爱科特植酸酶简介

爱科特植酸酶简介植酸及相关知识简介植酸（phyticacid)又名籽酸，学名为肌醇六磷酸或环己六醇六磷酸酯，分子式为：C6H18024P6。植酸以植酸盐的形式广泛存在于各种植物性饲料中，主要是植物籽实、根茎，其中以谷类籽粒和油料种子最为丰富。由于肌醇环上磷酸根均带负电荷，因此植酸具有极强的螯合能力。在微酸性至碱性这一较宽的pH范围内，在消化道内可与多种金属阳离子，如钙、镁、锌、铁、锰、铜、铬离子结合形成不溶性复合盐；与蛋白质和消化酶结合形成不溶性复合物，其结果是：不仅使多数微量元素和氨基酸的利用下降，还因阻碍了多种消化酶的活性，包括蛋白水解酶、淀粉水解酶、脂肪酶，使蛋白质、淀粉、脂肪及维生素的消化与利用受到影响。因此，当猪鸡饲粮中含较高水平植酸盐时，不仅本身含有的磷不能被利用，还影响到其它营养成分的利用。也就是说，即使添加无机磷盐能满足动物的磷需要量，因其它养分流失带来的生产损失依然存在，并对环境造成氮、磷及多种元素的污染和浪费。当植酸盐含量过高时，可能导致消瘦和各种矿物质缺乏症，严重时则可致死。饲料中的植酸磷，必须在消化道内水解成无机磷酸盐才能被动物利用。反刍动物依靠瘤胃微生物产生的植酸酶可有效的分解植酸盐并利用释放出的磷，其对磷的利用率一般为60%，成年反刍动物可高达90%；而猪鸡等单胃动物消化道内缺乏植酸酶，因此，植酸磷的利用率很低。植酸磷在猪胃肠道中几乎不被利用。植酸磷在常用植物性饲料原料中的含量饲料名称总磷非植酸磷植酸磷植酸磷占总磷的比例（%）玉米0.280.080.2071.4小麦0.370.130.2464.9大麦0.360.170.1952.8高粱0.360.170.1952.8糙米0.350.150.2057.1次粉0.850.300.5564.7黍0.320.120.2062.5燕麦0.270.050.2281.5黑麦0.320.060.2681.3麸皮1.150.200.9582.6米糠1.500.221.2885.3芝麻饼1.370.341.0375.2玉米蛋白粉0.500.140.3672.0豆粨0.650.270.3858.3棉粨0.970.220.7577.3菜粨1.070.420.6560.7葵花粨1.030.160.8784.5花生粨0.560.330.2341.1资料来源于：NRC,1994;中国饲料标准1997；中国饲料数据库（2006）植酸的抗营养作用1.使磷及其它矿物元素可利用率大大降低植物性饲料中与植酸结合的磷很难被猪等单胃动物分解利用。因为单胃动物消化道内几乎没有可以发挥作用的植酸酶，进食的植酸不能被水解，就同粪便一道排出体外。美国肯塔基大学经过10年的研究也证明，猪对玉米中的磷只能利用10一20%，豆粕中磷25一35%。因此，即使饲料中总磷的含量较高，但可被单胃动物利用的有效磷可能不足。植酸带负电荷，具有很强大的鳌合能力。在很宽的pH值范围(3一10)内能与钙、锌、锰、钾、钠、铁、铜、钥、碘鳌合成不溶解的植酸一金属复合物，使这些矿物元素的生物利用率大大降低。2.与纤维素结合阻止胞内养分的释放植酸存在于植物细胞壁中，与纤维素交织起来阻止胞内养分的释放和被吸收植酸的抗营养作用3.与蛋白质、淀粉等分结合不溶的络物低于蛋白质等电点的酸性蛋白质带正电荷，与带负电荷的植酸直接鳌合成不溶性的植酸一氨基酸复合物，降低蛋白质的利用率。植酸最易与碱性氨基酸结合，如赖氨酸、精氨酸、组氨酸。在高于蛋白质等电点的偏碱性条件下，蛋白质的游离梭基和组氨酸中未质子化的咪哇基带负电荷，植酸先与Ca、Mg、Zn鳌合成不溶解的植酸一金属复合物，再与氨基酸鳌合成不溶解的植酸一矿物质一氨基酸三元复合物。这两类产物都不能被蛋白酶水解，所以同时影响矿物质和蛋白质的消化利用率。植酸还可以通过与蛋白质结合而使蛋白质的粘度、凝胶特性、乳化能力以及水相中的分散度等物理性质均受到不同程度的影响。此外，植酸还可与淀粉，脂肪颗粒结合，降低这些养分的吸收利用。4.