植酸酶常見問題解答

畜牧人市場部2

      1、 植酸酶是什么？
　　答：植酸酶是一個(gè)由蛋白質(zhì)組成的酶。是一個(gè)具有催化植酸水解功能的生物催化劑。水解產(chǎn)物是肌醇、無機(jī)磷及其他可能與植酸結(jié)合的物質(zhì)，如鈣、鋅、錳等微量元素以及蛋白質(zhì)、淀粉。它可以降解飼料中的植酸鹽，生成無機(jī)磷、肌醇以及與植酸結(jié)合的蛋白質(zhì)、氨基酸，微量無素等，從而減少單胃動(dòng)物飼料中無機(jī)磷的添加量，既可以提高飼料中磷的利用率、節(jié)約無機(jī)磷飼料資源，又減少由于動(dòng)物糞便排泄物中高磷所造成的環(huán)境污染。
　　植酸酶的研究是六十年代開始，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，目前對植酸酶的研究已進(jìn)入分子水平，多種微生物來源的植酸酶已得到分離純化并進(jìn)行了較深入的生理生化研究。從而改變植酸酶的酶學(xué)性質(zhì)如耐溫性、ＰＨ適性、催化性等，提高其在飼料中使用的有效性。植酸酶已被歐美畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家的飼料廠和畜牧場廣泛使用。
　　2、 為什么植酸有害？
　　答：植酸只對單胃動(dòng)物如：豬、雞、火雞、鵪鶉、魚等有害集中在三個(gè)方面：一是使磷和其他微量元素（鈣、鋅、鎂、銅、鉬、碘）的可利用率大為降低；二是同蛋白質(zhì)、淀粉等結(jié)合形成不溶解的絡(luò)合物，導(dǎo)致飼料的消化率降低（NRC，1993）；最后是與動(dòng)物體內(nèi)消化酶結(jié)合，使消化率下降。所以植酸被列入有害因子。
　　注：植酸帶負(fù)電荷，具有強(qiáng)大的螯合能力。在很寬的pH值范圍（3~11）內(nèi)能與鈣、鋅、錳、鉀、鈉、鐵、鎂螯合成不溶解的植酸-金屬復(fù)合物。使這些元素不能被動(dòng)物利用。在低于蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的酸性條件下，蛋白質(zhì)帶正電荷，與帶負(fù)電荷 的植酸址接螯合成不溶解的植酸-氨基酸螯合物，而使蛋白質(zhì)的消化率降低。植酸則先與礦物質(zhì)元素陽離子（Ca-+， Mg2+，2 n2+等）螯合成植酸-金屬復(fù)合物，再與氨基酸螯合成不溶解的植酸-礦物質(zhì)-氨基酸三元復(fù)合物。這兩類的植酸-氨基酸螯合物都不能被蛋白酶水解。所以，同時(shí)影響飼料中礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)的消化率，這一反應(yīng)還有可能在消化道內(nèi)發(fā)生，影響消化酶的活性。
　　從另一方面干擾動(dòng)物的消化功能。在飼料中添加磷和其他礦物質(zhì)會(huì)加劇這一反應(yīng)。尤其以酸性至中性范圍內(nèi)，螯合反應(yīng)最為顯著。而消化道的大部分部位的pH值正在這個(gè)范圍。
      3、 為什么單胃動(dòng)物不能利用植酸磷？
　　答：由于植酸只能被功能專一的植酸酶水解，而單胃動(dòng)物消化道內(nèi)幾乎沒有可以發(fā)揮作用的植酸酶，所以進(jìn)食的植酸無法被水解，植酸磷同糞便一道排也體外無法被利用。
     4、 植酸酶降低飼料生產(chǎn)成本的原因是什么？
　　答：植酸酶降低飼料成本的原因有三方面：植酸可以定量地替代無機(jī)磷飼料。在沒有植酸酶的情況下必須添加磷酸氫鈣或骨粉等無機(jī)磷飼料，而磷的價(jià)格很高。植酸同時(shí)提高了飲料中多種養(yǎng)分的消化率，增加了可利用養(yǎng)分的數(shù)量；最后由于植酸酶是濃度很高的催化劑，很小的添加量就替換也幾十倍至百倍以上的磷酸氫鈣或骨粉，為飼料配方設(shè)計(jì)節(jié)省也了寶貴的空間，使成本進(jìn)一步下降
　　5、 植酸酶對豬、雞等動(dòng)物有毒、副作用嗎？
