資料有限，而且有爭(zhēng)議，由于其量很少，在家禽體內(nèi)它們的作用可忽略不計(jì)(Ravindran 1995)。
　　一些飼料原料含有植酸酶。小麥、大麥和小麥麩中含有大量植酸酶，玉米、高粱、燕麥和油籽類含有很少或不含植酸酶。有報(bào)告表明：家禽日糧中通過(guò)合理搭配小麥和小麥副產(chǎn)品，不加動(dòng)物性飼料，不加無(wú)機(jī)磷添加劑，植酸磷可被青年雞和產(chǎn)蛋雞有效利用。但是植物植酸酶水解植酸磷的效果差異很大。Nelson(1976)報(bào)道，產(chǎn)蛋雞僅能水解小麥日糧中13 %的植酸磷。日糧中植酸酶的數(shù)量取決于小麥的品種、貯存時(shí)間和貯存條件，而且植物植酸酶的pH有效作用范圍比微生物植酸酶窄，限制了它在動(dòng)物消化道環(huán)境的作用效果。
　　3、植酸對(duì)其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率的影響
　　3.1　礦物元素　植酸的結(jié)構(gòu)決定了它對(duì)礦物元素具有很大的親合力而形成不溶解的鹽，從而降低礦物元素在小腸的吸收。例如，在小腸pH環(huán)境中，一個(gè)分子的植酸可結(jié)合3至6個(gè)Ca離子形成不溶性鹽，這種絡(luò)合物的形成使單胃動(dòng)物無(wú)法利用P和Ca?，F(xiàn)已證明，植酸鹽可以降低Ca、Zn、Mg和Fe等重要營(yíng)養(yǎng)元素的生物利用率，其結(jié)果是日糧中這些元素的含量要增加。Maga(1982)報(bào)道Cu、Mn、Mo和Co同樣受植酸鹽影響。家禽營(yíng)養(yǎng)學(xué)家已注意到因?yàn)橹菜猁}增加Ca添加量的問(wèn)題。Nelson(1968)等發(fā)現(xiàn)，飼喂純無(wú)植酸鹽日糧，白來(lái)航雞對(duì)Ca的需要量為0.5 %，實(shí)際應(yīng)用中植酸含量為1.25 %的日糧中Ca要增加到0.95 %，因此有人建議家禽日糧中Ca需要量應(yīng)以有效Ca表示而不是總Ca。
　　在高植酸鹽日糧中，Zn成為一限制性元素。因?yàn)樵谛∧c上部pH為6.0的環(huán)境中，Zn可以和植酸形成很難溶解的鹽。早在1962年就有人報(bào)道，日糧中添加植酸后雞生長(zhǎng)速度下降，補(bǔ)加Zn后生長(zhǎng)速度恢復(fù)正常。Lease(1967)認(rèn)為，芝麻餅中的Zn以Ca-Mg-Zn-植酸鹽的結(jié)合物存在，雞很難利用。
　　3.2　蛋白質(zhì)　植酸的最大危害是形成蛋白質(zhì)-礦物質(zhì)-淀粉-植酸鹽的復(fù)合物，同時(shí)抑制消化道酶的作用。蛋白質(zhì)-植酸鹽不溶于水，比單純蛋白質(zhì)更難被水解。植酸鹽可抑制消化酶如胃蛋白酶、α-淀粉酶和胰蛋白酶的活性，從而共同作用影響蛋白質(zhì)的利用。
　　4、植酸對(duì)肉用仔雞生產(chǎn)性能的影響
　　植酸的抗?fàn)I養(yǎng)效應(yīng)早已引起人們的關(guān)注，但有關(guān)植酸影響畜禽生產(chǎn)性能的資料卻很少。植酸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不良影響表現(xiàn)為降低動(dòng)物的生產(chǎn)性能，并且這種影響隨植酸含量增加而加大。最近悉尼大學(xué)的試驗(yàn)驗(yàn)證了日糧植酸水平對(duì)肉用仔雞生產(chǎn)性能的影響，充分驗(yàn)證了植酸限制肉雞生長(zhǎng)的抗?fàn)I養(yǎng)作用。
　　5　酶他富在家禽日糧中的應(yīng)用
