了解不同產品的植酸酶特性

2014-2-20 14:20| 發布者: 畜牧編輯| 查看: 1710| 評論: 0

　　文章發表日期:2013年7月25日

　　作者： Mike Bedford博士, AB Vista公司飼料原料的研究室主任

譯者：畜牧人編輯IRIS

　　當前根據植酸酶的特點，它的商業用途表現出明顯的不同，這使得直接比較非常困難。近期市場上推出的幾款新產品也僅僅是添加了這種多樣性，增加了許多終端用戶區分的挑戰。

　　雖然每種植酸酶之間標準植酸酶劑量釋放磷速率的差異發表在營養矩陣中，但這些信息與較高劑量或為消除抗營養因子植酸酶而超量添加有較少的關系。大多數用戶依然嚴重依賴動物實驗來區分產品，這些實驗設計卻往往達不到理想狀態，出現的錯誤往往會對后續產品的購買造成負面效應。

　　我們需要的是一種新的對比植酸酶方法，它能更好地了解每種植酸酶的不同特點以及它們的相互作用，這些可能是關鍵因素。在去年12月羅馬舉辦的第二屆國家植酸酶峰會上，有幾個講義在評估植酸酶潛在性能時，突出了一些植酸酶特征的重要性。

　　從枸杞和黑曲霉提取的商業真菌植酸酶，如大腸桿菌來源的，一般都是較熱穩定性的，同時具有更好的酸穩定性和耐蛋白酶性。當植酸酶在動物腸道中作用時，它們被發現在酸性pH環境中更具活力（表1）。

　　更重要的是，這些特征在第二代和第三代大腸桿菌植酸酶得到進一步加強。考慮到當前第三代增強型大腸桿菌植酸酶的研發已經提出了“熔點”即一種簡單的實驗室測定措施用于測定酶開始變性的溫度-從60℃到89℃。這是一種熱穩定性的顯著改善。

　　這些特征是一些潛在的重要因素，當需要破壞較高水平的植酸酶時，這些特征也在不斷增強。較好的熱穩定性是一個很好的例子，它不需要具備包衣技術，通常包衣技術能延緩植酸酶在胃或肌胃的降解。任何這樣的延遲能降低效力，尤其是超量水平(此時每次額外添加的第二次破壞植酸的效力是有效的)，這樣的特征變為評估和對比不同植酸酶性能潛力的關鍵因素。

　　圖2 五種植酸酶產品的pH曲線【圖標中從上往下依次是：第三代大腸桿菌植酸酶（Quantum Blue）;第二代大腸桿菌植酸酶（Quantum）；野生型大腸桿菌植酸酶(Finase EC);6-植酸酶（黑曲霉）（Natuphos）;3-植酸酶（枸杞）（Ronozyme NP）】

　　然而，近年來似乎影響性能的最重要因素是植酸酶的Km，這個指標被定義為達到最大潛力的50%時所需要的植酸酶濃度。較低的Km意味著日糧中植酸濃度較低時，植酸酶也可以有效作用，而且這個指標還有幾個非常重要的影響。

　　首先，有效的植酸濃度隨著食物進入胃中，有較低Km的商業植酸酶產品能很快發揮作用，之后植酸能被植酸酶降解，濃度開始下降。圖3對比了兩種樣式的酶活力，它們是第三代大腸桿菌產品（Km= 5?m）相比，與第一代產品相比(Km=150?m)，它們在較低的植酸濃度時可以產生較大的活力。

　　圖3隨著日糧中植酸濃度增加，植酸酶的活力比較【FTU 是在37℃和ph5.5的條件下，每分鐘從0.0051 mol/L的植酸鈉溶液中釋放出1μmol無機磷所需要的植酸酶的數量】

　　日糧中植酸的P標準釋放量為50-60%，這等同于增加0.10-0.13%的有效磷(avP)，這些差異通常是不重要的。然而，加大植酸分解程度的需求已經上升了-為了減少生產成本，高達70-75%的劑量要能釋放0.15-0.17%有效磷，超量添加的劑量一般是80-85%，目的是消除植酸對營養消化的負面效應，如此高的劑量也體現了Km的重要性。

　　事實上，給出的一些植酸鹽是不溶性的（不可用），如此高水平的植酸分解需要可利用的胃植酸濃素降低到0.05%或以下。對于那些具有較高Km值的植酸酶產品來說，做到這項功能是不可能的-活力在達到如此低的濃度時一般已經停止作用了。另外一項影響是圍繞超量進行的，當植酸酶開始作用時，在它達到對消化其他營養產生負面效應的濃度之前，它能有效地“中和”植酸。

　　不論這些是否由于飼料消化增加了可溶性植酸，或者當可溶性植酸在胃中降解時，更多可溶性植酸會被釋放，這樣的效應是一樣的。

　　圖4顯示了兩種酶產品（一種Km較高，一種Km較低）添加到日糧中時，隨著在胃中的時間變化，有效磷的增加趨勢。如果對消化產生負面效應時，圖像中顯示水平是0.6（紅線），之后酶開始很快發揮作用（低于Km），這將能達到與低于0.6植酸釋放速率相匹配的活力速率，此時活力速率是非常有效率的-臨界植酸濃度一般是不可能達到的。

　　Km較高的產品需要更多的植酸濃度達到同樣的活力，不管利用多高的植酸鹽，植酸鹽釋放和降解之間的平衡可能會過高，阻止植酸對營養活力的負面效應。