植酸酶對鯽魚養殖中磷粗蛋白質和粗脂肪的影響

招志杰

（廣西壯族自治區水產引育種中心，廣西 南寧530031）

在一些以植物蛋白為主要材料的日糧中，適當的添加中性植酸酶能夠加速磷的水解，這樣就減少了無機磷，從而提高了鯽魚對飼料中磷、粗蛋白質和粗脂肪的吸收，促進了營養物質在鯽魚體中的積累，減少了糞磷的排出量，有利于鯽魚的生長。此外，無機磷的減少還減輕了環境污染。

1 植酸酶的種類及來源

植酸酶是一種肌醇水解酶，也是一種磷酸水解酶，可以降解植物酸和鹽的飼料。植酸酶可根據植酸酶的結構，分為2種植酸酶。一般的植酸酶包括非特異性磷酸酶。植酸酶主要存在于植物種子的胚芽中，當植酸酶干燥后就會失去活性。只有在伴隨著種子發芽的過程被激活時，它才能被水解提取出植物酸。在干燥、高溫、pH值低下的條件下，酶變得不活躍，且容易因底物和產物的植酸鹽抑制作用較強，難以在動物胃中較低的情況下發揮作用。目前，大多數研究是由曲霉菌的尼日爾和黑曲霉產生的植酸酶，它們的植酸酶可以催化植物酸轉化為正磷酸。

2 植酸酶的特性

植酸酶是催化植物酸、植酸和水解酸（或磷酸鹽）酶的一般名稱。從化學角度上說這是一種磷酸單酯水解酶，分為植酸酶和酸磷酸酶。植酸酶有2種類型，當其最佳pH值為2.5時，主要是分解胃中的植酸。當植物的最佳pH值是5.5時，這是動物腸道內的植物酸分解的原因。酸性磷酸酶有2種，二者的最佳pH值分別在2.5左右和5.5左右。植酸酶只能將植酸分解為磷酸肌醇，不能分解為肌肉和磷酸。磷酸肌醇的分解需要酸性磷酸酶的存在，酸磷酸酶可以完全分解為肌肉和磷酸。

3 植物植酸酶的分布

植酸酶主要分布在許多作物種子和天然副產品中，如小麥、大麥、黑麥、燕麥、玉米、大米、豆類等植物種子中。作物品種不同，其種子中的植酸酶的活性也有很大的差別，籽粒的分布也有所差異。植酸酶活性較低的作物有玉米、高粱和油菜籽等，而麥作物和玉米蒸餾的植酸酶含量卻很高。小麥的植酸酶大多是藏在谷殼中。在小麥不同部位的植酸酶活性測定中，內胚層、子葉層和烯酸酶在小麥種子總活性中所占的比重為89%。在種子休息期間，植物和植物分離，但在種子萌發、加工和動物消化過程中，酶和植酸酶相互接觸，使植物被分解。

4 影響植酸酶活性的因素

植酸酶的活性最佳時期有2種，其pH值分別為2.5和5.5。當pH值為7時植酸酶的活性就很低。張天南等人在對肉雞消化系統pH環境的研究中，發現了植酸酶的活性，其最佳pH值為5.5。pH環境對植酸酶的影響可以說是非常大了。當環境的pH值遠遠達不到最佳pH值時，它的活性就會迅速下降，而大部分的酶活性損失發生在30min內，然后趨于穩定。在pH值3和0.6的條件下，加入了胃蛋白酶和胰蛋白酶后，磷酸酶活性進一步降低，然后趨于穩定，但與胃蛋白酶相比，胰蛋白酶對植物酶活性的影響更大。在不同的pH值條件下，雙葉酸酶測定酶活性的6種類型，當pH值為5、6種的酶活性明顯下降時，其相對酶活性pH值在0～0、42%、24%、30%、45%和52%的情況下分別下降到60%、43%。

