植酸酶在动物生产中应用的研究进展*

张胜燕

(青海省湟中县拦隆口镇兽医站,青海 湟中 811606)



专题论述

植酸酶在动物生产中应用的研究进展*

张胜燕

(青海省湟中县拦隆口镇兽医站,青海 湟中 811606)

植酸酶是可以催化植酸及其盐类将其水解为肌醇与磷酸(盐)的一类酶。论文综述了植酸酶的生物学活性及其在动物生产中的应用前景，旨在为植酸酶在养殖生产中的进一步合理开发和推广应用提供参考依据。

植酸酶；生物学活性；动物生产；应用

植酸酶是可以催化植酸及其盐类的一类酶，其空间结构特殊，能够分解植酸分子中的磷，将植酸或其盐类降解为肌醇和无机磷，释放出与植酸及其盐类结合的其它营养物质[1]。在饲料中添加植酸酶可以促进动物对植酸磷的利用，降解动物饲料中的植酸盐，提高磷的吸收利用率，增加骨中磷的含量，提高骨骼强度。其次有利于维持动物消化道内较低的pH，提高幼龄动物的消化功能和对营养物质的吸收，减少腹泻的发生[3]。植酸酶代替饲料中磷酸氢钙、骨粉等无机磷酸盐的添加，避免了添加低质量无机磷饲料引起的氟中毒和重金属中毒，提高了饲喂的安全性[3]。论文简述植酸酶在动物生产中的应用进展，以期为其合理开发和推广应用提供参考依据。

1 植酸酶的作用机理

植酸为肌醇六磷酸，通常与钙、镁、锌、钾等元素结合形成不溶性盐类而不能被机体吸收，造成营养物质的浪费。植酸酶可以将植酸分子上的磷酸基团逐个切下来，不同来源的植酸酶切割植酸的起始位点不同，但终产物都是肌醇和磷酸，1 g植酸被植酸酶完全分解可以产生281.6 mg的无机磷。植酸酶由于来源不同分子量也有差异，植酸酶在不同的表达系统中糖基化程度不同，酶糖基化程度不同仅影响酶的分子量、热稳定性及等电点，并不影响酶的专一活性。

2 植酸酶在动物生产中的应用

反刍动物的瘤胃微生物能够产生大量的植酸酶并能够很好地水解植酸磷，而单胃动物如猪、家禽以及水产动物等肠道中植酸酶的活性微弱，对植酸磷利用率较低，不能满足动物机体自身的需要[4]，植酸酶作为一种新型的单胃动物饲料添加剂，可以降低动物日粮中无机磷的添加量，可以提高饲料中磷和其他营养成分的利用率，促进动物生长，降低饲料成本，具有"绿色磷"之称[5]。

2.1 提高生长性能

将植酸酶应用于动物饲料中能显著提高饲料的利用率，促进动物生长发育，增加经济效益，降低养殖成品。将仔猪基础饲粮中添加250、500、750 IU/kg的植酸酶分别取代基础饲粮中的40%、60%、80%磷酸氢钙，平均日增重分别提高了1.05%、4.09%、2.64%，料重比分别降低了2.18%、2.62 %、1.75 %，每千克增重的饲料成本分别是对照组的97.38%、97.03%和97.73%[6]。吴东等[7]研究也表明生长肥育猪饲粮中磷酸氢钙的添加水平降低，直至全部不加，在添加植酸酶的条件下，生长性能没有降低，且日增重和饲料转化率有提高的趋势。将肉仔鸡日粮中磷酸氢钙的添加水平分别降低30%和60%，同时添加150 mg/kg植酸酶后，肉鸡的采食量和增重与磷酸氢钙对照组均无明显差异[8]，但可显著降低养殖成本。五龙鹅低磷饲粮中添加900 IU/kg植酸酶能够将4周龄和16周龄五龙鹅平均日增重分别提高6.35%和18.54%，料重比分别降低2.30%和7.77%[9]。植酸酶对动物生长性能的改善作用，并不是添加剂量越高越好，当日粮中磷的水平不能满足动物生长需要时添加植酸酶可以显著改善动物的生长性能，当日粮中磷的水平能够满足动物生长需要时添加高剂量的植酸酶不能改善动物的生长性能[10]。

2.2 提高营养物质利用率

将植酸酶应用于动物饲料中能水解饲料中的植酸磷，增加饲料营养物质含量，并能显著改善猪的肠道功能、消化机能，提高营养物质利用率。肉鸡日粮中添加500 IU/kg植酸酶可增加肉鸡十二指肠、空肠及回肠的绒毛长度和深度，改善肉鸡肠绒毛形态结构，提高肠道功能，同时可显著提高粗蛋白等营养物质消化率[11]。植酸酶对24日龄肉鸡灰分和钙利用率的改善效果好于42日龄[8]，肉仔鸡生长早期对钙磷等营养物质的需要量高于后期，因而在肉仔鸡生长早期植酸酶的作用效果更明显。大肠杆菌、黑曲霉来源的植酸酶可将生长育肥的干物质消化率分别提高3.28%、3.04%，粗蛋白质消化率分别提高5.17%、3.30%，钙消化率分别提高15.30%、6.67%，磷消化率分别提高28.13%、8.51%，总能消化率分别提高3.27%、3.12%[12]。红鳍东方鲔幼鱼饲粮中添加1 000～1 500 IU/kg植酸酶能提高幼鱼肠道蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活力，提高营养物质利用率[13]。

