植酸酶及其生产概述
爱科特植酸酶简介精品PPT课件
植酸磷在常用植物性饲料原料中的含量
植酸抗营养作用的消除
植酸对单胃动物来说是抗营养因子，但其本身仍有潜在的利用价值。从 理论上讲，1g植酸完全水解可释放281.6mg无机磷。植酸分解后产生的 肌醇对动物有益，具有类似于B族维生素的功能，味略甜，有利于改善适 口性，提高采食量，并且是水产饲料中必需的养分。因此为了提高植酸 的利用价值，人们尝试了作物育种、工业提取、物理或化学方法破坏等， 如蒸汽制粒、浸泡等取得了一定进展，低钙有助于植酸磷利用率的提高， 但迄今为止最为有效的方法是饲粮中添加植酸酶。
植酸酶的作用模式
影响植酸酶作用效果的因素
1.酶本身的活力
据Cromwell等(1993，1995)报道，添加500U/Kg和I000U/Kg高活力的植酸酶 可增加玉米-豆粕型日粮磷利用率23%、33%，而添加500U/Kg、1000U/Kg和 2000U/kg的低活力植酸酶提高日粮磷的利用率分别只有7%、10%和20%。因 此酶活力的高低是评价该酶产品质量优劣的标准之一。
爱科特植酸酶简介
植酸及相关知识简介
植酸（phytic acid) 又名籽酸，学名为肌醇六磷酸或环己六醇六磷酸酯，分子式为：C6H18024P6。 植酸以植酸盐的形式广泛存在于各种植物性饲料中，主要是植物籽实、根茎，其中以谷类籽
粒和油料种子最为丰富。
由于肌醇环上磷酸根均带负电荷，因此植酸具有极强的螯合能力。在微酸性至碱性这一较宽 的pH范围内，在消化道内可与多种金属阳离子，如钙、镁、锌、铁、锰、铜、铬离子结合形 成不溶性复合盐；与蛋白质和消化酶结合形成不溶性复合物，其结果是：不仅使多数微量元 素和氨基酸的利用下降，还因阻碍了多种消化酶的活性，包括蛋白水解酶、淀粉水解酶、脂 肪酶，使蛋白质、淀粉、脂肪及维生素的消化与利用受到影响。因此，当猪鸡饲粮中含较高 水平植酸盐时，不仅本身含有的磷不能被利用，还影响到其它营养成分的利用。也就是说， 即使添加无机磷盐能满足动物的磷需要量，因其它养分流失带来的生产损失依然存在，并对 环境造成氮、磷及多种元素的污染和浪费。当植酸盐含量过高时，可能导致消瘦和各种矿物 质缺乏症，严重时则可致死。
植酸酶种类——精选推荐
植酸酶（Phytase Enzyme）是催化植酸（肌醇六磷酸）及植酸盐水解成肌醇与磷酸（或磷酸盐）的一类酶的总称。
植酸酶的理化特性植酸酶是一类水解植酸的磷酸酶类，至今可植酸酶分类两类即3-植酸酶（EC3.1.3.8）和6-植酸酶（EC3.1.3.26）。
3-植酸酶从3-位开始将六磷酸肌醇依次降解为五、四、三、二、一-磷酸肌醇及正磷酸，6-植酸酶是6-位开始将植酸降解，最终产物都是单磷酸肌醇（2-磷酸肌醇）和正磷酸。
植物和大肠杆菌植酸酶属于6-植酸酶，而真菌和大多数细菌植酸酶则属于3-植酸酶。
对黑曲酶NRRL3135菌株的研究表明，该菌产生三种胞外酸性磷酸酶，分别是：6-植酸酶即内消旋肌醇六磷酸磷酸酶（E.C.3.1.3.8.）（phyA）；3-植酸酶即非特异磷酸单酯酶（E.C.3.1.3.26）(phyB)；非特异性磷酸单酯酶，能分解植酸磷的活性成分主要是phyA。
一些酸性磷酸酶如黑曲霉Ph2.5酸性植酸酶则可将六个磷酸基完全降解。
在底物特异性方面，A.niger，A. terreus和E.coli对植酸有严格的专一性，而Aspergillus fumigatus，Emericella nidulans，Myceliophthora thermophhila，Talaromyces thermophilusi等对磷酸复合物具有广泛的酶活性，如phenyl phosphate，p-nitrophenyl phosphate，sugar phosphate,-and-glycerophosphate,phosphoenolpyruvate,ADP,A TP 等。
在降解过程中，各种植酸酶效率也不一样，如A.fumigatus能顺利的将植酸降至单磷酸肌醇，而A.niger或A.terreus 则会引起三磷酸肌醇和二磷酸肌醇的积累，其作为底物不如植酸。
一些微生物来源的酸性磷酸酶虽然最适底物不是植酸盐，但也有部分植酸酶活性，如A.niger的最适pH2.5的酸性磷酸酶，E.coli的最适pH2.5的酸性磷酸酶及Saccharomyces cerevisiae的酸性磷酸酶PH03和PH05等。
