植酸酶的蛋白质基础值

王晶晶 译自International Poultry Production，Vol.27(2019)，№7：23，25

唐彩琰 审 罗静如 制图表

在饲料中添加外源性植酸酶的主要目的是释放原料中与植酸结合的磷。这不仅可以通过减少无机磷的添加量降低饲料成本，而且植酸(已知的抗营养因子)的降解也会对动物的生产性能产生积极的影响。因为受到后一种作用的影响，与植酸结合的蛋白质可能会变得更易于被动物消化，因此植酸酶还具有节省蛋白质和氨基酸的特性(基础值)。

1 植酸和蛋白质的消化

肌醇环被6个带负电荷的磷酸基团取代后可形成植酸。在动物肠道中，植酸会与带正电荷的分子结合，阻碍其被动物机体吸收和消化(图1)。蛋白质(氨基酸)也可以通过氨基(NH4+)或通过与羧基(-COOH)形成钙桥与植酸分子结合。第一种结合主要发生在pH较低的第一段肠道，第二种结合主要发生在pH较高的小肠中。

植酸还可以降低胃蛋白酶的活性，而胃蛋白酶是动物肌胃中的一种关键蛋白酶，因此植酸会阻碍蛋白质的消化。蛋白质消化不良会刺激肌胃产生盐酸和胃蛋白酶原。这些作用不仅意味着内源性蛋白(胃蛋白酶原)的损失，而且产生的过量的酸还会破坏黏液，因此，需要更多的饲料蛋白质用于黏液再生。另外，我们需要更多的碳酸氢钠来中和十二指肠中的酸性pH，这会导致钠大量流失，从而有可能扰乱肠道内的电解质平衡。

由于饲料中的植酸主要来自蛋白质型原料(如豆粕、油菜籽粕和葵花籽粕)，而且在家禽的开食料中，蛋白质的含量最多，因此速效植酸酶对植酸的早期降解有助于抵消植酸的抗营养作用。

2 植酸酶的蛋白质基础值与其磷基础值相关

每家生产商都会为其植酸酶产品提供一个蛋白质基础值，这样不仅可以节省饲料中的总蛋白质，还可以算出每种氨基酸的节省量。

市售的各种商用植酸酶产品拥有各自的蛋白质基础值和氨基酸基础值，它们彼此间的差异有时会很大。植酸酶的蛋白质基础值完全取决于其快速降解植酸的能力，这种降解作用可以释放出复合蛋白质(氨基酸)，并可减少内源性蛋白质的损失。

植酸酶不是蛋白酶，它们不能将蛋白质水解为氨基酸，而只是使蛋白质更易于被动物的内源性蛋白酶消化。按照这个思路，蛋白质的节省量需要与植酸酶降解植酸的能力联系起来，这意味着它应该与植酸酶的磷基础值相关。然而，虽然用不同植酸酶生产商所声称的蛋白质(包括氨基酸)基础值配制肉鸡日粮可以节省蛋白质的使用量，但蛋白质的节省量与磷的节省量不平衡。

表1显示了不同植酸酶在蛋白质节省量上存在巨大差异，并且蛋白质节省量与磷节省量并不一致(不同植酸酶效果一致)。

3 植酸酶的氨基酸基础值和饲料的氨基酸组成

饲料和饲料原料含有一个确定的氨基酸组成。由于植酸酶不是蛋白酶，它们不会像动物的内源性蛋白酶和外源性蛋白酶那样选择性地水解蛋白质，也不会选择性地释放某些特定的氨基酸。例如，尽管某些游离氨基酸更容易与家禽肌胃中的植酸结合，但黏液中的苏氨酸与赖氨酸的比值比其他组织中的高，这意味着植酸酶的氨基酸基础值应或多或少地遵循饲料中的氨基酸组成。植酸酶生产商建议的主要氨基酸(如蛋氨酸+半胱氨酸、苏氨酸和色氨酸)与赖氨酸的比值应与饲料中的组成大致相同。正如表2中的数据所展示的那样，情况并非总是如此。例如，里氏木霉产的大肠杆菌植酸酶似乎会选择性地释放出更多的色氨酸(色氨酸∶赖氨酸为112∶100，而饲料中色氨酸∶赖氨酸仅为19∶100)。相反，黑曲霉产的6-植酸酶似乎不能选择性地释放蛋氨酸+半胱氨酸(其与赖氨酸的比值仅为26∶100)，而饲料中的蛋氨酸+半胱氨酸与赖氨酸的比值为73∶100。

4 比较植酸酶和非淀粉多糖的蛋白质基础值

非淀粉多糖酶可通过降低动物肠道内容物的黏度和释放被不溶性纤维捕获的蛋白质(所谓的“笼效应”)来提高蛋白质的消化率。一项针对动物营养师的调查显示，由于上述这两种作用方式，90%以上的营养师认为非淀粉多糖酶比植酸酶更能促进蛋白质的消化。

但是，我们从图2可以看出，在蛋白质的节省量上，植酸酶(如表1所示)与市售非淀粉多糖酶(按酶生产商分组)差别不大。这意味着某些植酸酶的蛋白质基础值被高估了，或者非淀粉多糖酶的蛋白质基础值被低估了。

5 结论

植酸酶的蛋白质基础值与植酸的降解速度有关，从而与植酸酶的磷基础值有关。因此，具有相近磷基础值的植酸酶应具有非常相近的蛋白质基础值。