植酸的抗營養(yǎng)作用及其應(yīng)用

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1、植酸的抗營養(yǎng)作用及其應(yīng)用[摘要]本文綜述了植酸的抗營養(yǎng)作用、植酸酶的種類和來源、植酸酶的活力影響因素、植酸酶在食品醫(yī)藥及畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用、提高飼料營養(yǎng)價值的途徑。[關(guān)鍵詞]植酸抗營養(yǎng)作用植酸酶應(yīng)用1植酸1.1植酸的結(jié)構(gòu)組成植酸（Phyticacidorinositolhexakis-phosphate）即醇六磷酸酯，俗稱菲丁。分子式為C6H18O2P6，通式為6[OPO（OH）2]6，分子量660.8，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由6個碳原子構(gòu)成的正六邊形，每個碳原子上連有一個帶負電的磷酸根，其具有很強的螯合能力，與EDTA接近，可與多種礦物質(zhì)離子如鎂、鉀、鈣、錳、鐵、鋅螯合，

2、形成不溶性復(fù)合物。植酸（鹽）廣泛存在于植物果實及子粒中，植酸磷占植物總磷量的60%~90%，菜籽餅粕及濃縮菜籽蛋白的植酸含量為3.0%~9.9%，棉籽餅粉植酸含量在2.9%以上，大豆去殼粉植酸含量1.4%~1.6%，玉米、水稻、高粱、小麥、大麥植酸含量0.96%~1.17%。1.2植酸的抗營養(yǎng)作用植酸在pH值中性或堿性的狀態(tài)下，可與二價陽離子絡(luò)合成難溶性的鹽，并影響這些元素在小腸內(nèi)的吸收。在酸性條件下，植酸與氨基酸（如賴氨酸、組氨酸和精氨酸）絡(luò)合，影響蛋白質(zhì)的溶解性和胃蛋白酶的作用，在中性條件下，一些氨基酸通過二價或三價微量元素與植酸結(jié)合，生成的植酸-蛋白或植酸-微量

3、元素蛋白絡(luò)合物可限制蛋白質(zhì)的利用。植酸還可以直接與消化酶絡(luò)合，從而限制淀粉酶、胰蛋白酶、酪氨酸酶、胃蛋白酶和脂肪酶的活性。由于植酸酶的這種抗營養(yǎng)作用，礦物質(zhì)和各種營養(yǎng)元素得不到很好的利用。因此在含有植酸的谷物和豆類食品中加入植酸酶，能不同程度地提高各種營養(yǎng)元素的利用率。1.2.1影響單胃動物的礦物質(zhì)代謝植酸分子中含有6個磷酸基團,因此具有很強的絡(luò)合能力。在微酸性至堿性的pH范圍內(nèi)，可與消化道中的多種金屬陽離子:如鈣、鎂、鋅、鐵、錳、銅、鉻等離子形成不溶性的復(fù)合鹽，即植酸鹽。據(jù)報道1g植酸可絡(luò)合500mg鐵離子。植酸鹽在單胃動物消化道中不能被消化利用，當給動物飼以含植酸

4、鹽含量較高的日糧時動物會出現(xiàn)鈣、磷、鎂、鋅等的缺乏癥。1.2.2影響動物蛋白質(zhì)的代謝及多種消化酶的活性植酸在pH低于蛋白質(zhì)的等電點時易與蛋白質(zhì)形成植酸-蛋白質(zhì)不溶性復(fù)合物，而在pH高于等電點時，又會通過金屬離子的橋梁作用與蛋白質(zhì)形成植酸-金屬離子-蛋白質(zhì)三元復(fù)合物，這些二元或三元復(fù)合物的形成會改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)降低其溶解度,并進而影響其消化率和功能。1.2.3降低磷的利用率且增加飼料成本Bedford和Partridge2004報道：家畜所采食的飼料大多為植物性飼料，這些植物性來源的飼料富含磷但其大多數(shù)以植酸鹽的形式存在60%—80%Bruce和Callow1934研究

5、表明：谷物飼料及其加工產(chǎn)品中40%—70%的磷是植酸磷，由于單胃動物不能或很少分泌植酸酶，所以飼料中植酸磷的利用率僅為0%—40%。1.2.4污染水體且影響水產(chǎn)動物的生長水產(chǎn)動物體內(nèi)缺乏內(nèi)源性植酸酶，對飼料中植酸磷的利用率較低。高水平的植酸會降低魚類的生長速率、飼料利用率、成活率以及甲狀腺功能，排出體外的磷進入土壤和水中，造成生物耗氧量BOD和化學(xué)溶氧量COD值升高。導(dǎo)致水質(zhì)惡化、魚體生病或魚肉帶異味等。同時養(yǎng)殖水體中排放的飼料磷促使水體中浮游植物的大量繁殖,過剩的磷甚至可能誘發(fā)赤潮，給養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大的損失。2植酸酶的種類及來源植酸酶即肌醇六磷酸水解酶，屬于磷酸單脂水

6、解酶。能降解飼料中的植酸及其鹽類，根據(jù)植酸酶的結(jié)構(gòu)特點可將植酸酶分為3-植酸酶3-phytaseE.C.3.1.3.8和6-植酸酶6-phytaseE.C3.1.3.26兩種，廣義的植酸酶還包括非特異性磷酸單酯酶E.C.3132。植酸酶主要存在于植物籽實的胚中，在干燥后籽實冬眠時沒有活性，只有在種籽萌發(fā)時被激活，并水解種子中的植酸。在干燥、高溫、pH值較低的情況下無活性，且易于因過多的植酸鹽底物和產(chǎn)物而受到強烈的抑制難以在動物胃內(nèi)pH較低的情況下發(fā)揮作用。Peers19533-植酸酶大多由霉菌、酵母和細菌產(chǎn)生目前研究較多的是無花果曲霉菌AF和黑曲霉菌AN產(chǎn)生的植酸酶，

7、它們分泌的植酸酶能催化植酸向正磷酸鹽肌醇轉(zhuǎn)化。植酸酶由于性質(zhì)穩(wěn)定、耐酸、耐高溫、廣泛應(yīng)用于飼料中。3植酸酶的活力及影響因素3.1植酸酶活力Boever1994將1個植酸酶活性單位定義為在37pH5.5的條件下1min內(nèi)從0.0051mol/L的植酸鈉溶液中釋放1mol的無機磷所需的植酸酶量。活性越高，單位時間內(nèi)水解植酸、植酸鹽的量就越多。目前國外多采用此法標定植酸酶活性。3.2活力影響因素3.2.1pH值植酸酶是一種酶蛋白，只有在適宜的環(huán)境條件下才能表現(xiàn)出高活性。植酸酶最適pH值為4.0—6.0pH值小于3.5和大于7.5就完全失去活性。家禽采食的飼