磷是動物機體必需礦物元素，雖然存在于動物性飼料中的磷大部分能被動物體吸收利用，但由于其價格昂貴，限制了在飼料中的使用。存在于植物性飼料中的磷大部分以植酸或植酸鹽的形式存在，而單胃動物體內缺乏分解植酸的植酸酶，造成飼料中磷的利用率僅有1／3或更低，為了補充有效磷的不足，必須在飼料中添加無機磷酸鹽，這一方面浪費了昂貴的磷礦資源，而無機磷資源在世界上已處于缺乏狀態；另一方面增加了環境中磷的排放量，使日益惡化的環境雪上加霜。單胃動物飼料中通過添加植酸酶，可以提高飼料中植酸磷的利用率，減少磷的排出對環境的污染。隨著生物技術特別是采用DNA重組技術后，使植酸酶在生產中的大量應用成為可能。

1    植酸及其抗營養特征

植酸的化學結構是由一分子肌醇與六分子磷酸結合而成，其化學名稱是六磷酸肌醇。植酸本身毒性很小，但卻有與EDTA近似的很強的螯合能力。

植酸及其植酸鹽是磷在植物籽實中存在的主要形式，一般谷實類飼料中植酸磷占總磷的比例為50 ％～80％，其中玉米、豆粕中的植酸磷占總磷的比例分別為71％和58％（ NRC，1994人但單胃動物體內缺乏分解植酸的植酸酶，使植物中的磷在單胃動物體內消化率很低，大部分植物飼料中的磷僅有30％能被畜禽利用。植酸磷不但是植物飼料中磷的主要存在形式，而且因其帶有負電荷，具有很強的螯合能力，能與許多陽離子，Ca⁺²、Mg⁺²、Zn⁺²、Fe⁺²、Mn⁺²等形成不溶性復合物，從而影響上述金屬離子的消化吸收和利用（Cheryan，1983）。Rao（1999）在飼料中含有相同總磷水平的肉雞飼養試驗中，飼料中含有2 g／kg植酸磷組的肉雞股骨灰分由對照組（含0．5 g／kg植酸磷）的467 g／kg降為422 g／kg，血清磷的水平也比對照組低41％。飼糧中植酸磷含量過高時金屬礦物元素的生物利用率大大降低，從而需要提高飼料中各種礦物元素的添加量。

植酸還可以與蛋白質發生反應，生成植酸一蛋白質二元復合物（主要在低于蛋白質等電點pH介質下）或以金屬陽離子為橋生成植酸一金屬陽離子一蛋白質三元復合物（高于蛋白質等電點pH介質下），降低蛋白質的利用率（何欣，1997）。蛋白質與植酸結合后，能夠形成絡合物而沉淀，據Jonghloed等（1997）體外試驗證明，植酸與蛋白質能否絡合而沉淀，主要取決于pH值，當pH值為2而未加植酸時，溶液中可溶蛋白占總蛋白比例除米糠、豆粕外，其余原料均達到 l00 ％，添加植酸后，菜籽粕降低到63 ％，其余原料均降低到30％以下，其中酪蛋白和豆粕分別降為1％和2％。pH值為3時，添加植酸降低了蛋白質的可溶性，但當pH值在4～10時，添加植酸對蛋白質的溶解性幾乎沒有影響（羅緒剛，1998）。畜禽胃內的pH值一般為1．5～3．5，所以，植酸與蛋白質在畜禽胃內絡合是完全有可能的。另外，植酸及其水解不完全產物對單胃動物胃腸道分泌的消化酶如蛋白質水解酶、淀粉水解酶、脂酶的活性都有抑制作用。

