植酸酶的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值

王晶晶 譯自International Poultry Production，Vol.27(2019)，№7：23，25

唐彩琰 審 羅靜如 制圖表

在飼料中添加外源性植酸酶的主要目的是釋放原料中與植酸結(jié)合的磷。這不僅可以通過(guò)減少無(wú)機(jī)磷的添加量降低飼料成本，而且植酸(已知的抗?fàn)I養(yǎng)因子)的降解也會(huì)對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能產(chǎn)生積極的影響。因?yàn)槭艿胶笠环N作用的影響，與植酸結(jié)合的蛋白質(zhì)可能會(huì)變得更易于被動(dòng)物消化，因此植酸酶還具有節(jié)省蛋白質(zhì)和氨基酸的特性(基礎(chǔ)值)。

1 植酸和蛋白質(zhì)的消化

肌醇環(huán)被6個(gè)帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)取代后可形成植酸。在動(dòng)物腸道中，植酸會(huì)與帶正電荷的分子結(jié)合，阻礙其被動(dòng)物機(jī)體吸收和消化(圖1)。蛋白質(zhì)(氨基酸)也可以通過(guò)氨基(NH4+)或通過(guò)與羧基(-COOH)形成鈣橋與植酸分子結(jié)合。第一種結(jié)合主要發(fā)生在pH較低的第一段腸道，第二種結(jié)合主要發(fā)生在pH較高的小腸中。

植酸還可以降低胃蛋白酶的活性，而胃蛋白酶是動(dòng)物肌胃中的一種關(guān)鍵蛋白酶，因此植酸會(huì)阻礙蛋白質(zhì)的消化。蛋白質(zhì)消化不良會(huì)刺激肌胃產(chǎn)生鹽酸和胃蛋白酶原。這些作用不僅意味著內(nèi)源性蛋白(胃蛋白酶原)的損失，而且產(chǎn)生的過(guò)量的酸還會(huì)破壞黏液，因此，需要更多的飼料蛋白質(zhì)用于黏液再生。另外，我們需要更多的碳酸氫鈉來(lái)中和十二指腸中的酸性pH，這會(huì)導(dǎo)致鈉大量流失，從而有可能擾亂腸道內(nèi)的電解質(zhì)平衡。

由于飼料中的植酸主要來(lái)自蛋白質(zhì)型原料(如豆粕、油菜籽粕和葵花籽粕)，而且在家禽的開(kāi)食料中，蛋白質(zhì)的含量最多，因此速效植酸酶對(duì)植酸的早期降解有助于抵消植酸的抗?fàn)I養(yǎng)作用。

2 植酸酶的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值與其磷基礎(chǔ)值相關(guān)

每家生產(chǎn)商都會(huì)為其植酸酶產(chǎn)品提供一個(gè)蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值，這樣不僅可以節(jié)省飼料中的總蛋白質(zhì)，還可以算出每種氨基酸的節(jié)省量。

市售的各種商用植酸酶產(chǎn)品擁有各自的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值和氨基酸基礎(chǔ)值，它們彼此間的差異有時(shí)會(huì)很大。植酸酶的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值完全取決于其快速降解植酸的能力，這種降解作用可以釋放出復(fù)合蛋白質(zhì)(氨基酸)，并可減少內(nèi)源性蛋白質(zhì)的損失。

植酸酶不是蛋白酶，它們不能將蛋白質(zhì)水解為氨基酸，而只是使蛋白質(zhì)更易于被動(dòng)物的內(nèi)源性蛋白酶消化。按照這個(gè)思路，蛋白質(zhì)的節(jié)省量需要與植酸酶降解植酸的能力聯(lián)系起來(lái)，這意味著它應(yīng)該與植酸酶的磷基礎(chǔ)值相關(guān)。然而，雖然用不同植酸酶生產(chǎn)商所聲稱(chēng)的蛋白質(zhì)(包括氨基酸)基礎(chǔ)值配制肉雞日糧可以節(jié)省蛋白質(zhì)的使用量，但蛋白質(zhì)的節(jié)省量與磷的節(jié)省量不平衡。

表1顯示了不同植酸酶在蛋白質(zhì)節(jié)省量上存在巨大差異，并且蛋白質(zhì)節(jié)省量與磷節(jié)省量并不一致(不同植酸酶效果一致)。

3 植酸酶的氨基酸基礎(chǔ)值和飼料的氨基酸組成

飼料和飼料原料含有一個(gè)確定的氨基酸組成。由于植酸酶不是蛋白酶，它們不會(huì)像動(dòng)物的內(nèi)源性蛋白酶和外源性蛋白酶那樣選擇性地水解蛋白質(zhì)，也不會(huì)選擇性地釋放某些特定的氨基酸。例如，盡管某些游離氨基酸更容易與家禽肌胃中的植酸結(jié)合，但黏液中的蘇氨酸與賴(lài)氨酸的比值比其他組織中的高，這意味著植酸酶的氨基酸基礎(chǔ)值應(yīng)或多或少地遵循飼料中的氨基酸組成。植酸酶生產(chǎn)商建議的主要氨基酸(如蛋氨酸+半胱氨酸、蘇氨酸和色氨酸)與賴(lài)氨酸的比值應(yīng)與飼料中的組成大致相同。正如表2中的數(shù)據(jù)所展示的那樣，情況并非總是如此。例如，里氏木霉產(chǎn)的大腸桿菌植酸酶似乎會(huì)選擇性地釋放出更多的色氨酸(色氨酸∶賴(lài)氨酸為112∶100，而飼料中色氨酸∶賴(lài)氨酸僅為19∶100)。相反，黑曲霉產(chǎn)的6-植酸酶似乎不能選擇性地釋放蛋氨酸+半胱氨酸(其與賴(lài)氨酸的比值僅為26∶100)，而飼料中的蛋氨酸+半胱氨酸與賴(lài)氨酸的比值為73∶100。

4 比較植酸酶和非淀粉多糖的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值

非淀粉多糖酶可通過(guò)降低動(dòng)物腸道內(nèi)容物的黏度和釋放被不溶性纖維捕獲的蛋白質(zhì)(所謂的“籠效應(yīng)”)來(lái)提高蛋白質(zhì)的消化率。一項(xiàng)針對(duì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)師的調(diào)查顯示，由于上述這兩種作用方式，90%以上的營(yíng)養(yǎng)師認(rèn)為非淀粉多糖酶比植酸酶更能促進(jìn)蛋白質(zhì)的消化。

但是，我們從圖2可以看出，在蛋白質(zhì)的節(jié)省量上，植酸酶(如表1所示)與市售非淀粉多糖酶(按酶生產(chǎn)商分組)差別不大。這意味著某些植酸酶的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值被高估了，或者非淀粉多糖酶的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值被低估了。

5 結(jié)論

植酸酶的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值與植酸的降解速度有關(guān)，從而與植酸酶的磷基礎(chǔ)值有關(guān)。因此，具有相近磷基礎(chǔ)值的植酸酶應(yīng)具有非常相近的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)值。