影响植酸酶作用的因素

影响植酸酶作用的因素 酶制剂与微生态制剂 影响植酸酶用的围考 陈建欣徐剑 1.吉林粮食高等专科学校 2.北京多瑞尔动物营养科技有限公司 中图分类号:$816.7文献标识码:B文章编号:1002—2813(2007)01—0O64—03 作为饲料添加剂的植酸酶,是 微生物发酵产生的一种生物催化 剂,它能提高动物对磷,蛋白质和 矿物元素的消化吸收.植酸酶的 活性受诸多因素的影响,主要有日 粮成分和营养水平,植酸酶的添加 剂量,动物种类和日龄,动物肠道 内的消化酶和其他内外源酶,日粮 中维生素D3(VD3)等.合理使用 和添加植酸酶是发挥其最大效用 的关键. 1日粮成分和营养水平对植 酸酶作用的影响 1.1日粮中非植酸磷(NPP)的含 量 不添加植酸酶时,在日粮中加 NPP能提高肉仔鸡采食量,增加体 增质量,降低病死率和饲料转化率 (Lim等,20o0).但是添加植酸酶 后,日粮中NPP含量降低0.1%和 0.2%时,肉仔鸡的采食量分别提 高3.7%和20.6%,体增质量分 别提高5.2%和23%.说明日粮 中高NPP含量影响植酸酶作用的 发挥.结果相同的报道还有很多, Zyla(2001)报道,日粮中植酸酶与 无机磷相互作用,限制了植酸酶对 植酸的降解作用.Viveros等 (2002)报道,日粮中NPP水平低 时,血浆钙,镁,锌和酸性磷酸酶的 活性升高,磷的浓度,天冬氨酸转 收稿13期:2006—10—70 64??研究I_I}jAR!'}{('I+2("07 氨酶和总粗蛋白水平下降,添加植 酸酶后,低NPP水平日粮组血浆中 钙水平降低,但钙存留增加,血浆 中磷的浓度增加(P<0.05),但对 胫骨灰分的影响与NPP含量无关. Sebastian等(1998)报道,NPP含量 高时,肉仔鸡的体增质量高,而 NPP含量低时,肉仔鸡的体增质量 下降;但添加植酸酶后,NPP含量 低的体增质量升高,而NPP含量高 的体增质量下降.但植酸酶也不 能全部代替日粮中的NPP(Kiiski. nen等,1994),全部用植酸酶代替 后,其生产性能不能达到NPP正常 水平组.因此,在适合的NPP浓度 条件下,添加适当的植酸酶是提高 畜禽生产性能的关键环节. 在NPP含量低的日粮中添加 植酸酶比在NPP含量高的日粮中 添加对矿物质的吸收利用影响大. Viveros等(2002)报道,在NPP含量 低的肉仔鸡日粮中添加植酸酶, 0—3周龄鸡的钙和磷存留率和0— 6周龄鸡的磷,镁和锌的存留率明 显高于NPP含量高的日粮组.植 酸酶与日粮中NPP交互关系对胫 骨中矿物质的含量和肝脏质量没 有影响. 1.2日粮中钙的含量,钙磷比例 及VD的含量 日粮中钙的含量影响植酸酶 的效果.含钙量高时,植酸酶的作 用没有钙含量低时好.Sebastian 等(1998)报道,日粮中钙磷比例为 1.67:1时添加植酸酶比钙磷比例 为2.2:1时添加植酸酶血浆中磷 的浓度和利用率高,而血浆中钙浓 度虽然较低,但钙磷比例低的日 粮,钙的存留量高.因此,添加植 酸酶时要降低日粮中的钙磷比例. Qian等(1997)报道,钙磷比例为 1.1:1—1.4:1时,能提高植酸酶的 效果.楼洪兴等(1999)报道,随日 粮中钙水平的提高,饲喂含植酸酶 日粮的肉鸡各期平均体增质量呈 下降趋势,21和50日龄鸡血清磷 随日粮钙水平提高呈下降趋势 (P>0.O5),日粮中钙,总磷,植酸 磷和蛋白质的观消化率呈下降 趋势. I.j等(1999)报道,猪日粮中钙 水平低时,植酸酶的活性高,效果 好,钙水平高时限制了植酸酶在消 化道内的活性发挥.