高效植酸酶的选择标准

刘正旭 译自，Vol.26(2018)，№2：16～17

唐彩琰 校 罗静如 制图

在饲料中添加外源性植酸酶的主要目的是释放原料中与植酸紧密结合的磷(Phosphorous，P)。这不仅可以通过减少无机磷的添加量来降低饲料的成本，而且还可以通过降解饲料中的抗营养因子(如植酸)对动物的生产性能产生有益的影响。在动物营养的实际应用中，水解速度快的高效植酸酶有两个重要益处：一是植酸酶分解植酸的速度越快，从植酸中释放出的磷的数量就越多，需要向饲料中添加的无机磷的数量相应地也就越少；二是由于植酸会与矿物质、蛋白质甚至脂肪酸结合而具有抗营养的作用，因此植酸更快地分解有利于提高上述营养素的消化率，改善动物的生产性能。

● 适合植酸酶作用的pH范围

众所周知，植酸溶解后所含的磷酸盐基团才能被外源性植酸酶水解。植酸在pH低于4.0的环境(家禽的肌胃或其他动物的胃)中具有良好的水溶性。然而，在pH较高的环境(如动物的小肠)中，植酸会与钙离子等阳离子结合形成复合物。因此，优质高效的植酸酶在动物消化道上端——pH自始至终介于2～4的酸性环境——具有高度的活性。

● 对胃蛋白酶的耐受性

胃蛋白酶是一种存在于家禽肌胃(或其他动物的胃)中的蛋白酶，专司蛋白质降解。由于植酸酶也属于蛋白质，它的活性可能会因胃中蛋白酶的作用而下降，然而动物的胃是植酸酶发挥其最大作用的部位。研究表明，并非所有的植酸酶都能有效地抵抗胃蛋白酶的降解作用，这意味着尽管家禽的肌胃(或其他动物的胃)拥有适合植酸酶作用的pH条件，但这些植酸酶在动物的胃中仍无法发挥各自的全部功能。

● 水解植酸的速度

植酸酶水解植酸的最大速度(Vmax)很大程度上取决于它在发生水解作用时所适合的pH环境及对胃蛋白酶的耐受性，具体速度可通过体外酶解试验测定(即所谓的米氏动力学研究)。考虑到饲料在动物胃中停留的时间较短，而植酸在胃中可溶解于溶液中且可被降解，显然植酸酶水解作用的速度越快越好，否则将会影响植酸酶水解植酸的功效(图1)。

1 科学验证的植酸酶的磷基础值

为了预测每一种植酸酶能减少饲料中无机磷的添加量，植酸酶的每一家生产商都会提供所产植酸酶的独特的磷基础值。这些产品的磷基础值越高，配方师在制定最佳成本配方时对它的兴趣就越大。然而，对配方师而言，生产商提供的每一种植酸酶的磷基础值能够100%正确极其重要。

许多对来稿采取同行评议的学术性杂志发表了多家独立研究机构完成的试验结果，这些结果可为测定或比较植酸酶的磷基础值提供一个充足且可靠的基础。这些基础值或许可被称为“科学基础值”，并与生产商提供的磷基础值存在差异，后者可被称为“供应商基础值”。例如，在科学文献中，有关2002－2017年期间针对家禽进行的此类研究表明，除了OptiPhos公司外，大多数植酸酶生产商都高估了其产品的磷基础值，有的甚至高估了25%，因此，这可能会导致动物生产性能下降(图2)。

2 双倍添加量的超剂量效应

众所周知，植酸可以通过与矿物质、蛋白质和脂肪酸结合展现出抗营养的特性，进而阻止动物对它的消化与吸收。因此，在提高动物生产性能方面，水解速度快的高效植酸酶，如OptiPhos植酸酶，将能够更快速地产生有益的作用，并且在双倍添加时将会产生超剂量的效应，而其他植酸酶需要添加正常剂量的3～4倍才能产生相同的效应。

3 结论

我们可以确信，每一种植酸酶具有的固有特性很大程度上是由其在动物体内的活性和对植酸的水解速度决定。因此，选择在所有恰当的pH范围内有活性、对胃蛋白酶有耐受性和可以高速水解植酸的植酸酶至关重要，可以确保从植酸中释放出充足且数量稳定的磷。植酸酶在上述三方面的评分越大，它的磷基础值就越好且越稳定，同时动物的生产性能通过超剂量效应提高的幅度也越大。