摘要 本文主要論述有關磷生物學效價的研究及對磷生物學效價的影響因素，包括對研究方法所采取的標準物、測定指標以及植酸、鈣磷水平與VD等因素對磷效價的影響和一些近期發展起來的提高磷生物學效價減少飼料中無機磷添加量的途徑與方法，以便降低飼料成本與畜禽糞便中磷的排放，降低畜禽業對環境的污染，發展綠色、環保型畜牧業。
關鍵詞 磷 生物學效價 影響因素
0 引言
磷是畜禽必需礦物質元素，是僅次于鈣的結構性元素。體內的磷80%以羥基磷灰石[3Ca（PO4） 2•Ca（OH）2 ]的形式存在于骨骼和牙齒中，剩下的約20%存在于如ATP、核酸、磷脂等含磷化合物中，它們對于畜禽的新陳代謝非常重要。Huff等（1998）許多學者認為磷元素是蛋白質和能量后第三重要的營養物質。如果畜禽不能在飼料中獲得足夠的磷，會導致嚴重的骨疾病和繁殖性能低下，直接影響了畜禽養殖的收益。但是，飼料中磷的添加量過高，未吸收部分會直接隨糞便排到環境中，成為環境污染的根源之一。
無論植物性飼料中或磷酸氫鈣等礦物質中的磷元素，利用率的變異都很大，而磷作為飼料中的必需成分，其所占的飼料總成本比例很高。所以對于畜牧行業，研究各種飼用原料和磷源添加劑中磷的生物學效價及影響因素，利用新技術提高其效價是十分必要的。本文將對近年來磷的生物學效價及其影響因素的研究作綜合論述。
1. 磷生物學效價的評定
生物學效價一般是通過計算被測物質與標準物（分析純）生物學利用率的比值得來的（FERNANDES等，1999）。確定磷生物學效價的方法與確定其他礦物質元素的方法面臨同樣的問題，因為磷的生物學效價是一個相對的比值，所得結果完全有可能大于100%。為了減少大于100%的結果產生，應力求用利用率最高的磷源作為標準物。例如CaHPO4、NaH2PO4，KH2PO4（試劑級），因為許多報告顯示它們通常都可以被最有效的利用（Suppiee，1962；Rucker等，1968）。
動物的體重，骨骼硬度，磷的存留率，骨灰份含量（脛骨和趾骨）都被許多學者用作評定磷生物學效價的指標。但影響體重的因素是多方面的，因此，Potter（1988）指出以體重為測定指標時的靈敏度較低。Broz等（1994）指出，日糧中磷含量降低時，血清無機磷濃度的降低是有限的，用其作標準不準確。而磷在體內的存留率及在體內的利用情況，能直接的反應出磷的可利用性，因而有重要意義。尹兆正等（2000）的實驗結果表明，由于磷在骨的形成和發育中有特別重要的生理作用，所以脛骨和趾骨的灰份是準確、可靠的測定磷生物學效價的指標，非常適用于對其效價的評定。
2. 磷元素的來源
飼料中的磷源有三種：動物性、植物性和礦物質添加劑（無機磷源）。對于反芻動物，除了一些焦磷酸鹽和偏磷酸鹽外以上三種磷源都能獲得理想的生物學效價。而對于單胃動物，普遍認為動物性磷源的效價與較好的無機磷源相仿，可達70%以上（屠焰等，1997）。
植物性飼料中的磷元素主要以植酸鹽的形式存在，在以植物為主的日糧中，總磷的0.6到0.8為植酸鹽，單胃動物幾乎不能利用。反芻動物則因瘤胃中的微生物可分泌植酸酶，能使之水解，所以可被較好的利用。因此對于單胃動物，研究磷元素的生物學效價時必需考慮到植物原料中以植酸鹽形式存在的比率。而且，植酸在化學結構上有很強的結合能力，是一種強酸。PH值在中性條件下與一些二、三價陽離子結合形成不溶性鹽，導致這些粒子在腸胃中不能吸收；也可以在適當條件下與蛋白質形成不溶的植酸鹽—蛋白質復合物，影響蛋白質的吸收。一些學者用近紅外線光譜法測定植物性飼料中總磷與植酸磷的含量以便于確定礦物質磷源的最佳添加量并取得良好的效果(Krzysztof et al. 1995; Liu, Ledaux, and Veum 1998)。
