植酸的抗营养作用及钝化途径_综述_
抗营养因子的消除或钝化
膨化与制粒
干法挤压膨化
湿法挤压膨化
膨化制粒消除抗营养因子
膨化大豆是整个大豆经过
膨化的饲用产品，保留了 大豆本身的营养成分，去 除了大豆的抗营养因子， 具有浓郁的油香味，营养 价值高，适口性好，在畜 禽及水产料中得到了广泛 的使用。在众多的大豆饲 用类产品加工方法中，李 德发（1986）认为从抗营 养因子的角度讲，热处理 法是大豆产品加工的最佳 方法。
生物钝化法
酶制剂法
生物发酵处理 发芽处理
育种法
酶制剂法
复合酶制剂处理前（A）、后（B、C）小麦扫描 电镜照片
酶制剂法
生物发酵处理
通过微生物（细菌和真菌）进行发酵，从而
产生降解酶，使抗营养因子钝化、降低或消 除毒素。一般采用混菌发酵较单菌发酵效果 好，其优势在于多个菌种之间可以互相补偿 自身的缺陷，进行协同发酵，国内外都在这 方面做了大量的尝试和研究，已经取得了一 定的成果，许多项目已经工业化生产。
化学法
化学方法有酸碱处理、氨处理等。
化学处理是在一定条件下，饲料中加入化学
物质使ANF失活或活性降低，达到钝化的目 的。
化学法处理抗营养因子
籽粕是一种蛋白质含量较高的植物蛋白源，
但因其含有棉酚和环丙烯类脂肪酸等抗营 养因子，限制了其在动物饲粮中的添加量， 尤其是家禽对棉酚较敏感。 其中最常用的是添加 FeSO4和NaHCO3与 棉酚中的活性基团醛基和羟基作用形成螫 合物从而解除了棉酚的毒性，FeSO3能作 为棉酚的解毒剂而且能降低酚在肝中的蓄 积量从而起到预防中毒的作用。
发芽处理
发芽处理。植物中的ANF，如
蛋白酶抑制因子、凝集素、单 宁等的作用是用来抵抗微生物、 昆虫、鸟类及其他天敌的破坏， 种子发芽后，ANF被内源酶破 坏。根据这一原理，部分饲料 的ANF可通过发芽来处理，且 豆类的适口性得到明显的改善。
菜籽粕植酸生物脱毒论文：菜籽粕植酸生物降解和脱毒的研究进展
菜籽粕植酸生物脱毒论文：菜籽粕植酸生物降解和脱毒的研究进展[摘要] 利用微生物发酵饲用菜籽粕脱除抗营养因子成为开发蛋白饲料资源热点，该文对生物降解菜籽粕植酸机理及近年国内外生物脱毒研究进行综述。
[关键词] 菜籽粕植酸生物脱毒[abstract] removing of antinutritional factors by microbial fermentation becomes hot spot of exploiting resources of protein feed．this paper provides an overview of bio—degradation mechanism of phytic acid and research progress on biology detoxication from home and abroad.[key word] rapeseed mealphytic acidbiology detoxication我国是油菜籽生产第一大国，每年产菜籽粕700万吨[1]，但由于含有硫甙、植酸、单宁等抗营养物质限制了其在饲料中的添加量。
目前，人们对菜籽粕脱毒的研究多集中在对硫甙的降解，而忽略了植酸的抗营养作用，本文系统阐述去除菜籽粕中植酸的方法，为更合理加工菜籽粕提供参考。
植酸（phytic acid）学名环已六醇磷酸酯（肌醇六磷酸）。
普遍存在于植物性饲料尤其是油料饼粕中，且各种油粕中，菜籽粕中植酸含量最高，为3%～6%，是其重要的一种抗营养因子。
植酸及其植酸盐是磷在植物籽实中存在的主要形式，植酸磷因其带有负电荷，具有很强的螯合能力，能与许多阳离子，ca2+、mg2+、zn2+、fe2+、mn2+等形成不溶性复合物，从而影响上述金属离子的消化吸收和利用。
1.植酸结构国外从19世纪60年代就开始认识该物质，但直至进入20世纪后才对它的研究有了一些新的进展。
植酸
四、植酸在食品工业中的应用
