植酸酶的研究进展【文献综述】

1、毕业论文文献综述生物工程植酸酶的研究进展摘要:植物中的磷大部分以植酸磷的形式存在，磷是各种动物必需的一种矿物元素, 单胃动物消化道屮无法分泌内源性植酸酶，单胃动物常用的植物性饲料屮约有的磷是以 稳定的植酸盐复合物形式存在的，不能被分解利用，既浪费资源，又对环境造成了磷污 染，植酸酶主要应用在饲料上，以分解饲料中的植酸盐，使具中的磷被动物充分利用， 提高饲料的营养价值，同吋也保护了环境。植酸iw能够把植酸彻底水解成肌醇和磷酸盐, 提高植物性饲料中磷的利用率，同时也降低了粪便中有机磷的含量，减少了环境污染。 植酸酶添加剂冇助于捉高矿物质和微量元素的利用率，植酸酶不仅可用作动物饲料添加 剂，同样可用

2、于食品添加剂。关键词：植酸；磷；植酸酶；饲料；环境植酸学名为六磷酸肌醇，它是一种淡黄色或淡褐色的黏稠液体，溶于水、乙醇和丙 酮。是牛物体中磷元素的最主要的储存形式。植物中的磷大部分（60%70%）以植酸磷的 形式存在，单胃动物消化道屮无法分泌内源性植酸酶，饲料屮大量的植酸磷不能被利用 而随粪便排入环境，既浪费资源，又对环境造成了磷污染，在加上植酸可以螯合锌、钙、 镁等金属离子、氨基酸以及一些功能蛋白质，形成了稳定的不溶性复合物，抑制它们的 生物活性，因此对动物的正常代谢造成很大的影响。为了满足家禽对磷的营养需要普遍采用的是在饲料中添加可利用的饲料无机磷一 磷酸氢钙等，但带来的问题是一方而消耗了

3、大量的宝贵的磷矿资源，另一方而饲料中大 量未被消化的磷被排出动物体外，并对环境造成了严重的污染。植酸酶能够把植酸彻底水解成肌醇和磷酸盐，从而提高了磷元索的利用率，提高植 物性饲料屮磷的利用率，释放许多有益的金属离子，减少只算的抗营养作用，同吋也降 低了粪便中有机磷的含量，减少了环境污染。在国外，植酸酶在生产技术上已取得了突破性的进展，并己冇产品投放市场。我国 饲料工业也将植酸酶的开发为一个专项的发展规划。目丽，植酸酶的研究及其在鸡、猪 fi粮中的应用已成为饲料工业部门和养殖业关注的焦点。1、植酸酶的发展历程1907年在米糠中首先发现了植酸酶，之后对生物内的植酸酶进行了长期的研究。到 1911年

4、，发现微生物也可产生植酸酶，首先在小鼠体内证明了植酸经植酸酶分解后产生 的肌醇和磷进人血液循环。到目前为止，人们已经知道植酸酶存在于细菌、真菌及植物 中，如壳类、豆类种子、花粉等。另外，在脊椎动物的红血球及哺乳动物中也发现有少 量的植酸酶存在。目前植酸酶最冇发展前途的思路是通过基因工程的手段克隆植酸酶基因，然后在生 物反应器中进行高效表达，以解决植酸酶在原始天然材料中含量太低而难以大量提取的 问题或在分子水平上改造植酸酶基因，从而改变植酸酶的酶学性质，捉高在饲料屮的有 效性加强植酸酶固态发酵的研究，通过诱变处理和条件优化，提高菌株在固态发酵时植 酸酶的水平，同时兼冇一定量的其它酶系如纤维索酶、

5、酸性蛋白酶等。2、植酸酶在食品工业屮的应用植酸酶是一种新型的食品添加剂，能够降低食物中的植酸而提高磷、锌、钙、铁等 的吸收率。酶活性因植物的种类不同而冇着很大差异，黑麦、小麦、大麦和小麦就农作 物中的植酸酶活性很高，而玉米、燕麦和大豆饼中的植酸酶活性反而很低，有的甚至没 冇活性，通常在这领域的研究主要集中在改善人体对矿物质的吸收和提高食品加工技 术。(1) 改善人体对矿物质的吸收在谷类和豆制品屮，植酸能抑制铁的吸收。研究发现，六磷酸肌醇和五磷酸肌醇都 可抑制铁的吸收。三磷酸肌醇和四磷酸肌醇单独时没有这种副作用，但当与六磷酸肌醇 和五磷酸肌醇共存时将会加强对铁的抑制。这与人体缺铁有很人联系，如婴

6、儿普遍缺铁, 在孕育期的妇女和素食者屮缺铁的现象更为严重。因此，为提高谷物及豆制品屮铁的吸 收，最好将肌醇磷酸盐降解为比三磷酸肌醇低的肌醇磷酸盐形式。(2) 捉咼食品加l技术有些食品加工方法如烹饪、热水煮、发酵、浸泡等可以减少或除去豆制品中相当多 的植酸。研究表明使用植酸酶减少食物中植酸的含量可能会更冇效。小麦本身含冇植酸 晦，可以降解部分植酸卿，但降解量有限。研究发现，在面粉中加入植酸卿，植酸几乎 可以被完全降解，可以大大提高植酸的降解率。人的小肠中，植酸酶的活性极低，难以 利用植酸盐，在而团屮加入同位素铁，通过测定人血液红细胞屮的铁含量来检测植酸酶 对铁吸收的影响，发现在面团中加入黑曲霉植