5 植酸酶的應用效果

5.1 植酸酶在雞飼料中的應用效果

植酸鹽在家禽營養中是一種陰離子分子，它與帶正電荷的營養成分結合有很強的能力，難以消化，所以磷的植酸鹽可以單獨使用，顯示其營養特性。在對植酸酶的研究中，添加了植酸酶，增加了鈣和磷的吸收率，在日增益與植酸酶水平之間存在顯著的二次相關關系（P＜0.05）。隨著植酸酶的增加，脛骨的強度呈現出增加二次曲線的趨勢（P＜0.1）。

5.2 植酸酶在豬飼料中的應用效果

在豬飼料中添加植酸酶大大提高了磷的利用率，減少了糞便中磷的含量，提高了很多營養物質的吸收和消化，如蛋白質和氨基酸等，排泄率降低了很多。在植物中螯合物、鋅、銅、鐵及其他礦物元素也得到了充分的利用。在16d左右的時間里，將植酸酶添加到豬的飼料中，它的生長性能、骨骼強度呈線性增長；當每一種飲食中加入的植酸酶達到12500個/kg時，磷、鈣和鎂的吸收量就增加了10倍。植酸酶永剛、劉高“對肥豬生長的影響”實驗，低磷條件添加植酸酶可提高豬的平均增益和飼料報酬，但不到10%。通過添加500kg/kg的植酸酶來提高豬的生產性能和營養消化率，提高某些氨基酸的消化率是最好的。

5.3 植酸酶在魚飼料中的應用效果

大部分的魚飼料是基于植物的原料，大多數的磷是由植物酸混合而成的，這對魚類來說是很難消化的。滿足魚對磷的需求，增加了大量的磷飼料，因為魚缺乏內源植酸酶分解植酸，就會導致大量的植酸磷被排出體外：浪費了磷；磷進入土壤或者進入到排泄水中，水產養殖如果運用排水磷的飼料來源于在水中的浮游植物水華，甚至可能誘發紅湖，造成滸苔涌入大海，河流和湖泊，水帶來巨大的損失。

作為一種新型的綠色添加劑，在中國水產養殖業中，大家對水資源環境的保護越來越重視，而植酸酶促進了水產養殖業成為可持續發展的目標的實現，因此植酸酶的應用前景更甚是廣闊。

6 植酸酶基因工程的發展

植酸酶有2個基因工程問題：植酸酶表達水平太低的天然材料，這使植酸酶大規模生產和生產成本高的問題，通過基礎網格工程使用生物反應器成千上萬倍，以改善其表達式；天然植酸酶的某些性質不適合飼料加工和飼料育種。基因在分子水平上的操縱將會改善這些性質。

植酸磷存在于很多飼料植物中，如小麥、大豆等種子，如果這些種子自身具有有大量的植酸酶，在喂養的過程中動物的胃搭便車，植酸磷又起到降解飼料的作用，從而消除植酸酶生產飼料添加劑添加，一個石頭砸死2只鳥，這無疑是最好的植酸酶的應用程序。

7 未來展望

在未來，植酸酶的研究重點是：從基因工程入手，應用代謝工程技術，推動高效生物反應器的技術的開發和運用，促進重組微生物和轉基因植物的使用，如生產飼料酶呈指數倍上升；推廣植酸酶的大量應用，如植酸酶在水產養殖中的應用，改良土壤的應用，在生物反應器的應用等。隨著研究的不斷完善，希望在不久的將來，植酸酶能夠不斷發展，普遍于需要它的各個領域，引領我國的畜牧業邁出很大的一步。

8 總結

植酸酶不僅可以促進無機磷等營養物質的充分利用，對動物的生長有推動作用，還在一定程度上降低了飼料的成本，使環境避免污染，這是一種綠色、環保、無污染的飼料添加劑。如今，植酸酶在水產養殖業中得到廣泛應用，這么來說，植酸酶也提高了水產養殖業的經濟效益；對水產養殖作出了巨大貢獻。

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