植酸酶对猪豆粕和玉米豆粕型日粮中磷利用率改善的试验（转）

嗷嗷乖乖

植酸酶对猪豆粕和玉米豆粕型日粮中磷利用率改善的试验

植酸酶对猪豆粕和玉米豆粕型日粮中磷利用率改善的试验

摘要：

采用225头猪进行了四个试验，以评估微生物来源的植酸酶对玉米豆粕型日粮和葡萄糖-玉米淀粉-豆粕日粮磷利用率改善的效果。

    前两个试验中，猪生长阶段分别使用能满足需要，含总磷0.5%的日粮和含总磷0.4%不能满足需要的玉米豆粕型日粮，肥育阶段分别使用总磷含量0.4%，能满足需要的日粮和总磷0.3%不能满足需要的玉米豆粕型日粮。日粮使用磷酸氢钙补加无机磷。一半日粮中添加了500u/g植酸酶。结果表明，饲喂缺磷日粮时，猪的生长速度、料肉比和骨骼强度均呈减退趋势。在低磷日粮中加入植酸酶，猪的生长速度和料肉比，尤其是骨骼强度恢复至对照组水平。在另两个试验中，基础低磷日粮磷均源于豆粕或玉米-豆粕混合物。两日粮均含0.05%有效磷。按不同水平在基础日粮中加入磷酸二氢钠，最高磷添加量为0.15%，以建立标准曲线。在日粮中分别加入250，500和1000u/g的植酸酶。生长速度、骨骼强度随磷酸二氢钠的添加量和植酸酶的添加量呈线性关系。基于总磷和有效磷采食量的计算，加入1000u/g植酸酶组将豆粕型日粮中的磷生物学利用率由25%提高到了57%，将玉米-豆粕型日粮中的磷生物学利用率由15%提高到了43%。用植酸磷利用率提高的数量来表示，添加该水平的植酸酶将约1/3不可利用的植酸磷的转化为了可利用磷。结果表明，在猪日粮中添加植酸酶提高了植酸磷的生物学利用率。

前言

    在美国，玉米是主要的饲用谷物，豆粕是主要的饲用蛋白源。磷在玉米、豆粕和其他谷物、油料饼粕和其他副产物中主要以植酸磷的形式存在。单胃动物由于缺乏能将磷酸基团从植酸分子上水解下来的植酸酶，致使植酸磷的生物学利用率很低。比较而言，反刍动物由于瘤胃微生物能提供足够的植酸酶，可以很好的利用植酸磷。

玉米和豆粕中分别只有10-15%和25%的总磷可被猪利用。由于大量的磷难以消化，粪中排泄出大量的磷，造成的环境问题引起了人们的注意，尤其是在土地和水资源缺乏而牲畜饲养密度大的地区。

    假如大幅度提高饲料原料中磷的利用率，玉米和豆粕所提供的磷就足以满足猪的营养需要。Nelson等人（1971）报导了在家禽中使用植酸酶可以改善磷的利用率，但在猪的方面研究有限。本研究的目的在于探讨在日粮中使用植酸酶，以提高玉米豆粕型日粮中磷的利用率，减少猪日粮中外源磷的添加量。

试验过程

    采用225头猪进行了4个试验，以评估植酸酶对玉米豆粕型日粮中磷生物学利用率的改善程度。本试验中的植酸酶来源于黑曲霉的突变基因片断。酶中同时含有酸性磷酸酶、蛋白酶、淀粉酶和果胶酶。植酸酶的pH峰值为5.0（37℃），酸性磷酸酶峰值为2.5，因而这两个降解植酸的酶区间在2.0到5.5之间。试验用酶于冰箱中保存，并在加入日粮前分析其酶活。同时，在试验末期测定日粮中植酸酶活性。试验样品植酸酶酶活在190，000至550，000之间。植酸酶酶活单位定义为：在标准条件下（37℃，pH5.0，15min ），从植酸钠中释放出1nmol无机磷的植酸酶的量。