• • • •
抗氧化剂 保鲜剂 护色稳定剂 酒类降固剂
抗氧化剂
油脂和油脂含量较高的食品放置一段时间后，由于油脂的氧化作用而酸 败变质，使其商品价值大为下降，而在其中加人少量植酸即可抑制其氧 化和水解酸败。如在大豆油中添加0．01％ ～0．2％ 的植酸，可使大豆 油的抗氧化能力提高4倍；在花生油中加人少量的植酸，不仅可使其抗 氧化能力提高40倍，而且还可抑制具有强致癌作用的黄曲霉素的生成。 机制：植酸的抗氧化特性在于它能与金属离子发生极强的螯合作用，即 植酸与许多可促进氧化作用的金属离子螯合而失去活性，同时释放出氢， 破坏自氧化过程中产生的过氧化物， 使之不能继续形成醛、酮等产物， 而产生良好的抗氧化性。
保鲜剂
植酸作为食品保鲜剂，能有效地提高食品贮存功能和改善食品质量，使其色、香、 味保持较长时间而营养不变。在贝类罐头中添加0．1％ ～0．5％植酸，鱼类中 添加0．3％植酸，能有效地防止黑变及高温变色。在牛肉保鲜剂中加人0．2％ 植酸可有效延长其保质期。用植酸处理鲜果和蔬菜，其保质期明显延长 ，如草 莓经植酸处理后，其Vc降解显著减缓。 机制：植酸作为果蔬保鲜剂，安全无毒，使用方便，其可能作用机理：一是利用 其抗氧化作用防止果蔬氧化变质；二是螯合果蔬表层的金属离子使其推动催化特 性；三是封闭蔬菜、水果等食品表皮的气孔，抑制呼吸作用，减少水分散失和营 养的消耗， 同时抑制和抵制真菌的繁殖与侵入。
抗氧化作用
• 植酸的抗氧化作用主要基于其对Fe3+、Cu2+等过渡态金属离子的螯合 作用。植酸通过对铁、铜等离子的螯合作用阻止Fenton反应，抑制活 性氧的形成，从而保护细胞免受氧化损伤。
Fenton反应
• 1894年，化学家Fenton首次发现有机物在(H202)与Fe组成的混合溶液 中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准Fenton试剂，可以将当时很 多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分 明显。Fenton试剂是由H202和Fe混合得到的一种强氧化剂，特别适用 于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。由于具有反应迅 速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近30年来，其 在工业废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视。 • 因其发音，又被称之为“粪桶试剂”（非专业用语）。Fenton试剂降 解有机物的机理： • (1) Fe2+ + OH- →Fe3+ + OH-+OH. • (2) OH.+ Fe2+→Fe3++OH• (3) Fe3++H202→ Fe2++HO2.+H+ • (4) Fe3++HO2.→Fe2++O2+H+ • (5) Fe2++OH.→Fe3+ +OH-
饲料抗营养因子-植酸
提高蛋白质、氨基酸 等营养物质的利用率
提高畜禽生产性能
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植酸酶的作用机理
植酸酶类发挥作用主要是植酸酶和酸性磷酸酶的
连续作用：
植酸 植酸酶 酸性磷酸酶 肌醇 肌醇磷酸酯 磷酸
植酸酶将植酸分子上的磷酸基团逐个切下，形成中 间产物IP5 、IP4 、IP3 、IP2 、IP ，终产物为肌醇 和磷酸。不同来源植酸酶作用机理有所不同。
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使用注意事项
防潮。酶制剂一旦受潮，就会发生水解、霉变、活力下降
或失活。
防止高温。烈日暴晒或高温烘烤等均可导致酶活性下降或 失活。 避免接触强酸、强碱，以免因化学作用影响酶活。 尽量缩短储存期，使用有效期以内的产品。
