超量使用植酸酶時所需的關(guān)鍵特性

栗柱 譯

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超量使用植酸酶時所需的關(guān)鍵特性

栗柱 譯

隨著市售飼用商品植酸酶產(chǎn)品數(shù)量越來越多，其特性差異程度也在不斷擴(kuò)大。雖然正在進(jìn)行的研發(fā)工作結(jié)果比較樂觀，但種類太多使得我們直接對植酸酶進(jìn)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?fàn)I養(yǎng)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(wěn)定性

為此，我們需要一種在超量添加植酸酶時能夠?qū)χ菜崦高M(jìn)行比較的新方法，更好地了解這些關(guān)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(shí)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(jīng)得到了穩(wěn)步發(fā)展。

在這些特性中，能夠?qū)χ菜崦甘褂眯Чa(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響且能夠直接影響豬只生產(chǎn)性能的最重要特性就是熱穩(wěn)定性。如果植酸酶能表現(xiàn)出較高的固有熱穩(wěn)定性，那么開發(fā)能夠在常用制粒溫度下保持穩(wěn)定的植酸酶產(chǎn)品時就不需要采用包被技術(shù)了。

目前，關(guān)于這種包被技術(shù)對植酸酶在胃內(nèi)對植酸酶釋放延遲潛在影響的可用研究數(shù)據(jù)不多，但當(dāng)我們的目標(biāo)是盡可能消除植酸時，那么每種可有利于在胃內(nèi)消除植酸的特性都是有價值的。

優(yōu)化的胃內(nèi)植酸酶活性

植酸酶在胃腸道內(nèi)發(fā)揮活性的方式也存在諸多重要差異。植酸在胃內(nèi)酸性環(huán)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(guān)鍵指標(biāo)。

不幸的是，目前評估植酸酶效果的標(biāo)準(zhǔn)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(guān)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(chǎn)生嚴(yán)重誤導(dǎo)，而且可能成為超量添加不同植酸酶時所獲得結(jié)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(xù)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(dāng)豬只采食后胃內(nèi)可溶性植酸濃度逐漸升高時，這種植酸酶會更早地發(fā)揮作用，并能隨著植酸被降解且濃度最終開始下降，而繼續(xù)發(fā)揮較長時間的降解作用。在圖2可清晰地看到由此產(chǎn)生的這一差異，其中上面的藍(lán)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(guān)于植酸酶活性的差異在植酸酶標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)植酸酶活性必須達(dá)到降解80%～85%總植酸以消除對營養(yǎng)消化負(fù)面影響的目標(biāo)時，低植酸濃度下的植酸酶活性就變得非常重要了。

實(shí)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(nèi)可溶植酸磷濃度降至0.05%或更低。對于許多商品植酸酶產(chǎn)品來說，這是不可能的，因?yàn)樵谥菜釢舛冉抵吝@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(guān)鍵指標(biāo)是，隨著植酸逐漸變得可溶，但在植酸濃度達(dá)到對其他營養(yǎng)素消化產(chǎn)生負(fù)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(chǎn)生的，還是由于隨著胃內(nèi)可溶性植酸濃度下降而釋放出更多不可溶植酸的結(jié)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(nèi)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(chǎn)生負(fù)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(dá)到最大活性，從而達(dá)到與紅線下植酸釋放率（方形色線與黑色線相平行的點(diǎn)）相符的活性率，這種植酸酶的效率最高。植酸產(chǎn)生抗?fàn)I養(yǎng)影響的閾值是不會就那么簡單達(dá)到的。

對于需要更高植酸濃度才能達(dá)到相同活性率的植酸酶（上面圓形線），其實(shí)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?fàn)I養(yǎng)作用影響動物生產(chǎn)性能的閾值。

高劑量植酸酶適用性

目前，我們已經(jīng)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(xiàn)出達(dá)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(chǔ)上，在高劑量條件下對植酸酶進(jìn)行比較是不合適的，這會導(dǎo)致選擇出根本無法產(chǎn)生超量收益的植酸酶。

植酸酶在胃內(nèi)發(fā)揮高活性、迅速降解植酸（隨著植酸溶解）和繼續(xù)降解直至植酸所剩無幾的能力，對于消除作為抗?fàn)I養(yǎng)因子的植酸來說均至關(guān)重要。因此，如果終端用戶想要對提供的植酸酶產(chǎn)品進(jìn)行直接且有意義的比較，那么關(guān)于植酸酶特性（如熱穩(wěn)定性、pH活性譜和在低植酸濃度的活性率）的數(shù)據(jù)也非常重要。