摘要:植酸酶不僅可以增加畜禽對礦物質的利用率還可以影響氨基酸在畜禽體內的消化吸收,本文將從植酸酶對必需氨基酸和非必需氨基酸兩個方面來闡述植酸酶對氨基酸在雞體內消化率的影響。
關鍵詞:植酸酶,氨基酸,雞,消化率
植酸的磷酸根基團可以與蛋白質上的陽離子基團(如氨基)結合(Cosgrove ,1966;Reddy, 1982)。植酸在PH值接近中性環境中可以與氨基酸形成靜電鏈,結果形成難溶的復合物(Anderson et al.,1985;Cosgrove et al.,1980)。在PH值接近等電點的時,蛋白質上的靜電荷為零,蛋白質不再直接與植酸結合,變的可溶。但是在這種狀態下,植酸酶可以借助二價陽離子(如Ca2+、Mg2+、Zn2+等)將蛋白質的羧基和植酸的磷酸根基團連接起來(Thompson et al.,1986)。
蛋白質與植酸的相互作用開始于種子的成熟過程,即植酸在單子葉種子的糊粉層和雙子葉種子的蛋白體中積累的時候(Cosgrove et al.,1980)。內源植酸酶可以有效提高與植酸結合的礦物質的利用率(Lei et al.,1993)。當然植酸酶可以通過打斷酯鍵釋放與植酸結合的磷,同時也使得與植酸結合的蛋白質基團獲得自由,這樣以來使得蛋白質和氨基酸變的可以被吸收利用(Biehl et al.,1995; Biehl et al.,1996; Carmovale et al.,1988; Simons et al.,1990)。
植酸酶對必需氨基酸(Essential Amino Acid, EAA)消化率的影響
Sebastian等發現在玉米大豆日糧中添加微生物植酸酶,對于公雞來說EAA中除Met和Phe外植酸酶對其他EAA的表觀回腸消化率(Apparent Ileal Digestibility)沒有影響,然而對于母雞來說除Lys、Met和Phe外,植酸酶可以明顯增加其他所有EAA的AID(P<0.035)( Sebastian et al.,1990)。而Yi等在用玉米大豆日糧飼喂火雞的實驗中添加植酸酶發現,植酸酶可以提高所有EAA的AID(P<0.001到0.01)當向含有0.45%的非植酸磷,粗蛋白含量為22.5%的日糧中添加750U/Kg的植酸酶時,植酸酶只提高Lys的AID(P<0.05)和Met的TID(True Ileal Digestibility)(P<0.10),但是也有提高其他EAA的AID的趨勢,而對其他EAA的TID并沒有影響;當向含有0.45%的非植酸磷,粗蛋白含量為28%的日糧中添加750U/Kg的植酸酶時,植酸酶可以明顯增加Cys、Lys、His、Ile、Leu、Phe和Val的AID(P<0.01到0.10),也可以明顯增加除Met以外的所有的EAA的TID(P<0.001到0.10),并且對Met、Thr、和Arg的AID也有提高的趨勢;當向含有0.60%的非植酸磷,粗蛋白含量為22.5%的日糧中添加750U/Kg的植酸酶時,植酸酶可以明顯提高所有EAA的AID(P<0.01),同時也可以提高所有EAA的TID(P<0.001); 當向含有0.60%的非植酸磷,粗蛋白含量為28%的日糧中添加750U/Kg的植酸酶時,植酸酶既不影響EAA的AID也不影響EAA的TID(Yi et al.,1996),可見不同的添加計量EAA有不同的消化率,這說明只有添加適量的植酸酶才能對EAA的消化率起到積極的效果。
植酸酶對EAA消化率的影響也受日糧種類的影響。Ravindran等在研究植酸酶對回腸表觀消化率的實驗中發現,對于不同的日糧添加相同量的植酸酶,EAA的回腸表觀消化率卻不相同(Ravindran et al,1999),其結果見表1。RUTHEVFURD也發現了類似的結果(Rutherfurd et al.,2002)(見表2)。
表1 Natuphos植酸酶對玉米、高粱、小麥來源的必需氨基酸的表觀消化率的影響
Table1 Apparent ileal digestibility of essential amino acids in corn, sorghum and wheat as influenced by the addition of Natuphos phytase1
Phytase Addition |
Corn - + |
Sorguum - + |
Wheat - + |
SEM2 |
Arginine3 |
82.1 85.1 |
77.1 82.1 |
75.7 83.5 |
0.67 |
Histidine3 |
82.3 84.7 |
69.6 74.5 |
78.2 85.6 |
0.84 |
Isoleucine3 |
78.3 80.4 |
77.4 81.9 |
82.1 87.5 |
0.68 |
Leucine3,4 |
87.9 88.8 |