    试验1和2：两试验用于评估植酸酶在低磷生长-育肥猪日粮中的效果。采用约克夏猪，始重分别为26.4kg（试验1）和33.6kg（试验2），按性别和体重，完全打乱其来源随机分组。每栏5头猪，按公3母2或公2母3组成。水泥地面平养（1.2X6.6m）。每试验中每处理3个重复。

猪只自由采食，防霜喷泉似饮水器饮水。每两周或一周（100kg左右时）称猪和结料1次。试验1中猪终重100.8千克，试验2中猪终重100千克。

表一、日粮组成（试验1，2 ）

		Growing diet			Finishing diet
	Basal P, %	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30
	Added P,%	0.20	0.10	0.00	0.10	0.00
Ingredient	Total P,%	0.50	0.40	0.30	0.40	0.30
Ground corn		83.16	83.37	83.59	83.87	84.09
Dehulled SBM		14.26	14.24	14.23	14.20	14.18
L-lysine-HCL		0.19	0.19	0.19	-	-
Mono-dicalcium phosphate		1.08	0.54	-	0.53	-
Ground limestone		0.76	1.11	1.44	0.85	1.18
Iodized salt		0.35	0.35	0.35	0.35	0.35
Vitamin-trace mineral mix		0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
Phytase supplement		±	±	±	±	±
Total		100.00	100.00	100.00	100.00	100.00

表2 日粮组成（试验3，4）

		试验三				试验四
	Basal P, %	0.20	0.20	0.20	0.20	0.32	0.32	0.32
	Added P,%	0.00	0.05	0.10	0.15	0.00	0.075	0.15
	Total P,%	0.20	0.25	0.30	0.35	0.32	0.395	0.47
	Available P,%	0.05	0.10	0.15	0.20	0.05	0.125	0.20
Ground corn		—	—	—	—	77.67	77.33	77.00
Dehulled SBM		30.65	30.65	30.65	30.65	19.55	19.55	19.55
Dextrose		32.61	32.50	32.39	32.28	—	—	—
Cornstarch		32.62	32512	32.39	32.28	—	—	—
Monosodium phosphate		—	0.22	0.45	0.67	—	0.34	0.67
Ground limestone		1.60	1.60	1.60	1.60	1.79	1.79	1.79
Iodized salt		0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
Corn oil		1.00	1.00	1.00	1.00	—	—	—
Lysine-Hcl		—	—	—	—	0.19	0.19	0.19
DL-methionine		0.20	0.20	0.20	0.20	—	—	—
Choline mix		0.50	0.50	0.50	0.50	—	—	—
Vitamin-trace mineral mix		0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20
Additive mix		0.12	0.12	0.12	0.12	0.10	0.10	0.10
Phytase supplement		±	±	±	±	±	—	—
Total		100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00

    玉米豆粕型日粮按照NRC（1988）标准加入维生素和矿物元素（磷除外）。日粮设计生长阶段含有 Lys0.8%，肥育阶段0.65%。赖氨酸盐酸盐直接加入生长阶段日粮中，以保证生长和肥育两阶段日粮大配方组成基本一致。低磷日粮中所有的磷(0.3%)均来自玉米和豆粕。按照玉米磷的利用率12%和豆粕磷利用率25%计算，基础日粮有效磷含量约0.05%。

    试验1的三个处理组中，生长阶段日粮磷的含量分别为0.5%，0.4%和0.3%，肥育阶段分别为0.4%，0.3%和0.3%。另外三个处理组在相同日粮的基础上分别加入500u/g的植酸酶。日粮中使用磷酸氢钙作为磷源，使用石粉调节两阶段钙含量分别为0.6和0.5%。高磷日粮组在两阶段中含有充足的磷(生长阶段为0.5%，肥育阶段为0.4%)（NRC,1998）。

    试验2的处理中，生长阶段磷含量为0.5%和0.3%，肥育阶段为0.4%和0.3%。另两组日粮中除了含有500u/g的植酸酶外，其它与基础日粮相同。第五组日粮两阶段都是低磷日粮（0.3/0.3%），含有1000u/g的植酸酶。

