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植酸酶在饲料工业中的应用
2016-06-18 04:56:18 来源: 作者: 【 】 浏览:703次 评论:0

植酸酶产品在动物和人类营养方面有非常广泛的应用,植酸酶可分解植酸(即肌醇六磷酸),植酸是植物体内磷酸盐和肌醇的重要储存形式。植酸酶是一种新型的食品添加剂,能降低食物中的植酸而提高磷、锌、钙和铁等的利用率,改善人体对矿物质的吸收。磷是维持动物生长发育等生命活动必需的重要矿物质,同时也是饲料中最昂贵的组分之一,植酸酶可催化植酸盐水解,使植酸盐中的磷以磷酸根的形式分离出来从而被动物吸收,提高磷的利用率,降低环境污染。


  1植酸酶

  在很多动植物及微生物体内都含有植酸酶,植酸酶存在于各种脊椎动物的红细胞和血浆中,也存在于哺乳动物小肠中,植酸酶还存在于小麦和大豆等植物体中。微生物植酸酶的产量高、活性高和成本低,适宜大规模工业化生产。


  1.1植酸酶的种类

  1)按来源不同可分为微生物植酸酶、植物性植酸酶和动物性植酸酶。

  2)按作用方式可分为3一植酸酶和6一植酸酶,3一植酸酶存在于植物、霉菌和细菌中,需Mg2+参与反应,性质稳定,耐酸和耐高温,在饲料工业中已被广泛使用。6一植酸酶只存在于植物中,适宜pH 5.0~5.5,对温度较敏感,超过60~65℃极易被破坏。

  3)按加工工艺不同可分为粉状、颗粒状和液体状植酸酶。粉状植酸酶在高温和高湿环境中易失活;脂肪包被颗粒型植酸酶在高温下脂肪膜易被融化,使植酸酶被释放出来而失活;因植酸酶在饲料中添加量极小,对喷涂精度要求高,故液体状植酸酶在饲料工业中较少使用;经特殊镶嵌的颗粒状植酸酶,热稳定性高,储存期长,在动物体内释放速度快,流动性好。

 1.4植酸酶活性的定义与当量值

 

  植酸酶的l个酶活单位(FTU)是指在pH 5.5,温度37℃条件下,每分钟从0.005 1 mol/L植酸钠溶液中释放出1 μmol无机磷所需酶的数量;使植酸酶水解植酸,释放1 g的磷,每千克日粮需添加植酸酶的单位数,称为植酸酶的当量值。不同动物,其当量值不同,产蛋鸡为250 FTU/kg日粮,肉仔鸡为900 FTU/kg日粮,猪为600 U/kg日粮。


  2植酸酶在食品工业中的应用

  植酸酶是一种新型的食品添加剂,植酸酶的活性因植物的种类不同而有很大差异,黑麦、小麦、大麦和小麦麸中的植酸酶活性很高,而玉米、燕麦和大豆饼中的植酸酶活性很低,有的甚至没有活性,通常在这一领域的研究主要集中在改善人体对矿物质的吸收和提高食品加工技术。


  2.1改善人体对矿物质的吸收

  在谷类和豆制品中,植酸能抑制铁的吸收,研究发现,六磷酸肌醇和五磷酸肌醇都可抑制铁的吸收。三磷酸肌醇和四磷酸肌醇单独存在时没有显示这种副作用,但当他们与六磷酸肌醇和五磷酸肌醇共存时将会加强对铁的抑制。这与人体缺铁有很大的相关性,如发展中国家婴儿普遍缺铁,在孕育期的妇女和素食者中缺铁现象更为严重。所以,为提高谷物和豆制品中铁的吸收,最好是将肌醇磷酸盐降解为比三磷酸肌醇低的肌醇磷酸盐的形式。


  2.2提高食品加工技术

  研究表明,使用植酸酶减少食物中植酸的含量可能会更有效,小麦本身含有植酸酶,降解部分植酸,但降解量有限,在面粉中加入植酸酶,植酸几乎被完全降解,可大大提高植酸的降解率。人的小肠中,植酸酶的活性极低,难以利用植酸盐,在面团中加入同位素铁,通过测定人血液红细胞中的铁含量来检测植酸酶对铁吸收的影响,结果发现,在面团中加入黑曲霉植酸酶,铁的吸收率从14.3%提高到26.1%,提高98%,在面团中添加植酸酶可大大提高植酸的降解率。

  食品级的纯化植酸酶可用于婴儿食品,特别是豆奶制品中,以解除抗营养因子;可用于处理粮食,以分解粮食中的植酸(盐),减少植酸对微量元素的螯合,提高粮食的营养价值;在大豆加工中可对大豆蛋白进行酶催化改性,从而提高其营养价值和商品价值。面包生产过程中添加植酸酶可清除揉面中的植酸,面包制作中用的植酸酶应该是安全无毒,高活性,钙依赖型;面包焙烤过程中植酸酶的应用效果证实,植酸酶是一种很好的面包改良剂,它在不改变面团pH的条件下大大缩短了面包的醒发时间,并且改善了面包的质地;浸渍是玉米浆的生产程序之一,微生物植酸酶能加速这一过程,改良株胚的分离,获得高产量的淀粉和面筋,并能改善玉米浆的品质,在谷物淀粉加工中处理废弃物,降低对环境的污染。

  植酸酶还能有效减少大米粉、小麦粉、玉米粉、燕麦粉和高粱粉中的植酸,植酸的降解情况可用食品中铁的吸收率来评价,麦片中植酸的含量为0.12%~0.89%,经植酸酶处理后,植酸的含量≤0.002%,铁的吸收率显著提高。在食品加工过程中,如烹饪、发芽、热处理、发酵和浸泡等也能减少食品中的可溶性植酸的含量。


  3植酸酶在饲料中的应用

  由于反刍动物瘤胃内微生物能合成包括植酸酶在内的多种消化酶,所以,植酸酶多数情况下在单胃动物(猪和鸡等)饲料中使用。


  3.1植酸酶在猪饲料中的应用

  在试验条件下,猪饲料中添加植酸酶,可使总磷的消化率提高9~24百分点,磷的利用率提高50%~74%,猪的生长速度、饲料利用率、蛋白质及矿物质元素的沉积都有不同的提高。

  

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