避免饲料发霉，否则会影响到酶制剂的效果。
对于固体酶制剂，必须注意与其它饲料原料的混合均匀度。
3
分布与性质
植酸是植物籽实中肌醇和磷酸的基本贮存形式。植酸
磷占植物总磷量的60%~90%，其中芝麻饼和米糠中植 酸含量最高。 豆类籽实中的植酸分布于整个种子的蛋白质络合物中。 因此 ,在谷物加工副产品和油产饼粕中植酸的含量高 , 谷物和豆类籽实中含量相对较低。
4
分布与性质
植酸（Phytic acid）——
饲料抗营养因子——
植酸
1 2 3 4
分布与性质
抗营养作用及其机理 植酸酶 小结
2
分布与性质
植酸——多以植酸盐形式广泛存在于植物果
分
实及子粒中，约占日粮的0. 26 %～1. 37 % ，尤其 是在植物籽实中，是植物储磷的主要形式。
布
植酸的含量取决于植物的品种、 成熟期、 加工程
度、 气候、 水源、 土壤、 地理位置、 生长年份以 及生理状态(如发芽)等。
植酸简介
植酸简介
植酸(肌醇六磷酸) 具有强大的络合力，通常与钙、镁、锌、钾等矿物质元素结合，形成不溶性盐类。
植酸(盐) 广泛存在于农作物及农副产品中，很多谷物、油料作物中的植酸含量高达 1 %～3 %，其中钙、镁、锌、钾等元素以植酸盐的形式存在。
因此植酸是一种抗营养因子，大大降低了微量矿物质的营养有效性。
植酸的这种性质会导致人和动物钙、镁、锌、钾等元素的不平衡性。
因此必须在动物的饲料中添加磷、钙、钾等以补充矿物质，这大大提高了饲料成本。
同时饲料中天然磷的含量约为40 %～70 %，且以植酸磷的形式存在，而猪、禽的饲料中大量的植酸磷因不能被利用而从粪便中排出，造成环境污染(磷富集化污染) 。
植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇和磷酸的一类酶的总称，将植酸酶添加到动物性饲料原料中释放植酸中的磷、钙等无机盐，不但能提高食物及饲料对磷的吸收利用率，还可降解植酸蛋白质络合物，减少植酸盐对微量元素的螯合，提高动物对植物蛋白的利用率及其植物饲料的营养价值。
同时也减少动物排泄物中有机磷的含量，减少对大自然的污染。
植酸酶在酒精发酵添加的益处主要表现在：植酸的降解可以释放磷、钙、钾、镁和肌醇，发酵过程中就可以降低无机盐的添加量，节约成本，同时既保证了酵母的正常繁殖生长，充分利用了发酵原料中的微量元素，挺高原料利用率，又降低了发酵副产物中钙、磷的含量，提高了副产物的饲料品质，也降低了废水中离子强度，对节能减排有积极意义。
饲料原料中总磷、植酸磷的含量及利用率。
几种饲料抗营养因子的作用机理及消除方法
几种饲料抗营养因子的作用机理及消除方法姜倩倩;王思珍;曹颖霞;高丽南;季守财【摘要】就蛋白酶抑制因子、植物凝集素、植酸等几种主要抗营养因子的抗营养作用及其消除方法作一综述.【期刊名称】《中国饲料》【年(卷),期】2012(000)017【总页数】3页(P12-14)【关键词】饲料;抗营养因子;抗营养作用;消除方法【作者】姜倩倩;王思珍;曹颖霞;高丽南;季守财【作者单位】内蒙古民族大学动物科学技术学院;内蒙古民族大学动物科学技术学院;内蒙古民族大学动物科学技术学院;内蒙古民族大学动物科学技术学院;通辽市嘎达苏种畜场【正文语种】中文【中图分类】S816.7饲料中的抗营养物质是指饲料本身含有，或从外界进入饲料中的阻碍养分消化的微量成分。
其不仅对养分的消化、吸收和利用产生不利的影响，对畜禽健康和生产力也会产生不利的影响。
饲料中的抗营养因子制约着常规饲料转化效率的提高及饲料的开发利用，了解抗营养因子对饲料利用的影响，对饲料和畜牧生产具有重要意义。
1 几种主要抗营养因子的作用机理1.1 蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制因子主要存在于植物的籽实和某些块根块茎类饲料中，能抑制畜禽胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、糜蛋白酶、凝血酶等酶类活性（周红蕾，2006）。