植酸酶的作用及其应用
植酸酶的作用及其应用摘要：磷是畜禽营养物质中功能最多的营养素之一;家畜必须从饲料中得到充足的磷才能维持正常生命和生产活动;本文简要的介绍了植酸酶的来源、作用,并阐明了植酸酶在不同动物不同生长阶段添加植酸酶对其生产性能、饲料利用率的影响,以及植酸磷影响植酸磷作用的因素关键词：植酸酶生产性能饲料利用率磷是畜禽营养物质中功能最多的营养素之一;畜禽必须从饲料中得到充足的磷才能维持正常生命和生产活动,单胃动物猪、鸡饲料中植物性饲料所占比例很大,虽然饲料中总磷含量较高,但可被单胃动物利用的有效磷却不足;谷物饲料中磷的主要以植酸和植酸盐的形式存在,绝大多数单胃动物不能充分消化、利用植酸和植酸盐中的磷, 这不仅增加了饲养成本而且,未被动物消化吸收的磷还会对环境造成污染;此外,植酸盐能络合某些营养物质,降低其在动物体内的消化吸收率, 是一种抗营养因子;因此,因此就需要在畜禽的饲料中需要添加一种易于被肠道消化的磷饲料;通常添加无机态的磷酸氢钙;但是磷酸氢钙是不可再生的矿物资源,并且在市场上的价格很昂贵,最近的研究表明,日粮中添加植酸酶可取代磷酸氢钙,他可分解植酸和植酸盐,促进饲料中植酸和植酸盐的分解,使与磷及磷酸根结合的内源性酶和其他营养素得以释放和利用,减少粪磷对环境的污染,节省无机磷酸盐的添加;提高植物性饲料中磷的利用率;11植酸酶植酸酶的来源在自然界中,植酸酶广泛存在于动植物组织和微生物中;相对于植物和动物来源的植酸酶说,来源于微生物的植酸酶作用范围广和稳定性较好,易规模化生产,畜禽日粮中植酸酶的来源主要有两个途径：1 有些植物及其加工副产品本身含有较高活性的植酸酶,如小麦和小麦麸本身含有的植酸酶活高达1 193 IU/kg和2 957 IU/kg,且通过发芽或发酵还可进一步提高其活性；2 在饲料里添加微生物来源的植酸酶;而在畜禽消化道作用的植酸酶有4个可能来源：①小肠内分泌；②肠道微生物产生；③饲料中的内源性植酸酶；④外源微生物产生的植酸酶;其中,外源植酸酶是植酸水解的主要催化剂;3植酸酶的功能节磷我国磷资源并不丰富,磷矿资源具有不可替代性和不可再生性,植酸酶的使用可有效节约无机磷的消耗;据试验,在蛋鸡配合饲料中,每吨添加1008 500〕单位乍的植酸酶,可降低%的有效磷使用,相当于每吨饲料中减少kglttJ磷酸氢钙,节磷潜力巨大;提高植酸磷的利用率.植物性饲料都含有1%～5%的植酸盐,这些盐的含磷量占饲料总含磷量的60%～80%;由于单胃动物消化道内不含植酸酶,导致其无法或不能很好的利用植物性饲料中的磷,而磷在动物体内的作用是不可代替的;研究表明,植酸酶能有效地提高植酸的利用率,其可使植物性饲料中磷的利用率提高60%,粪便中磷的排出量减少40%7;消除植酸对矿物元素和蛋白质的抗营养作用植酸具有很强的络合能力,可与许多矿物元素和蛋白质络合形成稳定的复合物,从而降低了这些营养物质的利用率;植酸被植酸酶水解后,络合的营养物质即被释放出来,提高了畜禽对矿物质的利用率及蛋白质、氨基酸的消化率;对Zn2+、Cu2+Fe2+、Mg2+尤其明显,并维持了动物矿物营养的平衡,进而改善了动物组织健康;恢复消化酶的活性植酸可以络合蛋白质,因此会抑制体内多种水解酶的活性;日粮中添加植酸酶可以分解被植酸络合的蛋白质和氨基酸,并终止植酸对其他消化酶的抑制作用,从而促进机体的消化和吸收;Lei等对猪的试验表明,植酸酶可以提高蛋白质消化率另有研究表明,在玉米－豆粕型日粮中添加植酸酶,可提高火鸡对氨基酸的消化率,而且日粮蛋白质水平越低,提高程度越大;这说明植酸和蛋白质络合键被植酸酶打开,并降低了植酸的水平,从而减轻了植酸对胃蛋白酶和胰蛋白酶等消化酶的影响; 2减少磷的排泄,降低环境污染植物性饲料中,三分之二的磷以植酸磷的形式存在,而单胃动物由于体内无相应的分解酶很难利用,饲料中的植酉鳞大部分通过粪便排出,对土壤、江河湖泊、池塘造成严重污染;植酸酶可提高植酸磷利用率30%一40%,即意味着降低了30%一40%的植酸磷的排出量,具有巨大的生态效益;2植酸酶在动物生产中的应用由于反刍动物瘤胃内微生物能合成包括植酸酶在内的多种消化酶,所以植酸酶多数情况下在非反刍动物饲料中使用;5在家禽生产中的应用由于单胃动物自身不能分泌分解植酸盐的植酸酶,故其不能利用植酸盐中的磷,在饲粮中添加植酸酶可以有效地分解饲料中的植酸,释放无机磷,提高饲料中植酸磷的利用率;在加成年公鸡日粮中添加植酸酶,结果显示,与对照组相比,磷真消化率分别提高%、%、%、%和%P<,蛋白质表观消化率提高%~%；赖氨酸表观消化率提高%~%,且磷真消化率、表观代谢能、蛋白质和赖氨酸表观消化率分别与日粮的植酸含量呈负线性关系;在30周龄海兰白蛋鸡日粮中添加不同水平的植酸酶及磷酸氢钙,结果表明,同时添加植酸酶和磷酸氢钙的试验组比对照组产蛋率、蛋重、蛋壳强度及饲料转化率均有提高,且试验组产蛋率与对照组相比差异显著P<;在肉鸭基础日粮玉米-豆粕型中添加植酸酶400 