植酸酶在肉雞日糧中應用效果的研究進展

徐曉娜，李文立

（青島農業大學動物科技學院，山東 青島 266109）

植酸的化學名是肌醇六磷酸，植酸磷是谷物中磷的主要存在形式，是飼料中難以利用的磷源。由于植酸與鈣、鎂、鐵、鋅等金屬離子及蛋白質有很強的絡合作用，所以又是飼料中的抗營養因子。植酸酶是催化植酸及其鹽類水解為肌醇與磷酸（鹽）一類酶的總稱，屬磷酸單酯水解酶。豬和家禽等單胃動物腸道內植酸酶活性微弱，不能有效利用飼料中的植酸磷。因此，必須在單胃動物（豬、雞等）飼料中添加無機磷酸鹽，這不僅增加了飼養成本，且飼料中大量不能被動物利用的植酸磷隨糞便排出體外，也會污染環境。隨著生物技術的發展，研究發現，在豬和家禽的飼料中應用植酸酶可以提高磷的利用率、減少糞便中有機磷的排放以及降低飼料成本[1-2]。目前，植酸酶越來越廣泛的應用于肉雞生產中。本文主要從植酸酶的來源、生理學特性以及雞對磷利用率、脛骨鈣磷沉積、日增重、采食量和飼料利用率等方面進行綜述，為植酸酶在肉雞營養中進一步研究提供參考。

1 植酸酶的來源

植酸酶在自然界中廣泛存在，主要來源于植物、動物和微生物。植酸酶最早是在植物中發現的，后來發現植酸酶存在于哺乳動物小腸中和脊椎動物紅細胞和血漿原生質中。但植物中植酸酶含量較低，對動物中植酸酶的研究較少。與植物和動物來源的植酸酶相比，微生物來源的植酸酶以產量高、活性高、成本低和穩定性好等優點，適宜大規模工業化生產，工業生產的植酸酶制劑絕大多數來源于微生物。目前主要是應用真菌曲霉屬微生物生產植酸酶，如黑曲霉、米曲霉、土曲霉和無花果曲霉，其都能分泌具有高活力的植酸酶。

2 植酸酶的生物學特性

不同來源的植酸酶相對分子質量不同，分子構造上也有差異。植酸酶的最適pH 一般為2.0～6.0，也有少數植酸酶的最適pH為8.0。大部分植酸酶的適宜溫度為40～60℃，在飼料加工過程中添加植酸酶，就要考慮溫度因素。當溫度≥60℃時，會造成植酸酶活性部分損失，溫度達70℃時，則植酸酶酶活基本喪失。還有研究發現，制粒鑲嵌成型的植酸酶，會提高其耐溫性，最高耐溫可達85℃。