    在每个试验末期，每栏中宰杀三头猪（相同的公母比例），分别取前后肢的第三和第四趾骨测定骨骼强度。

试验3和试验4：

    两试验用于估测植酸酶对磷生物学利用率改善的效果，以及豆粕（试验3）和玉米豆粕型日粮（试验4）中不可利用磷转化为可利用磷的程度。试验使用大约克X汉普夏二元杂交猪，始重分别为18.6千克（试验3）和20.7千克（试验4）。随机分组如前所述。猪只高床饲养(0.6X1.2m) ，猪舍温度可调。猪只采用不锈钢自动喂料器饲喂，乳头式饮水器饮水，自由采食。猪只每周称重和结料。

    试验3中，采用葡萄糖-玉米淀粉-豆粕型日粮，日粮中含赖氨酸0.95%，磷0.2%，钙0.8%（见表2）。该日粮除磷外满足20-50千克生长阶段所需营养需要量(NRC1988)。基础日粮磷来自于豆粕，且AP计算含量为0.05%（NRC，1988；Cromwell，1992）。四个处理组基础日粮相同，并使用磷酸二氢钠调整其中三个组日粮的磷含量，分别向三个组加入0.05%，0.10%，1.5%的无机磷量。四组日粮AP含量计算值分别为0.05，0.10，0.15和0.20%。另三个处理在基础日粮的基础上加入植酸酶（加入植酸酶在饲料中酶活分别为250，500和1000u/g）。每种日粮饲喂5头猪40天。

试验4中，使用玉米豆粕型日粮，赖氨酸、总磷和钙含量分别为0.95%、0.32%（有效磷含量0.05%）和0.75%（见表2）。除磷外，所有营养素皆满足营养需要标准（NRC，1988）。一组日粮为基础日粮，另外两组分别使用磷酸二氢钠添加0.075和0.15%的磷含量。这三组日粮分别含AP 0.05，0.125和0.2%。另外两处理组在基础日粮基础上分别加入两个水平的植酸酶(500u/g和1000u/g饲料)。每组日粮饲喂5头猪34天。

    在两个试验的末期，宰杀所有猪只，取第三和第四趾骨和股骨测定骨骼强度。

化学分析：

    采用凯氏定氮法测定玉米和豆粕CP含量（N x 6.25）（AOAC，1984）。赖氨酸使用酸水解后离子交换色谱法测定。磷的测定采用重量法（AOAC，1984），钙采用原子吸收光谱法测定。

骨骼强度测定：

    采用Instron测试仪测定鲜骨骨骼强度，测试前按前方法处理（Cromwell，1972b）。骨骼强度定义为：在两个相距3.5厘米的支撑点之间（股骨为8.5厘米），使骨骼折断的力(kg)。按平均大小计算。

统计方法：

数据按随机分组设计。以栏为试验单位。

结果：

    玉米和豆粕含赖氨酸0.27和3.08%，磷0.26和0.68%，钙0.01和0.32%。植酸酶的分析结果符合试验设计值。

试验1和试验2：

试验1（表3）和试验2（表4）中，生长速度、料肉比和骨骼强度均随日粮磷含量的降低而减退。试验结果与日粮磷含量呈线性关系。但加入植酸酶组的生产性能和骨骼强度的降低并不显著。该模式中植酸酶与磷的互作可明显由试验1中的增重和骨骼强度，及试验2中的增重观察到。两试验中，添加植酸酶显著改善了低磷日粮组的生长性能和骨骼强度。试验2中，加入高含量（1000u/g）的植酸酶，似乎骨骼强度得到了进一步的增强，但与低植酸酶添加量组（500u/g）相比，未能影响到增重。试验数据表明，在含磷量充足的组中加入植酸酶，有提高增重速度，改善料肉比的趋势（试验1），但该结果未能在试验2中复现出来。

