非反刍动物营养中的植酸酶：胃肠道植酸酶活性及其影响因素(续2)

孟霞摘译

摘  要：植酸是植物中磷酸盐的主要储存形式，在动物上植酸的利用率较差，且具有抗营养作用。植酸酶（即肌醇六磷酸磷酸水解酶）可逐步去除植酸或植酸盐中的磷酸基团，从而获得可利用的磷。许多因素会影响植酸酶在动物体内的活性，本文主要阐述植酸酶相关因素（如最佳pH范围、植酸酶类型和蛋白酶抗性）和动物相关因素（如物种、动物年龄和保留时间）对植酸酶活性的作用。

关键词：植酸;植酸酶;胃肠道;猪;禽

中图分类号：S816 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2021）06-0084-03

4  测定植酸酶潜在营养价值的挑战

随着饲料原料和饲料级磷酸盐价格的持续上涨，有效利用饲料级磷酸盐资源并最大限度地利用植酸酶至关重要。为此，需要考虑有关植酸和固有植酸酶水平的基本知识、影响植酸酶活性和不同代植酸酶源体内效率的因素。

4.1 饲料原料中植酸和内在植酸酶含量的变化

众所周知，与所有其他营养素一样，饲料原料中的总磷和植酸磷含量变化很大。表5给出了动物饲料中常用植物成分的平均植酸含量和固有植酸酶水平。由于气候和环境的变化，不同季节和地区的作物在植酸含量和植酸酶活性上可能会有很大差异。

饲料成分体外分析是一种有用的工具，可提供有关饲料配方中总磷、植酸磷和可消化磷的精确数据。作为一项基本原则，在选择合适的植酸酶含量时，应考虑饲料中的植酸含量。

此外，还需要考虑某些饲料原料中是否存在固有植酸酶。众所周知，饲料中固有植酸酶的活性与饲料加工条件密切相关。高温加工的饲料（如制粒和挤压）会将固有植酸酶活性降低到最低水平。然而，在麦芽浆饲料中，饲料成分，如麦麸和其他小麦副产品，可能会产生大量的固有植酸酶。固有植酸酶的稳定性可能因谷物类型而异。一项体外研究表明，小麦和黑麦的固有植酸酶对胃蛋白酶具有抗性，但大麦植酸酶对胃蛋白酶敏感，当胃蛋白酶浓度为5 mg/mL时，其稳定性下降至57%。此外，固有植酸酶活性的最适pH范围为4.0～6.1，因此与外源性植酸酶相比，固有植酸酶的功效较低。

5  潜在营养价值

植酸酶最初被添加在动物饲料中，帮助植酸磷释放出无机磷，以减少排放到环境中的磷。

在实践中，植酸酶在氨基酸消化率和能量利用方面的优势已被观察到并越来越多地得到认可。因此，在实践中使用的植酸酶饲料潜在营养价值包括可用磷、钙、氨基酸和能量的值。然而，不同类型的植酸酶、不同动物种类的植酸酶的潜在营养价值不同，并受日粮成分的影响。

在大多数文献研究中，植酸磷的释放情况是通过替代阳性对照日粮中的无机磷确定的，以衡量在缺磷日粮中添加植酸酶是否可以恢复一些参数，如骨灰分、磷沉积量或增重。文献研究中确定的植酸酶iP等效性存在很大差异，这可能与饲料总磷、iP、植酸磷和钙水平、饲料成分组成、动物种类和年龄、适应期和评价标准有关。

Selle等观察到，作为对日粮植酸酶反应的饲料利用效率与饲喂磷水平充足日粮的断奶仔猪的日粮植酸含量呈正相关。此外，植酸酶的类型和分析方法也可能导致差异。文献研究表明，与真菌植酸酶相比，大肠杆菌植酸酶表现出更高的效率。然而，由于使用的表达生物不同，不同的大肠杆菌植酸酶产品之间也存在差异。

大多数家禽和猪饲料中植酸酶的添加标准为500 FTU/kg（蛋鸡日粮为300 FTU/kg），其活性基于pH 5.5时的标准测量值。由于体内环境中植酸酶活性存在差异，不同类型植酸酶的潜在营养价值可能不同。添加500 FTU/kg植酸酶，其iP当量范围为0.331 g/kg～1.796 g/kg。    饲料酶供应商建议500 FTU/kg植酸酶的磷等效值应大于1.0 g，但部分研究确定的磷等效值显示低于1.0 g。

此外，植酸酶营养值也可能因动物的种类和年龄而异，也可能受日粮成分的影响。需要注意的是，所有饲料配方中的微生物植酸酶都没有固定的营养值。为了更有效和更经济地使用微生物植酸酶，植酸酶的营养值应根据经验给出，并基于特定的日粮组成、其应用和使用模型，这些模型已开发用于战略性地告知最终用户酶产品的生物学和经济价值。

6  植酸酶的意义和未来研究

许多因素会影响饲料中植酸酶的活性，影响植酸酶活性的因素的作用方式如图3所示。

测量植酸酶活性的官方方法是在pH 5.5下进行的，但这并不是能够反映植酸酶活性的最佳pH。因此，在选择商业用植酸酶产品时，必须了解该植酸酶的最佳pH。同时应开发一种测量植酸酶活性的新方法，该方法应可以反映动物中食糜的最佳pH（即pH为3），以比较不同植酸酶产品的有效植酸酶活性。此外，在标准植酸酶活性测量中，通常以植酸钠为底物。而日粮中真正的底物是来自不同植物成分的天然植酸磷，因此，在新方法中，可以使用天然植酸磷来源，例如来自大豆的植酸磷作为底物。

目前，在猪和肉鸡的小肠末端，500 FTU/kg的微生物植酸酶可水解约45%～60%的植酸盐（比对照组高20%～48%）。在低pH和宽pH范围内具有高活性的植酸酶有望在消化道上部更快、更完全地水解植酸磷，从而更有效地降低植酸磷的抗营养作用。

人们普遍认为，使用植酸酶可以降低饲料成本，提高植物性饲料原料中磷酸盐和其他营养素的利用效率，从而产生经济和环境效益。然而，更好地了解动物体内植酸酶活性对于经济有效地使用植酸酶很重要。一种可以在很宽的pH范围内发挥作用，并且在动物的胃和肠道上部都有活性的植酸酶，将是动物饲料的理想植酸酶。此外，计算植酸酶的潜在营养价值时应考虑具体的日粮组成及其应用。

（续完）

原题名：Phytase in non-ruminant animal nutrition： a critical review on phytase activities in the gastro-intestinal tract and influencing factors（英文）

原作者：Yuming Dersjant-Li等（丹尼斯克動物营养）