Potter等（1995）以體增重和趾骨分析為反應標準報道歐美國家近期所采用的商品化磷源生物學效價都在83%以上。尹兆正等（2002）通過飼養試驗、代謝試驗、骨灰分含量測定及血清磷濃度測定等方法測定磷酸一鈣 ［MCP,Ca( H2PO4) 2• H2O］、磷酸二鈣 [DCP, Ca H2PO4•2H2O]、磷酸三鈣[TCP, Ca3( PO4) 2]、磷礦石細粒 (SP, P2O5)對于肉仔雞的生物學效價，結果對于肉仔雞，MCP效果好,DCP、TCP也是雛雞較好的磷源 ,而SP則是不良磷源,現將前人的研究總結于表1。
表1 常見磷源的生物學效價
動 物
來 源 家禽 豬 動 物
來 源 家禽 豬
磷酸鉀，磷酸鈉 100 100 玉米 12 14
焦磷酸氨 95 -- 小麥 58 51
β-磷酸鈣 93 95 大麥 50 --
磷礦石 90 85 麥麩 23 29
磷酸氫鈣（無水） 95 100 燕麥 37 36
磷酸二氫鈣 100 -- 豆粕 40 31
骨粉 95 85 棉仔餅 42 42
肉骨粉 99 102 魚粉 102 100
（以上數據的標準物為磷酸二氫鈉，評定指標為骨灰分）
3. 磷生物學效價的影響因素
3.1 植酸
植酸又稱肌醇六磷酸，是多元醇的磷酸酯，是植物籽實中磷的主要儲存形式。植酸磷必需水解成正磷酸才能被動物利用，這一過程要靠植酸酶來完成。目前世界公認的植酸酶有2種：3-植酸酶（EC2.1•3.8）和6-植酸酶（EC3.1•3.26）。在禾谷物和真菌中存在6-植酸酶（單安山，1999），真菌、細菌、酵母、絲狀真菌和土壤微生物能產生植酸酶，絲狀真菌，特別是曲酶屬的絲狀真菌已被作為豐富的微生物植酸酶來源進行研究（Ravindran等，1995）。已有許多研究表明飼料中添加植酸酶可提高肉雞、蛋雞（胥傳來等，1997），豬（Qian，1994），火雞（Qian，1996）對磷的利用率。樓洪興（1998）指出，以肉雞體增重、血清磷等為衡量指標，玉米-糠麩-豆粕日糧中加400單位植酸酶可代替2克磷酸氫鈣的用量。Qian（1995）的實驗結果表明，植酸酶可有效的提高青年豬對玉米-豆餅型日糧中磷的生物學效價,添加1050單位/kg在日糧中，可提高表觀吸收率23%，減少糞中磷的排放16% 。Kornegay（1996）添加350、700和1050u/kg在日糧中喂雞，趾骨灰份提高4-18%，磷的存留量提高3-15%。
植酸酶活性的最佳PH值范圍是4.0-6.0，盡管一些酶在PH=3仍具有活性。PH值在2.5以下時，活性會全部喪失。植酸酶在47-62攝氏度范圍內比較穩定， 70-80度使活性部分或全部喪失（Jongbloed and Kemme,1996）在腸道中植酸酶可由一些二價正離子激活，如：Ca2+、My2+、Zn2+等。而植酸酶的抑制劑包括植酸鹽的沉淀劑，如：Cu2+、Fe3+、，氟化物、無機磷等（Ravindran，1995），可顯著降低酶的活性。
許多作物籽實及其加工副產物中含有天然植酸酶 ,如小麥、大麥等，其中小麥和黑麥及麥麩中植酸酶活性最高。而玉米、高粱和油菜籽的植酸酶活性很低或幾乎沒有。干燥狀態下植物種子中存在的植酸酶無活性，只有在種子吸收水分開始發芽時才被激活（蘭云賢等，2001）,活性在1200FTU/kg左右，經提純濃縮后可達到在實際生產中應用水平。但同一種植物的不同品種、同一品種在不同地區、不同的成熟度以及不同加工工藝的副產物之間植酸酶的活性都存在差異（單安山等，2002）。
天然菌株植酸酶產量一般不到 100Ｕ/ｍｌ，經濟價值不高，采用基因工程技術手段構建植酸酶基因工程菌可大幅度提高酶產量。一般是把NRRL3135菌株的基因克隆,并在酵母或黑曲霉中表達，產酶量最高可達,2.8ｘｌ05Ｕ/ｍｌ（汪世華等，2002；黃遵錫等，2000）。這樣就降低了磷酸酶的生產成本，經濟效益極為可觀，對植酸酶的推廣也大有益處。
