植酸酶

植酸酶是一種胞外酶,廣泛存在于自然界中,在動物、植物、微生物中均有發(fā)現(xiàn)。在植物組織如谷物、豆類、蔬菜,特別是萌發(fā)的種子和花粉中都發(fā)現(xiàn)了植酸酶。此外，自然界中產(chǎn)植酸酶的微生物種類繁多,如細(xì)菌、霉菌、真菌等 。

植酸酶從廣義上講,是指與植酸分解有關(guān)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(tuán),植酸酶現(xiàn)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 。

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 

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(yǎng)價值。按推薦量添加到飼料中，用石粉補(bǔ)充替代出的磷酸氫鈣的含鈣數(shù)量，其余空間用玉米、麩皮等填充.

根據(jù)飼料配方中實際植酸磷的含量確定規(guī)矩植酸酶的添加劑量和替代磷酸氫鈣的數(shù)量。首先計算出飼料配方中植酸磷的實際含量，以此為據(jù)確定植酸酶添加量（每克植酸磷添加植酸酶150單位）。然后計算出添加植酸酶后所提供的有效磷，進(jìn)而確定磷酸氫鈣替代量，以及石粉的添加數(shù)量，剩余空間用玉米、麥麩等原料填充。

將植酸酶的潛在有效磷的數(shù)值輸入配方原料數(shù)據(jù)庫，設(shè)定飼料配方中總磷需要量（如蛋雞飼料設(shè)定為0.40-0.42%),并設(shè)定規(guī)矩植酸酶的最高用量，最后利用配方軟件系統(tǒng)優(yōu)化計算。

將所提供的植酸酶的全部營養(yǎng)價值輸入配方原料數(shù)據(jù)庫中，在原料用量限制中設(shè)定植酸酶得最高用量，不用對配方需要量設(shè)定做任何調(diào)整，直接由配方系統(tǒng)優(yōu)化計算最優(yōu)配方。

植酸酶一般只適于在單胃動物中使用。反芻動物由于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。

眾所周知，植酸酶這個產(chǎn)業(yè)不管如何發(fā)展，它從添加劑行業(yè)的熱點到慢慢退色將是必然，畢竟它支撐不了一個規(guī)模的行業(yè)，但它將一定能繼續(xù)為中國飼料業(yè)的發(fā)展作出它的貢獻(xiàn)，它帶來更多的將是行業(yè)社會效益，而不一定是企業(yè)效益。在中國飼料酶制劑行業(yè)扮演重要的角色的挑戰(zhàn)集團(tuán)，一直在為行業(yè)的有序發(fā)展作著不懈的努力！

當(dāng)今科學(xué)以令人訝然的速度在發(fā)展，世人的思想也隨之在改變：過去，我們何嘗會想到“為了環(huán)保”去做些什么，眼下，就是在偏僻的農(nóng)村，人們也知道保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)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！

植酸廣泛存在于植物種子內(nèi)，屬天然營養(yǎng)品，植酸最顯著的特征是與金屬離子有極強(qiáng)絡(luò)合作用和抗氧化性。這種獨(dú)一無二的特性使之具有廣泛用途。在發(fā)達(dá)國家，植酸多已用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)。

植酸酶在飼料行業(yè)的廣泛應(yīng)用，給這個行業(yè)帶來了很大的影響。也引起了業(yè)界的普遍關(guān)注，植酸酶不僅僅是一個產(chǎn)品，已經(jīng)成為一種社會現(xiàn)象。2005年挑戰(zhàn)集團(tuán)的植酸酶榮獲了中國重大科技進(jìn)步與應(yīng)用獎，現(xiàn)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(xué)者就報道磷能從有機(jī)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(chǎn)成本太高無法應(yīng)用。直到90年代，國外幾家大公司利用基因工程技術(shù)，成功開發(fā)出商品化產(chǎn)品。1996年巴斯夫的植酸酶產(chǎn)品最先開始在中國推廣。由于植酸酶在飼料行業(yè)的應(yīng)用，既具有安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的特點，又具有很好的社會生態(tài)環(huán)境效益，因此，在歐洲大部分國家均已強(qiáng)制使用植酸酶；東南亞的韓國、日本、臺灣也在推進(jìn)植酸酶的使用；我國全面實施《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》后，推動了中國植酸酶在飼料行業(yè)的更廣泛應(yīng)用。

