植酸酶在肉鸡日粮中应用效果的研究进展

徐晓娜，李文立

（青岛农业大学动物科技学院，山东 青岛 266109）

植酸的化学名是肌醇六磷酸，植酸磷是谷物中磷的主要存在形式，是饲料中难以利用的磷源。由于植酸与钙、镁、铁、锌等金属离子及蛋白质有很强的络合作用，所以又是饲料中的抗营养因子。植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸（盐）一类酶的总称，属磷酸单酯水解酶。猪和家禽等单胃动物肠道内植酸酶活性微弱，不能有效利用饲料中的植酸磷。因此，必须在单胃动物（猪、鸡等）饲料中添加无机磷酸盐，这不仅增加了饲养成本，且饲料中大量不能被动物利用的植酸磷随粪便排出体外，也会污染环境。随着生物技术的发展，研究发现，在猪和家禽的饲料中应用植酸酶可以提高磷的利用率、减少粪便中有机磷的排放以及降低饲料成本[1-2]。目前，植酸酶越来越广泛的应用于肉鸡生产中。本文主要从植酸酶的来源、生理学特性以及鸡对磷利用率、胫骨钙磷沉积、日增重、采食量和饲料利用率等方面进行综述，为植酸酶在肉鸡营养中进一步研究提供参考。

1 植酸酶的来源

植酸酶在自然界中广泛存在，主要来源于植物、动物和微生物。植酸酶最早是在植物中发现的，后来发现植酸酶存在于哺乳动物小肠中和脊椎动物红细胞和血浆原生质中。但植物中植酸酶含量较低，对动物中植酸酶的研究较少。与植物和动物来源的植酸酶相比，微生物来源的植酸酶以产量高、活性高、成本低和稳定性好等优点，适宜大规模工业化生产，工业生产的植酸酶制剂绝大多数来源于微生物。目前主要是应用真菌曲霉属微生物生产植酸酶，如黑曲霉、米曲霉、土曲霉和无花果曲霉，其都能分泌具有高活力的植酸酶。

2 植酸酶的生物学特性

不同来源的植酸酶相对分子质量不同，分子构造上也有差异。植酸酶的最适pH 一般为2.0～6.0，也有少数植酸酶的最适pH为8.0。大部分植酸酶的适宜温度为40～60℃，在饲料加工过程中添加植酸酶，就要考虑温度因素。当温度≥60℃时，会造成植酸酶活性部分损失，温度达70℃时，则植酸酶酶活基本丧失。还有研究发现，制粒镶嵌成型的植酸酶，会提高其耐温性，最高耐温可达85℃。

3 植酸酶的生物学作用

3.1 对钙磷利用率的影响

在鸡日粮中添加一定量的植酸酶能显著提高饲料中植酸磷的利用率（P＜0.05），减少植酸磷排放量，减少环境污染。同时在饲粮钙、磷水平较低条件下，还可有效地替代部分磷的添加。王鑫等试验发现，微生物来源的植酸酶能提高玉米和大豆日粮中植酸磷的利用率[3]。徐奇友等试验发现，在有效磷水平为0.35%的肉仔鸡日粮中分别添加植酸酶250、500 U·kg-1，结果表明，能提高钙、磷利用率[4]。杨彩然等研究表明，添加植酸酶350、500、650 U·kg-1，磷利用率分别比标准饲粮组提高0.59、4.18、8.85个百分点，磷排泄量分别减少0.38、0.37、0.55个百分点，说明植酸酶能提高肉仔鸡有效磷饲粮中磷利用率，减少粪磷排泄[5]。丁弈等试验发现，在肉鸡饲料中添加植酸酶，能显著提高日粮中磷利用率，磷利用率提高7.63%～8.27%，显著高于对照组（P＜0.05）[6]。戚广州等研究发现，在肉仔鸡低磷日粮中添加植酸酶，能显著提高总磷表观消化率（P＜0.05），对钙表观消化率也有一定程度提高[2]。有试验表明，在日粮中添加植酸酶的处理组，磷表观消化率显著高于正对照组（P＜0.05）[7]。谢新东等研究发现，在饲料中添加植酸酶能显著提高磷表观利用率，且随着植酸酶添加量增加而提高，当添加植酸酶500 U·kg-1时，饲料中磷表观利用率达59.3%，较低磷组和无机磷组分别提高36.95%和19.32%[8]。虽然在鸡日粮中添加植酸酶可以水解植酸磷，但是其作用是有限的。戚广州等试验发现，并非添加高水平植酸酶就能得到最好的效果，这可能是由于植酸酶添加量达到一定水平时，水解植酸磷的能力会达到饱和[7]。丁宏标等在艾维茵雏鸡玉米-豆粕型日粮中添加重组植酸酶0、300、600、900 U·kg-1和标准水平磷酸氢钙，结果表明，肉鸡体增重和胫骨磷沉积随植酸酶添加剂量而提高，但添加植酸酶不能完全取代无机磷，添加植酸酶可减少肉鸡粪便氮磷排泄量，减轻环境污染[9]。在日粮中添加一定量的植酸酶对钙浓度影响不大，可能是由于血清钙浓度在动物的甲状旁腺功能正常，维生素代谢正常的基础上几乎保持恒定。