表3：不同磷和植酸酶水平对生长肥育猪生产性能和骨骼强度的影响（试验1）

P in growing,%:	0.5	0.4	0.3	0.5	0.4	0.3
P in finishing,%:	0.4	0.3	0.3	0.4	0.3	0.3
Item Phytase ,units/g:	—	—	—	500	500	500	CV
Daily gain	0.885	0.813	0.717	0.926	0.885	0.872	3.1
Daily feed intake,kg	3.27	3.07	2.86	3.23	3.22	3.23	4.3
Feed/gain	3.70	3.79	3.98	3.49	3.63	3.70	3.9
Metacarpal-metatarsal strength ,kg	145.0	102.0	97.7	149.7	135.7	117.7	8.0

表4：不同磷和植酸酶水平对生长肥育猪生产性能和骨骼强度的影响（试验2）

P in growing,%:	0.5	0.3	0.5	0.3	0.3
P in finishing,%:	0.4	0.3	0.4	0.3	0.3
Item Phytase ,units/g:	—	—	500	500	1000	CV
Daily gain	0.853	0.726	0.862	0.808	0.790	3.1
Daily feed intake,kg	2.76	2.60	2.79	2.71	2.71	4.8
Feed/gain	3.23	3.56	3.24	3.36	3.43	4.4
Metacarpal-metatarsal strength ,kg	155.7	107.7	162.0	126.0	143.0	7.5

试验3和试验4：

在试验3低磷豆粕日粮（表5）和在试验4低磷玉米豆粕型日粮（表6）中加入磷酸二氢钠，显著提高了生长速度、采食量、料肉比、趾骨和股骨骨骼强度，且均呈线性关系。按不同剂量添加植酸酶，同样提高了生长速度、采食量、趾骨和股骨骨骼强度（试验3），但料肉比的改善只在试验4中得到了体现。

表5：豆粕日粮中植酸酶对生长猪的影响（试验3）

Added P,%:	—	0.05	0.10	0.15	—	—	—
Total P:	0.20	0.25	0.30	0.35	0.20	0.20	0.20
Available P,%:	0.05	0.10	0.15	0.20	0.05	0.05	0.05
Item Phytase ,units/g:	—	—	—	—	250	500	1000	CV
Daily P intake
Total P ,g	2.73	3.73	4.94	6.45	2.99	3.18	3.43	-
Available P, g	0.68	1.49	2.47	3.69	0.75	0.79	0.86	-
Daily gain ,kg	0.458	0.579	0.635	0.747	0.474	0.529	0.564	11.3
Daily feed intake ,kg	1.37	1.49	1.65	1.84	1.49	1.59	1.72	13.9
Feed/gain	3.01	2.58	2.60	2.47	3.15	3.01	3.06	12.6
Bone strength
Metacarpal –metatarsal ,kg	26.0	29.1	40.8	51.5	29.5	31.2	36.0	14.9
Femur,kg	71.7	92.1	1339.3	190.6	73.7	86.7	115.8	22.9

    饲喂基础日粮和添加磷酸二氢钠日粮组猪的骨骼强度与采食的总磷和有效磷量呈线性关系（表7和表8）。两基础日粮的有效磷含量约0.05%。总磷和有效磷采食量按日粮采食量分别与总磷和有效磷含量相乘所得积计算。试验3中，采食豆粕型日粮，猪趾骨折断强度与有效磷含量紧密相关。股骨和趾骨强度与采食总磷和有效磷的量其呈线性回归。同样，试验4中猪股骨、趾骨折断强度与总磷和有效磷含量线性相关。