自然界中已发现几百种蛋白酶抑制因子，其中最主要的是胰蛋白酶抑制因子（KTI）和胰凝乳蛋白酶抑制因子（BBI）。
蛋白酶抑制因子属于蛋白质，其活性中心可与蛋白酶形成稳定的物质，抑制酶的活性。
胰蛋白酶抑制因子的主要作用机理：（1）抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性，降低饲料蛋白质的消化率；（2）抑制因子在肠中诱发小肠黏膜细胞释放胆囊收缩素（CCK），刺激胰腺细胞分泌过多的胰蛋白酶和糜蛋白酶，增加内源氮的损失，过分刺激胰腺分泌还会引起胰腺的肥大或增生（张明锋等，1997）。
1.2 植物凝集素植物凝集素是一种蛋白质，能够凝集的红细胞，主要以糖蛋白的形式存在植物籽实中。
植酸——精选推荐
植酸植酸，又名肌醇六磷酸，简称：IP6，广泛存在于谷类植物中,是种子中磷酸盐和肌醇的主要贮存形式。
谷物中的植酸具有鳌合作用、抗氧化性、但也是单胃动物的抗营养因子。
植酸的基本结构是由肌醇环和六个磷酸盐基团组成，它易溶于水、95%乙醇和甘油,溶于乙醇-醚的水溶液,微溶于无水乙醇、甲醇,不溶于无水乙醚、苯、氯仿等有机溶剂。
是P元素最稳定的化合物。
植酸在植物体中不是独立存在的，种子、豆、麦和谷物类富含植酸,它同二价、三价阳离子结合形成不溶性复合物。
它通常与K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等离子先形成盐,然后再与蛋白形成具有单层膜的泡状小球,这些小球进一步聚积为更大体积的球状体,这是植酸在生物体中的主要沉积形式。
植酸是植物体内最重要的含磷化合物,约60%～80%有机磷以植酸为载体存在。
植酸具有的理化特性:(1)磷酸酯部分为微生物细胞膜的一种组分。
(2)有机磷部分是微生物本身的组分和其生长发育的一种有效营养物质。
(3)肌醇部分具有维生素B族类和生物素的生理功能和活性。
(4)由于植酸分子中含有12个酸性氢原子,呈强酸性,并具极强的螯合能力。
(5)可与蛋白质、多酚类物质发生凝结反应,作为酒类等降固剂。
(6)磷酸酯部分也具有一些耐温、抗静电、防汽雾等特性。
(7)植酸无致毒性,安全可靠。
LD50为4192mg/kg,高于食盐的半数致死剂量4000mg/kg。
因此植酸比食盐作为食品添加剂更安全。
根据吴谋成等用植酸对人、畜等进行多种试验如急性毒性试验、蓄积毒性试验、致突变试验等结果表明,食品级植酸属于低毒弱积蓄类物质,对生殖细胞和体细胞未见遗传危害作用。
(8)热稳定性:植酸的水溶液在高温下受热会分解,浓度越高越稳定,在120℃以下,短时间内大致稳定,须低温、避光条件下贮存。
其水解终产物是肌醇和无机磷酸,若水解不彻底就会产生五、四、三、二和单磷酸肌醇的系列混合物。
植酸常以一价或二价阳离子盐的形式存在于谷类等种子的不同部位。
植酸
燕山大学精品文档，你值得期待生物化工技术进展论文植酸学院（系）：环境与化学工程学院年级专业：生物卓工姓名：指导教师：植酸一、植酸的简介植酸(phytic acid)是维生素B的一种，学名为环己六醇-六磷酸酯，又名肌醇六磷酸酯，于1872 年首先由Pfeffer 发现，至今已有100 多年的历史，是自然界中普遍存在的较为重要的天然物质。
广泛存在于豆类、谷类、干果、蔬菜和水果等植物中，尤其在种子中含量最高，主要以磷酸盐和肌醇的形式贮存，几乎不以游离形式贮存。
通常与二价或三价阳离子如Ca2+、Mg2+、Mn2+等离子先形成盐，然后再与蛋白质形成具有单层的泡状小球，这些泡状小球进一步聚集为更大体积的球状体，这些球状体是植酸在生物体中主要的沉积形式。
二、植酸的结构及理化性质植酸是一种淡黄色或褐色浆状液体，分子式C6H18O24P6,分子量660.08。
植酸的分子式如图1。