中國的飼料企業(yè)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等原因很少考慮環(huán)境問題，因此在推廣植酸酶產(chǎn)品時，使企業(yè)不會因為可以減少磷、氮排放，減少環(huán)境污染而使用植酸酶。起初飼料企業(yè)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(yè)使用植酸酶主要是為了提高磷的利用率、節(jié)省飼料配方空間。到1999年，“讓飼料企業(yè)添加植酸酶以后能降低飼料成本、產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益是推動植酸酶在中國使用的真正動力。”以創(chuàng)始人蔡輝益博士領(lǐng)導(dǎo)的挑戰(zhàn)集團(tuán)決心應(yīng)對這個富有時代意義的“挑戰(zhàn)”！

2004年下半年，由于磷礦石資源有限、相關(guān)原輔材料漲價及環(huán)保要求的提高，磷酸氫鈣生產(chǎn)成本大大提高，售價居高不下，這些原因使國內(nèi)許多企業(yè)開始大量使用植酸酶。在2004年，由于使用植酸酶，一年中我國的養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)少向環(huán)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(fā)展在很大的程度以犧牲環(huán)境為代價，越來越多的人已經(jīng)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(yè)對酶制劑的認(rèn)識，推動了中國飼料添加劑行業(yè)的發(fā)展，成為行業(yè)關(guān)注的熱點，同時也成為很多企業(yè)重點開發(fā)追求經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品，從1994年進(jìn)入中國，到1999年國內(nèi)開始生產(chǎn)，再到2005年在國內(nèi)市場進(jìn)行生產(chǎn)或銷售的企業(yè)大大小小達(dá)數(shù)十家，并且還有許多大型的飼料企業(yè)紛紛宣稱要進(jìn)入酶制劑這個生物技術(shù)領(lǐng)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(yè)進(jìn)入市場最重要的手段。

近年來，國內(nèi)植酸的開發(fā)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(hù)作用。

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

1．工藝簡介

植酸酶作為一種由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的酶制劑，可以分解動物飼料中的天然有機(jī)磷。在飼料中添加植酸酶可以代替部分磷酸氫鈣，由于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(huán)境的污染。目前，我國該產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口，產(chǎn)品價格昂貴而影響了其在飼料中的廣泛運(yùn)用。該項技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品成本可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。

2．關(guān)鍵技術(shù)

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

（2）固體及液體發(fā)酵工藝技術(shù) 可生產(chǎn)植酸酶制品A、B2種。

（3）植酸酶穩(wěn)定化技術(shù)提高植酸酶穩(wěn)定化技術(shù)，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(shù)指標(biāo)

植酸酶A（提取酶制劑）酶活苗達(dá)3 000單位/克。植酸酶B（活苗制劑）含活苗達(dá)20億/克。

4．應(yīng)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(huán)境污染，社會效益、生態(tài)效益顯著。

5．應(yīng)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%。

植酸酶作用效果與動物日糧中植酸磷的含量關(guān)系密切。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(zhì)，對光、熱較敏感。而在飼料生產(chǎn)過程中，由于粉碎、預(yù)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。使用酶制劑，應(yīng)盡可能減少生產(chǎn)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(biāo)。

防潮：植酸酶一旦受潮易發(fā)生霉變且活力下降。

防止高溫：嚴(yán)禁烈日爆曬、烘烤等，否則均可導(dǎo)致酶活力降低或失活。

避免接觸強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬。