植酸酶对能量、蛋白质和氨基酸的影响_北京盛拓达生物技术有限公司

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植酸酶对能量、蛋白质和氨基酸的影响

在动物日粮中添加植酸酶，提高植酸磷的利用率和减少磷排放对环境的污染已日益普遍。现有的文献研究大多集中在添加植酸酶能够节约磷资源，对植酸酶潜在营养价值研究较少。此外，植酸酶的添加量比较混乱，精准化使用植酸酶还存在很多问题。有少量的研究表明：在肉鸡回肠外源植酸酶能够释放植酸结合的酶及酶的复合物，促进营养物质的消化利用，即添加植酸酶可以提高能量、蛋白质和氨基酸的消化利用率，节约蛋白资源，降低饲料成本。然而现在对植酸酶能够增加能量、蛋白质、氨基酸的利用率及其作用机制的研究较少。随着植酸酶价格的下降，植酸酶的添加量有加倍的趋势。高剂量的植酸酶对能量、蛋白质、氨基酸代谢影响的研究更应引起重视，本文就植酸酶对能量、蛋白质和氨基酸的影响作简要综述，以便为最大程度发挥植酸酶的潜力提供参考。
1 植酸酶对能量利用的影响
植酸酶能够提高能量的利用率，可能与植酸酶能够提高蛋白质、脂肪和淀粉消化率有关。Camden等在玉米-豆粕日粮里添加来自黑曲霉和来自细菌的植酸酶，结果表明：两种植酸酶都能提高肉鸡回肠中蛋白质（2.6%）、脂肪（3.5%）和淀粉（1.4%）的消化率。有学者认为，植酸可以直接与淀粉结合成复合物，或者间接与蛋白质和淀粉结合成植酸-蛋白质-淀粉复合物,从而通过抑制α-淀粉酶的活性降低淀粉的利用率。Gracia等都发现，植酸在消化道内抑制了α-淀粉酶的活性。家禽添加外源植酸酶后，植酸被植酸酶降解，提高了α-淀粉酶对淀粉的降解率。植酸酶能够提高脂肪利用率的机制与降低钙-植酸盐的形成有关。Cosgrove认为脂肪易与Ca/Mg-植酸盐结合成复合物。钙-植酸盐和脂肪参与家禽小肠内金属皂的形成，限制了脂肪的利用，特别是家禽对饱和脂肪酸的利用。Ravinran等报道，日粮中高水平钙易与植酸结合成钙-植酸盐，进而与脂肪形成难溶解的金属皂。因此，添加植酸酶提高脂肪的利用率，家禽的表观代谢能也显著提高。表1列举了国内外相关研究进展。

表1 添加植酸酶对肉鸡AME或AMEn的作用

参考文献	日粮类型	AME（MJ/kgDM）		功效		植酸酶A.niger
参考文献	日粮类型	对照组	植酸酶组	MJ/kg	%	FTU/kg
韩进诚（2008）	玉米-豆粕	12.31	12.49	0.18	1.0	2000
Driver （2006）	玉米-豆粕（AMEn）	12.49	12.62	0.13	1.0	24000
Driver （2006）	花生粕	12.13	12.83	0.70	5.8	24000
Farrell （1993）	高粱（AMEn）	12.80	13.10	0.30	2.3	750
Kocher （2003）	小麦	14.88	14.96	0.08	0.5	600
Kocher （2003）	高粱	16.15	16.18	0.03	0.2	600
Namkung和Leeson （1999）	玉米-豆粕（AMEn）	11.89	12.16	0.27	2.3	1200
Ravindrant（1999b）	小麦1	11.07	11.65	0.58	5.2	600
	小麦2	13.55	14.17	0.62	4.6	600
	大麦	12.36	12.69	0.33	2.7	600
Ravindrant （2000）	小麦-粱（0.23%NPP）	13.33	13.52	0.19	1.4	400+800
Ravindrant （2000）	小麦-粱（0.45%NPP）	12.67	13.38	0.71	4.6	400+800
Ravindrant （2001）	小麦-高粱	14.22	14.55	0.33	2.3	500
Selle（1999）	高粱	12.46	12.87	0.41	3.3	600
Selle（2001）	小麦制粒	14.2	14.1	-0.1	-0.7	600
Selle（2003）	小麦-高粱	13.79	14.38	0.59	4.3	600
Selle（2005）	小麦-高粱	14.22	14.56	0.34	2.4	600
Shirly和Edwards（2003）	玉米-豆粕（AMEn）	13.46	14.13	0.67	5.0	750
平均		13.27	13.64	0.36	2.8	662

注：数据包含Selle（2007）和Ravindrant（2005）

2 植酸酶对蛋白质和氨基酸利用的影响
植酸抑制蛋白质和氨基酸消化利用的机制还不明确。Selle等认为：植酸在消化道内优先与蛋白质和氨基酸结合成二元复合物，难以被胃蛋白酶消化。Ravindran等认为：植酸能够增加内源氨基酸的损失。而添加植酸酶对上述的两种可能机制都有抑制作用，植酸酶优先水解日粮中的植酸，抑制植酸对蛋白质和氨基酸的螯合作用。当消化道内的pH值低于蛋白质的等电点时，植酸能够抑制日粮中必需氨基酸（赖氨酸、组氨酸、精氨酸）的吸收。在家禽腺胃的酸性条件下，植酸易与蛋白质结合成蛋白质-植酸复合物。
植酸刺激胃肠道内粘膜分泌，造成内源氨基酸流失。Cowieson等在肉鸡日粮中添加植酸酶后，内源氨基酸损失由112mg/48h降低到87mg/48h。主要原因可能是植酸抑制胃蛋白酶的活性，迫使胃肠道分泌更多的胃蛋白酶，来补偿对蛋白质的消化作用。最新研究表明，植酸和植酸酶通过对Na+依赖作用影响日粮氨基酸和内源氨基酸的重新吸收，钠泵活动减弱，氨基酸的吸收减少。无机磷主动吸收过程通过对Na+的依赖性实现。动物小肠中，Na+浓度梯度驱动磷的跨膜转运，同时需要肠道内NaPi-IIb转运蛋白参与。NaPi-IIb转运蛋白是目前在小肠中发现的唯一与磷吸收有关的转运蛋白，而在反刍动物（如羔羊）中， H+代替Na+浓度梯度成为小肠近端Pi跨膜转运驱动力。