图2 植酸的结构1912 年Anderson 就提出了植酸为对肌醇正六磷酸酯结构的理论，此理论直到1969 年才被Jonson 和Tale 研究证实。
光谱分析其分子构象为六碳环，具有不对称性，其分子结构中含有六个磷酸酯、十二个羟基，其中有4 个弱酸性基、2个中酸性基、6 个强酸性基，具有很强的螯合能力，1g 植酸分子大约可以螯合500mg 铁离子。
植酸具有的理化特性:植酸易溶于乙醇和水，难溶于无水乙醚、氯仿和苯。
植酸为淡黄色或褐色糖浆状液体。
水溶液为强酸性，1.3%溶液的pH 值为0.40，0.7%时为1.70，0.13%时为 2.26，0.013%时为3.20，具有调节pH值及缓冲作用。
植酸受热会分解，但120℃以下短时间内受热是稳定的。
植酸对光也很稳定，但对微生物不稳定，植酸酶可将其分解成肌醇和磷酸，对酵母很敏感，易被其发酵破坏。
植酸与乙二胺四乙酸一样具有较强的螯合能力，但与乙二胺四乙酸比较其特点是，在很宽的pH 值范围内都具有螯合能力，其螯合作用的强弱，与螯合的金属离子类型有关。
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安徽技术师范学院学报,2003,17(3):213~216Jour nal of Anhui T echnical T eachers College植酸的抗营养作用及钝化途径(综述)杜永才1,周庆安2,3,何瑞国3(1.宿州职业技术学院动物科学系,安徽宿州234101;2.杨凌职业技术学院,陕西杨凌712100;3.华中农业大学,湖北武汉430070)摘要:本文综述了植酸的化学特性、植酸在常规饲料中的含量、植酸对动物的抗营养机理以及钝化植酸活性,提高饲料营养价值的途径。
关键词:植酸;抗营养作用;钝化;途径中图分类号:S816.11文献标识码:A文章编号:1672-3589(2003)03-0213-04ntinutritional Effect of Phytic Acid and Inactivated WayDU Yong-Cai1,ZHOU Qing-an2,3,HE Ru-i guo3(1.Department of Animal Science,Suzhou Vocational and technical College,Suzhou,234101;2.YangLing Vocational and T echnical College,Yang Ling,721000;3.H aZhong Ag riculture University,WuHan,430070,China)Abstract:T his paper reviews the chemical properties of phytic acid,the phytic acid content of con-ventional feed,antinutritional mechanism on animals and the w ays to inactivating the activity of o-phytic acid and improving nutritive value offeedKey Words:Phytic acid;Antinutrition;Inactivation;Way植酸(phytic acid),六磷酸酯环已六醇(myo-inosito-l hex akis phosphate,IP6)也叫六磷酸肌醇,分子式为(C6H28O24P6),结构式为C6H6[OPO(OH)2]6,具有很强的螯合力,可与多种物质形成螯合物[1,2]。
植酸一般以植酸盐形式广泛存在于植物体内,约占日粮的0.26%~ 1.37%,尤其是在植物籽实中,是植物储磷的主要形式,植酸磷占总磷的60%~80%,其中芝麻饼和米糠中植酸含量最高[3]。
