高劑量植酸酶的關鍵特性

隨著市面上飼用植酸酶類酶制劑數(shù)量的不斷增多，這些植酸酶的特性多樣性也在不斷擴大。盡管植酸酶在正在研究與開發(fā)的產品中表現(xiàn)出了積極的作用，但是上述特性上的多樣性使得直接進行性能的比較變得非常困難。這一挑戰(zhàn)在對超劑量使用植酸酶的效果進行評估時將變得更加艱難，超劑量使用會把植酸酶的劑量按標準劑量的3～4倍添加，以便達到消除植酸鹽的抗營養(yǎng)作用的目的。

1 植酸酶固有的熱穩(wěn)定性

因此，在超劑量使用植酸酶時，所需要的是使用新的方法對植酸酶的性能進行比較；同時，更好地了解這些酶的關鍵特性以及它們之間潛在的相互作用，也許是進行比較研究的最佳突破點。事實上，此類想法已經逐步形成，因為多篇與此相關的論文已于2012年12月在羅馬舉行的第二屆國際植酸酶峰會上進行了宣讀。

這些特性中首要的就是熱穩(wěn)定性，它會對酶的功效產生巨大的影響，并會直接影響豬的生產性能。如果植酸酶表現(xiàn)出更好的天然熱穩(wěn)定性，這能使其在用于開發(fā)能夠耐受正常制粒溫度的產品時無需使用包被技術。

目前，有關此類包被可能會放緩植酸酶在胃中釋放速度的研究數(shù)據(jù)幾乎沒有。但是，當使用植酸酶的目的是盡可能徹底消滅飼料中的植酸鹽時，每一種可用于胃內植酸鹽分解的新附屬手段是非常有價值的。

2 優(yōu)化胃內活性

植酸酶如何在胃腸道內發(fā)揮作用也存在很大的差異。植酸鹽在胃內的酸性環(huán)境中最易分解，因此植酸酶在pH為2.0～4.0環(huán)境下的活性是對其另一個需要了解的潛在有效性能的重要指標。

然而，目前評估植酸酶效應的基準pH為5.5，圖1中的曲線清晰表明，在pH較低的情況下，植酸酶活性與pH幾乎沒有相關性。如果將終端用戶可用的植酸酶信息限制在pH為5.5時的酶活性，那么任何比較都可能存在巨大誤導性，這或許也是在超劑量使用植酸酶時結果時常存在巨大差異的原因。

3 不斷分解植酸鹽

但是，植酸酶最重要的特性應該是在低植酸鹽濃度下仍保持高活性的能力。這包含以下多層含義。

首先，當采食后胃內可溶性植酸鹽濃度升高時，植酸酶能迅速發(fā)揮作用，且在植酸鹽已經被植酸酶破壞且最后濃度開始降低時仍能在更長時間內繼續(xù)發(fā)揮效用。從圖2中可以清晰地看出這一過程的差異，圖中上方藍線代表在低植酸鹽濃度中植酸酶表現(xiàn)出更大活性的特性。

在植酸酶的標準劑量下，活性上的這些差異并不重要，因為日糧中僅有50 %～60 %的磷需要被釋放出，以使有效磷濃度提高0.10 %～0.13 %。但在超劑量使用時，植酸酶的活性必須達到能夠分解高達80 %～85 %的總植酸鹽，以消除植酸鹽對營養(yǎng)吸收的不利影響。因此，在低濃度植酸鹽條件下，植酸酶的活性相當重要。

實際上，考慮到某些植酸鹽是不可溶的（不能被利用），要分解85 %的植酸鹽可能需要胃中的植酸鹽濃度降低到0.05 %或更低。對許多商用植酸酶產品而言，這根本是不可能的，因為在植酸鹽濃度降至這一低水平前，植酸酶的活性可能就已經喪失。

4 快速分解植酸鹽

另一個關鍵點圍繞植酸酶在植酸鹽濃度變得可利用前其有效“中和”植酸鹽的能力，超過此濃度的植酸鹽會對其他營養(yǎng)物的消化帶來不利影響。

在不考慮植酸鹽濃度的上升是否是由于采食或胃中可溶性植酸鹽水平下降的結果下，植酸酶的作用是相同的。

圖3描述了同一日糧添加兩種不同的植酸酶后，胃中可溶性植酸鹽水平如何才能隨著時間的推移而升高。能夠對消化產生不良影響的植酸鹽水平已用紅線標出。

一個能夠在較低植酸鹽濃度（下方那根深藍線）達到最大活性進而可以達到低于該紅線的植酸鹽釋放率（紅線平穩(wěn)段的那個點）的植酸酶，將是非常高效率的植酸酶。在此情況下，植酸鹽的抗營養(yǎng)作用的閾值濃度將不會輕易達到。

對一個需要更高植酸鹽濃度才能達到相同活性（上方橙色點狀線）的植酸酶而言，該結果很可能是非常低效的。在這種情況下，在不考慮將使用多高劑量情況下，植酸鹽濃度可能會升高到會對動物生產性能產生不良影響的閾值以上。

5 高劑量植酸酶的適用性

現(xiàn)已明確的是，并不是所有能使有效磷增加0.10 %～ 0.13 %的植酸酶，或甚至是那些以釋放0.15 %～ 0.17 %有效磷為目標的植酸酶，即使按超劑量的典型高劑量使用，會表現(xiàn)出確實達到近乎消滅植酸鹽所需要的特性。因此，在相同條件下，將以高劑量策略使用的植酸酶與僅僅用于增加有效磷的植酸酶進行比較是不合適的，且可能會造成選擇那些明顯不能穩(wěn)定產生超高劑量效應的植酸酶。

植酸酶在胃中具有高活性、在植酸降至極低水平前能夠穩(wěn)定持續(xù)分解時可快速分解植酸的能力，是消除作為抗營養(yǎng)物質的植酸都必需的。因此，如果終端用戶想要對推銷的各種植酸酶產品進行有意義的直接比較，有關植酸熱穩(wěn)定性、活性的pH范圍以及最為重要的在低植酸濃度時的活性率的數(shù)據(jù)，同樣非常重要。

原題名：Key characteristics of high-dose pHytases （英文）

原作者：Mike Bedford博士（AB Vista全球研究室主任）