U•kg-1,结果表明,添加植酸酶可改善鸭生长性能,提高胫骨中灰分、钙磷的沉积,提高钙、总磷和植酸磷的利用率,并减少粪磷的排出,同时使血钙、血磷浓度和碱性磷酸酶的活性维持在正常水平;6在低有效磷日粮中添加不同水平的植酸酶对肉鸭胫骨、血清、肝脏、排泄物中矿物元素的沉积和利用的影响,指出低有效磷日粮中添加植酸酶可以提高肉鸭对植酸磷、总磷、钙的利用率,减少排泄物中植酸磷、总磷和钙的含量P<,提高肉鸭胫骨中灰分、灰分中钙、磷及血清中无机磷的含量P<,提高了肉鸭对锰、锌的利用率,降低铜、铁的利用率P<,且植酸酶促进了肉鸭肝脏中锰、锌的沉积,降低了铜、铁在肝脏中的沉积P<;4在猪生产中的应用许多研究证明,猪只能利用玉米中磷的10%~20%,豆饼中磷的25%~35%,表明在猪生长和肥育过程中只有少量的磷被利用,而在饲料中添加植酸酶则可以显著改善这一状况;9在生长育肥猪日粮中添加植酸酶替代%的磷酸氢钙,可以改善生长育肥猪的生长性能及营养物质的表观消化率,并显著降低了粪中氮、磷的排泄;在仔猪饲粮中添加植酸酶500 U•kg-1能够明显提高仔猪生产性能,改善磷和蛋白质的利用率,且植酸酶的作用效果受饲粮磷和赖氨酸水平的影响,低磷饲粮加酶的改善程度高于高磷饲粮;在断奶仔猪日粮中添加植酸酶,研究其对生长和营养物质回肠表观消化率的影响,结果表明,玉米豆粕型日粮中添加植酸酶降低了断奶仔猪的采食量,提高了日粮中干物质、能量、蛋白质的消化率,改善了回肠营养物质的表观消化率;降低了血清中的葡萄糖、血清尿素氮和血清碱性磷酸酶水平,提高了血清T3、T4和胰岛素水平;11还有学者研究了不同日粮条件下植酸酶对磷利用率的影响,结果表明,添加植酸酶试验组猪的骨骼折断强度均好于不加酶组,但未表现出显著差异P>,添加植酸酶组能显提高饲料磷表观消化率P<;植酸酶在水产中的应用大量研究表明,在饲料中添加植酸酶,可以改善水产养殖动物对植物性饲料中磷的利用,减少无机磷源添加量,利于以植物蛋白源部分替代鱼粉,同时减少了水体中磷的排放,有利于减轻对水体的污染;王爱民等2007报道,在异育银鲫饲料中添加不同浓度的植酸酶,提高了异育银鲫对蛋白质和矿物质元素的利用率,促进鱼体生长,提高饲料利用率,减少磷排泄,并以日粮中添加1 000 FTU/kg的植酸酶效果显著;在其他动物方面的应用在獭兔、樱桃谷鸭、鹌鹑的饲粮中添加不同水平的植酸磷均可以不同程度的增加其对饲料的利用率,生产性能都有明显的提高;3使用植酸酶的注意事项3. 1饲料种类及饲粮的组成成分植酸酶只作用于植酸,饲料中有足量的植酸,添加植酸酶才有实际价值;研究表明,饲料中植酸磷含量在0. 2%以上时使用植酸酶才有效;饼粕类饲料中植酸磷含量较高,应用植酸酶可充分发挥其作用;玉米-豆粕型日粮中植酸磷含量虽不高,但因玉米、豆粕自身植酸酶活性很低,添加植酸酶也有一定作用;家禽日粮中缺乏维生素D和钙时植酸酶的利用率降低,添加维生素D和钙可提高植酸酶的利用率2;3. 2动物种类及年龄反刍动物瘤胃微生物能产生植酸酶,可以有效地水解植酸盐,因此反刍动物不用考虑植酸酶的添加问题;单胃动物肠道黏膜中的内源性植酸酶及肠道微生物产生的植酸酶活性很差,一般认为成年单胃动物肠道中植酸酶活性高于幼龄动物,猪高于鸡;因为猪的消化道比禽类长,猪进食后需要18~24 h才开始排出粪便,约12 h 才能排完;相比之下,禽类则要快得多,如鸡进食后需要2~4 h开始排出粪便,禽消化道比较短,饲料利用率低,故酶的添加比例或酶活性要求高一些;3. 3酶的来源、含量、活性和稳定性酶具有高度的专一性和特异性;不同动物品种和不同生长阶段要求植酸酶的种类和数量不同;一般消化道前段的酸性环境适合来自于真菌的植酸酶,消化道中段的偏酸性环境到中性环境适合来自于细菌的植酸酶;植酸酶生产所用的菌种及生产工艺对酶活性及稳定性有很大影响,因此在选择使用产品时应对厂家的生产条件有所了解;在一定范围内,植酸酶含量升高酶催化反应的速度也随之加快,但当其超过临界浓度时,植酸酶的活性可被抑制;3. 