仔猪玉米一 豆粕型日粮中有效磷水平为 0.07%或0.16%时,随钙磷水平 的增加仔猪平均日增质量,采食量 和料肉比下降(Qian等,1996).当 日粮钙水平由5g/kg增至8g/kg 时,磷的表观吸收率降低.在日粮 中添加植酸酶时,要选择适当的日 粮类型的同时,还要将日粮钙磷水 平及钙磷比例调节到适当的值上, 否则不但起不到加酶的作用,而且 造成更大的浪费和经济效益损失. 楼洪兴等(1995)报道,高磷日粮中 添加植酸酶效应大,添加200u/kg 植酸酶可降低一半无机磷酸盐的 用量,但日粮中不加无机磷酸盐, 即全部用植酸酶代替无机磷,不能 达到常规无机磷酸盐添加量的生 产水平.关于植酸酶能否全部代 替日粮中无机磷的报道不一致,可 能是由于日粮中植酸磷的含量及 动物的种类和日龄不同的原因. 高钙抑制植酸酶添加效果的 因素可能有:1)过量的钙与植酸结 合成为难以被植酸酶水解的植酸 盐.2)过量的钙与植酸酶竞争活 性位点,使其活性降低.3)过量的 钙提高了肠道pH,降低了矿物质 元素和蛋白质的可溶性,进而限制 了这些养分的消化吸收.猪对磷 的利用包括2个途径:胃中植酸酶 的酶水解作用和小肠黏膜细胞膜 的主动转动过程(范明哲等, 2003). VI)3,即胆钙化醇,是畜禽重要 的必需元素之一,其先在肝脏转变 成25一(OH)VD,再在肾脏中转变 成1,25一(OH)2VD3.Wasserman 等(1973)报道,V刺激小肠产生 了一种新的钙磷吸收机制,进而促 进钙磷的吸收.植酸酶与v的 协同作用与日粮钙磷水平及其比 例有关.Edwards等(1993)发现, 日粮中添加5或10gtg1,25一 (OH)2VD3后,9日龄的肉仔鸡植酸 磷利用率由30%提高到80%,但 日增质量没有明显改善.日粮中 添加1,25一(OH)2VD3后,21日龄 肉仔鸡体质量,胫骨灰分,磷存留 和血浆中可透析磷含量显着提高. 日粮中添加vD1或其代谢产物能 提高植酸酶的效果,尤其是以1, 25一(OH),VD3形式添加效果最 佳.程茂基等(2OOO)报道,植酸酶 与V有协同作用,使肉仔鸡更有 酶制剂与微生态制剂 效利用植酸磷.低磷正常钙日粮 同时添加植酸酶与VD后,肉仔鸡 日增质量,采食量,血浆矿物质元 素和胫骨灰分及几种矿物元素都 较单一酶添加效果理想.程茂基 等(1999)报道,低钙磷日粮与正常 钙磷日粮加酶后的肉仔鸡的生产 性能,胫骨与血清钙磷指标均无显 着差异(P>0.05),表明低钙磷日 粮中添加植酸酶在生产实践中是 可行的. 1.3日粮的类型 麦类日粮和玉米一豆粕型日 粮中添加植酸酶的效果不同.小 麦中含有较高的天然植酸酶 (1120u/kg),而玉米中没有植酸 酶(Paik,2000).因此在玉米一豆 粕型日粮中添加植酸酶比在小 麦一豆粕型日粮中添加效果好(Yi 等,1996).Sebastian等(1996)对低 磷玉米一豆粕型日粮研究表明,添 加60Ou/kg植酸酶提高了21日龄 肉仔鸡增质量,采食量也提高,但 效果不显着;料肉比不受植酸酶添 加的影响.谷物,油菜和豆科籽实 中植酸磷含量高,约占总磷的 60%80%,米糠和各种饼粕的 植酸磷含量也较高,占总磷的 56%一77%,其中米糠和芝麻饼 植酸磷含量最高.