3 植酸酶的生物學作用

3.1 對鈣磷利用率的影響

在雞日糧中添加一定量的植酸酶能顯著提高飼料中植酸磷的利用率（P＜0.05），減少植酸磷排放量，減少環境污染。同時在飼糧鈣、磷水平較低條件下，還可有效地替代部分磷的添加。王鑫等試驗發現，微生物來源的植酸酶能提高玉米和大豆日糧中植酸磷的利用率[3]。徐奇友等試驗發現，在有效磷水平為0.35%的肉仔雞日糧中分別添加植酸酶250、500 U·kg-1，結果表明，能提高鈣、磷利用率[4]。楊彩然等研究表明，添加植酸酶350、500、650 U·kg-1，磷利用率分別比標準飼糧組提高0.59、4.18、8.85個百分點，磷排泄量分別減少0.38、0.37、0.55個百分點，說明植酸酶能提高肉仔雞有效磷飼糧中磷利用率，減少糞磷排泄[5]。丁弈等試驗發現，在肉雞飼料中添加植酸酶，能顯著提高日糧中磷利用率，磷利用率提高7.63%～8.27%，顯著高于對照組（P＜0.05）[6]。戚廣州等研究發現，在肉仔雞低磷日糧中添加植酸酶，能顯著提高總磷表觀消化率（P＜0.05），對鈣表觀消化率也有一定程度提高[2]。有試驗表明，在日糧中添加植酸酶的處理組，磷表觀消化率顯著高于正對照組（P＜0.05）[7]。謝新東等研究發現，在飼料中添加植酸酶能顯著提高磷表觀利用率，且隨著植酸酶添加量增加而提高，當添加植酸酶500 U·kg-1時，飼料中磷表觀利用率達59.3%，較低磷組和無機磷組分別提高36.95%和19.32%[8]。雖然在雞日糧中添加植酸酶可以水解植酸磷，但是其作用是有限的。戚廣州等試驗發現，并非添加高水平植酸酶就能得到最好的效果，這可能是由于植酸酶添加量達到一定水平時，水解植酸磷的能力會達到飽和[7]。丁宏標等在艾維茵雛雞玉米-豆粕型日糧中添加重組植酸酶0、300、600、900 U·kg-1和標準水平磷酸氫鈣，結果表明，肉雞體增重和脛骨磷沉積隨植酸酶添加劑量而提高，但添加植酸酶不能完全取代無機磷，添加植酸酶可減少肉雞糞便氮磷排泄量，減輕環境污染[9]。在日糧中添加一定量的植酸酶對鈣濃度影響不大，可能是由于血清鈣濃度在動物的甲狀旁腺功能正常，維生素代謝正常的基礎上幾乎保持恒定。

3.2 對雞脛骨指標的影響

脛骨灰分、磷、鈣含量是衡量畜禽骨骼礦物元素貯備情況的重要參數。當動物從飼料中攝入鈣、磷不能滿足機體需要時，骨組織中的鈣、磷就會動員出來，以滿足機體對鈣、磷的需要，導致骨中灰分、鈣、磷含量的降低。任海英等試驗發現，在肉仔雞的低磷、顆粒日糧中添加耐高溫植酸酶能增加脛骨灰分和磷含量[10]。Newkirk 等發現，日糧中總磷水平保持在0.4%，而植酸酶添加量為300～1500 U·kg-1時，雞脛骨斷裂現象顯著減少（P＜0.05）[11]。徐奇友等試驗發現，在日糧中添加植酸酶250 U·kg-1，日糧有效磷含量為0.39%（0～3 周）和0.35%（4～6周），試驗組較對照組顯著降低脛骨灰分中磷含量（P＜0.05）[12]。試驗結果不一致，原因可能是由于不同試驗添加的植酸酶來源、劑型不同造成的酶活性不同，還可能是植酸酶的添加方式、試驗條件等不同導致植酸酶釋放的磷含量不同，而引起日糧中鈣、磷比例的變化所致。

3.3 對雞生長性能的影響

大量研究發現，植酸酶對肉雞的體重、日增重、日采食量和飼料利用率都有一定的影響作用。謝新東等報道，在低磷的肉仔雞玉米-豆粕日糧中添加植酸酶，試驗組肉仔雞較對照組顯著提高體質量和飼料轉化率（P＜0.05）[8]。Viveros 等研究在1～3周肉仔雞低非植酸磷（NPP）日糧（3.50 g·kg-1NPP）中添加植酸酶對肉仔雞生產性能的影響，試驗結果表明，植酸酶添加量為500 U·kg-1組與對照組（4.50 g·kg-1NPP）獲得相當的生長性能[13]。丁涵等研究表明，在飼糧非植酸磷水平為3.50 g·kg-1（0～3周）和3.00 g·kg-1（4～6 周）時，添加包衣植酸酶500 U·kg-1能夠提高肉仔雞的生長性能[14]。樓洪興等在肉仔雞飼糧中添加植酸酶200 U·kg-1，可提高日增重和飼料效率[15]。馬向東等試驗結果表明，添加植酸酶對肉雞的體重增長及日增重具有良好的促進效果[16]。徐奇友等試驗表明，在含有總磷0.55%、0.50%和0.45%的日糧中分別添加植酸酶500 U·kg-1，其各期平均日增重、飼料增重比都好于日糧中含總磷0.59%、0.56%、0.52%的對照組[12]。Sebastian 等試驗發現，添加植酸酶能提高肉仔雞體重，在含磷0.5%的玉米-豆粕型日糧中添加植酸酶600 U·kg-1，其生產性能與含磷0.7%的對照組水平相當[17]。易中華等在含有效磷0.35%AA 肉雞日糧中添加植酸酶500 U·kg-1，使肉雞日增重提高14%[18]。楊彩然等分別在艾維茵肉仔雞低磷飼糧中添加植酸酶0、350、500和650 U·kg-1，結果表明，500、650 U·kg-1添加組的料重比最好[19]。

