有機微量礦物質(zhì)：最大限度利用植酸酶

文開新譯

摘 ?要：體外研究表明，與無機微量礦物質(zhì)相比，有機微量礦物質(zhì)能更好地激發(fā)植酸酶的活性。

關(guān)鍵詞：植酸;植酸酶;有機微量礦物質(zhì)

中圖分類號：S816.72 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號：1001-0769（2019）07-0069-02

就目前來說，在單胃動物日糧中添加植酸酶已經(jīng)相當(dāng)普遍，其主要目的是釋放谷物型日糧中與植酸結(jié)合的磷。單胃動物日糧中添加植酸酶的好處已經(jīng)得到證實，它能夠充分釋放與植酸結(jié)合的磷來滿足動物的需求，同時減少配方中無機磷的添加。最新的研究表明，按推薦量的3～5倍添加植酸酶（通常認(rèn)為是超量添加）可以降低飼料中植酸的抗?fàn)I養(yǎng)作用，額外提高磷的利用。

1 ?為什么要添加更多的植酸酶

盡管評定員仍在討論超量添加的實際商業(yè)利益，但一些已發(fā)表的文獻(xiàn)表明，超量添加植酸酶能夠提高飼料轉(zhuǎn)化率以及表觀代謝能。植酸酶的活性與添加量無線性關(guān)系，即以兩倍量添加，酶的活性也不會增加兩倍。事實上，從數(shù)量關(guān)系上來講，以500 FTU/kg的劑量為標(biāo)準(zhǔn)，增加一倍的用量，植酸酶的活性只增加30%，如繼續(xù)加倍，酶的效率也只增加一半。因此，如果酶的活性與酶的添加量沒有直接線性關(guān)系，那么究竟是飼料中的哪些因素限制了酶的效率呢？

2 ?并非所有植酸酶的效果都一樣

目前市場上的植酸酶各有不同，這主要是由生物來源不同導(dǎo)致。無論這些植酸酶是來自天然真菌發(fā)酵還是異源表達(dá)系統(tǒng)，都定義了它們的作用方式，并決定了它們的水解方式以及水解程度。超劑量添加植酸酶的效果可通過植酸鹽廣泛的水解來評價，其中植酸酶處理的植酸鹽產(chǎn)物可被進(jìn)一步水解。與植酸類似，植酸鹽產(chǎn)物也有抗?fàn)I養(yǎng)的特性。從日糧角度來講，其最大的缺點是影響、妨礙礦物質(zhì)的吸收。因此，植酸酶的效率就成為影響飼料營養(yǎng)價值最重要的一個相關(guān)因素。

3 ?重新考量礦物質(zhì)

為了達(dá)到超量添加的效果，需要保證最佳的植酸酶效果。雖然在日糧配制時我們能控制酶的來源、飼料谷物以及鈣、磷的水平等，但其他必需的飼料成分已被證明與酶有相互作用，影響并通常抑制酶的活性，微量礦物質(zhì)就是一個主要的方面。為了降低其潛在的對動物健康的不利影響，并且為使動物生產(chǎn)性能最大化，礦物質(zhì)如銅和鐵等已經(jīng)作為常規(guī)的成分添加到飼料中，且其添加水平通常超過NRC推薦的添加量。雖然NRC于2012年更新了豬的營養(yǎng)需求，但許多營養(yǎng)需求的推薦量是以20年前的研究數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。而在此期間，飼料工業(yè)有了長足的發(fā)展，特別是在微量礦物質(zhì)領(lǐng)域。

4 ?并非所有礦物質(zhì)的需求都一樣

飼料中礦物質(zhì)的形態(tài)和形式都不一樣，常見 無機微量礦物質(zhì)和有機微量礦物質(zhì)兩種形式。過去的幾年里，有機微量元素背后的化學(xué)反應(yīng)引起了行業(yè)的混亂，主要是由于涉及的術(shù)語繁多且不規(guī)范以及定義模糊。通常情況下，有機微量礦物質(zhì)主要是指礦物質(zhì)與有機分子（如氨基酸或肽）的結(jié)合產(chǎn)物。有機微量礦物質(zhì)的一個主要特點是礦物質(zhì)與有機鍵結(jié)合而增加了其穩(wěn)定性。

