植酸酶在猪、鸡日粮中的应用

　　植物饲料中普遍存在植酸或植酸盐，其中大部分磷以植酸磷的形式存在。植酸能与金属离子如钙离子、铁离子、锌离子、铜离子等形成稳定的络合物 植酸盐，还能与蛋白质、淀粉结合，使内源性淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶的活性降低，使各养分的消化率明显下降。植酸不被单胃动物所吸收，大部分以粪便形式被排出体外，不但大大降低了磷的利用率，还造成了环境污染，特别是水的污染。

　　近些年来，植酸酶作为一种新型饲料添加剂越来越受到饲料工业专家和技术人员的关注，是催化植酸（肌醇六磷酸）及植物盐水解成肌醇与磷酸（或磷酸盐）一类酶的总称，主要来源为植物和微生物。单胃动物对磷酸盐中磷的利用率很低。大量研究证实，在猪、鸡日粮中添加植酸酶，能有效的提高植酸磷的利用率，减少无机磷补充量，降低排泄物中磷的含量。此外日粮中添加植酸酶能解除植酸对铁、锌、钙、铜等元素的络和作用，从而提高了这些矿物元素的利用率。

　　加入WTO以后，随着人们生活水平的提高，环保意识的加强，以及企业规模化养殖的飞速发展，人们对解决饲料中磷的利用率及磷的污染问题越来越重视，而提高磷的利用率，以及解决其污染问题的最佳途径应是在日粮中添加植酸酶。

　　1、植酸酶在猪、鸡日粮中的应用

　　植酸酶在猪、鸡日粮中的应用，已被很多国内、外专家和技术人员在实验和实践中证实，以下是对其以往研究成果的简单总结。

　　Simons等（1993）和Vah等（1994）的实验表明，在产蛋鸡的整个产蛋期，植酸酶可取代无机磷的添加，并且提高了钙的利用率。Jeroch等（1994）在总磷（TP）为0.33%蛋鸡中添加500U/kg植酸酶可使蛋壳强度提高11.3%。宋金彩等（2000）在AP0.183%日粮中添加175U/kg或300U/kg的植酸酶，蛋壳强度高于未加酶组。蛋鸡日粮中添加300FTU/kg植酸酶，日粮中磷（无论是TP或AP）含量应降低0.1%（Gary,1996;Boilng,2000）。在蛋鸡日粮中植酸酶可完全替代磷酸氢钙的添加，蛋鸡产蛋率、料蛋比都有一定改善（张海棠，2000b;张若寒等,1996;Simons,1996）。Han等（1995）报道1000U/kg植酸酶能使肉仔鸡的氮利用率提高12.60%-12.98%。在肉鸡日粮中添加植酸酶，可使磷的利用率提高到60%（P〈0.01〉，同时提高了饲料的转化率，促进了骨骼的生长（Simons等，1990）。鸡日粮中添加植酸酶可明显促进鸡的生长发育，使产蛋鸡和雏鸡饲料转化率分别提高11.6%和38.8%（Jongblod等，1991；Dierick等，1994）。Sebastian等（1996）报道，低磷玉米－豆粕日粮中添加植酸酶（600U/kg），可分别增加三周龄雄性肉仔鸡内Ca、Cu、Zn的存留12.2%、19.3%、62.3%。Sebastion等（1996）、Officer等（1993）和Yi等（1996）报道，小鸡、生长猪添加植酸酶可明显增高氨基酸和氮的表观消化率。Fallauf(1992)报道，猪日粮中添加植酸酶能使Mg、Zn、Cu、Fe的表观消化率分别提高13%、13%、7%、9%。肉鸡日粮中（含Zn27mg/kg）加入800U/kg的植酸酶，其排泄物中Zn含量下降12%，且腿病发病率降低（Thiel等，1992）。在植酸酶的作用下，植酸 蛋白质键被破坏，释放出蛋白质，改善了蛋白质利用率，有利于提高日粮蛋白质的能量比，改善蛋白质存积率和合成效率（Kyriazikis和Emmans,1992；魏士平，1995）。（Poulson等，1994）报道，生长猪日粮中添加植酸酶，可明显提高钙、磷、蛋白质的利用率，可改善猪回肠氮消化率和氮存留。Mros等（1991）、Kemme等（1993）报道，用水浸湿日粮（添加微生物植酸酶），可提高Ca、P消化率，因而此湿法喂猪技术不仅可以湿化饲料，还可以促进酶的催化作用，提高日粮养分的利用率。

　　在这里，对日粮中植酸酶的添加剂量作一简单说明：日粮中植酸酶的添加量，依据饲料中植酸含量，动物品种、年龄及其它因素而定。如在蛋鸡饲料中，当底物（植酸）浓度在0.18% 0.20%左右时，磷当量为300U，植酸酶相当于0.08% 0.10%的可用磷，即有50%的植酸被水解，而对肉鸡和猪则需500U的植酸酶。肉仔鸡、猪（猪仔猪、生长猪）和产蛋鸡的推荐添加量一般为500 700，400 500，300 500U/kg的日粮。

