植酸酶對不同飼料原料的體外酶解效果

崔細鵬，王 敏

（廣東溢多利生物科技股份有限公司，廣東 珠海 519060）

植酸磷是一個含6個磷酸基團的環狀化合物[1-3]。在大多數油籽和豆科植物中占干物質的1%～5%。通常將植酸磷列入抗營養因子，因其影響其他礦物元素的有效性。不僅與植物中大多數磷結合（40%～70%），而且植酸磷還與其他二價和三價金屬元素如鈣、鎂、鋅和鐵等螯合形成極難溶解的化合物，在動物的腸道變得難于吸收[4-6]。因此植酸磷的存在會增加動物對其他必需礦物元素的需要[7]。在豆類和油料等作物籽實中，磷的基本貯存形式是植酸磷，其占植物中總磷的60%～80%。但以植酸磷形式存在的磷卻因單胃動物體內缺乏能分解植酸的酶而難以被利用，其利用率僅在0～40%。從而造成了許多問題：磷源浪費。一方面飼料中的磷源不能得到有效利用，另一方面為了滿足動物對磷的需求，必須在飼料中添加無機磷，提高了飼料成本；形成高磷糞便污染環境。飼料中約85%的植酸磷會被動物直接排出體外，糞便中大量的植酸磷使水和土壤受到嚴重污染[8]。

植酸酶是能夠降解植酸釋放出無機磷的一類酶的總稱。植酸酶是20世紀90年代添加劑工業的一類重要的成果，國內養殖飼料行業植酸酶于2003年逐步增加，磷酸氫鈣在2004年的價格猛增更是推廣了植酸酶的應用[9]。植酸酶能夠使植物磷的利用率大幅度提高已在大量試驗中得到驗證，可使單胃動物豬雞糞尿中未消化的磷排泄量減少25%～30%，減少磷污染環境最見成效的方法就是日糧加入植酸酶[10-11]。由于酶活測定方法多樣且不統一，測定結果很難進行相互間的比較。作為飼用酶制劑，其應用價值受多方面因素的影響，僅靠酶活指標還不能評價酶的質量。在飼料原料中按照設計比例添加植酸酶，建立體外酶解評價體系，可以為飼料酶的使用提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試劑及儀器

精密pH計（0.01）、分析天平（0.01g）、離心機、分光光度計、恒溫振蕩水浴鍋等。

pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸鈉緩沖液；10%三氯乙酸溶液。

1.2 底物制備

將常用飼料原料底物小麥、玉米、豆粕、DDGS、菜粕、棕櫚粕烘干粉碎，過24目篩。

1.3 酶樣品來源

試驗采用的植酸酶產品來自國內外不同廠家的植酸酶產品。7種植酸酶的酶活均為5 000 U·g-1。

1.4 試驗步驟及測定方法

1.4.1 試驗設計

試驗分為對照組（不加酶）和加酶組2個處理。

對照組：稱取10.00 g底物飼料，按料∶水=1∶10（水指pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸鈉緩沖液），與酶解樣混合在一起，酶解開始后，每隔1 h振蕩1次，速度120 r·min-1。酶解結束后，加入10%三氯乙酸溶液5 mL，取出酶解樣品適量4 000 r·min-1離心10 min，收集上清夜，待測。

加酶組：稱取10.00 g底物飼料，最終添加植酸酶：10 U·g-1原料、50 U·g-1原料、100 U·g-1原料；料∶水=1∶10（水指pH 5.5的0.1 mol·L-1的乙酸-乙酸鈉緩沖液）。酶解溫度：37℃，共酶解5 h，酶解開始后，每隔1 h振蕩1次，1次10 min，速度120 r·min-1。酶解結束后，加入5 mL 10%三氯乙酸溶液，取出酶解樣品適量4 000 r·min-1離心10 min，收集上清夜，待測。

1.4.2 測定指標

取適量濾液，加10 mL鉬黃顯色劑，用蒸餾水定容至50 mL，靜置10 min后，如澄清無渾濁，直接于420 nm測定OD值，如靜置后出現渾濁，則將該混合液搖勻，取10 mL，4 000 r·min-1離心10 min后取清液再測OD值。測定OD值在0.3～0.5，如果不在此區域，需適當調整濾液的量。

根據標準曲線計算無機磷的含量（標準曲線繪制參考GB/T6437-2002），植酸酶酶解效率的計算公式見式1。

植酸酶酶解效率=（加酶組無機磷含量-空白組無機磷含量）÷空白組無機磷含量×100% （1）

2 結果與分析

7種飼料原料體外酶解后無機磷含量及增長率見附表與附圖。

附表 7種飼料原料體外酶解后無機磷含量的含量及增長率

附圖 7種飼料原料體外酶解后無機磷含量的增長率

由附表與附圖可知，對于豆粕，7種植酸酶酶解效率最好的是6號，達到348.4%，其次是5號和1號，最差的是7號，僅為204.9%。對于玉米，7種植酸酶中酶解效率最高的是3號，達到290.5%，最低的為6和7號，達到271.4%。對于小麥，7種植酸酶中酶解效率最好的是1號，達到102.5%，其次是6和7號，達到101.7%，酶解效率最低的是3號，為86.4%。對于菜粕，6號植酸酶酶解效率最高，達到247.7%，其次是1號，達到234.2%。7號植酸酶對菜粕酶解效率最低，僅為49.7%。對于DDGS，1～6號酶解效率相差不大，在61.8%～69.0%。7號植酸酶對DDGS酶解效率僅為32.8%。對于棕櫚粕，酶解效率最高的是6號植酸酶，達到180.1%，其次是1、2、3、4、5號，分別達到157.2%、147.6%、160.8%、142.2%和159.0%。酶解效率最低是7號，僅為99.4%。

3 討 論

加入植酸酶后，7種飼料原料溶液中無機磷含量都有不同程度的增長。其中豆粕、玉米無機磷含量增長率最高，DDGS無機磷增長率最低。由于玉米、豆粕本身所含有極為微弱活性的植酸酶，植酸酶也能很好的在玉米-豆粕型日糧中發揮作用。

7種植酸酶對同一種飼料原料的酶解效果來看，沒有太大區別。6號對蛋白類飼料原料的作用效果在7種植酸酶中效果最佳，而對能量飼料原料的作用效果與其他6種植酸酶相差不大。7號對蛋白類飼料原料的作用效果不及其他6種植酸酶，而對能量飼料原料的作用效果與其他6種植酸酶效果相同?？赡懿煌瑏碓吹闹菜崦?，酶解效果存在著差異。

試驗中的底物存在于飼料原料中，植酸與磷的結合以及植酸酶的滲透都需要時間，另一方面，飼料中的礦物質大多數與植酸結合，形成不容易溶解的植酸鹽，飼料成分的各不相同使得植酸鹽的形式也各不相同，可能導致植酸磷利用變化較大，菜粕中鈣、鎂含量最高，表明菜粕中植酸鹽主要以鈣鹽或鎂鹽形式存在，豆粕中鉀含量最高，因此即便是使用相同的植酸酶去降解各種植酸磷含量不同的原料，也是有差異的。

但由于動物體的消化代謝生理過程很復雜，且受許多因素的影響，因此，體外實驗確定的植酸酶水平只是用來同濃度水平比較不同產品的對飼料底物的酶解效果，植酸酶在日糧中的添加水平還需要用動物試驗進一步驗證。

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