　　答：屬于完全無毒型，純植酸酶發(fā)酵超濾物的大鼠口服LD50>2000mg。大鼠吸入LC>0.5mg/(L。4h)。對于產(chǎn)品，有報(bào)道雞的耐受量為最大推薦量的10倍；豬的耐受量為最大推薦量的50倍。植酸酶對畜禽也無副作用。由于單胃動(dòng)物在自身體內(nèi)并不分泌植酸酶，所以外源的植酸酶在體內(nèi)不存在同類酶的負(fù)反饋?zhàn)饔谩ο到y(tǒng)的正常機(jī)能沒有影響。這些都已經(jīng)被大量的、長期應(yīng)用結(jié)果證實(shí)。
　　6、 最重要的商品植酸酶質(zhì)量指標(biāo)有哪幾個(gè)？
　　答：含量，生物利用率，加工性能（比重、流動(dòng)性、粒度），儲(chǔ)存穩(wěn)定性（常溫和低溫）和加工穩(wěn)定性（高溫和常溫）。
　　目前在世界上多用植酸酶單位（Fytase Unit,縮寫為FTU。Fytase是荷蘭文植酸酶）表示植酸酶活性。最早由荷蘭的Gist-brocades公司提出和使用。1 FTU是在37℃和ph=5.5的條件下，每分鐘從0.005 1 mol/L的植酸鈉溶液中釋放出1μmol無機(jī)磷所需要的植酸酶的數(shù)量。這一定義已經(jīng)被包括中國在內(nèi)的國際質(zhì)量認(rèn)定機(jī)構(gòu)、權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)接受和使用。也成為植酸酶的工業(yè)產(chǎn)品規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為制造商和使用者通用。還有其他商業(yè)公司使用FTY（Novo Nordisk）表示植酸酶活性，定性沒有差別，只是選用了不同文字的縮寫。而據(jù)使用PPU表示植酸酶活性的rohm公司介紹，其單位是定義在PH=6.0的條件下。這就完全改變了標(biāo)準(zhǔn)定義中的關(guān)鍵測定條件。在這樣條件下測定的植酸酶活性含量完全不具備與標(biāo)準(zhǔn)定義條件下的測試數(shù)據(jù)的直接可比性。
　　注：FTU是使用最多的表示方法。如具有相當(dāng)權(quán)威性的AOAC(Journal of AOAC International VOL.77.No.3,760~764)，F(xiàn)CC(Food Chemicals Codex,IV.1996.808~810)和VDLUFA(VDLUFA-Methodenbuch Band Ⅲ,4.Erg.1997)及相當(dāng)多的研究報(bào)告都使用FTU表示植酸酶的活性。
　　7、 目前商品植酸酶的含量是多少？
　　答：商品植酸酶的有效成分隨不同制造商和產(chǎn)品劑型而不同。液體的產(chǎn)品均為5000FTU。固體產(chǎn)品有5000FTU，2500FTU，1000FTU，500FTU和250FTU。含量高的產(chǎn)品制造技術(shù)要求高，添加量小，能創(chuàng)造出更多的配方空間，綜合效益高。含量低的產(chǎn)品容易混合，但添加量大，占用較多的配方空間，綜合效益差。
　　8、 植酸酶發(fā)揮作用的適宜溫度是多少？
　　答：商品植酸酶（如Aspergillusniger）純品的的最適宜溫度是55℃（55℃~75℃）。經(jīng)過后加工保護(hù)的產(chǎn)品，溫度上限有所提高。耐高溫的極限隨產(chǎn)品而不同。高溫極限的意義在耐受飼料加工的溫度。就目前市場上的產(chǎn)品來說，超過82~85℃則有大量的酶鈍化失活。有未經(jīng)證實(shí)的商業(yè)報(bào)道透露即將有能夠耐受90℃高溫的產(chǎn)品面市。低溫極限的意義主要在冷水魚類飼料的酶效率。
　　9、 為什么有些養(yǎng)分的潛在營養(yǎng)價(jià)值數(shù)據(jù)會(huì)大于100%？
　　答：由于植酸酶是一個(gè)催化劑，很少的量就足以啟動(dòng)水解生物的反應(yīng)。所以，釋放出的養(yǎng)分在重量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了植酸酶自身的重量。所以，當(dāng)以酶自身重量為基數(shù)時(shí)，以%表示時(shí)，就出現(xiàn)了潛在營養(yǎng)價(jià)值數(shù)據(jù)大于100%的現(xiàn)象。
