劉志林 （山東省聊城市畜牧局 252000） 李路勝 （聊城大學農(nóng)學院）

植酸酶是一種水解酶，它能將植酸磷降解為肌醇和無機磷酸，對有效利用植物性飼料中的植酸磷有重要的意義。早在1907年，Suzuki等就在谷物中發(fā)現(xiàn)了具有植酸酶活性的磷酸酶，此后有關植酸酶的來源、理化特性及作用機理的研究越來越受到重視(Nelson等，1968)，特別是在20世紀90年代以來，由于發(fā)酵工程和生物技術的迅速發(fā)展，采用DNA重組技術使微生物植酸酶的產(chǎn)量和活性大幅度提高，大大降低了植酸酶的生產(chǎn)成本，從而使之得到了廣泛的應用。植酸酶的顯著特性是解除植酸對飼料鈣、磷、鎂、鐵等微量元素、淀粉、蛋白質(zhì)、胃腸道蛋白酶、淀粉酶等的螯合作用，提高消化酶活性和飼料蛋白質(zhì)、磷等養(yǎng)分的利用率，增加動物的生產(chǎn)成績(Simon等，1990；Korneegay，1996)。植酸酶提高豬、雞的生產(chǎn)成績，主要是通過提高胃腸道消化酶活性和飼糧養(yǎng)分利用率來實現(xiàn)的。飼糧淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪和磷等養(yǎng)分利用率的提高，從理論和實際應用方面均能提高飼糧的能量利用率。本文對植酸的特性以及在能量方面的效應作了綜述。

1 植酸(磷)特性及消化率

1.1 植酸(磷)特性 植酸為黃色液體，是一種強酸，由一分子肌醇與六分子磷酸結合而成，稱為六磷酸肌醇，又叫肌醇六磷酸酯，分子式為C6H12O24P6，分子量為660.8，有6個帶負電荷的磷酸根基團，具有很強的螯合能力。植酸能被植酸酶水解為正磷酸鹽和肌醇或肌醇衍生物，每個植酸分子被完全水解時釋放6個磷離子，即每克植酸分子釋放出281mg磷。

植酸在不同谷物或油料中存在的位置不同，玉米中90%的植酸存在于籽粒的胚芽中，小麥和大麥則90%的植酸存在于糊粉中，花生、棉籽的植酸鹽集中在蛋白體膜內(nèi)的晶狀體或球狀體的亞結構中。我國谷物、油餅、糠麩等飼料中的植酸磷含量很高，一般約占總磷的40%～80%，其中，谷類籽實的植酸磷含量約占總磷的44%～64%，豆類籽實稍低，油料餅粕類約占56%～70%，小麥麩占74%，而米糠中可高達93%。

1.2 植酸(磷)的消化率 不同谷物或油料植酸(磷)利用率不一樣，小麥、大麥、玉米、豆粕磷的消化率分別為47%、39%、16%、40%；植物飼糧中磷消化率的差異可能是由于植物飼料中植酸磷的比例和存在植酸酶含量不同引起的。一般飼糧都含有0.87%的植酸，飼料植酸磷含量在0.2%以上時，應考慮使用植酸酶制劑(單安山，1997)。

2 植酸酶可提高飼糧能量利用率

2.1 植酸酶解除植酸對消化酶活性的抑制作用 消化酶本身是可溶性蛋白質(zhì)，植酸的存在可以螯合胃腸道消化酶，導致內(nèi)源蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等消化酶的變性失活，降低其活性，從而降低蛋白質(zhì)、淀粉等養(yǎng)分的消化率。其原因可能是由于植酸絡合作用減少了鈣離子數(shù)量，植酸通過絡合α-淀粉酶需要的鈣離子，可降低發(fā)芽小麥飼糧中α-淀粉酶的活性。張克英等(2001)報道，植酸鹽(鈉)可抑制豬胰脂肪酶的活性，植酸鈉可使豬脂肪酶喪失14.5%～12%。Reddy等(1982)的體外試驗表明，0.18%～0.92%的植酸鈉對小麥、玉米、大麥和大腸桿菌來源的α-淀粉酶酶活抑制率為17%～93%。以上一些研究表明，植酸鹽螯合胃腸道消化酶后將減少消化酶的部分活性，植酸酶可以破壞植酸結構，解除植酸對胃腸道消化酶的螯合作用，提高消化酶的活性，從而可以提高飼糧養(yǎng)分和能量利用率(黃遵錫等，1999)。