表6：玉米豆粕日粮中植酸酶对生长猪的影响（试验4）

Added P,%:	—	0.075	0.15	—	—
Total P:	0.32	0.395	0.47	0.32	0.32
Available P,%:	0.05	0.125	0.20	0.05	0.05
Item Phytase ,units/g:	—	—	—	500	1000	CV
Daily P intake
Total P ,g	4.78	6.13	7.77	5.08	5.42
Available P, g	0.72	1.91	3.27	0.76	0.81
Performance
Daily gain ,kg	0.536	0.662	0.726	0.600	0.648	6.6
Daily feed intake ,kg	1.49	1.55	1.65	1.59	1.69	8.4
Feed/gain	2.78	2.34	2.28	2.65	2.62	5.4
Bone strength
Metacarpal –metatarsal ,kg	31.8	42.8	60.2	42.8	49.4	12.4
Femur,kg	93.8	155.6	226.6	145.2	174.6	15.5

饲喂不同含量植酸酶低磷组猪的骨骼强度，与有效磷含量紧密相关。有效磷的摄入量按照标准曲线重新计算。例如试验3中，添加1000u/g植酸酶组，采食总磷3.43g/d，如果未添加植酸酶，相当于采食了0.86g/d有效磷（表7）。但按猪的骨骼强度与标准曲线对照，相当于采食有效磷1.99g/d。因而，豆粕日粮中磷利用率由于添加植酸酶而从25%上升到了58%。依据趾骨和股骨骨骼强度平均值计算，添加三个水平的植酸酶（250,500,1000u/g），磷的生物学利用率分别提高了35，42，57%(表7)。以另一种方法表述，添加三个水平的植酸酶，豆粕中不可利用磷利用率分别提高了14，22和43%（表7）。

表7：添加植酸酶对豆粕磷利用率的提高（试验3）

		Assuming no phytase			Resulting from phytase
Bone and phytase unit/g	Total P intake ,g/d	Avail P intake g/d	Unavailable P intake g/d	Availability of P, %	Avail P intake g/d	Unavailable P intake g/d	Availability of P, %	Unavailable P made available ,%
MM
250	2.99	0.75	2.24	25	1.27	1.72	42	23
500	3.18	0.79	2.39	25	1.47	1.71	46	28
1000	3.43	0.86	2.57	25	1.99	1.44		44
Femur
250	2.99	0.75	2.24	25	0.85	2.14	28	4
500	3.18	0.79	2.39	25	1.17	2.01	37	16
1000	3.43	0.86	2.57	25	1.91	1.52	56	41
Avg
250	—	—	—	25	—	—	35	14
500	—	—	—	25	—	—	42	22
1000	—	—	—	25	—	—	57	43

    试验4中结果相同（表8）。500u/g组和1000u/g组将玉米豆粕型日粮磷利用率由15%分别提高到了35和43%。同时，将原不可利用磷的23和33%转换成了可利用磷。

    表8：两阶梯方式添加植酸酶对玉米豆粕型日粮磷利用率的提高（试验4）

		Assuming no phytase			Resulting from phytase
Bone and phytase unit/g	Total P intake ,g/d	Avail P intake g/d	Unavailable P intake g/d	Availability of P, %	Avail P intake g/d	Unavailable P intake g/d	Availability of P, %	Unavailable P made available ,%
MM
500	5.08	0.76	4.32	15	1.79	3.29	35	24
1000	5.42	0.81	4.61	15	2.33	3.09	43	33
Femur
500	5.08	0.76	4.32	15	1.71	3.37	34	22
1000	5.42	0.81	4.61	15	2.29	3.13	42	32
Avg
500	—	—	—	15	—	—	35	23
1000	—	—	—	15	—	—	43	33

讨论：

植酸和植酸磷很早以前就作为种子的重要组成部分而为人知。植酸磷是几乎所有种子磷的储存方式，其它多存在于根和茎当中。种子在快成熟时，植酸磷的含量迅速上升，发芽时迅速水解释放出磷供给种子利用。按照Nelson等（1968）的叙述，玉米、高粱、小麦、大麦和燕麦中总磷56-68%以植酸磷形式存在，豆粕和棉粕中61-70%以植酸磷形式存在。

