植酸酶的蛋白質基礎值

王晶晶　唐彩琰　羅靜如

摘? 要：植酸酶不僅能釋放植酸中的磷，還可以提高與植酸結合的蛋白質的消化率，從而減少飼料中蛋白質的添加量。本文提出了植酸酶的蛋白質基礎值與磷基礎值有關，具有相近的磷基礎值的植酸酶應具有非常相近的蛋白質基礎值。

關鍵詞：植酸酶;蛋白質基礎值;磷基礎值

中圖分類號：S816 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2020）02-0058-03

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合的磷。這不僅可以通過減少無機磷的添加量降低飼料成本，而且植酸（已知的抗營養(yǎng)因子）的降解也會對動物的生產性能產生積極的影響。因為受到后一種作用的影響，與植酸結合的蛋白質可能會變得更易于被動物消化，因此植酸酶還具有節(jié)省蛋白質和氨基酸的特性（基礎值）。

1? 植酸和蛋白質的消化

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

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

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

2? 植酸酶的蛋白質基礎值與其磷基礎值相關

每家生產商都會為其植酸酶產品提供一個蛋白質基礎值，這樣不僅可以節(jié)省飼料中的總蛋白質，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品擁有各自的蛋白質基礎值和氨基酸基礎值，它們彼此間的差異有時會很大。植酸酶的蛋白質基礎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合蛋白質（氨基酸），并可減少內源性蛋白質的損失。

植酸酶不是蛋白酶，它們不能將蛋白質水解為氨基酸，而只是使蛋白質更易于被動物的內源性蛋白酶消化。按照這個思路，蛋白質的節(jié)省量需要與植酸酶降解植酸的能力聯(lián)系起來，這意味著它應該與植酸酶的磷基礎值相關。然而，雖然用不同植酸酶生產商所聲稱的蛋白質（包括氨基酸）基礎值配制肉雞日糧可以節(jié)省蛋白質的使用量，但蛋白質的節(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節(jié)省量上存在巨大差異，并且蛋白質節(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值和飼料的氨基酸組成

飼料和飼料原料含有一個確定的氨基酸組成。由于植酸酶不是蛋白酶，它們不會像動物的內源性蛋白酶和外源性蛋白酶那樣選擇性地水解蛋白質，也不會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合，但黏液中的蘇氨酸與賴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值應或多或少地遵循飼料中的氨基酸組成。植酸酶生產商建議的主要氨基酸（如蛋氨酸+半胱氨酸、蘇氨酸和色氨酸）與賴氨酸的比值應與飼料中的組成大致相同。正如表2中的數據所展示的那樣，情況并非總是如此。例如，里氏木霉產的大腸桿菌植酸酶似乎會選擇性地釋放出更多的色氨酸（色氨酸︰賴氨酸為112︰100，而飼料中色氨酸︰賴氨酸僅為19︰100）。相反，黑曲霉產的6-植酸酶似乎不能選擇性地釋放蛋氨酸+半胱氨酸（其與賴氨酸的比值僅為26︰100），而飼料中的蛋氨酸+半胱氨酸與賴氨酸的比值為73︰100。

4? 比較植酸酶和非淀粉多糖的蛋白質基礎值

非淀粉多糖酶可通過降低動物腸道內容物的黏度和釋放被不溶性纖維捕獲的蛋白質（所謂的“籠效應”）來提高蛋白質的消化率。一項針對動物營養(yǎng)師的調查顯示，由于上述這兩種作用方式，90%以上的營養(yǎng)師認為非淀粉多糖酶比植酸酶更能促進蛋白質的消化。

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

5? 結論

植酸酶的蛋白質基礎值與植酸的降解速度有關，從而與植酸酶的磷基礎值有關。因此，具有相近磷基礎值的植酸酶應具有非常相近的蛋白質基礎值。

原題名：A protein value for a phytase – some critical remarks （英文）

原作者：Lode Nollet博士