植酸酶的研究進展【文獻綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻綜述生物工程植酸酶的研究進展摘要：植物中的磷大部分以植酸磷的形式存在,磷是各種動物必需的一種礦物元素，單胃動物消化道中無法分泌內(nèi)源性植酸酶，單胃動物常用的植物性飼料中約有的磷是以穩(wěn)定的植酸鹽復(fù)合物形式存在的，不能被分解利用，既浪費資源，又對環(huán)境造成了磷污染,植酸酶主要應(yīng)用在飼料上，以分解飼料中的植酸鹽，使其中的磷被動物充分利用，提高飼料的營養(yǎng)價值，同時也保護了環(huán)境。植酸酶能夠把植酸徹底水解成肌醇和磷酸鹽，提高植物性飼料中磷的利用率，同時也降低了糞便中有機磷的含量，減少了環(huán)境污染。植酸酶添加劑有助于提高礦物質(zhì)和微量元素的利用率，植酸酶不僅可用作動物飼料

2、添加劑，同樣可用于食品添加劑。關(guān)鍵詞：植酸；磷；植酸酶；飼料；環(huán)境植酸學(xué)名為六磷酸肌醇，它是一種淡黃色或淡褐色的黏稠液體,溶于水、乙醇和丙酮。是生物體中磷元素的最主要的儲存形式。植物中的磷大部分(60%~70%)以植酸磷的形式存在,單胃動物消化道中無法分泌內(nèi)源性植酸酶，飼料中大量的植酸磷不能被利用而隨糞便排入環(huán)境,既浪費資源，又對環(huán)境造成了磷污染,在加上植酸可以螯合鋅、鈣、鎂等金屬離子、氨基酸以及一些功能蛋白質(zhì)，形成了穩(wěn)定的不溶性復(fù)合物，抑制它們的生物活性，因此對動物的正常代謝造成很大的影響。為了滿足家禽對磷的營養(yǎng)需要普遍采用的是在飼料中添加可利用的飼料無機磷—

3、磷酸氫鈣等，但帶來的問題是一方面消耗了大量的寶貴的磷礦資源，另一方面飼料中大量未被消化的磷被排出動物體外，并對環(huán)境造成了嚴重的污染。植酸酶能夠把植酸徹底水解成肌醇和磷酸鹽，從而提高了磷元素的利用率，提高植物性飼料中磷的利用率，釋放許多有益的金屬離子，減少只算的抗?fàn)I養(yǎng)作用，同時也降低了糞便中有機磷的含量，減少了環(huán)境污染。在國外，植酸酶在生產(chǎn)技術(shù)上已取得了突破性的進展，并已有產(chǎn)品投放市場。我國飼料工業(yè)也將植酸酶的開發(fā)為一個專項的發(fā)展規(guī)劃。目前，植酸酶的研究及其在雞、豬日糧中的應(yīng)用已成為飼料工業(yè)部門和養(yǎng)殖業(yè)關(guān)注的焦點。1、植酸酶的發(fā)展歷程1907年在米糠中首先發(fā)現(xiàn)了植

4、酸酶，之后對生物內(nèi)的植酸酶進行了長期的研究。到1911年，發(fā)現(xiàn)微生物也可產(chǎn)生植酸酶，首先在小鼠體內(nèi)證明了植酸經(jīng)植酸酶分解后產(chǎn)生的肌醇和磷進人血液循環(huán)。到目前為止，人們已經(jīng)知道植酸酶存在于細菌、真菌及植物中，如殼類、豆類種子、花粉等。另外，在脊椎動物的紅血球及哺乳動物中也發(fā)現(xiàn)有少量的植酸酶存在。目前植酸酶最有發(fā)展前途的思路是通過基因工程的手段克隆植酸酶基因，然后在生物反應(yīng)器中進行高效表達，以解決植酸酶在原始天然材料中含量太低而難以大量提取的問題或在分子水平上改造植酸酶基因，從而改變植酸酶的酶學(xué)性質(zhì)，提高在飼料中的有效性加強植酸酶固態(tài)發(fā)酵的研究，通過誘變處理和條件優(yōu)

5、化，提高菌株在固態(tài)發(fā)酵時植酸酶的水平，同時兼有一定量的其它酶系如纖維素酶、酸性蛋白酶等。2、植酸酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用植酸酶是一種新型的食品添加劑，能夠降低食物中的植酸而提高磷、鋅、鈣、鐵等的吸收率。酶活性因植物的種類不同而有著很大差異，黑麥、小麥、大麥和小麥麩農(nóng)作物中的植酸酶活性很高，而玉米、燕麥和大豆餅中的植酸酶活性反而很低，有的甚至沒有活性，通常在這領(lǐng)域的研究主要集中在改善人體對礦物質(zhì)的吸收和提高食品加工技術(shù)。（1）改善人體對礦物質(zhì)的吸收在谷類和豆制品中，植酸能抑制鐵的吸收。研究發(fā)現(xiàn)，六磷酸肌醇和五磷酸肌醇都可抑制鐵的吸收。三磷酸肌醇和四磷酸肌醇單獨時沒有這

6、種副作用，但當(dāng)與六磷酸肌醇和五磷酸肌醇共存時將會加強對鐵的抑制。這與人體缺鐵有很大聯(lián)系，如嬰兒普遍缺鐵，在孕育期的婦女和素食者中缺鐵的現(xiàn)象更為嚴重。因此，為提高谷物及豆制品中鐵的吸收，最好將肌醇磷酸鹽降解為比三磷酸肌醇低的肌醇磷酸鹽形式。（2）提高食品加工技術(shù)有些食品加工方法如烹飪、熱水煮、發(fā)酵、浸泡等可以減少或除去豆制品中相當(dāng)多的植酸。研究表明使用植酸酶減少食物中植酸的含量可能會更有效。小麥本身含有植酸酶，可以降解部分植酸酶，但降解量有限。研究發(fā)現(xiàn)，在面粉中加入植酸酶，植酸幾乎可以被完全降解，可以大大提高植酸的降解率。人的小腸中，植酸酶的活性極低，難以利用植酸

7、鹽，在面團中加入同位素鐵，通過測定人血液紅細胞中的鐵含量來檢測植酸酶對鐵吸收的影響，發(fā)現(xiàn)在面團中加入黑曲霉植酸酶，鐵的吸收率從14.3%提高到6.1%，提高了98%。因此，在面團中添加植酸酶可大大提高植酸酶的降解率。3、植酸酶在仔豬飼料中的應(yīng)用研究表明，500FTU/kg植酸酶使1/3的植酸磷被分解，從而豬糞磷排出量減少34%-54%。也使仔豬平均增質(zhì)量提高12%-16%，飼料轉(zhuǎn)化率提高了6%，磷的利用率提高了28%-84%。添加1000FTU/kg植酸酶使玉米-豆粕中磷的利用率提高了43%-57%。在質(zhì)量為8.18kg斷奶仔豬日糧中用750FTU/kg植酸酶替

8、代全部的無機磷后，顯著地