2.2 植酸酶解除植酸對飼糧養(yǎng)分的螯合作用 飼糧植酸鹽具有抗營養(yǎng)作用，能夠與磷、蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪酸形成不溶性復合物，阻止它們在動物小腸中的吸收(張梅申，1997)。植酸酶的顯著特性是解除植酸對飼糧養(yǎng)分的螯合作用，提高養(yǎng)分利用率。植酸酶可提高飼糧磷利用率50%～70%(Korneegay等，1996)，Broz等(1994)發(fā)現(xiàn)，肉雞飼糧中添加500FTU／kg的植酸酶，在不同的試驗中分別相當于0.8～1.7g/kg無機磷的添加量。

許多研究表明，植酸酶水解植酸釋放出磷的同時，可將與植酸絡合的蛋白質(zhì)釋放出來，便于消化道分泌各種蛋白酶的作用，提高蛋白質(zhì)消化率和氨基酸或多肽的吸收率和利用率。Qian在(1996)研究發(fā)現(xiàn)，豬的氮吸收率，隨著植酸酶的添加而增加。Schoner等(1993)報道，仔豬日糧中添加750IU/kg和1200IU/kg植酸酶，可使氮利用率提高27.16%和34.78%。張克英等(2001)研究了添加植酸酶對斷奶仔豬蛋白質(zhì)、氨基酸消化率的影響，結果表明添加植酸酶可以提高蛋白質(zhì)生物學效價(P<0.25)和賴氨酸的回腸消化率(P<0.25)。在雞方面，Han等(1997)報道，在日糧中添加1000IU/kg植酸酶使肉用仔雞氮利用率提高12.6%～12.98%。Ravindran等(1995)報道，植酸酶對蛋雞的氮吸收有促進作用，添加250IU/kg的植酸酶使氮吸收率由79.2%提高到81.3%，差異顯著。

因此，植酸酶通過解除植酸對飼糧有機物和磷等礦物元素的螯合作用，解除植酸對動物胃腸道中蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等消化酶活性的抑制作用，提高了飼糧磷、蛋白質(zhì)、糖類及脂類等的利用率，增加了ATP的生成。而且，蛋白質(zhì)利用率的提高將減少氨基酸分解代謝耗能及尿素形成與排泄的耗能，使飼糧能量的消化率和代謝率得到提高。從理論上講，飼糧添加植酸酶應該能夠提高飼糧能量的代謝率。

2.3 飼糧蛋白質(zhì)和鈣的水平影響植酸酶對飼糧能量利用率的改善 植酸酶對能量消化率的影響可能與飼糧蛋白質(zhì)水平有關。在蛋白質(zhì)為16%的飼糧中添加植酸酶，其能量消化率高于蛋白質(zhì)為18%的添加了植酸酶的飼糧，這可能與降低飼糧蛋白質(zhì)水平后同時也降低了尿氮的排出量，進而減少尿能的損失有關(陳文等，2003)。植酸酶對能量消化率的影響也可能與飼糧鈣水平有關，低鈣(6.75g/kg)飼糧比高鈣(8.25g/kg)飼糧有更高的DM和能量消化率(P<0.05)，其原因可能是低鈣飼糧添加植酸酶解除了植酸對Ca2＋螯合作用，Ca2＋為保持淀粉酶活性所必需，從而提高了淀粉酶的活性，或者說高鈣飼糧含鈣過高刺激腸道pH值的上升，從而抑制了微生物植酸酶的活性，而且富余的鈣可能會直接通過競爭酶的活性位點抑制植酸酶的活性。

3 植酸酶對豬、雞飼糧ADE、AME的影響

目前，研究植酸酶對飼糧能量利用率影響的試驗較少，但已有研究表明，仔豬飼糧添加植酸酶對回腸或總消化道干物質(zhì)、總能消化率無明顯影響(Quinn等，1997)。劉作華(1998)研究表明，植酸酶對生長肥育豬的能量利用率無影響。但陳文等(2003)報道，飼糧添加植酸酶可提高仔豬每兆焦(MJ)代謝能的體增重，說明飼糧添加植酸酶可減少仔豬維持所需的能量。