Gerbast培育出一種玉米，它攜帶純和lpa—1-1基因。其營養成分與普通玉米相同，但植酸磷水平低許多（Ert等，1998）。經分析低植酸磷玉米攜帶的lpa—1-1基因，是突變而來，含總磷0.28%，植酸磷0.1%（正常玉米總磷0.27%，植酸磷0.17%）（Cromwell等，1998）。所以對于生長豬，低植酸磷玉米中總磷只有25-30%不能利用（Sands等，2001）。一些研究表明，以生長豬為研究動物，低植酸磷玉米與普通玉米中磷的相對生物學效價分別是77%與 22%（Cromwell等，1998）和62%與9%（Spencer等，2000）。利用低植酸磷玉米，可提高磷的生物學效價，也可提高其它營養物質的利用率，這與普通玉米添加植酸酶所得結果相同（Mroz，等，1994；kornhegay and Qian，1996；Yiet等，1996）當在低植酸磷玉米性日糧中添加植酸酶分別喂肉仔雞、生長雞、成雞時，在滿足對磷需要的條件下，添加無機磷的量分別減少51%、56%和62%，無機磷的排泄量也減少了許多，減輕了雞糞對環境的污染（Hcff，1998）這種低植酸磷玉米的出現為降低動物日糧中無機磷的添加量提供了又一途徑。
3.2 日糧鈣磷水平
在一般情況下，飼料中最優鈣磷比為1.5—2.2：1（NRC，1994）。因為鈣離子可與植酸結合生成不溶的螯合物，所以植物性日糧中添加植酸酶后，情況變化很大。樓洪興等（1999）的實驗結果表明，在無磷酸氫鈣，含糠麩、菜粕的日糧中添加植酸酶，低鈣磷水平（鈣磷比1.0-1.3：1）時肉仔雞具有較高的生長性能和磷的利用效果。這與在玉米-豆粕型肉仔雞和小火雞日糧中添加植酸酶，低鈣水平（鈣磷比1.1和1.4：1）時，鈣磷沉積量較高的結果相似（Qian 等，1996）。
3.3 含氟量
為了滿足動物對磷的需要,在日糧中添加無機磷源一般是必不可少的，盡管經過脫氟處理，也有一定的殘留。氟中毒對機體損害很大，而影響最嚴重的是干擾鈣磷的代謝，（李光輝等，1998）。隨著日糧氟水平的提高，試驗雞脛骨灰、趾骨灰中氟含量增長顯著（梁學慶等，1996）。屠焰等（1999）的實驗結果表明，以脛骨灰分為測量指標時，磷酸氫鈣的生物學效價與含氟量或氟磷比存在明顯的負相關，相關系數達-0.7922到-0.9731，表明含氟量直接影響磷的利用，所以降低無機磷源的含氟量是提高其生物學效價的有效方法。
3.4 維生素D3
一些學者認為VD3（1.25-二羥膽鈣化醇）可能是一種磷酸鹽運轉激素，能促進腎臟和小腸對磷酸鹽的吸收（程茂基等，2000）。對于植酸酶，維生素D3提高磷的利用率，有兩種解釋：1.提高腸道植酸酶的合成與活性；2.提高鈣的吸收，降低腸道中鈣的濃度，而提高了植酸的可溶性所至（張子儀，2000）。
此外，不同的衡量指標（屠焰等，2000）、動物的基因型、品種，（Roberson，1994）日糧的加工條件、纖維含量，飼料中存在的鋁（Ammerman等，1984），鎂（ Chester-Jones等，1989）和腸道的PH值（對于反芻動物）等，都對磷的利用率有很大影響。丁保安等（2002）報道在非植酸磷水平較低時30周齡的褐殼蛋雞對植酸磷的表觀利用率較強，，但大量資料顯示動物本身不能產生植酸酶，而成年動物其腸道中有可能定植一些產酶微生物，其腸道功能也相對較強從而可利用一些植酸磷，所以動物年齡也是影響磷效價的因素之一。
近年來，隨著紅外光譜分析儀等現代實驗設備與微生物學和基因工程等相關新興學科的知識應用于動物營養學這一相對傳統的領域中，使其得到了迅猛發展，磷的生物學效價的研究方面就是典型事例。這就為我們把畜禽養殖業改造成生產成本低、效益高，為環境無污染的環保型產業目標的實現開創了新途徑，這將為消費者提供質優價廉的畜產品。