抑制内源消化酶的活性植酸与蛋白质以及矿物质的鳌合如果发生在动物消化道内，影响消化酶的活性，在饲料中添加无机磷和其它矿物元素还会加剧这一反应。胰蛋白酶、胃蛋白酶、淀粉酶、酪氨酸酶需要钙离子存在才能发挥催化作用，而被植酸鳌合的钙无效，结果使营养物质消化、吸收、利用率降低。植酸抗营养作用的消除植酸对单胃动物来说是抗营养因子，但其本身仍有潜在的利用价值。从理论上讲，1g植酸完全水解可释放281.6mg无机磷。植酸分解后产生的肌醇对动物有益，具有类似于B族维生素的功能，味略甜，有利于改善适口性，提高采食量，并且是水产饲料中必需的养分。因此为了提高植酸的利用价值，人们尝试了作物育种、工业提取、物理或化学方法破坏等，如蒸汽制粒、浸泡等取得了一定进展，低钙有助于植酸磷利用率的提高，但迄今为止最为有效的方法是饲粮中添加植酸酶。植酸酶早已成为饲料酶制剂研究的一个热点，尤其在一些畜禽饲养密度大、环境污染严重的国家。而使用植酸酶可消除植酸的抗营养作用，提高磷、钙、微量元素、蛋白质以及能量的消化率。降低饲料中这些昂贵营养成分的添加量。植酸酶的作用机理植酸酶作用于饲料所含的植酸盐螯合物，释放出被植酸螯合的磷、钙、氨基酸等营养物质，消除植酸的抗营养作用，减少磷酸氢钙的用量和磷的排放量。植酸酶的作用模式影响植酸酶作用效果的因素1.酶本身的活力据Cromwell等(1993，1995)报道，添加500U/Kg和I000U/Kg高活力的植酸酶可增加玉米-豆粕型日粮磷利用率23%、33%，而添加500U/Kg、1000U/Kg和2000U/kg的低活力植酸酶提高日粮磷的利用率分别只有7%、10%和20%。因此酶活力的高低是评价该酶产品质量优劣的标准之一。2.底物——植酸的含量植酸酶的作用底物是植酸。饲料中只有存在一定量的植酸，添加植酸酶才有实用价值。在一定范围内，植酸含量升高，酶催化反应的速度也随之加快;但当其超过一定临界浓度时，植酸酶的活性可被抑制。该临界浓度因酶的来源不同而异，范围从0.3mmol/L到20mmol/L。谷物和油饼中植酸分布各有特点，这势必影响植酸酶的催化作用。饼粕类饲料中植酸含量较高，应用植酸酶可充分发挥作用。影响植酸酶作用效果的因素3.湿度、温度、保存时间酶及底物所处介质的含水量为零时，植酸酶完全没有活性。据BASF公司报道，体外条件下，介质含水量至少达到25%时反应才能进行。Kemme等(1997)报道，用水浸湿日粮(添加微生物植酸酶)可提高钙和磷的消化率，因而湿法喂猪这种技术不仅可以湿化饲料，而且可以促进酶的催化作用，提高日粮营养物质的利用率。植酸酶活性受到温度、湿度共同影响。若没有湿度的影响，当温度升高到100℃时酶活力仍不受影响，在饲料工业中显然不存在这样的条件。通过添加特殊物或其包被的产品，可使酶的活性在高温下保持较长时间。目前这两种技术已应用于工业生产。尽管用这种包被技术保持了酶的稳定性却可能降低植酸酶有效利用率。如被脂肪包被的酶需60分钟才能溶解，而对照酶产品几分钟就溶解。从而使包被酶产品活性降低40%。因为酶的作用部位主要在胃肠道上段，溶解时间过长，减少了酶解时间。目前，提高酶的热稳定性仍是饲料工业关注的问题。植酸酶的活性还会在饲料生产及加工过程中丧失一部分活性，并可能与饲料中的养分发生化学反应，所以加酶饲料保存时间过长可能使其活性全部丧失。影响植酸酶作用效果的因素4.植物的细胞壁植酸酶要起催化作用首先得与植酸自由结合，因而细胞壁破裂使得植物组织中的植酸释放出来是酶与底物结合的先决条件。如纤维素酶与植酸酶的协同作用可能是因为纤维素酶分解了含纤维丰富的细胞壁，使植酸释放出来的缘故，粉碎的粒度越小植物细胞壁破坏的越好，也促进植酸酶发挥作用。5.低钙及降低钙磷比例可以提高植酸酶的作用效果。低钙有利于磷的吸收(Nelson等，1968)，日粮中钙含量升高时，增加植酸磷沉淀的形成，影响植酸酶发挥作用。同时钙含量过高会引起pH值升高，使植酸酶不能充分发挥作用(Komegay，1994)。