3.4 對雞蛋白質和氨基酸消化率的影響

植酸可與蛋白質形成蛋白質-礦物質-淀粉-植酸鹽的復合物，蛋白質和植酸的絡合物具有較強的抗蛋白分解能力，而且植酸鹽對賴氨酸、精氨酸和組氨酸有很強的親和力，植酸還能抑制消化酶如胃蛋白酶、α-淀粉酶、胰蛋白酶的活性，影響蛋白質的利用率。在日糧中添加植酸酶，可以分解被植酸絡合的蛋白質和氨基酸，并可以終止植酸對其他消化酶活性的抑制作用，從而促進氮的吸收。Cowieson等報道，日糧中添加相同水平的植酸酶，對不同氨基酸利用率的提高幅度不同，其中丙氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、天門冬氨酸的利用率對酶的作用更敏感，而其他氨基酸如精氨酸等的利用率則不太敏感[20]。可能是由于不同氨基酸與植酸的交互作用不同，或植酸促進了一些內源化合物（如某些氨基酸所含的豐富的黏液素）的排泄[21]。而Peter 等研究表明，植酸酶對肉雞蛋白質和氨基酸的利用率沒有影響[22]。目前，在植酸酶對蛋白質和氨基酸利用率方面的研究不多，有待于進一步探討。

3.5 對礦物質利用率的影響

植酸分子會對金屬離子Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等有較強的螯合特性，降低動物對Zn、Fe、Cu、Ca、Mn、Mg的利用率。在日糧中加入一定量的植酸酶后，能夠水解植酸與其形成的螯合物，利于其吸收利用。

3.6 在雞日糧中的適宜添加量

植酸酶的作用底物是植酸及其鹽類化合物，不同日糧所含植酸的量不同，則需要的植酸酶添加量也不同。添加量過多或過少，會造成植酸酶的浪費或者磷利用率提高不多。植酸酶的添加效果與飼糧中植酸磷含量有密切關系，一般要求植酸磷含量＞0.2%才考慮添加。植酸酶在日糧中的添加比例要綜合各方面因素，如其活性大小、作用特點、經濟效益等。Peter等試驗表明，單純考慮對磷的最高表觀消化率，植酸酶添加量為800～1000 U·kg-1時效果最佳，但這個添加水平會使成本增加40～50 元·t-1飼料，大大超過了取代無機磷的經濟效益[22]。因此，考慮到綜合效益，植酸酶添加量一般推薦為300～500 U·kg-1，而不是追求磷的最高利用率。

4 小 結

目前，生態養殖日益引起人們的關注，生產并使用高質量、低污染、功能性強的日糧，是畜牧業急需解決的問題。植酸酶產品的開發利用，能夠降低養殖排泄物中氮磷含量，提高飼料消化利用率和畜禽生產性能。植酸酶在提高磷利用率、生長性能和礦物質利用率以及增加雞脛骨鈣磷沉積有積極作用。加強開展植酸酶的研究開發，擴大植酸酶的產業化生產，促進其在畜牧業生產中的廣泛應用，可以實現在追求經濟效益的基礎上，減少畜牧業對環境的污染。

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