5 ?礦物質(zhì)的形式影響其質(zhì)量

研究證明，有機微量礦物質(zhì)在穩(wěn)定性、沉積和生物利用度方面的優(yōu)勢使得其比無機微量礦物質(zhì)的作用和效果更好。有機微量礦物質(zhì)的這些優(yōu)點減少了礦物質(zhì)的攝入量，同時提高了礦物質(zhì)的使用效果。有趣的是，最近的研究表明，日糧中的礦物質(zhì)對植酸酶的活性有拮抗作用，礦物質(zhì)的形式是影響酶效率的關(guān)鍵因素。5種不同商業(yè)植酸酶受銅影響的體外評估表明，有機銅和無機銅類似物中酶的功能存在顯著差異。這項研究還發(fā)現(xiàn)，與推薦的等量無機微量礦物質(zhì)相比，有機微量礦物質(zhì)對植酸酶活性的影響只有前者的20%～50%。在鐵上也觀察到類似的表現(xiàn)，也就是說，有機微量礦物質(zhì)對酶活性的抑制比無機微量礦物質(zhì)小得多。根據(jù)植酸酶來源的不同，微量礦物質(zhì)對酶活性影響的程度為10%～50%。雖然這些試驗是在體外進(jìn)行的，但這些發(fā)現(xiàn)為未來評估礦物酶相互作用對動物生產(chǎn)性能的影響提供了令人興奮的見解。

6 ?理解飼料成分互作的重要性

胃液的酸性環(huán)境條件可使日糧中添加的礦物質(zhì)以陽離子的形式釋放，這取決于所使用的礦物質(zhì)來源。無機微量礦物質(zhì)很容易分解，而有機微量礦物質(zhì)受胃酸影響較小，具體取決于有機鍵的類型。在解離形式下，礦物離子（如銅離子和鐵離子等）很容易與飼料中的其他成分產(chǎn)生相互作用，其中最常見的組分是植酸。無機離子和植酸結(jié)合后形成不可溶性復(fù)合物，顯著降低了礦物質(zhì)的消化吸收并阻止了植酸酶與底物結(jié)合。然而，礦物離子與其他飼料成分之間的相互作用經(jīng)常被忽略，例如帶電的礦物質(zhì)離子與植酸酶活性位點中的氨基酸反應(yīng)，這是造成底物結(jié)合和降解的原因。

實際上，容易解離的礦物質(zhì)可能對植酸酶的活性有雙重作用，即可直接作用于酶的活位部位，又可間接地通過形成植酸和礦物質(zhì)復(fù)合物來阻止酶與底物的結(jié)合。雖然這對未來植酸酶的研究提出了新的視角，但這些研究也證明了不同來源的礦物質(zhì)對酶的活性影響非常大。

7 ?對于飼料配方的意義是什么

商業(yè)利潤越來越受到整體效率而非單個銷售情況的驅(qū)動，過量添加任何一種飼料成分的傳統(tǒng)方法需要與當(dāng)前對飼料成分相互作用的認(rèn)識相平衡。已有研究表明，微量礦物質(zhì)的形態(tài)會對許多商業(yè)植酸酶的功效產(chǎn)生巨大影響，從而可能降低磷的釋放并阻礙礦物質(zhì)的吸收利用。雖然目前飼料產(chǎn)業(yè)對是否超量添加植酸酶還爭論不休，但現(xiàn)在最需要解決的是如何通過減少飼料各成分間的拮抗作用最大限度地發(fā)揮酶的作用。礦物質(zhì)的形式不僅關(guān)系到酶的功能，還涉及其他高價值的飼料成分，如維生素和抗氧化劑。這些拮抗作用表明，在超量添加某一成分前，可以采取一些方法使飼料的成分更穩(wěn)定。

有機微量礦物質(zhì)以及外源酶技術(shù)的進(jìn)步有助于飼料工業(yè)在飼料加工過程中，甚至早在飼料配方階段，通過定制等方法，提高飼料的利用效率以及提升飼料的價值。