7、酸酶，铁的吸收率从14.3%提高到6.1 %, 提高了 98 %。因此，在面团中添加植酸酶可大大提高植酸酶的降解率。3、植酸酶在仔猪饲料屮的应用研究表明，500 ftu/ kg植酸酶使1/3的植酸磷被分解，从而猪粪磷排出量减少 34 %54 %。也使仔猪平均增质量捉高12%16 %,饲料转化率捉高了 6% ,磷的利用 率提高了 28 %-84 %。添加1000 ftu/ kg植酸酶使玉米豆粕中磷的利用率提高了 43 %-57 %o在质量为&18 kg断奶仔猪日粮屮用750 ftu/ kg植酸酶替代全部的无机磷 后，显著地提高了磷沉积量，粪中磷排泄量也随z降低，血液中磷和钙及碱性磷酸酶活

8、 性均接近正常水平。但要维持仔猪正常血清磷和钙水平，植酸酶的添加量需达到1250 u/ kgo若在不同能量水平的仔猪日粮中添加750 ftu/kg植酸酶，可以提高长口 x荣昌杂 交仔猪的生长性能，也可降低仔猪增质量的饲料成本。(4) 植酸酶在生长猪饲料中的应用最新研究表明，在生长猪h粮中只降低磷含量添加植酸酶不能够使生长猪的生产性 能达到正常水平，随着磷水平的降低，应该同吋降低钙水平，从动物采食量和生长速度 及血液生化指标综合考虑比较适宜的钙和磷比为1.4： lo在玉米豆粕型h粮屮添加植酸酶时，不同磷水平和钙磷比对生长肥冇猪生产性能 的影响，在日粮中添加植酸酶降低日粮磷水平，生长期内平均口增质

9、量有所升高但差异 不显著，而料重比下降。在肥育期内，平均f1壇质量随磷水平的升高而降低，这口j能是 由于添加植酸卿，降低日粮屮磷水平，提高植酸酶的效力，同样促进蛋白质及微量元索 等其他营养物质的消化率。(5) 植酸酶在鸡饲料中的应用研究表明，在鸡的饲料中家植酸酶添加剂，鸡的生长速度加快，并能有效地提高饲 料转化率和磷利用率，还不仅提高磷的利用率，而且增强了鸡对高温的承受能力。(6) 植酸酶在蛋鸡饲料屮的应用添加植酸酶到蛋鸡饲料中，使排泄磷大幅度降低，表现了植酸酶将植物性饲料中 的植酸水解，释放出鸡可吸收的磷。在产蛋鸡饲粮屮添加300 iu/ kg植酸酶可以达到添 加1. 3 %的磷酸氢钙的饲养

10、效杲，而且蛋壳强度得到改善。在2-10周龄的海兰褐蛋鸡 饲粮中添加5%的麦秋作为植物性植酸酶的來源时，蛋鸡的生长性能比较好，而蛋白质、 钙和磷的利用率也较高。在蛋鸡日粮屮禾木植酸酶替代一部分来源于磷酸氢钙的无机磷 的最适合比是0.13 %的有效磷，即可替代约75 %的磷酸氢钙。150u/kg植酸酶添加量 就可达到与目前市场上普遍使用300 ftu/ kg植酸酶相同的效果，也能满足蛋鸡磷的需 耍。(7) 植酸酶在鱼饲料中的应用研究表明，植酸酶用于鱼饵料屮可著提高饵料屮磷的利用率，加快血体增质量，促 进骨骼中磷的沉积，减少矿物元素添加剂用量，降低饵料系数。植酸酶应用前景随着植酸酶生产技术的改进，人

11、们牛活水平的不断提高，膳食结构趋向合理化，植 酸酶作为一种新型的食品添加剂必将冇非常好的应用前景。我国是养殖和饲料大国，并 存在饲料资源不足及磷污染环境两方面严重的问题，植酸酶有助丁解决两个问题。随着 科技的发展，植酸酶研究的不断深入，高活性植酸酶的表达，生产成本的下降，人们对 环保意识的逐渐增强，国家法规执行力度的不断加强，植酸酶产品在畜禽养殖中的应用 必将越来越广泛。结语在单胃动物口粮添加植酸酶不仅能改善动物各方面的生产性能，还减少粪磷排出， 减轻磷对环境的污染。而且，用植酸酶替代磷源，随着基因工程和发酵技术的提高，植 酸酶会越来越便宜。因此，用植酸酶部分或全部取代无机磷盐和骨粉，是猪鸡生

12、产的重 要研究。参考文献1 史鹏飞，樊文娜，高腾云，汪垠锋，潘军.植酸酶在饲料工业中的应用.河南农业 大学牧医工程学院.2010, 20-39. 康伟，王智，冯雁.植酸酶最新研究进展.吉林大学.2005, 25 (2) 94-96.3 崔富昌.米曲霉植酸酶的分离纯化、性质研究及其基因的克隆.山东大学.2006, 20-39.4 杨亚珍，张建民，余欢.黑曲霉液体发酵产植酸酶条件的研究.饲料工业.2007, 28(5)： 27-28. 叶明，沈君子，叶敏，孙汉巨，刘国庆.高产植酸酶菌株的选育及发酵条件优化.合 肥工业大学生物与视频工程学院.2009, 34 (4)： 10-136 刘生峰，彭远义.植酸酶基因工程研究进展.曲南农业大学动物科技学院.2003, 7(2) 94-96.7