　　5.1　對(duì)植酸磷利用率的影響　如果日糧中有植酸酶，家禽就可利用植酸磷，近年來(lái)利用微生物植酸酶釋放無(wú)機(jī)磷和減少磷的排出量引起了很大關(guān)注。約30年前Nelson首先證明霉菌產(chǎn)生的植酸酶可以水解植物中的植酸磷，但昂貴的生產(chǎn)成本限制了微生物植酸酶的商業(yè)推廣。現(xiàn)代DNA重組技術(shù)生產(chǎn)植酸酶大大降低了生產(chǎn)成本，使商業(yè)利用成為可能。微生物植酸酶的特點(diǎn)是：酶活性準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好，實(shí)踐中可依需要自由配制。
　　酶他富植酸酶對(duì)肉雞和鴨的影響已被許多學(xué)者證明。在鴨的試驗(yàn)中，Martin(1995)報(bào)道酶他富可以從所有以米糠、高粱、豆粕為主的日糧中有效釋放植酸磷中的磷。在高米糠(40 %～60 %)日糧中，鴨對(duì)磷、氮和氨基酸的利用率較低，添加酶他富后上述不良影響消除。一般來(lái)講，日糧中添加酶他富，植酸磷的利用率可以提高20 %～45 %，影響因素如下：(1)酶他富添加量；(2)日糧中非植酸磷含量；(3) 日糧Ca水平，特別是Ca∶P(總)比例；(4)日糧中維生素D3水平；(5)日糧中植酸鹽水平；(6)日糧中植酸鹽來(lái)源。應(yīng)用酶他富后，磷的排出可減少60 %(Kornegay等1996)。實(shí)際應(yīng)用中，至少可減少30 %。
　　5.2　酶他富對(duì)無(wú)機(jī)磷的替代量　關(guān)于替代量，各種試驗(yàn)結(jié)果不一，從每千克日糧中含290到940單位植酸酶不等，主要原因是影響因素不同。但結(jié)果都說(shuō)明，酶他富在肉雞日糧中非常有效，使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)一般來(lái)說(shuō)，日糧中酶他富添加量在500～700FTU/kg效果最好；(2)日糧中非植酸磷含量越低，添加酶他富效果越明顯；(3)日糧中Ca水平和Ca∶P比例是決定酶他富效果的重要因素。Ca含量過(guò)高和Ca∶P比例超過(guò)1.4∶1都對(duì)植酸酶作用有影響；(4)有些資料認(rèn)為，添加維生素D3可加強(qiáng)酶他富的作用效果(Edwards 1993)。
　　5.3　酶他富對(duì)Ca和其它礦物元素的影響　日糧中添加酶他富可在腸道環(huán)境中從植酸鹽中釋放Ca，從而提高Ca的利用率。Schoner(1996)報(bào)道500單位的植酸酶在雞和豬日糧中相當(dāng)于0.5 g Ca，但要獲得最佳Ca當(dāng)量，日糧Ca水平需要調(diào)整，特別是飼喂缺磷日糧時(shí)更應(yīng)避免Ca水平過(guò)高。Qian(1995)等人報(bào)道Ca的沉積隨植酸酶的添加量而線性增加，而隨Ca∶P比例和日糧非植酸磷含量增加而減少。
　　關(guān)于植酸酶對(duì)其它礦物元素影響的研究報(bào)道十分有限。Pallauf等(1992)發(fā)現(xiàn)，日糧中添加植酸酶可分別提高Zn、Mg、Cu和Fe的表觀吸收率13 %、13 %、7 %和9 %。Yi等(1996)報(bào)道，火雞喂20 mg/kg Zn日糧，Zn沉積和趾Zn隨植酸酶添加量增加而線性增加，估計(jì)100單位植酸酶可釋放0.9 mg Zn。但要注意，礦物質(zhì)元素利用率的提高程度受日糧中含量影響。如果日糧中某元素含量已滿足要求或超量，則可能看不到添加植酸酶的作用。