　　用常規(guī)的養(yǎng)分分析測定方法，無法測得潛在營養(yǎng)價(jià)值。潛在營養(yǎng)價(jià)值是在動(dòng)物體內(nèi)有酶和底物同時(shí)存在的條件下，用消化試驗(yàn)或生長性能試驗(yàn)測定獲得的。因此，與通常概念的營養(yǎng)價(jià)值相比較，潛在營養(yǎng)價(jià)值在功能上是一樣的，而且是可消化養(yǎng)分。但通常概念的營養(yǎng)價(jià)值是總養(yǎng)分。潛在營養(yǎng)價(jià)值具有明顯的產(chǎn)品特異性、飼料構(gòu)成特異性、動(dòng)物特異性和酶反應(yīng)條件特異性。
　　10、預(yù)混合飼料中使用了植酸酶以后對預(yù)混合飼料的物理特性有哪些方面的影響？
　　答：容重變輕，粉塵減少。顏色外觀有可能發(fā)生變化。
　　注：容重不同于比重，在表示和描述單位體積飼料的重量時(shí)使用容重，即g/cm3。原因是由于飼料本身的特點(diǎn)很難測定"單位體積"，而以在一定的體積內(nèi)未經(jīng)振動(dòng)和壓實(shí)的飼料的重量表示。一般用100mL的量筒測定。容重適用于各種飼料，飼料原料，飼料添加劑。
　　11、植酸酶為什么可以減少破蛋率？
　　答：植酸酶可以顯著降低破蛋率達(dá)4%左右。已經(jīng)為很多試驗(yàn)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)證實(shí)。植酸酶提高了蛋殼的剛度，對厚度影響不顯著。機(jī)理尚不完全清楚。可能與血液中堿性磷酸酶的活性、可利用錳的水平以及磷的水平變化有關(guān)。
　　注：產(chǎn)蛋雞隨年齡的增加，鈣的需要量上升而磷的需要量下降。總磷水平愈高，蛋殼質(zhì)量愈差。雞齡愈差。雞齡愈差。雞齡愈高，蛋殼質(zhì)量愈差。植酸酶可以提高產(chǎn)蛋率。但升幅僅在2%左右。已經(jīng)為很多試驗(yàn)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)證實(shí)。道理是植酸酶消除了植酸的危害，釋放出潛在的營養(yǎng)素，提高了進(jìn)食。有一點(diǎn)要提醒的是，如果為了降低飼料的成本，已經(jīng)使用了潛在的營養(yǎng)價(jià)值，設(shè)計(jì)的是"等養(yǎng)分等生產(chǎn)性能"的配方，那么就難再看到產(chǎn)蛋率明顯上升。
　　12、夏季使用注意事項(xiàng)有那些？
　　答：畜禽在夏季易受高溫氣候的影響。特別是家禽，對熱應(yīng)激較為突出。正常情況下，一只蛋雞每日的近食量在120克左右，重型蛋雞進(jìn)食可達(dá)到140克左右，夏季高溫時(shí)，蛋雞的進(jìn)食量在70—100克之間，這在很大程度上影響了家禽的氨基酸、維生素、礦物質(zhì)元素等的進(jìn)食量。因此，要求適當(dāng)調(diào)整日糧營養(yǎng)水平。夏季使用注意各營養(yǎng)物質(zhì)濃度的調(diào)整由于采食量下降，直接導(dǎo)致磷攝入量減少，因此應(yīng)適當(dāng)增加磷源飼料在配方中的含量，以增加飼料中磷和鈣的濃度，彌補(bǔ)因采食量下降而導(dǎo)致的磷、鈣不足。
　　外界氣溫高，因此不需要增加能量的含量；蛋白質(zhì)和必需氨基酸水平可以適當(dāng)增加。在夏季畜禽飼料配方設(shè)計(jì)中可適量增加復(fù)合維生素的添加量，以增強(qiáng)畜禽抗應(yīng)激能力。夏季畜禽面臨的應(yīng)激是其他季節(jié)所沒有的，降低應(yīng)激的方法之一就是適當(dāng)增加復(fù)合維生素和甜菜堿在飼料中的添加量，減少畜禽對疾病和高溫的應(yīng)激，能有效提高畜禽在夏季的生產(chǎn)性能。
　　13、添加小蘇打會(huì)不會(huì)影響酶活？
　　答：不影響的。碳酸氫鈉是畜禽體內(nèi)代謝重要的緩沖體系物質(zhì)之一，在夏季畜禽飼料中添加碳酸氫鈉能有效預(yù)防呼吸性堿中毒，維持體液的PH值的恒定，有利于胃酸的正常分泌，保持消化道正常的PH值，使植酸酶在一個(gè)正常的環(huán)境中發(fā)生酶反應(yīng)，對動(dòng)物生產(chǎn)性能有利。另外，由于C02的大量呼出，造成蛋殼CaCO3沉積減少，損害蛋殼品質(zhì)，也需要補(bǔ)充一定的碳酸氫鈉。
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