植酸酶

植酸即肌醇六磷酸，作為磷酸的儲存庫，廣泛存在於植物中。由於礦物質結合在蛋白-植酸-礦物元素複合物中，因此就降低了某些植物性食物和一些植物蛋白分離物中礦物質的營養效價。植酸酶（phytases）能將磷酸殘基從植酸上水解下來，因此破壞了植酸對礦物元素強烈的親和力，所以說植酸酶能增加礦物元素的營養效價，而且由於釋放出的Ca2+可參加交聯或其他反應中去，從而改變了植物性食品的質地。

基本介紹

• 中文名：植酸酶
• 性質：酶的品種之一
• 類別：磷酸單酯水解酶
• 使用個體：單胃動物

來源

植酸酶是一種胞外酶,廣泛存在於自然界中,在動物、植物、微生物中均有發現。在植物組織如穀物、豆類、蔬菜,特別是萌發的種子和花粉中都發現了植酸酶。此外，自然界中產植酸酶的微生物種類繁多,如細菌、黴菌、真菌等。

種類

植酸酶從廣義上講,是指與植酸分解有關的酶類,它實際上包括植酸酶和磷酸酶,植酸酶只能將植酸分解為肌醇磷酸酷系列,不能徹底地將肌醇磷酸酩分解為肌醇和磷酸。

植酸酶(EC.3.1.3.8,肌醇六磷酸鹽磷酸水解酶)可催化肌醇六磷酸(鹽或醋)脫掉磷酸基團,植酸酶現知有3種類型,即肌醇六磷酸3一磷酸水解酶、肌醇六磷酸6一磷酸水解酶和非特異性的正磷酸單酷水解酶,它們分別在肌醇六磷酸的3位、6位和2位碳上水解掉1個磷酸基因。這是廣義的植酸酶,狡義的植酸酶不包括磷酸酶。

作用機理

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

作用

僅考慮植酸酶相對磷酸氫鈣的替代量，不參考植酸酶的潛在營養價值。按推薦量添加到飼料中，用石粉補充替代出的磷酸氫鈣的含鈣數量，其餘空間用玉米、麩皮等填充.

根據飼料配方中實際植酸磷的含量確定規矩植酸酶的添加劑量和替代磷酸氫鈣的數量。首先計算出飼料配方中植酸磷的實際含量，以此為據確定植酸酶添加量（每克植酸磷添加植酸酶150單位）。然後計算出添加植酸酶後所提供的有效磷，進而確定磷酸氫鈣替代量，以及石粉的添加數量，剩餘空間用玉米、麥麩等原料填充。

將植酸酶的潛在有效磷的數值輸入配方原料資料庫，設定飼料配方中總磷需要量（如蛋雞飼料設定為0.40-0.42%),並設定規矩植酸酶的最高用量，最後利用配方軟體系統最佳化計算。

將所提供的植酸酶的全部營養價值輸入配方原料資料庫中，在原料用量限制中設定植酸酶得最高用量，不用對配方需要量設定做任何調整，直接由配方系統最佳化計算最優配方。

植酸酶一般只適於在單胃動物中使用。反芻動物由於瘤胃微生物能合成植酸酶，因此在飼料中一般不需要使用植酸酶。

現代發展

眾所周知，植酸酶這個產業不管如何發展，它從添加劑行業的熱點到慢慢退色將是必然，畢竟它支撐不了一個規模的行業，但它將一定能繼續為中國飼料業的發展作出它的貢獻，它帶來更多的將是行業社會效益，而不一定是企業效益。在中國飼料酶製劑行業扮演重要的角色的挑戰集團，一直在為行業的有序發展作著不懈的努力！

當今科學以令人訝然的速度在發展，世人的思想也隨之在改變：過去，我們何嘗會想到“為了環保”去做些什麼，眼下，就是在偏僻的農村，人們也知道保護環境就是保護自己。——“加上”一點植酸酶，就可以“減少”很多污染，這種加減法其中的精妙之處讓人無限遐思：沿著科技的軌道前行，我們擁有的將會是一個蒼蒼橫翠微的綠色家園！

市場套用

植酸廣泛存在於植物種子內，屬天然營養品，植酸最顯著的特徵是與金屬離子有極強絡合作用和抗氧化性。這種獨一無二的特性使之具有廣泛用途。在已開發國家，植酸多已用於食品、醫藥、化工等行業。

飼料行業

植酸酶在飼料行業的廣泛套用，給這個行業帶來了很大的影響。也引起了業界的普遍關注，植酸酶不僅僅是一個產品，已經成為一種社會現象。2005年挑戰集團的植酸酶榮獲了中國重大科技進步與套用獎，現在先讓我們從歷史的角度來了解一下植酸酶。

早在1907年，Suzuki和其他學者就報導磷能從有機含磷底物中被釋放出來，植酸酶就引起了人們的注意，但那時生產成本太高無法套用。直到90年代，國外幾家大公司利用基因工程技術，成功開發出商品化產品。1996年巴斯夫的植酸酶產品最先開始在中國推廣。由於植酸酶在飼料行業的套用，既具有安全、環保、高效、經濟的特點，又具有很好的社會生態環境效益，因此，在歐洲大部分國家均已強制使用植酸酶；東南亞的韓國、日本、台灣也在推進植酸酶的使用；我國全面實施《畜禽養殖業污染物排放標準》後，推動了中國植酸酶在飼料行業的更廣泛套用。