　　5.4　酶他富對(duì)蛋白質(zhì)和氨基酸消化率的影響　植酸酶可以絡(luò)合蛋白質(zhì)，抑制消化道蛋白水解酶的活性。日糧中添加酶他富就可以分解被植酸絡(luò)合的蛋白質(zhì)和氨基酸，并終止植酸對(duì)其它消化酶的抑制作用，從而促進(jìn)氮的消化吸收。Batterham(1992)和Mroz等(1994)對(duì)豬的試驗(yàn)表明，植酸酶可提高蛋白質(zhì)消化率2 %～12 %。Yi等人(1996)發(fā)現(xiàn)， 玉米-豆粕日糧中添加750單位/kg植酸酶，可提高火雞苗對(duì)氨基酸的消化率，而且日糧蛋白質(zhì)水平越低，提高程度越大。Farrell和Martin(1995)在以米糠為基礎(chǔ)的雛鴨日糧中添加植酸酶，也觀測(cè)到植酸酶可提高氨基酸消化率的事實(shí)。
　　5.5　酶他富對(duì)能量利用的影響　早在1977年Rojas和Scott就報(bào)道了肉仔雞棉籽餅日糧中加植酸酶可明顯提高消化能。悉尼大學(xué)的肉仔雞試驗(yàn)中，在小麥-高粱-米糠-豆粕日糧中添加酶他富，日糧表觀代謝能提高了9 %。主要原因可能是植酸酶消除了植酸對(duì)下列物質(zhì)的抑制作用：(1)蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉；(2)消化酶如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和胰蛋白酶。
　　5.6　酶他富對(duì)蛋雞的應(yīng)用效果　產(chǎn)蛋雞日糧Ca水平較高，添加酶他富是否和肉仔雞一樣有效，Van和Klis等(1991)研究了蛋雞日糧Ca水平對(duì)磷表觀吸收率和植酸水解的影響。他們的試驗(yàn)和Simons(1992)、Vahl(1993)的蛋雞全程試驗(yàn)結(jié)果都表明，酶他富對(duì)蛋雞的效果比肉雞好。Vahl(1993)的試驗(yàn)還表明，每千克日糧中添加300單位酶他富相當(dāng)于每千克日糧添加1.8 g有效磷(0.18 %有效磷)。
　　6　結(jié)論
　　試驗(yàn)表明，日糧中添加微生物植酸酶不僅可促進(jìn)磷的吸收，還可提高Ca、Zn、蛋白質(zhì)和氨基酸的利用率。飼料工業(yè)對(duì)微生物植酸酶的認(rèn)識(shí)和接受，不僅取決于它的作用效果，還決定于植酸酶價(jià)格、產(chǎn)品穩(wěn)定性和易操作性。植酸酶能否取得和添加無(wú)機(jī)磷一樣的經(jīng)濟(jì)效益，決定于植酸酶的額外效應(yīng)，特別是可促進(jìn)蛋白質(zhì)和氨基酸的利用方面。如果在綜合評(píng)定時(shí)考慮后兩個(gè)因素，植酸酶的經(jīng)濟(jì)效益將更明顯。綜上所述，使用植酸酶促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用，降低磷排出，減少環(huán)境污染的潛力是巨大的。

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植酸酶是催化植酸釋放磷酸根的酶。由于在植物來(lái)源的飼料中加入植酸酶可明顯提高動(dòng)物對(duì)其中植酸磷的利用，不僅可以降低飼料生產(chǎn)成本，而且能夠大幅度減少動(dòng)物糞便中的磷含量，植酸酶已經(jīng)在養(yǎng)殖業(yè)被廣泛使用。在顆粒飼料生產(chǎn)中，調(diào)質(zhì)和制粒步驟可使飼料溫度升高到85℃以上，能使植酸酶不同程度的失活，普通植酸酶的活性能降低80%。因此，在顆粒飼料中，通常添耐高溫、耐制粒的植酸酶或使用后噴涂設(shè)備在制粒后噴涂液體植酸酶。準(zhǔn)確、快速的測(cè)定顆粒飼料中植酸酶的含量和均勻度，對(duì)植酸酶的有效利用十分必要。

鄭旭陽(yáng)

準(zhǔn)確、快速的測(cè)定顆粒飼料中植酸酶的含量和均勻度，對(duì)植酸酶的有效利用十分必要。 非常同意across的觀點(diǎn)