　　2、存在的问题

　　2.1PH值

　　一般植物植酸酶最适PH值为4.0 6.0，在PH值为3.0时活性显著下降，甚至完全失活（EclhoulandDePaepe,1994），所以此酶在单胃动物胃的强酸环境（PH2.5-3.0）下难以发挥作用，进入小肠后环境PH升至6.0 7.0。所以单胃动物消化道对磷的吸收主要发生在小肠近端，而饲料中磷只在胃中消化，才能被最大吸收，这与胃的强酸环境是一个矛盾。

　　微生物植酸酶在40℃时，有两个最适PH值2.5和5.5，在PH值7.0时活性很低，可部分满足胃强酸环境，但微生物植酸酶成本较植物植酸酶较高，这也是一个矛盾。

　　2.2高温及耐热性

　　植酸酶是一种蛋白质，因此也具有遇高温易失活的特点。尽管植酸酶耐热性较高，但从工艺技术上讲，酶蛋白质三级结构的抗高温性能还没有很好的解决，这已成为植酸酶能否在高温制粒和高温灭菌消毒的现代化饲料加工工业中能否被广泛应用的关键问题之一。采用制粒后加酶（即待饲料颗粒冷却后，再把液态酶喷洒到颗粒表面），可达到尽大保留其活性的目的。一般认为，植酸酶活性最适温度范围在60-70℃之间。

　　2.3添加水平

　　对于不同的酶活性的植酸酶产品，不同的饲养对象，不同的饲料品种，植酸酶的最适添加水平都有所区别。如植酸酶是通过作用于底物（植酸）发挥作用的，不同饲料中含植酸不同，则需酶量不同，多加或少加，都会造成植酸酶的浪费。植酸酶在日粮中的添加比例，应依据其活性大小，作用特点而定。一般要求饲料中植酸磷在0.2%以上，才考虑添加。Khan等（1995）报道，植酸酶添加量为800-1000U/kg时效果最佳(对磷的最高表观消化率而言)，但这个水平会使每吨饲料增加40-50元的成本，大大超过了取代无机磷的经济效益，是生产者和养殖户所不能接受的。考虑到综合效益，其添加量一般推荐为300-500U/kg,而没有追求磷的最高消化率。

　　此外，还存在着如产品质量标准和检验方法标准上的问题，以及产品的质量、品种、推广、生产能力与市场需求之间的矛盾等问题，都将影响植酸酶扩大生产、推广饲用。

　　3、方法及对策

　　3.1技术方面

　　将特性良好的植酸酶基因转入高产曲霉菌株，能得一重组酶，此酶以植酸作底物时，有三个活性高峰，分别在PH为2.8、4.5、6.5。这样较宽的PH范围，使植酸酶具有了适应单胃动物消化道内不同酸环境的潜力。前面提到的制粒后加酶，则是解决其热稳定性的较好方法。此外，在植酸酶的储存过程中，应避免高温、高湿，尽量缩短储存时间，加工后应尽快饲用。针对不同的饲料和动物，应控制与磷酸氢钙的比例，并依照对应的推荐量添加（此方面还不够完善，有待进一步研究）。与微生物植酸酶相比，植物植酸酶最大的优点就是成本低，因它本身就是饲料中的一种成分，一般不需额外的增加成本，通过适当的处理，如发芽，可极大的增加酶的活性。而且在发芽过程中，其他种类的酶、微生物含量也显著增加，营养价值很高。在饲料中直接添加发芽饲料或者从中提取植酸酶可能是降低植酸酶生产成本的有效途径(发芽饲料更适于传统养殖)。鉴于植物植酸酶以上优点，应大力开发，以降低植酸酶成本，进而推广使用。

　　3.2政策及主观方面

　　国家应出台利于推广使用植酸酶的政策和法律，以免因使用植酸酶造成磷的含量达不到国家标准，而使许多公司不肯“冒险”大规模生产和推广饲用。

　　近些年来，我国政府十分重视在饲料生产，动物饲养的同时，加强环境保护工作，所以对于植酸酶的推广应用，国家应对此给予政策上的扶持，比如减少（或免征）其进口和各经营环节的增值税等。正因为植酸酶的应用是一项新技术，而针对我国现代饲料生产的技术力量现状，则必须加强技术队伍的培训，同时还需大力宣传植酸酶的特性和优点，培训生产企业的技术力量，指导其在生产、保管、应用过程中的技术要点，使植酸酶应用这一新技术得以加速推广。

　　4、尾语

　　尽管在推广使用植酸酶的问题上，存在着不少困难，还有待行业专家进一步解决，但其在提高磷和其他养分的利用率，节约磷资源，减少环境污染，特别是减少水污染方面的优点，决定了植酸酶必将成为现代饲料工业中十分重要的添加剂之一。