82.2 87.5 |
83.4 88.7 |
0.85 |
Lysine3 |
72.9 75.4 |
72.6 75.3 |
71.7 79.5 |
1.18 |
Phenylalanine3 |
82.5 84.2 |
79.5 84.7 |
83.5 88.8 |
0.68 |
Threonine3 |
66.0 70.4 |
62.3 67.8 |
66.4 76.8 |
0.24 |
Valine3 |
76.4 79.5 |
75.0 79.9 |
77.6 84.4 |
0.76 |
1表示三個觀察值的平方。對于除精氨酸以外的所有必需氨基酸因素主效應差異顯著(P<0.001到0.05),-表示沒有添加植酸酶;+表示添加了植酸酶。
2表示集中的SEM
3植酸酶的主效應P<0.01
4植酸酶的主效應P<0.05
表2 Natuphos植酸酶對大豆日糧、canola日糧、棉籽日糧、向日葵日糧中必需氨基酸的回腸表觀消化率的影響
Table2 Apparent ileal digestibility of essential amino acids in soybean meal, canola meal, cottonseed meal, and sunflower meal as influenced by the addition of Natuphos phytase1
Phytase Addition |
Soybean meal - + |
canola meal - + |
Cottonseedmeal - + |
sunflower meal - + |
SEM2 |
Arginine |
87.9 89.9 |
85.4 87.0 |
86.4 88.9 |
86.8 88.5 |
1.22 |
Histidine |
82.9 86.4 |
80.9 82.6 |
74.6 77.5 |
73.2 77.1 |
0.99 |
Isoleucine |
82.8 85.6 |
77.1 79.5 |
65.4 70.0 |
79.0 82.5 |
1.18 |
Leucine |
83.4 85.5 |
80.0 82.2 |
69.1 73.1 |
79.5 83.0 |
1.06 |
Lysine |
84.4 87.8 |
79.0 79.7 |
57.6 60.3 |
77.5 81.9 |
0.81 |
Phenylalanine |
83.0 86.3 |
80.1 82.2 |
78.5 81.6 |
82.2 85.8 |
1.00 |
Threonine |
73.6 79.5 |
70.2 73.1 |
61.9 66.2 |
68.6 72.1 |
1.12 |
Valine |
81.6 84.4 |
75.9 78.5 |
69.4 73.3 |
77.3 81.0 |
1.12 |
1表示三個觀察值的平方。對于除精氨酸以外的所有必需氨基酸因素主效應差異顯著(P<0.001到0.05),-表示沒有添加植酸酶;+表示添加了植酸酶。
2表示集中的SEM
3植酸酶的主效應P<0.01
4植酸酶的主效應P<0.05
Robert等在用添加了植酸酶的花生日糧飼喂未成年雞時發現,當添加1200U/Kg的植酸酶時9種EAA和Cys的氨基酸的真消化率(True Amino Acid Digestibility, TAAD)提高了2%(Robert et al.,1997)。
Ravindran研究在缺乏Lys的日糧種添加植酸酶對小雞的AA在回腸消化率的影響的實驗中發現,隨著植酸酶添加量的增加AA的消化率也將線性增加(P<0.001),并且Arg(P<0.05)和Lys(P<0.05)的消化率的增加與植酸酶的添加量還存在平方關系(Yi et al.,1996)。
植酸酶對非必需氨基酸(Nonessential Amino Acid,NEAA)消化率的影響
對于小公雞來說在玉米大豆日糧中添加植酸酶對所有NEAA都沒有影響。然而對小母雞來說在玉米大豆日糧中添加植酸酶可以明顯增加NEAA的AID(P<0.002到0.029)(Sebastian et al.,1997)。
對于非植酸磷和粗蛋白含量不同的日糧,植酸酶對其中的NEAA的有不同的影響。當把750U/Kg的植酸酶添加到含有0.45%的非植酸磷,粗蛋白含量為22.5%的日糧中時,植酸酶可以大大提高NEAA的AID,但是并不提高NEAA的TID;當把750U/Kg的植酸酶添加到含有0.45%的非植酸磷,粗蛋白含量為28%的日糧中時,植酸酶僅僅提高Pro和Gly的AID(P<0.10),同時提高Pro、Asp、Gly和Ala的TID;當把750U/Kg的植酸酶添加到含有0.60%的非植酸磷,粗蛋白含量為22.5%的日糧中時,植酸酶可以提高所有NEAA的AID(P<0.01到0.1)和TID(P<0.001到0.05);當把750U/Kg的植酸酶添加到含有0.60%的非植酸磷,粗蛋白(Crue protein)含量為28%的日糧中時,植酸酶也不改變所有NEAA的AID和TID(Yi et al.,1996)。