饲料原料中植 酸磷含量差异很大,不同日粮类型 及日粮原料,使日粮中植酸磷的含 量不同,植酸酶的添加效果就有差 异.楼洪兴等(1997)报道,玉米一 豆粕型日粮中添加植酸酶后,肉仔 鸡生产性能没有明显提高,而玉 米一糠麸一棉粕及豆粕型日粮中 添加植酸酶后肉仔鸡生产性能显 着提高.赵君梅等(2000)报道,试 验前期普通玉米添加植酸酶比高 油玉米效果好,其平均日增质量, 平均采食量与高油玉米添加植酸 酶比差异显着. 2植酸酶的添加水平对植酸 酶作用的影响 磷是动物机体必需的元素之 一 ,磷以无机磷酸盐如PO4, HPO4一和H2PO4一的形式被动物利 用.磷营养的根本问题是磷酸盐 的利用与代谢(Anderson,1991). 作为所有生命的关键成分之一,无 机磷是一个有限的且不可再生的 自然来源,磷的保存也成为全球性 问题(Abelson,1999).植酸酶的添 加可降低无机磷的添加,节约资源 并减少动物排泄物中氮磷比例,对环 境保护和可持续发展有积极作用. 德国BASF公司对畜禽植酸酶 的推荐添加量:产蛋鸡300u/kg日 粮,其他鸡500u/kg.还有的报道 认为,植酸酶的添加量为800— 1000u/kg时效果最佳. 楼洪兴等(2000)在玉米一豆 粕型日粮中采用7个植酸酶添加 水平(0,200,400,6OO,800,1000和 1200u/kg)饲喂1—21日龄肉用仔 鸡表明,体增质量,饲料采食量和 胫骨灰分等主要指标与植酸酶剂 量之间呈正相关.植酸磷表观消 化率随植酸酶添加量的增加而提 高.植酸酶的添加剂量对植酸酶 的作用也有影响,添加剂量过小不 能起到预期的目的,过大可能造成 浪费或效果低下.Denbow等 (1995)分别在含0.20%,0.27% 和0.34%的有效磷日粮中添加0, 200,400,6OO,800,1000和 1200u/kg植酸酶,结果发现,有效 磷水平相同时,随植酸酶添加量的 增加,日增质量和采食量提高.植 酸酶的添加能提高日增质量,可能 是由于增加采食量的结果,植酸酶 不影响采食量时,日增质量也不受 影响. 饲料研究}IK}K{}{,')1!(10765 酶制剂与微生态制剂 3动物种类和日龄对植酸酶 作用的影响 植酸酶在蛋鸡日粮中应用较 多.在蛋鸡日粮中添加植酸酶可 代替部分无机磷,而对产蛋性能没 有影响.Christopher等(2001)报 道,生长鸡豆粕型日粮中添加微生 物植酸酶没有提高蛋白质和氨基 酸的利用率.Kornegay等(1996)也 得出了同样的结果.在豆粕型日 粮中添加植酸酶不能提高蛋白质 和氨基酸的利用率,可能是由于植 酸酶对精氨酸的消化与吸收没影 响,而精氨酸是鸡的限制性氨基 酸. 在肉仔鸡日粮中添加植酸酶 也可代替部分无机磷,但报道的结 果有差异.而且肉仔鸡日粮中添 加植酸酶比在蛋鸡日粮中添加效 果差.可能是由于蛋鸡和肉仔鸡 消化道特点和生产目的不同造成 的.Namkung等(1999)报道,肉仔 鸡日粮中添加植酸酶提高了缬氨 酸,亮氨酸和总氨基酸的消化率 (P<0.01).楼洪兴等(1995)报 道,肉仔鸡日粮中添加200u/kg植 酸酶能提高肉仔鸡增质量,饲料效 率及采食量,降低腿畸形率,促进 饲料植酸磷的利用. 猪日粮中添加植酸酶的报道 也很多.Young等(1993)报道,哺 乳仔猪日粮中添加植酸酶,提高增 生速度,磷消化率,血清磷含量和 胫骨灰分.