植酸的含量取决于植物的品种、成熟期、加工程度、气候、水源、土壤、地理位置、生长年份以及生理状态(如发芽)等。
在pH中性条件下,植酸的磷酸基上至少有1~2个负氧离子,它可以通过两个阳离子将两个磷酸基络合起来。
植酸含磷最高达28.2%,是植物组织贮存磷的主要形式。
植物为了繁衍,在孕穗或结籽时,将从土壤中吸收无机磷以植酸的形式贮存起来,以供种子发芽或出苗时需要。
据报道,植酸及其前体,从一磷酸环已酯(IP1)到六磷酸环已酯(IP6),广泛存在于植物籽实及组织中,尤其是在谷物及油料作物的籽实中。
在植物中主要以植酸钙镁钾盐)))菲丁(phyotin)形式存在。
在成熟的植物籽实中,肌醇磷主要以植酸(IP6)形式存在。
但在谷物加工中,其它形式的肌醇磷可能存在。
Sandberg等[4]报道,在加热过程中,高温可将植酸转化为较低的五或四或三磷酸酯环已酯(IP5或IP4或IP3)。
收稿日期:2003-07-02作者简介:杜永才(1964-),男,安徽凤阳县人,在读硕士,讲师,主要研究方向为动物营养与饲料科学。
1植酸在常规饲料中的含量由于植物性饲料中的磷大多数以植酸磷的形式存在,而单胃动物体内缺乏植酸酶或酶的活性不高,长期以来人们往往是按照植物性饲料中磷的有效率为总磷的1/3来设计配方,有的甚至忽略不计,而用无机磷来满足动物对磷的需要,势必会造成磷源的浪费,导致磷的过量排泄。
植物性饲料中的磷以植酸磷和非植酸磷两种形式存在,非植酸磷并非100%为动物所利用,植酸磷的含量也不是简单的占植物总磷的2/3,植酸磷/总磷的值变化范围为0%~93%之间[5~7],不同植物性饲料中植酸磷的含量差异很大。
表1列出了部分常用植物性饲料中的植酸磷(PP)在总磷(TP)中所占的比例。
表1常用饲料中植酸磷占总磷的比例(%)T able1T he proportion of PP to T P in the F eed staffs(%)饲料名称Specice of feedstuff P P/T P T P饲料名称Specice of eedstuffPP/T P T P玉米M aize66(69.6)0.26(0.28)小麦W heat67(71.4)0.30(0.35)大麦Barley56(63.6)0.34(0.37)麸皮Bran70 1.37燕麦Oat560.34米糠Rice bran85 1.50豆饼Soybean41(0.59)高梁K aoliang68(55.7)0.31(0.17)豆粕Soybgan610.61豌豆G ar den pea(38.0)(0.37)芝麻饼Sesame meal81 1.27蚕豆Broad bean(44.4)(0.38)棉籽饼Cottonseed cake70(59.5) 1.07(1.05)苜蓿粉Alfafa meal)0.30(0.25)菜籽饼Rapeseed meal(62.8)(0.84)研究表明,不同饲料或同一饲料不同资料来源的数值不同,Ravindran等[8]分析了29种常用食物及10种饲料中的总磷及植酸磷含量,发现谷物、油菜和豆科籽实中植酸磷较高,达到总磷60%~ 80%,根和块茎中含有中等水平植酸磷,占总磷的21%~25%,绿色叶中植酸磷含量很低。
农副产品类饲料中,米糠及饼粕类植酸磷占总磷的56%~77%,其中芝麻饼及米糠中植酸磷含量最高,分别为3. 67%和3.65%。
Eeckhout等[5]报道在51种常用饲料中谷物及副产品的PP/T P值高于油料作物籽实,而块根、茎、脱水苜蓿等样品中的PP/T P值几乎为零。
植物成熟时,为以后发芽出苗贮备的磷以植酸磷的形式存在于种籽中。
小麦、稻谷、大麦及黑麦等的植酸盐存在于种子表层,而玉米贮存于胚芽中,豆类籽实的植酸盐分布于整个种子的蛋白质络合物中。
植酸含量与其他养分含量之间存在一定关系,但研究报道的文献资料较少。