植酸酶對NEAA的消化率的影響也受日糧種類的影響。Ravindranr在植酸酶對小雞回腸AA消化率的實驗中發現植酸酶對NEAA的消化率的影響受不同日糧的影響 (Ravindran et al.,1999),其結果見表3。后來Ruthevfurd也得到了類似的結果,其結果見表4((Rutherfurd et al.,2002)。
表3Natuphos植酸酶對玉米、高粱、小麥來源的非必需氨基酸的表觀消化率的影響
Table3 Apparent ileal digestibility of nonessential amino acids in corn, sorghum and wheat as influenced by the addition of Natuphos phytase1
Phytase Addition |
Corn - + |
Sorguum - + |
Wheat - + |
SEM2 |
Alanine3,4 |
85.0 86.1 |
82.0 87.0 |
74.7 82.0 |
0.95 |
Aspartic3 |
72.0 75.4 |
74.3 78.4 |
70.8 79.3 |
1.00 |
Glycine3 |
67.8 71.9 |
66.4 71.5 |
75.0 82.7 |
1.17 |
Glutamic acid3,4 |
88.0 88.6 |
82.8 87.7 |
91.3 94.4 |
0.75 |
Serine3 |
73.3 77.5 |
71.8 76.8 |
78.0 84.9 |
0.88 |
Tyrosine3,4 |
74.3 76.3 |
69.7 75.8 |
73.2 81.3 |
0.84 |
1表示三個觀察值的平方。對于除精氨酸以外的所有必需氨基酸因素主效應差異顯著(P<0.001到0.05),-表示沒有添加植酸酶;+表示添加了植酸酶。
2表示集中的SEM
3植酸酶的主效應P<0.01
4植酸酶的主效應P<0.05
表4 Natuphos植酸酶對大豆日糧、canola日糧、棉籽日糧、向日葵日糧中非必需氨基酸的回腸表觀消化率的影響
Table4 Apparent ileal digestibility of nonessential amino acids in soybean meal, canola meal, cottonseed meal, and sunflower sunflower as influenced by the addition of Natuphos phytase
Phytase Addition |
Soybean meal - + |
canola meal - + |
Cottonseedmeal - + |
sunflower meal - + |
SEM2 |
Alanine3 |
82.3 84.9 |
80.0 82.1 |
66.9 70.8 |
78.8 82.3 |
1.1.7 |
Aspartic acid4 |
78.6 83.3 |
74.2 76.4 |
72.7 76.0 |
73.4 77.7 |
1.24 |
Glycine3 |
79.3 82.6 |
76.3 79.3 |
67.6 71.1 |
62.6 66.0 |
1.15 |
Glutamic acid4 |
83.4 88.0 |
86.1 87.6 |
83.1 85.4 |
85.6 88.7 |
0.97 |
Serine4 |
80.0 83.2 |
72.6 74.7 |
69.4 72.9 |
67.9 71.5 |
0.98 |
Tyrosine3 |
84.7 87.7 |
78.4 80.2 |
77.0 79.6 |
77.6 80.9 |
0.93 |
1表示三個觀察值的平方。對于除精氨酸以外的所有必需氨基酸因素主效應差異顯著(P<0.001到0.05),-表示沒有添加植酸酶;+表示添加了植酸酶。
2表示集中的SEM
3植酸酶的主效應P<0.01
4植酸酶的主效應P<0.05
植酸酶是目前研究最為透徹的飼用酶添加劑,已經被飼料工業廣泛認可。它在飼料中的作用效果也已經得到充分證實。它不僅可以提高蛋白質、氨基酸的利用效果,還可以促進植酸磷的消化吸收。在去除植酸的抗營養作用的同時還能減少動物排放到環境中的磷和氮,用植酸酶消除污染的源頭比先污染后治理更為經濟和有效。
參考文獻
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