中國的飼料企業由於經濟發展水平等原因很少考慮環境問題，因此在推廣植酸酶產品時，使企業不會因為可以減少磷、氮排放，減少環境污染而使用植酸酶。起初飼料企業使用植酸酶與使用磷酸氫鈣相比幾乎不降低成本，飼料企業使用植酸酶主要是為了提高磷的利用率、節省飼料配方空間。到1999年，“讓飼料企業添加植酸酶以後能降低飼料成本、產生經濟效益是推動植酸酶在中國使用的真正動力。”以創始人蔡輝益博士領導的挑戰集團決心應對這個富有時代意義的“挑戰”！

2004年下半年，由於磷礦石資源有限、相關原輔材料漲價及環保要求的提高，磷酸氫鈣生產成本大大提高，售價居高不下，這些原因使國內許多企業開始大量使用植酸酶。在2004年，由於使用植酸酶，一年中我國的養殖業已經少向環境排放了近4.2萬噸磷，折合25萬噸磷酸氫鈣。——中國近三十年的發展在很大的程度以犧牲環境為代價，越來越多的人已經意識到添加一點植酸酶，原來就可以換一片綠意！

植酸酶改變了飼料企業對酶製劑的認識，推動了中國飼料添加劑行業的發展，成為行業關注的熱點，同時也成為很多企業重點開發追求經濟效益的產品，從1994年進入中國，到1999年國內開始生產，再到2005年在國內市場進行生產或銷售的企業大大小小達數十家，並且還有許多大型的飼料企業紛紛宣稱要進入酶製劑這個生物技術領域，中國的植酸酶市場不由分說成了一個過度競爭的市場。這種情況下，“價格競爭”幾乎成為這些企業進入市場最重要的手段。

食品領域

近年來，國內植酸的開發利用、特別是作為食品保鮮劑已引起重視。

用途：

1．飲料中添加0.01-0.05%植酸，可除去過多的金屬離子。（特別是對人體有害的重金屬）對人體有良好的保護作用。

2．將植酸加入含有單孢絲菌屬介質中，可促進微生物的合成及抗氧化性，在乳酸菌的培養基里加入植酸，可促進乳菌的生長。

生產加工技術

1．工藝簡介

植酸酶作為一種由微生物發酵生產的酶製劑，可以分解動物飼料中的天然有機磷。在飼料中添加植酸酶可以代替部分磷酸氫鈣，由於飼料中天然磷被吸收，動物糞便中磷的排除量可減少40%～60%，減少了集約化畜牧場排除糞便中磷對環境的污染。目前，我國該產品主要依靠進口，產品價格昂貴而影響了其在飼料中的廣泛運用。該項技術生產的產品成本可以替代進口產品。

2．關鍵技術

（1）植酸酶高產菌種的篩選 可篩選出植酸酶高產菌種，保證產酶活性的穩定性及菌株的安全性。

（2）固體及液體發酵工藝技術 可生產植酸酶製品A、B2種。

（3）植酸酶穩定化技術提高植酸酶穩定化技術，保證植酸酶在制粒過程中損失的減少，及室溫中耐貯存性。

3．技術指標

植酸酶A（提取酶製劑）酶活苗達3 000單位/克。植酸酶B（活苗製劑）含活苗達20億/克。

4．套用效益

（1）每噸飼料添加60克植酸酶A（7．78元/噸），可代替13．8千克磷酸氫鈣（24．84元/噸），每噸飼料可降低成本16．06元。

（2）植酸鹽可通過螯合作用，降低動物對鋅、錳、鐵、鈣、鉀等微量元素的利用率通過植酸酶對植酸鹽的分解作用，可提高動物對其他微量元素的作用。

（3）減少植酸磷排出量40%～60%，可有效降低環境污染，社會效益、生態效益顯著。

5．套用方法

在配合飼料中，添加植酸酶A的含量為0．1%，添加植酸酶B的含量為1%～2%。

注意事項

植酸酶作用效果與動物日糧中植酸磷的含量關係密切。植酸磷含量在0.2%以上時，使用植酸酶有效，植酸（鹽）含量越高，植酸酶效果越明顯。

植酸酶是蛋白質，對光、熱較敏感。而在飼料生產過程中，由於粉碎、預混、制粒以及其它添加劑的影響都可能使酶的活性受損甚至變性。使用酶製劑，應儘可能減少生產工藝對酶的活性的影響，制粒溫度最好不要超過80度，以保證植酸酶有較好的作用效果。

大量研究證明，日糧中鈣元素含量過高會造成植酸酶活性下降，影響植酸酶使用效果，因此，切忌超量使用石粉作為填充物造成鈣超標。

防潮：植酸酶一旦受潮易發生霉變且活力下降。

防止高溫：嚴禁烈日爆曬、烘烤等，否則均可導致酶活力降低或失活。

避免接觸強酸、強鹼、重金屬。

儘可能縮短貯存期，使用有效期內的產品。產品應置於通風、乾燥、陰涼、避光處。