3.2 对鸡胫骨指标的影响

胫骨灰分、磷、钙含量是衡量畜禽骨骼矿物元素贮备情况的重要参数。当动物从饲料中摄入钙、磷不能满足机体需要时，骨组织中的钙、磷就会动员出来，以满足机体对钙、磷的需要，导致骨中灰分、钙、磷含量的降低。任海英等试验发现，在肉仔鸡的低磷、颗粒日粮中添加耐高温植酸酶能增加胫骨灰分和磷含量[10]。Newkirk 等发现，日粮中总磷水平保持在0.4%，而植酸酶添加量为300～1500 U·kg-1时，鸡胫骨断裂现象显著减少（P＜0.05）[11]。徐奇友等试验发现，在日粮中添加植酸酶250 U·kg-1，日粮有效磷含量为0.39%（0～3 周）和0.35%（4～6周），试验组较对照组显著降低胫骨灰分中磷含量（P＜0.05）[12]。试验结果不一致，原因可能是由于不同试验添加的植酸酶来源、剂型不同造成的酶活性不同，还可能是植酸酶的添加方式、试验条件等不同导致植酸酶释放的磷含量不同，而引起日粮中钙、磷比例的变化所致。

3.3 对鸡生长性能的影响

大量研究发现，植酸酶对肉鸡的体重、日增重、日采食量和饲料利用率都有一定的影响作用。谢新东等报道，在低磷的肉仔鸡玉米-豆粕日粮中添加植酸酶，试验组肉仔鸡较对照组显著提高体质量和饲料转化率（P＜0.05）[8]。Viveros 等研究在1～3周肉仔鸡低非植酸磷（NPP）日粮（3.50 g·kg-1NPP）中添加植酸酶对肉仔鸡生产性能的影响，试验结果表明，植酸酶添加量为500 U·kg-1组与对照组（4.50 g·kg-1NPP）获得相当的生长性能[13]。丁涵等研究表明，在饲粮非植酸磷水平为3.50 g·kg-1（0～3周）和3.00 g·kg-1（4～6 周）时，添加包衣植酸酶500 U·kg-1能够提高肉仔鸡的生长性能[14]。楼洪兴等在肉仔鸡饲粮中添加植酸酶200 U·kg-1，可提高日增重和饲料效率[15]。马向东等试验结果表明，添加植酸酶对肉鸡的体重增长及日增重具有良好的促进效果[16]。徐奇友等试验表明，在含有总磷0.55%、0.50%和0.45%的日粮中分别添加植酸酶500 U·kg-1，其各期平均日增重、饲料增重比都好于日粮中含总磷0.59%、0.56%、0.52%的对照组[12]。Sebastian 等试验发现，添加植酸酶能提高肉仔鸡体重，在含磷0.5%的玉米-豆粕型日粮中添加植酸酶600 U·kg-1，其生产性能与含磷0.7%的对照组水平相当[17]。易中华等在含有效磷0.35%AA 肉鸡日粮中添加植酸酶500 U·kg-1，使肉鸡日增重提高14%[18]。杨彩然等分别在艾维茵肉仔鸡低磷饲粮中添加植酸酶0、350、500和650 U·kg-1，结果表明，500、650 U·kg-1添加组的料重比最好[19]。

3.4 对鸡蛋白质和氨基酸消化率的影响

植酸可与蛋白质形成蛋白质-矿物质-淀粉-植酸盐的复合物，蛋白质和植酸的络合物具有较强的抗蛋白分解能力，而且植酸盐对赖氨酸、精氨酸和组氨酸有很强的亲和力，植酸还能抑制消化酶如胃蛋白酶、α-淀粉酶、胰蛋白酶的活性，影响蛋白质的利用率。在日粮中添加植酸酶，可以分解被植酸络合的蛋白质和氨基酸，并可以终止植酸对其他消化酶活性的抑制作用，从而促进氮的吸收。Cowieson等报道，日粮中添加相同水平的植酸酶，对不同氨基酸利用率的提高幅度不同，其中丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、天门冬氨酸的利用率对酶的作用更敏感，而其他氨基酸如精氨酸等的利用率则不太敏感[20]。可能是由于不同氨基酸与植酸的交互作用不同，或植酸促进了一些内源化合物（如某些氨基酸所含的丰富的黏液素）的排泄[21]。而Peter 等研究表明，植酸酶对肉鸡蛋白质和氨基酸的利用率没有影响[22]。目前，在植酸酶对蛋白质和氨基酸利用率方面的研究不多，有待于进一步探讨。

3.5 对矿物质利用率的影响

植酸分子会对金属离子Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等有较强的螯合特性，降低动物对Zn、Fe、Cu、Ca、Mn、Mg的利用率。在日粮中加入一定量的植酸酶后，能够水解植酸与其形成的螯合物，利于其吸收利用。

3.6 在鸡日粮中的适宜添加量

植酸酶的作用底物是植酸及其盐类化合物，不同日粮所含植酸的量不同，则需要的植酸酶添加量也不同。添加量过多或过少，会造成植酸酶的浪费或者磷利用率提高不多。植酸酶的添加效果与饲粮中植酸磷含量有密切关系，一般要求植酸磷含量＞0.2%才考虑添加。植酸酶在日粮中的添加比例要综合各方面因素，如其活性大小、作用特点、经济效益等。Peter等试验表明，单纯考虑对磷的最高表观消化率，植酸酶添加量为800～1000 U·kg-1时效果最佳，但这个添加水平会使成本增加40～50 元·t-1饲料，大大超过了取代无机磷的经济效益[22]。因此，考虑到综合效益，植酸酶添加量一般推荐为300～500 U·kg-1，而不是追求磷的最高利用率。

4 小 结

目前，生态养殖日益引起人们的关注，生产并使用高质量、低污染、功能性强的日粮，是畜牧业急需解决的问题。植酸酶产品的开发利用，能够降低养殖排泄物中氮磷含量，提高饲料消化利用率和畜禽生产性能。植酸酶在提高磷利用率、生长性能和矿物质利用率以及增加鸡胫骨钙磷沉积有积极作用。加强开展植酸酶的研究开发，扩大植酸酶的产业化生产，促进其在畜牧业生产中的广泛应用，可以实现在追求经济效益的基础上，减少畜牧业对环境的污染。

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