超量使用植酸酶时所需的关键特性

栗柱 译



超量使用植酸酶时所需的关键特性

栗柱 译

随着市售饲用商品植酸酶产品数量越来越多，其特性差异程度也在不断扩大。虽然正在进行的研发工作结果比较乐观，但种类太多使得我们直接对植酸酶进行比较变得非常困难。在评估超量使用（通常为正常添加量的3～4倍，旨在评估植酸酶消除抗营养因子的效果）植酸酶时，这一难题就变得更为棘手。

植酸酶的固有热稳定性

为此，我们需要一种在超量添加植酸酶时能够对植酸酶进行比较的新方法，更好地了解这些关键酶制剂特性——及其潜在的相互作用——可能就是最佳的开端。实际上，自于2012年12月在罗马召开第二届国际植酸酶峰会以来，这类理念已经得到了稳步发展。

在这些特性中，能够对植酸酶使用效果产生实质性影响且能够直接影响猪只生产性能的最重要特性就是热稳定性。如果植酸酶能表现出较高的固有热稳定性，那么开发能够在常用制粒温度下保持稳定的植酸酶产品时就不需要采用包被技术了。

目前，关于这种包被技术对植酸酶在胃内对植酸酶释放延迟潜在影响的可用研究数据不多，但当我们的目标是尽可能消除植酸时，那么每种可有利于在胃内消除植酸的特性都是有价值的。

优化的胃内植酸酶活性

植酸酶在胃肠道内发挥活性的方式也存在诸多重要差异。植酸在胃内酸性环境下最容易降解，因此在pH 2.0～4.0条件下植酸酶的活性是我们需要了解的另一个潜在效果的关键指标。

不幸的是，目前评估植酸酶效果的标准pH值为5.5，在图1我们可以清楚地看到，这与在较低pH值下植酸酶活性几乎没有相关性。如果终端用户对pH值为5时植酸酶活性水平的了解有限，那么任何比较都有可能会对终端用于产生严重误导，而且可能成为超量添加不同植酸酶时所获得结果有时存在较大差异的一种托词。

图1　5种商品植酸酶的pH活性谱

继续降解植酸

但是，也许最重要的特性是在较低植酸浓度下，植酸酶能够保持较高活性率的能力。这一能力具有多种重要意义。

首先，当猪只采食后胃内可溶性植酸浓度逐渐升高时，这种植酸酶会更早地发挥作用，并能随着植酸被降解且浓度最终开始下降，而继续发挥较长时间的降解作用。在图2可清晰地看到由此产生的这一差异，其中上面的蓝色线表示植酸酶在低植酸浓度下活性较高的特性。

图2　植酸酶活性随日粮中植酸浓度升高时的比较

这一关于植酸酶活性的差异在植酸酶标准剂量浓度下并不是那么重要，这仅需释放日粮中50%～60%的植酸来增加0.10%～0.13%的可用磷（AP），但在超量添加水平下，当植酸酶活性必须达到降解80%～85%总植酸以消除对营养消化负面影响的目标时，低植酸浓度下的植酸酶活性就变得非常重要了。

实际上，鉴于某些植酸是不可溶的（不可用），那么降解85%的植酸可能需要胃内可溶植酸磷浓度降至0.05%或更低。对于许多商品植酸酶产品来说，这是不可能的，因为在植酸浓度降至这么低之前，植酸酶活性就会简单地消失了。

快速消除植酸

另一个关键指标是，随着植酸逐渐变得可溶，但在植酸浓度达到对其他营养素消化产生负面影响之前，植酸酶有效“中和”植酸的能力。无论这种可溶性植酸浓度增加是由于消化饲料产生的，还是由于随着胃内可溶性植酸浓度下降而释放出更多不可溶植酸的结果，其影响都是一样的。

图3列举了一个采食同种日粮（添加两种不同植酸酶）后，胃内可溶性植酸水平可随时间而增加的例子。红线代表植酸对消化产生负面影响的浓度。

图3　低底物浓度下植酸酶活性对超量添加效果的潜在影响

在较低植酸浓度（下面的方形线）时能够达到最大活性，从而达到与红线下植酸释放率（方形色线与黑色线相平行的点）相符的活性率，这种植酸酶的效率最高。植酸产生抗营养影响的阈值是不会就那么简单达到的。

对于需要更高植酸浓度才能达到相同活性率的植酸酶（上面圆形线），其实际使用效果可能会差得多。在这种情况下，无论添加的剂量率有多高，植酸浓度仍会升高至其抗营养作用影响动物生产性能的阈值。

高剂量植酸酶适用性

目前，我们已经知道并非所有能够释放出0.10%～0.13% AP的植酸酶，甚至是那些能够释放出0.15%～0.17%AP的植酸酶，均可表现出达成可靠的植酸消除率特性，即使在超量使用时。因此，在和那些用于简单提高AP植酸酶相同基础上，在高剂量条件下对植酸酶进行比较是不合适的，这会导致选择出根本无法产生超量收益的植酸酶。

植酸酶在胃内发挥高活性、迅速降解植酸（随着植酸溶解）和继续降解直至植酸所剩无几的能力，对于消除作为抗营养因子的植酸来说均至关重要。因此，如果终端用户想要对提供的植酸酶产品进行直接且有意义的比较，那么关于植酸酶特性（如热稳定性、pH活性谱和在低植酸浓度的活性率）的数据也非常重要。