因此植酸酶提高磷利用率的作用与日粮中钙水平有关。影响植酸酶作用效果的因素6.动物品种和个体差异目前植酸酶主要应用于单胃动物猪和鸡。植酸酶在猪、鸡、火鸡、鸭等不同动物及同种动物不同个体之间，饲料的应用效果存在差异，与其各自的消化道生理特点有关。一般认为成年畜禽肠道植酸酶的活性高于幼年动物，因此，成年畜禽对植酸酶的利用率高于幼年畜禽。植酸酶在畜禽饲粮中的作用1.植酸酶对猪生产性能的影响饲料中添加植酸酶，可显著提高日增重和饲料转化率。Jongbloed等(1992)分析了12个试验发现，用植酸酶替代全价平衡日粮中的部分磷酸氢钙，猪的生长速度平均提高了6%，采食量平均提高了3%，饲料转化率平均提高了4.3%。植酸酶在畜禽饲粮中的作用2.植酸酶对生长猪养分利用率的影响植酸酶在水解植酸的同时，消除了对单胃动物的抗营养作用，提高饲料养分的消化利用率，众多试验研究证明了这一点。在具体的试验条件下，猪饲料中添加植酸酶可使总磷的消化率提高9-24%，植酸利用率提高50-74%，蛋白质和矿物元素的沉积率，都有不同程度的提高(Cromwelletal1993，Kwonetal1995)。饲粮中补加植酸酶，增加Mg、Ca、Zn、Cu从植酸盐分子中的释放，改善钙表观消化率，并改善生长猪对干物质、氨基酸消化率(Mrozetal1994)。对小肠末端磷、蛋氨酸、精氨酸吸收率有改进意义，支链氨基酸不受植酸酶添加的影响，通常在低磷或磷缺乏饲粮中添加植酸酶效果显著。植酸酶添加也可提高日粮蛋白质消化率(Kerarenetal1993，Komegayetal1994，Kemmeetal1995，Biehletal1996)。3.植酸酶对生长猪钙磷利用率的影响饲粮中添加植酸酶的主要作用对象是植酸磷，使其中的磷释放出来供动物消化吸收。间接可使与植酸结合钙游离出来，和磷一起共同吸收，可以同时提高钙磷的消化吸收率。微生物植酸酶能显著提高猪饲料中磷的利用率。植酸酶在畜禽饲粮中的作用4.植酸酶对生长猪能量利用率的影响植酸能够结合淀粉及淀粉酶，使淀粉酶失活，淀粉的利用率下降。Mitchell(1968)报道，植酸通过络合a一淀粉酶需要的钙离子，降低了发芽小麦中淀粉酶的活性。这一过程发生在猪消化道内，通过添加植酸酶，可以释放与植酸结合的淀粉及提高淀粉酶的活性，改善能量的利用率。另外植酸还可以降低猪消化道内脂肪酶的酶活，降低脂肪的消化率，也可通过添加植酸酶，释放与植酸结合的脂肪及提高脂肪酶的活性，间接提高能量的消化率。5.植酸酶对矿物元素利用率的影响植酸具有很强的络合性，可络合一些金属阳离子，从而降低其生物利用率。苏琪等(1980、1981)的研究表明，随着仔猪日粮中植酸含量的增加，矿物质元素的吸收利用显著下降，其影响程度的大小依次次为ZnCaFeCu。Pallauf(1992)报道，猪日粮中添加植酸酶，能使Mg、Zn、Ca和Fe的表观消化率分别提高13%、13%、7%和9%。植酸酶在畜禽饲粮中的作用6.植酸酶对生长猪酮体性状的影响猪饲粮中添加植酸酶对其酮体性状有一定影响。据熊国平等(2000)报道在猪饲粮中添加植酸酶可以改善肌肉的酮体性状，可提高肉质性状，肉色及失水率。7.植酸酶对环境的作用猪排出的磷大约90%存在于粪中，10%存在于尿中(Pierce等，1994)，所以养殖业所产生的粪便是磷污染的罪魁祸首。近年来，动物营养学研究的一个重点是开发生态型日粮。解决养猪生产中的粪尿污染的营养措施有四个方面:一是降低日粮中营养物质(主要是氮和磷)的浓度;二是提高日粮中养物质磷的消化利用;三是减少或禁止使用有害添加物;四是阶段性饲养。其中向饲料中添加植酸酶对提高磷的利用率和其它营养物质的消化率作用效果最明显。大量试验表明，畜禽日粮中添加植酸酶替代一部分或全部无机磷可有效降低磷的排泄量，具有很好的环境效益。爱科特植酸酶简介优异的酶源爱科特双峰植酸酶是来源于一株产耐热植酸酶的细菌。公司采用基因工程技术获得特殊菌种发酵，并通过一定工艺生产制备