四川农业大学动物营养研究所 王康宁
中国科学院亚热带区域农业研究所 方热军
磷（Phosphorus）是动植物体内的必需矿物元素，在动物体内磷不但是骨骼组织的必要成分，而且在其他代谢功能的正常发挥中起重要作用。由于植物性饲料中的磷大多以植酸磷的形式存在，而单胃动物体内缺乏植酸酶或酶的活性不高，长期以来人们往往是按照植物性饲料中磷的有效率为总磷的1／3的假设来进行饲料配方，有的甚至忽略不计，而用无机磷来满足动物对磷的需要量，这样势必造成磷源的浪费，导致磷的过量排泄。事实上，植物性饲料中的磷以植酸磷和非植酸磷两种形式存在，非植酸磷并非100％为动物所利用，植酸磷的含量也不是简单占总磷的2／3，植酸磷/总磷的比值变动范围在0～93 ％之间（Eeckhou等，1994苏淇等，1984；Viveros等，2000），不同植物性饲料其植酸磷的含量差异很大。本文拟就植物性饲料中磷、植酸磷以及植酸酶的研究进展作一综述，以期对建立我国植物性饲料中有效磷的系统数据库，充分、合理利用植物性饲料中的磷源提供参考。
1 植酸和植酸磷
植酸，即六磷酸酯环己六醇（肌醇六磷酸），是植物性饲料中存在的主要抗营养因子之一，植酸中所含的磷为植酸磷，是植物性饲料中磷的主要存在形式。植酸磷只有先分解为无机磷（Pi）后才能被动物吸收利用。植酸磷的降解需要有酶的参与，不同植酸降解产物（IP 3～IP 5）的形成取决于不同来源的植酸酶活力（Cosgrove，1970），植酸磷的有些异构体在人和动物体内发挥重要的生理作用。就其化学结构和特性来说，植酸具有对金属离子较强的络合性，能与钙、镁、铁、铜、锰、锌等金属离子生成稳定的络合物植酸盐，能直接影响动物对这些矿物质和微量元素的吸收和利用。l摩尔植酸平均可与l～6摩尔金属离子在肠道pH值条件下，形成不溶性的植酸盐。
2 植酸酶的种类和特性
植酸酶属于磷酸单酯水解酶，是磷酸酶的一种特殊类型。目前确认的植酸酶有两种类型。一种是存在于植物、酵母、霉菌和细菌中且需要Mg2+参与催化过程的3－磷酸水解酶（E．C．3．1．3．8），其系统名为肌醇六磷酸一3一磷酸水解酶。这种植酸酶作用于植酸盐时，首先从肌醇的3位上催化释放出无机磷酸盐，然后再依次释放其他部位的磷酸盐，最终酯解整个植酸。另一种植酸酶为6一磷酸水解酶，系统名为肌醇6一磷酸水解酶，只存在于植物籽实中。它首先催化无机磷酸盐从肌醇的6位脱落，然后再依次释放出其他的磷酸盐并最终酯解整个植酸。
植酸酶在动物消化道中催化释放无机磷的能力取决于植酸酶的特性。不同来源的植酸酶分子量不同。霉菌植酸酶分子量一般在60～100 kDa；曲霉植酸酶分子量较大，如土曲霉为214 kDa，无花果曲霉为85～100 kDa，黑曲霉为 200 kDa；细菌植酸酶分子量一般较小，如大肠杆菌为42 kDa，枯草杆菌为38kDa。不同植酸酶具有不同的最适pH范围和最适温度，霉菌植酸酶的最适pH范围为 4．2～5.5，最适温度为45～57℃； Newman等（1991）、Simell等（1989）发现黑曲霉植酸酶在pH值为5.0～6．5时活性最强，最适温度为53～55℃；谷物饲料植酸酶的最适pH为5．l，在pH为3时活性下降，pH值为2时即遭完全破坏。最新研制开发的细菌植酸酶的适宜pH和温度范围见表1。
植酸酶的作用除受pH和温度影响外，还可以被金属离子如 Cu、Zn、Fe和 Ca等抑制，也可被F抑制。Ca和Mg既有抑制作用，同时也是激活剂。某些植物中的植酸酶可被P抑制，有些也可被其中的植酸盐所抑制。维生素D具有提高某些动物肠内容物和粘膜中植酸梅活性的作用。
表1 细菌植酸酶的适宜pH和温度
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来源 |
表达宿主 |
分子量（kDa） |
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