Eeckhout等[5]认为小麦及其副产品中植酸磷与总磷呈显著相关(R2=0.953,RSD=0.06),玉米及副产品中植酸磷与总磷显著相关(R2=0.982,RSD=0.042)外,其它谷物和饼粕中植酸磷与总磷之间相关不显著;研究发现大豆(n=25)植酸与蛋白质、锌、钙含量呈负相关(P=0.05),与粗蛋白+铁含量呈正相关(P=0.05)。
2植酸对动物的抗营养作用2.1影响磷的消化与吸收植酸是饲料中不可忽视的抗营养因子,植物性饲料中大约2/3的磷与肌醇结合形成植酸。
畜禽要利用植酸磷,首先必须在消化道内使植酸水解成含磷的无机物。
植酸磷的利用效率取决于动物种类、年龄、小肠中植酸酶含量等因素。
单胃动物(猪、鸡、鱼等)因缺乏内源性植酸酶,饲料中的植酸基本不能被直接利用而随粪便排出体外,造成磷的大量浪费及对土壤和水源的严重污染,此问题在集约化饲养密度较高,而水和土地资源较为贫乏的地区尤为突出。
据相关资料,一个万头猪场,每年食入磷为27~44吨(平均40吨),排出磷为20~33吨(平均31吨),排出的磷相当于120吨磷酸钙。
植酸磷的低利用率导致了两个问题:¹需要在单胃动物日粮中添加无机磷,增加了饲料成本;º粪便中排出大量的磷,对环境造成污染。
反刍动物由于瘤胃微生物产生植酸酶的作用,植酸磷的消化率较高。
2.2影响矿物元素的利用植酸具有较大的螯合潜力,能与阳离子如Ca2+、M g2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+等形成多种不溶性盐,使这些阳离子难为单胃动物及禽类利用[10]。
王康宁等[11]认为1mol/L植酸平均与1~6mol/L金属离子在肠道pH值条件下,形成不溶性的植酸盐。
稳定的植酸盐中Ca/P为1,而大多数植物性饲料植酸盐中钙少于磷,故能进一步络合钙。
由于钙在饲粮矿物质中含量最多,植酸钙是消化道中最常见的植酸盐。
214安徽技术师范学院学报2003年一方面,饲粮高钙容易形成大颗粒的植酸钙盐,使植酸盐更难溶,更难被植酸酶水解,植酸磷利用率、吸收率进一步降低。
另一方面,饲粮高植酸显著降低动物对钙的吸收,可导致动物缺钙,如幼畜的佝偻病。
植酸对动物日粮中矿物元素的影响是广泛的,但研究报道不多,特别是有关其机制研究则更少。
植酸及其所有前体(IP 1到IP 6)均可影响矿物元素的利用率。
Sandberg 等[4]证实,在饲料加工、动物胃肠消化过程中植酸可降解为IP 5、IP 4及IP 3,这些化合物进一步水解则更困难。
植酸对矿物元素利用率的影响程度与其在日粮中含量有关。
当植酸在日粮中占一定比例时(\1%),才影响矿物元素如Zn 、Ca 、M g 的利用,大鼠日粮中0.8%以下植酸不影响铜的吸收。
当植酸水平高于1%时会降低铜的吸收,其机制是植酸影响了铜在肠道中的溶解与吸收。
植酸对不同来源铜利用率影响不同,植酸对CuSO 4利用率降低最为显著(P<0.01),对天然饲料来源铜的降低最少。
植酸对矿物元素利用率的影响还与其他元素含量有关。
有学者提出,用[植酸]@[钙]/[锌]的摩尔比值评价锌的利用率,如果数值大于20时,可导致锌沉积量降低,动物生长受阻。
2.3 影响蛋白质吸收及消化酶的活性在动物消化道中,植酸在微酸性或碱性条件下,可与蛋白质、消化酶结合形成不溶性复合物。
当pH 低于蛋白质等电点时,带负电的植酸及其盐与蛋白质分子中精氨酸(Arg)、赖氨酸(Lys)、组氨酸(His)结合形成植酸-蛋白质二元复合物;当pH 高于蛋白质等电点时,以二价阳离子为/桥梁0形成植酸-金属离子-蛋白质三元复合物,从而降低了动物体对金属阳离子、氨基酸(AA)的吸收,抑制了消化酶(蛋白水解酶、淀粉水解酶、脂肪酶)的活性,使饲料中营养物质的消化与利用受到影响。
在发芽小麦日粮中,植酸通过与钙结合影响淀粉酶活性。
植酸对不同来源的淀粉酶活性抑制率达50%~100%。
植酸可与胰蛋白酶结合,从而降低饲料蛋白的消化率。
体外条件(in v itro)下,植酸对A -淀粉酶活性的抑制与蛋白质含量有关。