2   日糧中添加植酸酶對畜禽生產性能的影響

植物性飼料中三分之二的磷與肌醇結合成植酸。植酸具有很強的螯合能力，它不僅使植酸磷的利用效率很低，植酸還能與鈣、鎂、鋅、蛋白質。氨基酸和淀粉等形成難以消化的絡合物，導致飼料中多種養分消化率降低。植酸在消化道還與消化酶結合，使其活性降低，成為限制生長的因素。飼料中加入植酸酶后，一方面可以將磷、鈣、鎂等礦物元素和肌醇從植酸鹽中釋放出來，提高各種礦物元素和肌醇的利用率，植酸酶還能提高淀粉和蛋白質的消化率和利用率，從而綜合提高飼料的營養價值。Simons （199）用A．ficcum產生的植酸酶對0～4周齡肉雞進行試驗，4種微生物的植酸酶分別為375,50、1500和W U／kg，最低濃度的植酸酶也顯著提高了磷的利用率，高濃度雖也提高了磷的利用率和生長速度，但四組之間差異不顯著。Pemey等（1991）在玉米一豆粕型日糧中使用 Aspergillus niger生產的植酸酶對雞進行試驗，結果表明：在0．32％有效磷的日糧中添加 1．0％的植酸酶可使雞增重提高18．5％～39．3％，且肉仔雞增重速度隨著日糧中的植酸酶濃度的升高而提高（250、500、750、1000、155 U／kg）。吳建良等（1997）試驗表明，有效磷水平在0．35％～0．25％的日糧中添加植酸酶對肉雞生長性能有所改善，而玉米一豆粕型日糧中有效磷在l～21日齡為0．4％，22～35日齡為0．3％水平時，添加植酸酶組生長性能未見改善，這可能是因為磷的水平已經能夠基本滿足肉雞生長需要，所以添加植酸酶效果不明顯。添加植酸酶于肉雞日糧中，特別對于低磷日糧，可使磷的利用率提高60％，同時還提高了飼料的轉化率，促進了骨骼的生長。在蛋雞試驗中，汪儆（1997）研究表明，產蛋雞日糧中添加植酸酶300 U／kg日糧能達到與添加1．3％磷酸氫鈣相同的飼養效果。查常林等（1998）的試驗表明，蛋雞飼料中添加植酸酶，產蛋率比對照組有所上升，且飼料中添加植酸酶改善了脛骨的磷含量。

植酸酶在豬飼料中的應用也很多，無論是斷奶仔豬，還是生長育肥豬，乃至豬的整個生長階段，植酸酶均可以提高各種營養成分的消化率，促進豬的生長。Mroz等（1995）及Kefnm等（1993）試驗表明，飼料中添加植酸酶后，荷蘭豬蛋白質和多數氨基酸的表現回腸消化率都有所提高。Cromwell等（1993）在仔豬料中添加0、250、500、11 mg／kg植酸酶，其中500lug／kg植酸酶組和l00 mg／kg植酸酶組提高仔豬平均日增重 9％～23％，提高飼料轉化率6 ％。 Happer等（1997）在生長育肥豬的低磷日糧中分別添加250和500U／kg植酸酶，添加植酸酶組的日增重和飼料轉化率明顯比低磷日糧組高，與補充無機磷組的生產性能相近。Han （1997）試驗表明，在10～50kg和50～90kg兩階段的豬飼料中分別添加1200、1000U/kg的植酸酶，豬從斷奶到出欄整個生長育肥階段的日增重和飼料轉化率分別提高對31．6％和10．6％。

植酸酶在豬飼料中的應用效果與豬的品種和生理階段有很大關系。Kemm等（1997）試驗表明，懷孕母豬和哺乳母豬對磷的消化率要低于斷奶仔豬和生長育肥豬，其中孕期母豬對磷的消化率最差，比生長育肥豬要低 10％。添加植酸酶后，各階段豬對磷的消化率都有所提高，其中哺乳母豬和生長育肥豬對磷的消化率分別提高21．5％和17．2 ％。這主要是因為微生物植酸酶主要在胃部發生作用（Jongbloed，1992），而不同生理階段豬的胃內環境有所不同。斷奶仔豬胃腸道酸的分泌量不足，從而抑制了植酸酶作用的最大發揮。

