植酸酶在水產(chǎn)飼料中研究進(jìn)展

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1、植酸酶在水產(chǎn)飼料中的研究進(jìn)展摘要文章從植酸酶的酶學(xué)性質(zhì)、影響因素、對魚類的營養(yǎng)及能量代謝等方面探討其在水產(chǎn)飼料中的研究進(jìn)展，并從國內(nèi)外研究例證中初步分析了植酸酶提高飼料中磷利用率以及降低水體污染的作用，并為植酸酶制劑在漁用配合飼料中的應(yīng)用提供參考。關(guān)鍵詞植酸；植酸酶；磷磷是水產(chǎn)動物必需的礦物元素之一，飼糧磷缺乏或不足會顯著影響水產(chǎn)動物體內(nèi)的生理生化反應(yīng)，進(jìn)而阻礙水產(chǎn)動物的生長、骨骼發(fā)育和繁殖等活動。然而，在植物性飼料中，磷主要以植酸及其鹽的形式存在，占植物總磷量的60%~80%，植酸具有極強的螯合能力，可以與鈣、鎂、鉀、鋅、銅、錳等物質(zhì)形成不溶性的鹽類。同時，

2、植酸還可以絡(luò)合蛋白質(zhì)，抑制消化酶如胰蛋白酶、胃蛋白酶和α-淀粉酶的活性。單胃動物（如魚類）缺乏分解植酸及其鹽的植酸酶，植酸磷基本上不能被單胃動物所利用，因此水產(chǎn)動物飼料中需要添加無機磷酸鹽來滿足水產(chǎn)動物對磷的需要。但是，磷元素價格昂貴，添加無機磷無疑提高飼料成本，而未被消化利用的植酸磷排出，在一定程度上又造成了磷資源的浪費并且污染了水體養(yǎng)殖環(huán)境。解決飼料污染的有效途徑之一是在飼料中添加植酸酶，分解植酸磷及其絡(luò)合物，提高植物性飼料中磷的利用率，從而減少無機磷在配合飼料中的添加量。1植酸酶的理化特性Suzuki等（1907）最早發(fā)現(xiàn)植酸酶，其通常是指催化植酸及植酸

3、鹽水解成肌醇與磷酸（鹽）的一類酶的總稱，按照國際生物化學(xué)和生物分子聯(lián)合委員會的命名，植酸酶可以分為兩種：一種是肌醇六磷酸－3－磷酸酯酶（EC3.1.3.8），另一種是肌醇六磷酸－6－磷酸酯酶（EC3.1.3.26）。植酸酶是一種新型的飼料添加劑，研究表明，將植酸酶添加到植物性飼料中，釋放植酸中的磷，不但能提高水產(chǎn)動物對磷的吸收利用率，而且可以降解植酸鹽蛋白質(zhì)絡(luò)和物，減少植酸鹽對微量元素的螯合，提高動物對植物蛋白的利用率以及植物飼料的營養(yǎng)價值，并減少其糞便中磷的含量。2植酸酶的作用機理植酸酶可以將植酸分子上的磷酸基團逐個切下，形成中間產(chǎn)物IP5、IP4、IP3、

4、IP2、IP，終產(chǎn)物為肌醇和磷酸。不同來源植酸酶作用機理有所不同。微生物產(chǎn)的3-植酸酶作用于植酸時，首先從植酸的第3碳位點開始水解酯鍵而釋放出無機磷，然后再依次釋放出其它碳位點的磷，最終酯解整個植酸分子，此酶需要2價鎂離子(Mg2+)參與催化過程。來源于植物的6-植酸酶，它首先在植酸的第6碳位點開始催化而釋放出無機磷。1g植酸完全分解理論上可釋放出無機磷281.6mg。大多數(shù)微生物來源的植酸酶的作用機理如下（見圖1）。PPPPPPPPPPPPPPP（游離磷酸根）（游離磷酸根）（游離磷酸根）圖1植酸酶對植酸水解作用的機制植酸酶在水解植酸時，可以將與其絡(luò)合的大量鎂

5、、鋅、錳等礦物元素因植酸分子的水解釋放出來；同時，植酸酶水解植酸時，也可以斷裂蛋白質(zhì)與植酸之間的鍵，將蛋白質(zhì)釋放出來，從而提高了魚體對礦物質(zhì)的利用率和蛋白質(zhì)的消化率。3植酸酶對魚類的營養(yǎng)作用3.1植酸酶對飼料中磷利用率的影響大量的研究證實，在魚飼料中添加植酸酶可以有效地分解飼料中的植酸，釋放出無機磷，提高植酸結(jié)合態(tài)磷的利用率。Vielma等（1998）報道，在含有植物蛋白的日糧中添加植酸酶可以增加虹鱒日增重，提高磷的生物利用率；Forster（1999）等對虹鱒的試驗表明，在以菜籽餅為蛋白的濃縮料日糧中添加植酸酶可顯《飼料工業(yè)》·2009年第30卷第20期酶制

6、劑17黃可等：植酸酶在水產(chǎn)飼料中的研究進(jìn)展著提高植酸磷的利用率；Schafer等（1995）以鯉為研究對象，以大豆粉和大麥為基礎(chǔ)的飼料中，添加500和1000U/kg植酸酶，可分別提高鯉對植酸磷的利用率20%和40%；楊雨虹等(2006)的研究結(jié)果也表明,與對照組相比,飼料中添加3000和1500U/kg植酸酶時,鯉魚對飼料中磷的表觀消化率分別提高65.63%和61.65%；余豐年等(2000)在異育銀鯽餌料中分別添加500、1000U/kg的植酸酶,結(jié)果發(fā)現(xiàn),添加500U/kg的植酸酶可分解60%的植酸磷,添加1000U/kg的植酸酶可分解80%的植酸磷,表

7、明植酸酶的添加顯著降低了豆粕中的植酸磷含量,而且在異育銀鯽的體外,植酸磷已在植酸酶的作用下發(fā)生了有效的降解。在魚飼料中添加植酸酶，將磷從植酸鹽中釋放出來的同時也可將其它礦物質(zhì)元素釋放出來，以提高其它礦物質(zhì)元素的利用率。3.2植酸酶對魚體生長的影響研究表明，在魚類飼料中添加一定量的植酸酶可以促進(jìn)魚體的生長。Cain等（1995）以虹鱒為試驗對象,用經(jīng)酶制劑處理過的大豆粉配制成的餌料進(jìn)行試驗,結(jié)果表明，經(jīng)酶制劑處理組的魚的生長率和餌料系數(shù)同商品餌料組相同或有顯著改善。楊雨虹等（2006）在植酸酶對鯉魚生長及磷利用率的影響研究中報道，飼料中添加植酸酶可以顯著提高鯉魚

8、的增重率和降低飼料系數(shù),與基礎(chǔ)飼料組比