4饲料加工工艺在植酸酶应用过程中,一些饲料添加剂成分对植酸酶的活性也有一定影响;特别是在饲料加工储存过程中,液体胆碱和含水的金属硫酸盐都能导致植酸酶部分失活,这可能是水分与植酸酶相互作用的结果;因此,在饲料加工过程中应尽量避免植酸酶与高水分含量的饲料添加剂长时间混合;植酸酶对热、光较敏感,在饲料生产过程中,由于粉碎、预混、制粒及其他添加剂的影响都可能使酶的活性受损甚至变性;使用酶制剂应尽可能减少生产工艺对酶活性的影响,特别是制粒温度最好不超过75℃,以保证酶制剂有较好的作用效果;在颗粒饲料中应用植酸酶最好选用包膜型等耐高温的植酸酶品种或用液体植酸酶在制粒后喷涂;3. 5温度、水分和pH值不同来源植酸酶的最适pH值不同,植物性植酸酶的最适pH值在4. 8~6. 0之间,微生物植酸酶所耐受的pH值范围比大多数植物性植酸酶要宽,一般pH值在2. 5~6. 0之间,植物性植酸酶的最适温度为47~62℃;另外添加植酸酶的饲料应保持适宜的水分;3. 6钙和总磷的比例植酸酶提高磷利用率的作用与日粮中钙水平有关,高钙可降低植酸酶的活性和效率;4结语众多的研究表明在畜禽的饲粮中添加植酸酶可以降低畜禽粪便中磷的含量,提高了饲料的利用率和动物的生产性能;他作为一种性能优良、环保型饲料添加酶制剂,另外还由于人们对环保的日益关注,生产并使用高质量、功能强、低污染型日粮, 植酸酶产品具有广泛的应用前景和潜在的商业价值;目前,植酸酶已经被应用在多种动物饲料中,以蛋鸡料中的应用最成熟;然而事实上,肉鸡、猪以及水产种还有很大的发展空间,而这类饲料对植酸酶产品的高温稳定性要求比较高;这就要求植酸酶在生产中必须能耐受制粒过程的高温、消化道的pH值和胃蛋白酶的消化作用;因此,利用基因工程技术构建热稳定性好、具有特异性的高产植酸酶菌株显得尤为重要;2008年2月,欧盟发出了磷资源的红色预警,我国专家称中国的磷资源也只能开采20年;伴随着世界能源危机加重,原料价格普遍上涨,环保压力日益昭显,国家法规执行力度的加强,这无疑为植酸酶的发展提供良机,相信在未来植酸酶产品在畜禽养殖业中的应用必将越来越广泛;。
浅谈植酸酶在动物生产中的应用
2016年第5期江西饲料综0引言植酸酶是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸（磷酸盐）的酶类总称，一方面它可以有效提高动物对磷的吸收利用率，提高饲料的营养价值；另一方面可减少动物粪便中磷排泄量，从而减少环境的磷污染。
因此，植酸酶己成为重要的饲料添加剂。
1植酸酶的概况1.1植酸酶的种类及来源植酸酶又称肌醇六磷酸酶，是一种能降解植物性饲料中的植酸及其盐类的酯酶，属于磷酸单脂水解酶。
植酸酶包括很多种，根据植酸酶的结构特点可分为2种：3-植酸酶和6-植酸酶，在第6碳位点开始水解酶链而释放出无机磷，然后再依次稀释出其它碳位点的无机磷，最终酶解整个植酸分子。
植酸酶按来源可分为3种，一是天然植酸酶的提取，主要提取对象是植物、微生物和细菌，但天然植酸酶产量低，提纯困难，成本高；二是通过发酵工程和生物技术，采用DNA重组使微生物产生的植酸酶活性大幅度提高，从而很大程度降低了生产成本；三是通过克隆，将产生植酸酶的基因克隆到动物体内，使动物自身产生植酸酶，从而大量利用植物性饲料中的磷。
1.2植酸酶的分布许多作物籽实及其加工副产品中均含有天然植酸酶，如小麦、玉米、大麦、黑麦、小黑麦、燕麦、水稻、豆类等籽实中植酸酶已被分离并鉴定。
不同作物种类及品种的植酸酶含量差异很大，如玉米、高粱、油菜籽的植酸酶活性很低，而小麦、小黑麦和黑麦的一些蒸馏副产品物均含有很高的植酸酶活性。
1.3植酸酶的作用机理植酸酶水解植酸是分步进行的，它将植酸分子上的磷酸基团逐个切下，形成植酸五磷脂至植王仁华1谢益根2练小华3(1.江西农业大学动物科学技术学院南昌3300452.上犹县梅水动物防疫检疫站上犹3412133.上犹县油石动物防疫检疫站上犹341201)摘要：植酸酶能够提高动物对磷的利用率，在动物养殖中是一种常见的酶类，本文简要概述了植酸酶的特性以及在动物生产中的饲用效果，以期对生产实践有一定的参考作用。