2.3 提高免疫功能

免疫器官指数以及血清中的免疫球蛋白含量和抗体效价是反应动物机体免疫功能的重要参考指标，免疫器官的重量和发育状况直接影响到动物机体的免疫应答水平，血清中免疫球蛋白含量和抗体效价的高低可直接影响动物机体的体液免疫状况和对疫病的抵抗力。五龙鹅低磷饲粮中添加900 IU/kg植酸酶能够将4周龄五龙鹅胸腺指数、脾脏指数、法氏囊指数分别提高88.46%、43.75%、21.43%，将禽流感疫苗免疫后的7 d、14 d、21 d、28 d的血清抗体效价分别提高10.25%、14.93%、16.11%、9.11%[14]。断奶仔猪饲粮中添加500 IU/kg和1 000 IU/kg植酸酶可分别将断奶仔猪血清中IgA、IgG、IgM分别提高2.33%和3.36%、8.82%和9.30%、3.25%和16.67%[15]。植酸酶提高动物机体免疫功能的原因可能是植酸酶促进了动物机体对蛋白、消化酶、矿物元素等营养物质的吸收，促进了动物机体免疫系统的发育，提高了动物机体的免疫力，从而进而改善动物机体免疫功能。

2.4 改善血清生化指标

血液在维持动物内环境的稳定上起着重要作用，而血清生化指标可以直接的反映动物健康状态、营养水平，测定其血清总抗氧化能力、总超氧化物歧化酶活性、钙、磷等血液生化指标可以直接评价植酸酶的应用效果。何欣等[16]在育肥猪基础饲粮中设立高磷日粮组、有效磷日粮组、低磷+植酸酶日粮组研究植酸酶对血清生化指标的影响，血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、葡萄糖、尿素氮浓度3个日粮处理组之间无显著差异，血清碱性磷酸酶活性随日粮中磷水平下降而显著提高，低磷加酶组血清磷酸酶活性最高。封伟贤等[6]将仔猪基础饲粮中添加250、500、750 IU/kg的植酸酶分别取代基础饲粮中的40%、60%、80%磷酸氢钙，三组血清中磷含量分别提高了1.46%、0.36%、14.23%。在肉鸡方面，肉鸡日粮中添加200 mg/kg植酸酶可将肉鸡血清总蛋白含量下降10.57%，血清钙浓度下降16.93%，碱性磷酸酶活性增加26.24%[17]。

2.5 改善动物产品品质

植酸酶作为饲料添加剂可显著增加动物产品的肌肉含量，改善动物产品品质。利用1 000 U/kg植酸酶分别替代异育银鲫基础日粮中0.3和0.6个百分点的磷酸二氢钙，使得异育银鲫肥满度分别提高3.16%和8.38%，肌肉粗灰分分别提高7.29%和10.18%，粗脂肪分别提高2.14 %和10.75%[18]。含无机磷0.28 %的肉鸡基础日粮中添加1 000 IU/kg植酸酶可以显著提高肉鸡的屠宰率[19]。肉鸭基础饲粮中添加500 IU/kg、1 000 IU/kg、1 0000 IU/kg植酸酶可将肉鸭的屠宰率分别提高0.73%、0.57%、l.20%，半净膛重分别提高4.91%、5.80%、5.36%，全净膛重分别提高4.45%、5.94%、5.45 %，全净膛率分别提高0.68%、2.13%、1.4 3%，胸肌率分别提高10.50%、12.79%、4.81%，腿肌率分别提高11.96%、13.22%、l0.77%[20]。

2.6 改善养殖环境

植酸酶作为环保型饲料，可以降低动物日粮中无机磷的添加量，增加非常规饲料原料的用量，降低饲料成本，同时可提高饲料的利用率，促进钙、磷的消化利用率，降低粪磷的排泄量，达到保护生态环境的目的。肥育猪饲粮中添加植酸酶可使粪氮排出量降低17.03%～28.33%，粪磷排出量降低21.10%～23.23%[21]。岭南黄肉鸡日粮中700 IU/kg植酸酶代替基础日粮中70%的磷酸氢钙可将鸡粪中钙含量降低20.34%，将鸡粪中磷含量降低22.33%22]。

3 小结与展望

植酸酶可以解除植酸的抗营养作用，提高食物和饲料中的微量元素、矿物质、蛋白质及氨基酸的利用率，降低由于饲料消化不完全排放磷对环境的污染，将成为一种新型绿色环保饲料添加剂。目前国内许多科研院所及高新技术企业正致力于植酸酶的研究开发，通过基因工程技术将高活性的植酸基因转移到高产微生物菌株中，构建高产植酸酶菌株，降低植酸酶的生产成本，缓解植酸酶一直以来依赖进口的状况，然而目前植酸酶作为动物饲料添加剂的最适添加剂量以及在动物体内的作用机理等方面的研究还不够完善，相信随着植酸酶的不断研究深入和产业化应用，植酸酶在动物生产中将具有更加广阔的开发应用前景，从而促进我国绿色健康养殖业的快速发展。

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Research Progress of Phytase Application in Animal Cultivation

ZHANG Sheng-yan

(HuangzhongLanlongkouVeterinaryServiceStation,Huangzhong,Qinghai811606 ,China)

Phytase is a kind of enzyme that catalyzes phytic acid and sulphites and hydrolizes them into inositol and phosphate. The paper reviewed the biological activity and its prospective use in animal production to provide reference for further reasonable development and promotion of phytase in animal breeding industry.

phytase; biological activity; animal growth; application

2014-09-03，

2014-10-21

张胜燕(1978-),男，青海湟中人，畜牧师，研究方向：畜牧生产。E-mail:Zhangshengyan1978@qq.com

S811.6

A

1005-5228(2015)02-0084-03