植酸酶在鱼类饲料中的应用

失。
　　植酸酶(Phytase)是可将植酸分解为可利用的无机磷酸盐和肌醇的酶的统称，它可提高植物性原料中磷的利用率并减少粪便中磷的含量。植酸酶广泛存在于植物、动物组织、一些真菌和细菌中。已知自然界存在两类植酸酶，一类为6-植酸酶，只存在于植物的籽实中，在种子发芽时被激活并水解种子中的植酸，其适宜的pH值范围为0～7.5，不能在胃中较低的pH值环境中起作用；这些酶还往往因为过多的底物和产物受到强烈的抑制。此外，由于植物源植酸酶的耐热性差，膨化加热处理的饲料中植酸酶的有效率特别低。另一类植酸酶为3-植酸酶，它存在于植物、霉菌和细菌中，且需要二价镁离子参加反应。霉菌产生的植酸酶活性强、较耐热，在酸性pH值范围内存在酶活高峰，与胃中的底物环境相适应。微生物来源的植酸酶使磷的消化率明显增加。因此，目前生产的商业植酸酶均来自曲霉菌。
　　由于单胃动物的消化道中不分泌或分泌很少的植酸酶，所以植酸中能被利用的磷酸盐很少。因此，为预防磷缺乏，必需向饲料中添加无机磷酸盐，而植酸在消化道中不被水解随粪便排出体外。如果植酸能在消化过程中更有效的得到水解，那么饲料中需添加的无机磷酸盐就会减少，且最终排出的磷量会降低。添加植酸酶除提高植酸磷的消化吸收率外，还能改善蛋白质有效率、矿物质有效率和饲料能量平衡的能力。鱼类消化系统中缺乏内源性植酸酶，无法利用饲料中植酸结合态磷(Pointillart 等1987)。而鱼类对饲料中的磷的需要又高于畜禽，为0.5％～0.6％［2］，尤其是鲤科鱼类属无胃鱼，没有胃酸分泌。因此，对鱼粉、骨粉等动物性饲料中的磷利用率很低(＜15％)，加之只能利用植物性饲料中30％～50％的磷，所以虽然配合饲料中的总磷通常在1％以上，仍需添加1.5％～2.0％的磷酸氢钙或磷酸二氢钙来满足动物对磷的需要，养殖成本增加。另一方面鱼饲料蛋白需求高，饼粕类用量大，饲料中植酸磷含量高，因此用植酸酶解决饲料磷源问题在鲤科鱼类上有更加重要的营养学意义和更高的实用价值。目前水产养殖中大量没有被利用的磷通过鱼的粪便排入水，加剧了水体的富营养化，污染了水体环境。生产同样多的鱼，我国向水中排泄的磷是丹麦的2～3倍。因植酸酶可提高鱼类对植酸磷的利用率，减少无机磷的添加量，从而降低磷的排泄，同时还可改善蛋白质效率，减少氮的排出，节约资源，减轻水体污染。由此可见植酸酶的应用是降低养殖用水对环境的污染的良好途径。Soares(1994)在带纹白鲈鱼饲料中，添加2400U／kg植酸酶，鱼的生长与添加1.3％的磷酸二氢钙的生长相同［3］。Rodehutscord和Preffer(1995)以虹鳟为实验对象，饵料以大豆为基础，只含有植物性的磷源，磷的含量低于最适含量，在饲料中添加1000活性单位／kg饵料的植酸酶，结果在水温15℃时，磷的利用率从17％提高到49％，水温在10℃时，从6％提高到25％。Riche和Brown(1996)在虹鳟饲料中添加1000U／kg饵料的植酸酶，结果可使豆粕中磷的利用率从25％增加到57％，提高了128％［4］。Schafer等(1995)用鲤鱼作实验，在以大豆粉、鱼粉和大麦为基础原料，总磷含量为7.2g／kg的饲料添加500和1000活性单位／kg的植酸酶，结果鱼体增重和鱼体灰分含量显著提高，比不添加磷组和添加2g／kg磷酸二氢钙来源的磷组，磷的排泄量分别低28％和25％［5］。Cain和Garling(1995)也以虹鳟为实验对象，用经酶制剂处理过的大豆粉配成的饵料进行实验，结果经酶制剂处理组鱼的生长率和饵料系数同商品饵料组相同或有显著改善［6］。Jackson等(1996)在斑点叉尾鱼　回饵料中用喷涂法添加植酸酶进行实验，结果表明添加植酸酶能促进鱼体增重和骨骼中磷的沉积，使粪便中的磷降低33％，并认为每千克饲料中添加500活性单位的植酸酶制剂即可获得较高的鱼体增重和骨骼中的磷沉积。一般情况下，植酸酶在鱼饲料中的添加量为500～1 000活性单位／kg饲料。
　　上述试验研究结果表明植酸酶可以有效地取代无机磷并能减少鱼体磷的排泄量。植酸酶能否在鱼类饲料中得到广泛的应用主要取决于植酸酶的价格、效果和环境保护部门对磷排放量的规定。目前限制植酸酶普遍应用的主要因素之一是成本。以植酸酶添加量300U／kg计，每吨饲料中使用植酸酶的成本为15～30元，饲料级磷酸氢钙的添加成本为12.5元［7］。然而鱼类不仅可以利用植酸分解出的磷，还能利用植酸分解出的肌醇。对于大多数温血动物而言，肌醇不是必需的营养素，但许多鱼类和甲壳类由于自身合成能力不强，仍需从饲料中补充。由于植酸可以分解出肌醇，如果将磷和肌醇综合考虑，鱼饲料中添加植酸酶的效益远大于成本。以饲料中植酸磷含量为0.3％计，加入植酸酶后理论上可分解出0.3％无机磷和等量的肌醇。鲤鱼肌醇需要量(300～400)×10-6，每吨饲料肌醇添加成本42～56元，因此在鱼类饲料中应用植酸酶也有良好的经济效益，我们应加强研究植酸酶分解出的肌醇对鱼虾蟹的营养作用，以便全面了解和正确评价植酸酶的效果。另外，植酸酶对温度较为敏感，高限温度为75℃左右，故不能混在原料中，因为饲料加工过程中温度较高，会破坏它的活性。只能先溶于水中，然后喷洒在加工好的饲料上。试验证明这种方法一样有效，但会增加加工成本。因此，我们要深入研究植酸酶应用的环境条件(不同的饲养条件、饲养方式等)，要根据不同的养殖种类选用不同的植酸酶。若饲料中有足够的植酸磷，在适量添加植酸酶的情况下可以减少甚至无需添加无机磷。植酸酶在鱼饲料中的应用前景广阔，我们必须加强对其应用条件、添加方式和适宜添加量的研究，以期降低添加成本，提高经济效益和生态效益。

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