关键词：养殖；饲料添加剂；植酸酶中图分类号：S816.7文献标识码：A文章编号：1008-6137（2016）05-0008-03--8酸一磷脂不同的中间产物，最终产物是二磷酸肌醇与一些无机磷分子。
植酸酶的生产技术及应用
植酸酶的生产技术及应用作者：尹学敏王兴国罗忠华等来源：《江西饲料》 2014年第2期尹学敏1王兴国2罗忠华2陈琛1*（1．陕西理工学院生物科学与工程学院汉中 723000；2．汉中市沣钰农业发展有限公司）摘要：植酸酶能水解植酸（盐），释放无机磷，提高矿质元素的利用率，促进蛋白质、氨基酸等营养物质的吸收。
本文简单综述了植酸酶的来源和性质，以及近年来的生产技术研究进展，并简单介绍了植酸酶的应用和发展前景。
关键词：植酸酶；生产；添加剂；应用中图分类号：S816.7文献标识码：A文章编号：1008-6137（2014）02-0010-050引言磷是人和动物体必须的矿质元素，参与体内很多重要的生理生化反应，人和动物如果没有摄食到足够的磷，将会出现很多磷的缺乏症，例如佝偻病和骨松症（吴华东和吴志清[1]，2011）。
磷大部分以植酸（盐）的形似存在，植酸（盐）不仅可以螯合Ca、Fe、Mn等矿质元素，形成不溶性的复合物，降低矿质元素的利用率，还可以与蛋白质结合成复合物，导致人和动物难以利用磷，继而引起人体和动物相应的矿质元素营养缺乏症；而未被利用的磷排入环境，污染周围的土壤和水源。
因此，通过在饲料和食品中添加植酸酶不仅可以提高磷的利用率和营养物质的吸收，而且还可以减少环境中的磷污染（Bohn 等[2]，2008）。
1植酸酶植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸（盐）的一类酶的总称，属于磷酸单酯水解酶。
植酸酶具有特殊的空间结构，能够依次分离植酸分子中的磷，将植酸（盐）降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸（盐）结合的其他营养物质。
即：植酸→D-1，2，4，5，6-五磷酸肌醇和D-1，2，4，5-五磷酸肌醇→1，2，5，6-四磷酸肌醇→1，2，5-三磷酸肌醇或1，2，6-三磷酸肌醇→1，2-二磷酸肌醇→2-磷酸肌醇1.1植酸酶的来源植酸酶是一种胞外酶，广泛的存在动物、植物和微生物中。
1.1.1 植物来源的植酸酶植酸酶最早是在植物中发现的，如谷物、豆类，特别是萌发的种子和花粉中都发现的植酸酶，大量的研究发现，植物产植酸酶的酶活力较低，因加工、贮存的等因素又极易被破坏，提取难度大等一系列问题导致植物植酸酶的应用价值不大。
植酸酶生产可行性分析报告
植酸酶一、项目简介:1．植酸的组成、存在范围及特性植酸其化学结构为肌醇六磷酸酯,分子式为C6H18O2P6, 通式为C6H6[OPO(OH)2]6，分子量660.8，分子中含有6个磷酸基团，具有强大的络合能力。
植酸与矿物质形成的植酸盐，俗称菲丁。
植酸（盐）广泛存在于植物果实及子粒中，植酸磷占植物总磷量的60-90%，菜籽饼粕及浓缩菜籽蛋白的植酸含量为3.0-9.9%，棉籽饼粉植酸含量在2.9%以上，大豆去壳粉植酸含量1.4-1.6%，玉米、水稻、高粱、小麦、大麦植酸含量0.96-1.17%。
由于猪、鸡等单胃动物无内源植酸酶系，不能利用植酸磷，植酸磷随粪便排出体外，导致对土壤和水源的污染。
另一方面，还必需在日粮中添加无机磷盐，以满足畜禽对磷的需求。
而且植酸（盐）是一种重要的抗营养因子，能与矿物质、蛋白质螯合，并抑制消化酶的活性，降低畜禽对营养物质的消化吸收利用。
2．植酸酶的组成。
植酸酶是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸的一类酶的总称，包括植酸酶和酸性磷酸酶，植酸酶只能将植酸分解为肌醇磷酸酯，不能彻底把植酸分解为肌醇和磷酸，酸性磷酸酶能将肌醇磷酸酯彻底地分解为肌醇和磷酸，因此植酸酶包括两种酶，第一种酶植酸酶包括两种组分，第一种组分最适pH在5.5左右，动物小肠的pH在5.5左右，这种组分主要在小肠中起作用；第二种组分最适pH 在2.5左右，动物胃中的pH在2.5左右，这一组分主要在胃中起分解植酸的作用。
酸性磷酸酶也包括两种组分，第一种组分的最适pH在5-6，它主要在动物肠道中起作用；第二种组分最适pH也在2.5，它主要在胃中起作用。