3  植酸酶對鈣、磷利用率的影響

植酸酶可以水解飼料中的植酸，它能將植酸磷（六磷酸肌醇）降解為肌醇和無機磷酸，使其中有機磷及鈣離子釋放出來，從而提高畜禽對飼糧中鈣、磷的利用率。植酸酶根據催化水解肌醇3位還是6位的磷分為兩類，3一植酸酶（EC3．1．3．8）和6一植酸酶（EC3．1.2．6），微生物來源的植酸酶為3一植酸酶，而植物來源的植酸酶為6一植酸酶，它們分別分解肌醇3位上或6位上的磷。大量試驗證實，在畜禽日糧中添加植酸酶能提高植酸磷的利用率。Lei（1993）試驗表明，當飼料中磷的含量較低時，加入植酸酶后能夠明顯的提高飼料磷的消化率，消化率分別由原來的27％和46％提高至68％和69％的試驗中，即使植酸酶的添加量達到1500 U／kg，磷的消化率也僅僅提高了5％，表明當飼料中磷的含量較高時，磷的消化率本來就達到了較高水平，所以飼料中加入植酸酶后磷的消化率提高不明顯。 Pemey等（1991）在含0．32 ％～0．44％可利用磷的肉用雛雞日糧中添加 0．15％～1．5％植酸酶提高了血漿無機磷的水平。樓洪興等（1995）在肉雞日糧中添加植酸酶同樣表明可提高雞血清總磷濃度。宋國華等（1997）的試驗同樣證實了低磷日糧中添加植酸酶可有效的分解植酸，提高礦物元素鈣、磷、銅、鋅的利用率，在組織中沉積量雖無顯著差異，但隨著植酸酶水平提高，絕對沉積量有升高趨勢。Nelson等（1968）所進行的添加植酸酶的試驗中雛雞骨骼灰分明顯高于未添加無機磷的對照組，隨后的研究中，將糞曲霉屬培養出的植酸酶以干粉形式加入日糧中，可提高雞的骨骼灰分含量。

玉米、豆粕等植物性植酸酶的活性也比較低，動物對這些飼料中磷的利用率更低。賈剛等（2000）對生長豬植物性飼料中可消化磷進行了測定，結果表明，玉米、豆粕、大麥、小麥、次粉和麥麩中植物性植酸酶的活性分別為78、96、468、630、1218和1098 PU／g。在麥類日糧及其加工副產品中含有較高活性的植物性植酸酶，因此生長豬對其中磷的消化率也較高，6種飼料原料中磷的表現消化率分別為18．99％、30．83％、42．06％、49．11％、54．43％和50． 67％。飼料中總磷含量（X）、植酸磷含量（Y）和飼料中天然植酸酶活性（Z）對飼料的表現可消化磷含量（ADP）的影響極顯著，并存在極顯著的回歸關系：ADP＝－0．4155+0．7972X－0．7802Y+0．0013Z（R²＝0．9767，P＝0．001）。

4   植酸酶對畜禽排泄物中磷含量的影響

為滿足畜禽對飼料磷的需要，往往需要在飼糧中添加無機磷，這就增加了大量植酸和無機狀態的磷的排出，成為嚴重的污染源。大量試驗研究表明，日糧添加植酸酶可使糞中磷的排出量減少50 ％，通過外源磷的添加或提高飼料轉化率的方法只能降低 10 ％的磷的排泄（Simons和Vesteegh，1990）。 Belyavin（1994）用含量3g/kg總磷的日糧飼喂產蛋雞，發現低磷的不良影響可通過添加植酸酶得到緩解，同時植酸酶使糞尿中磷的排泄量減少40％。Rao（1999）試驗表明，在總磷同為 5．04g／kg的肉雞飼養試驗中，添加55U／kg植酸酶的磷的沉積率由0．221增加到0．537。1993年Nelson總結了大量試驗結果后指出：植酸酶可使單胃動物糞磷排泄量減少 25％～30 ％，并經回歸分析得出：每700 U的植酸酶相當于1g磷酸鈣的存留。