超量使用植酸酶時所需的關鍵特性

栗柱 譯

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超量使用植酸酶時所需的關鍵特性

栗柱 譯

隨著市售飼用商品植酸酶產品數量越來越多，其特性差異程度也在不斷擴大。雖然正在進行的研發工作結果比較樂觀，但種類太多使得我們直接對植酸酶進行比較變得非常困難。在評估超量使用（通常為正常添加量的3～4倍，旨在評估植酸酶消除抗營養因子的效果）植酸酶時，這一難題就變得更為棘手。

植酸酶的固有熱穩定性

為此，我們需要一種在超量添加植酸酶時能夠對植酸酶進行比較的新方法，更好地了解這些關鍵酶制劑特性——及其潛在的相互作用——可能就是最佳的開端。實際上，自于2012年12月在羅馬召開第二屆國際植酸酶峰會以來，這類理念已經得到了穩步發展。

在這些特性中，能夠對植酸酶使用效果產生實質性影響且能夠直接影響豬只生產性能的最重要特性就是熱穩定性。如果植酸酶能表現出較高的固有熱穩定性，那么開發能夠在常用制粒溫度下保持穩定的植酸酶產品時就不需要采用包被技術了。

目前，關于這種包被技術對植酸酶在胃內對植酸酶釋放延遲潛在影響的可用研究數據不多，但當我們的目標是盡可能消除植酸時，那么每種可有利于在胃內消除植酸的特性都是有價值的。

優化的胃內植酸酶活性

植酸酶在胃腸道內發揮活性的方式也存在諸多重要差異。植酸在胃內酸性環境下最容易降解，因此在pH 2.0～4.0條件下植酸酶的活性是我們需要了解的另一個潛在效果的關鍵指標。

不幸的是，目前評估植酸酶效果的標準pH值為5.5，在圖1我們可以清楚地看到，這與在較低pH值下植酸酶活性幾乎沒有相關性。如果終端用戶對pH值為5時植酸酶活性水平的了解有限，那么任何比較都有可能會對終端用于產生嚴重誤導，而且可能成為超量添加不同植酸酶時所獲得結果有時存在較大差異的一種托詞。

圖1　5種商品植酸酶的pH活性譜

繼續降解植酸

但是，也許最重要的特性是在較低植酸濃度下，植酸酶能夠保持較高活性率的能力。這一能力具有多種重要意義。

首先，當豬只采食后胃內可溶性植酸濃度逐漸升高時，這種植酸酶會更早地發揮作用，并能隨著植酸被降解且濃度最終開始下降，而繼續發揮較長時間的降解作用。在圖2可清晰地看到由此產生的這一差異，其中上面的藍色線表示植酸酶在低植酸濃度下活性較高的特性。

圖2　植酸酶活性隨日糧中植酸濃度升高時的比較

這一關于植酸酶活性的差異在植酸酶標準劑量濃度下并不是那么重要，這僅需釋放日糧中50%～60%的植酸來增加0.10%～0.13%的可用磷（AP），但在超量添加水平下，當植酸酶活性必須達到降解80%～85%總植酸以消除對營養消化負面影響的目標時，低植酸濃度下的植酸酶活性就變得非常重要了。

實際上，鑒于某些植酸是不可溶的（不可用），那么降解85%的植酸可能需要胃內可溶植酸磷濃度降至0.05%或更低。對于許多商品植酸酶產品來說，這是不可能的，因為在植酸濃度降至這么低之前，植酸酶活性就會簡單地消失了。

快速消除植酸

另一個關鍵指標是，隨著植酸逐漸變得可溶，但在植酸濃度達到對其他營養素消化產生負面影響之前，植酸酶有效“中和”植酸的能力。無論這種可溶性植酸濃度增加是由于消化飼料產生的，還是由于隨著胃內可溶性植酸濃度下降而釋放出更多不可溶植酸的結果，其影響都是一樣的。

圖3列舉了一個采食同種日糧（添加兩種不同植酸酶）后，胃內可溶性植酸水平可隨時間而增加的例子。紅線代表植酸對消化產生負面影響的濃度。

圖3　低底物濃度下植酸酶活性對超量添加效果的潛在影響

在較低植酸濃度（下面的方形線）時能夠達到最大活性，從而達到與紅線下植酸釋放率（方形色線與黑色線相平行的點）相符的活性率，這種植酸酶的效率最高。植酸產生抗營養影響的閾值是不會就那么簡單達到的。

對于需要更高植酸濃度才能達到相同活性率的植酸酶（上面圓形線），其實際使用效果可能會差得多。在這種情況下，無論添加的劑量率有多高，植酸濃度仍會升高至其抗營養作用影響動物生產性能的閾值。

高劑量植酸酶適用性

目前，我們已經知道并非所有能夠釋放出0.10%～0.13% AP的植酸酶，甚至是那些能夠釋放出0.15%～0.17%AP的植酸酶，均可表現出達成可靠的植酸消除率特性，即使在超量使用時。因此，在和那些用于簡單提高AP植酸酶相同基礎上，在高劑量條件下對植酸酶進行比較是不合適的，這會導致選擇出根本無法產生超量收益的植酸酶。

植酸酶在胃內發揮高活性、迅速降解植酸（隨著植酸溶解）和繼續降解直至植酸所剩無幾的能力，對于消除作為抗營養因子的植酸來說均至關重要。因此，如果終端用戶想要對提供的植酸酶產品進行直接且有意義的比較，那么關于植酸酶特性（如熱穩定性、pH活性譜和在低植酸濃度的活性率）的數據也非常重要。