因此一个理想的植酸酶生产菌种，应能同时产生四种酶活，才能对植酸进行彻底地分解，从而达到较好的饲喂效果。
3．植酸酶的使用方法及在饲料中的作用植酸酶在饲料中的添加量为500U/Kg饲料，如果植酸酶产品（固体曲）的酶活为50U/g，则每公斤饲料需添加10克酶，每吨饲料需添加1Kg酶（固体曲）。
关于植酸酶的几个问题
关于植酸酶的几个问题什么是植酸酶？有哪些品种？答：植酸酶(或称肌醇六磷酸酶，phytase)属于磷酸单酯水解酶类，是一类特殊的酸性磷酸酯酶，它能水解植酸或植酸盐而释放出无机磷。
水解植酸中的磷酸肌醇酯键，释放磷酸，提高植物饲料原料中植酸磷利用率。
破坏植酸盐的螯合结构，释放被螯合的矿物质、微量元素和蛋白质，提高饲料矿物质、微量元素和蛋白质利用率。
根据植酸酶首先作用于植酸上的位点可分为：3-植酸酶（EC3.1.3.8），从植酸或植酸盐3-位开始将六磷酸肌醇依次降解为五、四、三、二、一-磷酸肌醇及正磷酸。
6-植酸酶（EC3.1.3.26），从6-位开始将植酸降解，最终产物都是单磷酸肌醇（2-磷酸肌醇）和正磷酸。
植酸酶的活力单位是如何定义的？目前市场上植酸酶的活力单位定义有没有什么差异？答：目前市场上见得最多的就是5000 U/g的植酸酶，但是U的定义有两种：（1）在温度37℃、pH值5.50条件下，每分钟从浓度为5.0 mmol/L植酸钠溶液中释放1 μmol 无机磷，即为一个植酸酶活性单位，以U表示。
（2）在温度37℃、pH值5.0条件下，每分钟从浓度为5.0 mmol/L植酸钠溶液中释放1 μmol 无机磷，即为一个植酸酶活性单位，以U表示。
pH 5.0条件下定义的酶活力多数是植酸酶生产厂家的企业标准，而pH 5.5条件下定义的酶活力单位与国际上植酸酶的检测方法是一样的，目前我国所颁布的国家标准也是采用pH 5.5的条件。
目前从国内和国际上的植酸酶来看，在pH 5.0条件下测定出来的酶活力单位数，比在pH 5.5条件下测定的内活力单位会有所下降，约为30%。
因此在pH 5.0条件下测出来的5000 U/g的植酸酶，在pH 5.5条件下测定将变成3500 U/g；在pH 5.5条件下的 5000 U/g的植酸酶，在pH 5.0条件下测定约为7150 U/g。
关于植酸酶的活力单位U、IU和FTU有什么差异？答：U就是英文Unit（单位）的缩写，无论如何定义都可以用U来表示；IU（International Unit）一般是指国际单位，就植酸酶来讲通常是指pH 5.5条件下测定的酶活力单位数；FTU，为Fytase Unit 的简写，Fytase是荷兰文，定义为，在温度37℃、pH5.5条件下1分钟内从0.0051mol/L的植酸钠溶液中释放出1 μmol无机磷所需的植酸酶量为1个植酸酶活力单位（FTU），这个单位定义和上面我们第二个定义是相似的。
植酸酶生产技术研究进展
植酸酶生产技术研究进展摘要：植酸是一种抗营养因子，在动物体内易与矿物质形成不溶性盐类，络合蛋白质等，从而抑制胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶的活性。
降低了蛋白质、淀粉、脂肪等营养因子的吸收利用。
植酸酶是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸(盐)的一类酶的总称。
植酸酶可作为饲料添加在畜禽日粮中，可改善磷酸盐的利用度。
降低粪便中的磷含量，减轻对环境的污染，改善营养成分的吸收利用。
因而近年来对植酸酶的研究日益增多。
本文综述了植酸酶的生产现状，基因工程研究进展，以及植酸酶的应用，并对其发展做了展望。
关键词：植酸酶，基因工程，应用植酸(phytic acid)又名肌醇六磷酸(myoinositol hexakisphosphate)，一种抗营养因子，具有极强的螯合能力，可以与钙、镁、钾、钠、锌、铁、铜、锰等矿物质形成不溶性的盐类，是影响多种矿物质吸收的最重要的因素。
植酸在低pH值时可与蛋白质分子的碱性基团结合，络合蛋白质，抑制消化酶如胃蛋白酶、淀粉酶和胰蛋白酶的活性。
所以植酸的存在使多种常量和微量元素的利用率下降，降低了蛋白质、淀粉、脂类物质等营养因子的消化吸收利用。
植酸酶(phytase)，是催化植酸和植酸盐水解成肌醇和磷酸(或盐)的一类酶的总称，系统名称为肌醇六磷酸酶，属于磷酸单脂水解酶，是一类特殊的酸性磷酸酶，能水解植酸最终释放出无机磷。
