植酸酶对不同饲料原料的体外酶解效果

崔细鹏，王 敏

（广东溢多利生物科技股份有限公司，广东 珠海 519060）

植酸磷是一个含6个磷酸基团的环状化合物[1-3]。在大多数油籽和豆科植物中占干物质的1%～5%。通常将植酸磷列入抗营养因子，因其影响其他矿物元素的有效性。不仅与植物中大多数磷结合（40%～70%），而且植酸磷还与其他二价和三价金属元素如钙、镁、锌和铁等螯合形成极难溶解的化合物，在动物的肠道变得难于吸收[4-6]。因此植酸磷的存在会增加动物对其他必需矿物元素的需要[7]。在豆类和油料等作物籽实中，磷的基本贮存形式是植酸磷，其占植物中总磷的60%～80%。但以植酸磷形式存在的磷却因单胃动物体内缺乏能分解植酸的酶而难以被利用，其利用率仅在0～40%。从而造成了许多问题：磷源浪费。一方面饲料中的磷源不能得到有效利用，另一方面为了满足动物对磷的需求，必须在饲料中添加无机磷，提高了饲料成本；形成高磷粪便污染环境。饲料中约85%的植酸磷会被动物直接排出体外，粪便中大量的植酸磷使水和土壤受到严重污染[8]。

植酸酶是能够降解植酸释放出无机磷的一类酶的总称。植酸酶是20世纪90年代添加剂工业的一类重要的成果，国内养殖饲料行业植酸酶于2003年逐步增加，磷酸氢钙在2004年的价格猛增更是推广了植酸酶的应用[9]。植酸酶能够使植物磷的利用率大幅度提高已在大量试验中得到验证，可使单胃动物猪鸡粪尿中未消化的磷排泄量减少25%～30%，减少磷污染环境最见成效的方法就是日粮加入植酸酶[10-11]。由于酶活测定方法多样且不统一，测定结果很难进行相互间的比较。作为饲用酶制剂，其应用价值受多方面因素的影响，仅靠酶活指标还不能评价酶的质量。在饲料原料中按照设计比例添加植酸酶，建立体外酶解评价体系，可以为饲料酶的使用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 试剂及仪器

精密pH计（0.01）、分析天平（0.01g）、离心机、分光光度计、恒温振荡水浴锅等。

pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸钠缓冲液；10%三氯乙酸溶液。

1.2 底物制备

将常用饲料原料底物小麦、玉米、豆粕、DDGS、菜粕、棕榈粕烘干粉碎，过24目筛。

1.3 酶样品来源

试验采用的植酸酶产品来自国内外不同厂家的植酸酶产品。7种植酸酶的酶活均为5 000 U·g-1。

1.4 试验步骤及测定方法

1.4.1 试验设计

试验分为对照组（不加酶）和加酶组2个处理。

对照组：称取10.00 g底物饲料，按料∶水=1∶10（水指pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸钠缓冲液），与酶解样混合在一起，酶解开始后，每隔1 h振荡1次，速度120 r·min-1。酶解结束后，加入10%三氯乙酸溶液5 mL，取出酶解样品适量4 000 r·min-1离心10 min，收集上清夜，待测。

加酶组：称取10.00 g底物饲料，最终添加植酸酶：10 U·g-1原料、50 U·g-1原料、100 U·g-1原料；料∶水=1∶10（水指pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸钠缓冲液）。酶解温度：37℃，共酶解5 h，酶解开始后，每隔1 h振荡1次，1次10 min，速度120 r·min-1。酶解结束后，加入5 mL 10%三氯乙酸溶液，取出酶解样品适量4 000 r·min-1离心10 min，收集上清夜，待测。

1.4.2 测定指标

取适量滤液，加10 mL钼黄显色剂，用蒸馏水定容至50 mL，静置10 min后，如澄清无浑浊，直接于420 nm测定OD值，如静置后出现浑浊，则将该混合液摇匀，取10 mL，4 000 r·min-1离心10 min后取清液再测OD值。测定OD值在0.3～0.5，如果不在此区域，需适当调整滤液的量。

根据标准曲线计算无机磷的含量（标准曲线绘制参考GB/T6437-2002），植酸酶酶解效率的计算公式见式1。

植酸酶酶解效率=（加酶组无机磷含量-空白组无机磷含量）÷空白组无机磷含量×100% （1）

2 结果与分析

7种饲料原料体外酶解后无机磷含量及增长率见附表与附图。

附表 7种饲料原料体外酶解后无机磷含量的含量及增长率

附图 7种饲料原料体外酶解后无机磷含量的增长率

由附表与附图可知，对于豆粕，7种植酸酶酶解效率最好的是6号，达到348.4%，其次是5号和1号，最差的是7号，仅为204.9%。对于玉米，7种植酸酶中酶解效率最高的是3号，达到290.5%，最低的为6和7号，达到271.4%。对于小麦，7种植酸酶中酶解效率最好的是1号，达到102.5%，其次是6和7号，达到101.7%，酶解效率最低的是3号，为86.4%。对于菜粕，6号植酸酶酶解效率最高，达到247.7%，其次是1号，达到234.2%。7号植酸酶对菜粕酶解效率最低，仅为49.7%。对于DDGS，1～6号酶解效率相差不大，在61.8%～69.0%。7号植酸酶对DDGS酶解效率仅为32.8%。对于棕榈粕，酶解效率最高的是6号植酸酶，达到180.1%，其次是1、2、3、4、5号，分别达到157.2%、147.6%、160.8%、142.2%和159.0%。酶解效率最低是7号，仅为99.4%。

3 讨 论

加入植酸酶后，7种饲料原料溶液中无机磷含量都有不同程度的增长。其中豆粕、玉米无机磷含量增长率最高，DDGS无机磷增长率最低。由于玉米、豆粕本身所含有极为微弱活性的植酸酶，植酸酶也能很好的在玉米-豆粕型日粮中发挥作用。

7种植酸酶对同一种饲料原料的酶解效果来看，没有太大区别。6号对蛋白类饲料原料的作用效果在7种植酸酶中效果最佳，而对能量饲料原料的作用效果与其他6种植酸酶相差不大。7号对蛋白类饲料原料的作用效果不及其他6种植酸酶，而对能量饲料原料的作用效果与其他6种植酸酶效果相同。可能不同来源的植酸酶，酶解效果存在着差异。

试验中的底物存在于饲料原料中，植酸与磷的结合以及植酸酶的渗透都需要时间，另一方面，饲料中的矿物质大多数与植酸结合，形成不容易溶解的植酸盐，饲料成分的各不相同使得植酸盐的形式也各不相同，可能导致植酸磷利用变化较大，菜粕中钙、镁含量最高，表明菜粕中植酸盐主要以钙盐或镁盐形式存在，豆粕中钾含量最高，因此即便是使用相同的植酸酶去降解各种植酸磷含量不同的原料，也是有差异的。

但由于动物体的消化代谢生理过程很复杂，且受许多因素的影响，因此，体外实验确定的植酸酶水平只是用来同浓度水平比较不同产品的对饲料底物的酶解效果，植酸酶在日粮中的添加水平还需要用动物试验进一步验证。

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