    植酸酶作用于植酸产生肌醇和磷酸根，中间产物上连有1-12个磷酸基团。植酸酶除大量存在于植物外，还可由酵母、霉菌和细菌产生。黑曲霉基因片段似乎产植酸酶量较大。瘤胃微生物也分泌植酸酶，从而反刍动物能够利用植酸磷。猪和其它许多单胃动物体内植酸酶含量极少，无法有效的利用植酸磷。尽管一些报告报导了鼠、鸡和人的肠道中存在植酸酶的活性，但其无论是从数量上还是肠道的条件上来说，对植酸磷的利用都很有限。

    本研究也清楚表明，无论是豆粕还是玉米和豆粕的混合物，猪都无法利用这部分磷。本试验中，猪采食低磷日粮而生长缓慢，饲料转换为增重的效率低下，同时骨骼矿物元素含量降低。从我们试验站过去的试验结果来看，玉米大约10-15%，去皮豆粕25%或者玉米豆粕型日粮中15%的磷对猪来说具有生物学利用率。这样，玉米豆粕混合物0.3-0.32%的总磷含量，大约只能提供0.05%的有效磷（0.32*15%=0.048%），显然低于20-50千克体重阶段猪0.23%和50-110千克阶段0.15%有效磷的需要量（NRC,1988）。

    非反刍动物饲粮中使用自然来源的植酸酶以提高植酸磷的利用率，到目前为止还很少研究。小麦、黑麦和其它谷物副产品含植酸酶量较多。燕麦、玉米和豆粕中植酸酶含量较少或没有。很多类植物的植酸酶存在于种子的外壳上；这样，麦麸、次粉和其它小麦副产物中可能含有大量的植酸酶。最近，Bos等报道，小麦、黑麦含有大量的植酸酶，大麦含量中等。1972年，我们发现，给猪饲喂以小麦和大麦为基础的日粮，相比以玉米和高粱为基础的日粮，达到最大的生长速度和骨骼矿物元素含量所需提供的磷量要少。使用折线法，我们估计小麦中磷的利用率大约在50%，比玉米将近高出10倍。同样，我们研究发现黑麦、次粉和大麦中磷的生物学利用率都比玉米高（分别为46，41和30%）。其它报告也报导了小麦和黑麦中磷利用率比玉米要高。

Nelson等（1971）首次利用鸡进行了微生物植酸酶提高磷利用率的试验（源自无花果曲霉）。直到最近，由于酶成本的问题还只进行了极少的试验。但随着微生物基因工程的发展，植酸酶的大量生产，也许成本不会再是问题。

    我们的研究清楚表明，通过黑曲霉突变基因生产的植酸酶，对于猪能够有效地提高玉米和豆粕磷的利用率。在最高的添加量(1000u/g)，约有1/3的不可利用磷变为可利用磷。更进一步，玉米豆粕混合物中磷的利用率（15%）提高到了约45%，接近三倍的量。Simons等也报道，在猪和鸡的低有效磷/高植酸磷日粮中添加植酸酶（源于黑曲霉）提高了磷的吸收和利用率。同样，类似在日粮中添加植酸酶提高磷利用率的试验，还有Lei等进行了报道。

    尽管本试验未测定粪磷的含量，但添加植酸酶降低了日粮总磷的含量，应当减少了猪通过粪磷向外界排泄的磷量。最近Simons等在荷兰进行了类似的试验，我们试验站也进行了相同的试验。降低粪中磷的排放量对于环境非常的重要，因为磷是环境污染物之一，尤其在土地和水资源有限而养殖密集的地区。

结论：

研究结果表明，微生物来源的植酸酶能有效地提高生长猪玉米和豆粕磷的利用率。低磷添加植酸酶组猪的生长速度，料肉比与添加足够无机磷组基本相同。低磷日粮中添加植酸酶，降低了向外界磷的排放量，对于土地和水资源有限而养殖密集的地区有着非常重要的作用。

西北牧羊人

降低成本又环保的办法，期待能有好的收获！谢谢楼主:tiaotiao: :tiaotiao: :tiaotiao:

laobawu

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褚耀诚

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linzi08102000

谢啦，正在找这方面的资料呢。。。