雖然植酸酶對豬的能量利用率沒有明顯的改善作用，但飼糧添加植酸酶能夠提高能量利用率在家禽的研究上得到了部分證實。袁中彪(2001)在肉雞飼糧添加植酸酶，表觀代謝能分別提高1.3%、2.29%。Denbow等(1995)報道，在肉雞(24次試驗)、鴨(11 次試驗)、火雞(1次試驗)飼糧中添加500FTU/kg植酸酶，通過提高氨基酸消化率來間接估測表觀代謝能大約提高222kJ/kg，其變化范圍在155～289kJ/kg之間。

4 結語

從理論上講，飼糧添加植酸酶通過水解植酸的結構，解除植酸對消化酶和飼糧養(yǎng)分的螯合作用，提高飼糧養(yǎng)分的利用率和能量的利用率。在實際生產(chǎn)中，植酸酶對豬飼糧能量利用率的影響研究較少，而在雞日糧中，卻有較好的效果。在目前飼料原料價格上漲，植酸酶價格下降的情況下，通過合適的添加量來提高飼糧的能量利用率，不失為一種較好的途徑。

[1]Nelson，T. S. The availability of phytase phosphorus in soybean meal before and after treatment with a mold phytase . Poul. Sci. 196847 : 1842 Simons P C et al . Improvement of phosphorus availability by microbial phytase in broilers and pigs . Br J Nutr, 1990, 64: 525-54.

[2]Kornegay T, D M Denbow. Phosphorus equivalence of microbial phytase in turkey diets as influenced by calcium to phosphorus ratios and phosphorus levels.Poultry Sci., 1996. 75:69-81.

[3]Qian H,H P Veit,E T Kornegay,V Ravindran,D M Denbow. Effects of supplemental phytase and phosphorus on histological and other tibial bone characteristics and performances of broliers fed semi－purified diets.Poultry Sci., 1996. 75: 618-626.

[4]單安山.植酸酶在豬飼料中的應用[J]. 養(yǎng)豬, 1997, 4: 4-8.

[5]張克英,陳代文,余冰,羅獻梅,李永義. 飼糧中添加植酸酶對斷奶仔豬生長性能及蛋白質(zhì)、氨基酸和磷利用率的影響[J], 動物營養(yǎng)學報,2001, 13(3): 19-24.

[6]Reddy N R et al. 1982, Phytase in legumes and cerals. Academin Press,New York, 1982, 1～92.

[7]黃遵錫, 章克昌. 植酸酶基礎與應用研究概括[J], 食品和發(fā)酵工業(yè),1999, 25(2): 54-58.

[8]張梅申,熊曉輝,沈愛光,沈昌, 植酸酶的研究進展[J], 食品科學,1997, 18(5): 3-7.

[9]Broz J et al . Effects of supplemental phytase on performance and phosphorus utilization in broiler chichens fed a low phosphorus diet without addition of inorganic phosphates Br . Poultry Science, 1994, 35 :273-280.

[10]Schoner F J et al . Effects of microbial phytase and inorganic phosphate in broiler chickens : Performance and mineral retention at various calcium levels . J Anium Physiol Anium Nutr, 1993, 69 : 235-244.

[11]Han Y M,F Yang, A G Zhou,E R Miller, P K Ku,M G Hogberg,X G Lei. Supplemental phytase of microbial and cereal sources improve dietary phytate phosphorus utilization by pigs from weaning th－rough finishing.J Anim.Sci. 1997, 75: 1017-1025.

[12]Ravindran V et al. Phylates: Occurrence, Bioavailability and Implications in Poultry nutrition. Poultry and Avian Biology Reviews,1995, 6(2) : 125-143.

[13]陳文, 陳代文, 張克英等, 植酸酶對仔豬飼糧能量蛋白利用率影響的研究[J], 四川農(nóng)業(yè)大學學報, 2003, (3)：254-257.

[14]Quinn P. et al. Efficacy of Natuphos R in sorghum-base diets on finishing swine[J]. J.Anum. Sci., 1997, 75(5): 1299-1307.

[15]劉作華, 植酸酶對生長豬生產(chǎn)性能及養(yǎng)分利用率的影響[J], 飼料研究, 1998, (11): 4-6.

[16]袁中彪, 纖維素酶、植酸酶和小麥酶對肉雞生產(chǎn)性能和養(yǎng)分利用率的影響[D], 四川農(nóng)業(yè)大學, 2001.

[17]Denbow D M, V Ravindran, E T Kornegay, Z Yi, R M Hulet.Improving phosphorus availability in soybean meal for broilers by supplemental phytase.Poutry Sci., 1995. 74: 1831-1842.