在植物来源的动物饲料中，大部分磷酸盐是以植酸的形式存在的。
而单胃动物例如猪和家禽缺少分解植酸的酶。
在动物饲料中添加异种植酸酶可以改良磷酸盐的生物利用度，消除植酸的抗营养作用；减少磷在环境中的排泄，由此降低了农业生态的负担，并减缓了水生环境的富营养化；同时也减少了动物饲料中无机磷的添加，后者是一种不可再生的资源。
1 植酸酶的生产植酸酶在自然界分布很广泛，存在于动物、植物和微生物中。
但就商业化生产植酸酶而言，微生物是最有前景的。
1.1 微生物生产植酸酶由于来源于微生物的植酸酶作用范围和稳定性较好，易规模化生产，近几年的研究大都集中在微生物生产植酸酶。
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植酸酶及其生产概述
李大刚 1 张秉胜 2 张广民 1
（ 1 东北农业大学动物营养研究所 哈尔滨 150030 2 大连翔大科技股份有限公 司 116620 ）
磷在畜禽营养中发挥着重要的作用，是机体重要的结构成分，同时参与机体诸多重要的 生
理、生化过程。例如，在能量代谢、碳水化合物代谢、氨基酸和脂肪代谢、神经组织代谢、骨骼
生长以及脂肪和其他脂类运输方面起着重要作用。因此，如果日粮中磷缺乏或不足， 会引起生
长缓慢或停滞，出现骨病，甚至死亡等严重后果。饲料原料中含有大量的磷，但一般谷物中60%
以上的磷以植酸磷形式存在而不能为单胃动物所利用。而植酸酶是一类催化植 酸（肌醇六磷酸
酯）及植酸盐水解成无机磷和肌醇的酶的总称。植酸酶不但可以使单胃动物利用有机磷，还可减
少磷的排出，减轻环境污染，所以植酸酶引起众多科研工作者的广泛关注。
1 植酸酶的应用
猪、禽等单胃动物饲料的主要原料是玉米、豆粕、糠麸、棉籽粕、菜籽粕等，它们所含的磷
大部分以植酸磷形式存在，占总磷的60%～90％。但是单胃动物的饲料中，植酸具有强烈的 抗营
养作用，其原因是：(1)单胃动物缺乏分解植酸的酶类，因而无法利用植酸中的磷。(2)由于植酸
上的磷酸基团呈负电性，它与一些阳离子如Ca2+、Mg2+、Zn 2+、Cu2+、
Mn2+、 Fe2+和K+等有很强的螯合能力，形成不溶性盐，从而影响畜禽对这些矿
物元素的吸 收和利用，因而降低了这些矿质元素的生物效价。(3)植酸上的磷酸基团还可以与饲
料中的蛋白质、氨基酸、淀粉和脂质等物质上的阳离子基团结合，使其溶解性降低，从而影响畜
禽对这些营养物质的消化率，降低蛋白质的生物有效 性。(4)植酸还可以与动物体内的蛋白质，
如淀粉酶，胃蛋白酶，胰蛋白酶和酸性磷酸酶等结合，降低这些酶的活性，使整个日粮的养分利
用率降低。(5)植酸对维生素也存在不利影响。因此动物采食高植酸含量的饲料后常表现厌食、
消瘦、 繁殖机能衰退等。
表1 某些饲料原料中磷的含量及利用率(NRC，1994)
植酸酶用于饲料，可以提高饲料中植酸磷的利用率，减少磷的排放量，降 低环境中磷的污
染，并能解除植酸抗营养作用，从而提高饲料消化利用率。表1列举了几种常用动物饲料原料中
磷的存在形式和畜禽利用情况，从表中可以看出这些原料中磷的利用率比较低。如果植 酸 磷能
够被充分利用，则日粮中的磷含量已基本可满足畜禽营养需要，可较少甚至不用再额外添加无机
磷。
2 植酸酶的分子生物学特性
植酸酶属于磷酸单酯水解酶，是磷酶的一种特殊类型。植酸酶广泛分布于自然界，存 在于微
生物、植物和动物的组织中〔1〕。植酸酶在这些有机体中的作用不同，植物 中的植酸 酶
在发芽过程中被诱导，为生长的幼苗提供磷和肌醇，后者是重要的生长因子〔2〕；微生
物 中的植酸酶在有机体磷饥饿时被诱导表达，促使周围植物来源的植酸释放磷供给有机体利用
〔3〕；动物细胞中植酸酶的功能现不详。
现在许多植酸酶已被克隆，如来自真菌黑曲霉、细菌大肠杆菌、哺乳动物的植酸酶等。 经鉴
定这些酶都是单体蛋白，分子量在40～100kDa之间，有广泛的底物特异性，序列有很大的差异，
但一般具有高度保守的RHGXRXP序列〔4〕怎么减肚子，C-末端His-Asp序列(HD motif) 等，
参与催化反应〔5〕。
3 影响植酸酶的因素
植酸酶的活性受许多因素影响，主要有pH、温度、作用时间、抑制剂、激活剂及其自身来源等。
3.1 pH值、温度对植酸酶活性的影响：植酸酶同其它酶一样，也有酶作用的最适pH值和最适温度，