在生长猪日粮中添加 植酸酶全部代替无机磷,结果与添 加无机磷组的猪生长性能没有差 异,添加植酸酶后可释放出足够的 磷满足猪的生长需要(u等, 1998).Biehl等(1996)报道,在仔 猪低氨基酸水平玉米一豆粕型日 粮中添加1200u/kg植酸酶,使仔 猪体增质量增加(P<0.05),饲料 转化率提高(P<0.05). Sebastian等(1996)发现,添加 植酸酶对14日龄以前的肉仔鸡生 产性能影响不显着,但明显提高了 21日龄肉仔鸡的日增质量和采食 量(P<0.05). 4消化酶和其他酶对植酸酶 作用的影响 植酸酶和酸性磷酸酶,果胶酶 和柠檬酸之间有协同作用,Zvla等 (20oo)报道,0,21日龄肉仔鸡日 粮中同时添加植酸酶+酸性磷酸 酶,植酸酶+酸性磷酸酶+果胶 酶+柠檬酸比单独添加植酸酶效 果好.因此,这几种物质同时添加 可能全部代替0,21日龄肉仔鸡 日粮中的无机磷.Zvla等(2000) 在生长鸡上得出同样的结论. Jacqueline等(20o0)报道,同时添加 植酸酶和戊聚糖酶,对肉仔鸡粪便 中的磷排泄量与单独添加植酸酶 没有区别;同时添加2种酶时日粮 氮的排出量最低,氮的存留最高; 添加戊聚糖酶后对肉仔鸡的胫骨 灰分没有影响.Pettersson等 (1989)报道,在小麦和黑麦日粮中 同时添加植酸酶和戊聚糖酶,能增 加体质量和有机物质与粗蛋白的 表观消化率.Zyla等(1999)在生 长肉仔鸡小麦日粮中同时添加木 聚糖酶和植酸酶,食糜中游离磷的 浓度与木聚糖酶及植酸酶添加有 关,但木聚糖酶的添加对肉仔鸡的 生产性能没有明显的影响,同时添 加2种酶有提高饲料效率的作用, 而单独添加植酸酶则不能提高饲 料效率.从提高动物生产性能方 面来说,木聚糖酶和植酸酶没有协 同作用,木聚糖酶添加到麦类日粮 中主要影响食糜的黏度,而植酸酶 主要影响动物的采食量. Jacpueline等(20oo)报道,日粮中粗 66一#研兜..IKl|_:,{!'{l[ 蛋白降低,使粪中氨排出明显减 少,产蛋率和饲料转化率不受影 响,平均蛋质量稍有下降,添加植 酸酶后仍不能达到对照组的生产 水平.Jacpueline等(20oo)报道,添 加B一葡聚糖酶对蛋鸡粪中氮磷的 排出无影响,同时添加植酸酶和 B一葡聚糖酶对蛋鸡生产性能,排 泄物的干物质含量及氮和磷含量 没有影响.Um等(1998)在大麦日 粮中添加碳水化合物酶则得出能 提高蛋鸡生产性能的结论.这可 能是由于大麦日粮中主要含a一木 聚糖,添加B一葡聚糖酶后对a一 木聚糖不起作用,而碳水化合物中 木聚糖酶的含量高,降解了大麦中 的木聚糖.因此,在添加微生物酶 时,应选择好酶和与该酶相匹配的 底物,即饲料成分要与酶适应,否 则就起不到加酶的作用.Zvla等 (1995)用体外法对酸性蛋白酶,酸 性磷酸酶和纤维素酶对植酸酶的 影响作了研究,结果发现,酸性磷 酸酶显着提高了植酸酶水解植酸 的能力(P<0.05),蛋白酶和纤维 素酶对植酸酶活性的发挥也有作 用. 5小结 植酸酶作为一种微生物发酵 的生物催化剂,其作用受许多因素 的影响.要想发挥最佳效应,应注 意以下问题:1)添加植酸酶时要适 当降低日粮中NPP的含量.2)添 加在含天然植酸酶少的日粮配方 中.3)选择植酸磷含量高的日粮. 4)日粮中钙含量不能太高,钙磷比 例要适中.5)植酸酶和维生素 一 起添加,植酸酶的效果更好.6) 植酸酶与酸性磷酸酶,柠檬酸等与 其有协同作用的物质一起添加. 通讯地址:济南市和平路和平新村9 号楼3单元201室250012