一般最适pH范围为4.5～6.0，温度最适范围为45～60℃〔6〕，当超过最适范围时，酶活性会迅速
下降。
3.2 影响植酸酶活性的因子：植酸酶活性受到许多金属离子的影响，如Fe2+、Zn2+、
Cu2+、Cd2+、Al3+等多价离子可与酶底物植酸发生络合作用，形成难溶的复合物，降
低了植酸的有效浓度，从而反映出酶活性的减少〔7〕。Markus Wyss等〔8〕报道，磷酸、
钼酸盐、氟化物、EDTA、和顺N-乙基丁烯等也可不同程度的抑制酶活性。王红宁等〔9〕报道低磷
状态可明显提高植酸酶的活性，而高磷则起抑制作用（当磷浓度达1.0mM时，酶活性被完全抑制）。
4 植酸酶的催化机制
根据大肠杆菌植酸酶催化机制，人们推测植酸酶的反应机制为：(1)三肽RHG的精氨酸残基，即胍基
中的正电荷直接与底物植酸的磷酸基团相互作用，使其对亲荷攻击更敏感。(2)在共价连接的磷-组氨酸中
间物中，组氨酸残基作为亲荷物质。(3)C-末端序列HD的天门冬氨酸残基提供质子给底物，释放磷。然
而Janne Kerovuo〔5〕等发现杆状菌植酸酶的催化机制却完全不同，它的稳定性和活性依赖于
Ca2+离子。在酶中有6个Ca2+离子毛孔大怎么办，其中3个为高亲和性，与酶的稳定性有关，
另3个低亲和性的Ca2+离子调节酶的催化活性。植酸通过双降解途径产生三磷酸肌醇。途径一：酶
依次从3-位和1-位将磷酸盐水解下来，将第一个磷水解后，酶与底物分离，然后底物再结合到酶的活性位
点水解第二个磷，产生中间物2,4,5,6-四-磷酸肌醇，再将5-位磷水解下来，得到产物2,4,6-三-磷酸肌醇；
途径二：首先是依次将6-位和4-位的磷水解，得到的中间产物1,2,3,5-四-磷酸肌醇释放后，再与酶结合，
将2-位磷水解，得到终产物1,3,5-三-磷酸肌醇。
5 植酸酶的生产
近年来研究的主要思路集中在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高效表达植
酸酶基因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。通过基因工程技术利用生物反
应器有望成百上千倍地提高它的表达量，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如
耐温性、pH适性、催化活性等，提高其在饲料中使用的有效性。如：Tomschy A等〔10〕对一系
列真菌植酸酶序列的分析，发现氨基酸序列只有49%～68%的同源性，并且催化特异性、底物特异性及
最适范围广泛不同。因此，排毒养颜胶囊他们通过对非保守活性位点一些氨基酸残基的突变来将酶的最佳
特性合并到一株酶上；Rodriguez E等〔11〕通过对大肠杆菌酸性磷酸酯酶基因appA突变，产生
三株分别获得4，2，4个潜在糖基化位点的突变体，其中突变体C200N/D207N/S211N的糖基化水平虽
未升高，但其与野生型相比，获得了更高的酶活性(P＜0.01)；在pH 3.5～5.5之间活性更高；酶的特异
性升高54%。Lehmann等〔12，13〕对嗜常温和耐高温的真菌植酸酶序列进行比较，通过一系列
氨基酸突变，最终获得了一株能耐90.4℃的植酸酶，并且它的催化活性不变，然后将活性位点处的一部分
氨基酸用黑曲霉NRRL3135植酸酶的相应残基替换，最后获得了一株与原来的活性、底物特异性、pH范
围等完全不同的植酸酶。
1995年Van Gorcomd等将植酸酶基因phyA置于来源于A.niger的淀粉葡萄糖苷酶(AG)启动子之下，
信号肽序列分别用AG信号肽的18个氨基酸序列，AG信号肽的24个氨基酸序列及植酸酶原来的信号肽序
列3种构建，植酸酶基因重组到A.niger基因组中获得阳性克隆子，在这3种构建中其植酸酶在重组菌株中
的表达量分别达到了1.1×105、0.5×105、2.8×105U/ml，与天然产生菌株仅有不到100U/ml
相比有了大幅度的提高。目前，这一菌株已用来工业化生产植酸酶。
6 结语
植酸酶在生产中应用必须能耐受制粒过程的高温、岳阳家政消化道的低pH和胃蛋白酶的消化作用。
不同来源或同来源不同菌株植酸酶之间酶学性质有很大差异，要获得能满足符合生产要求的植酸酶，需通
过基因工程手段，使多种有利特性集中到一株酶上。构建杂合基因将是一种有效的改良、高效表达植酸酶
行之有效的方法。