植酸酶及其在食品与饲料中的应用

植酸酶及其在食品与饲料中的应用

《现代农业科技》２００８年第８期动物科学

植酸酶及其在食品与饲料中的应用

王鑫

车振明＊

黄韬睿

（西华大学生物工程学院，四川成都６１００３９）

摘要植酸酶是在食品及饲料中应用的一种新型的添加剂，它能够降低食物中的植酸而提高食物中磷、锌、铁等的吸收率，对矿物质元素的利用具有全面的促进作用，应用于食品和饲料工业中，都具有良好的发展前景。

关键词植酸；植酸酶；添加剂；食品；饲料；应用

文献标识码Ａ文章编号１００７－５７３９（２００８）０８－０１９３－０２中图分类号ＴＳ２０１．２＋５

植酸即环己六醇六磷酸酯，是一种淡黄褐色黏稠液体，大量存在于植物种子和花粉中，是一种抗营养因子，具有极强的螯合能力，可与多种矿物质如钙、镁、铁、锌等螯合，形成不溶性复合物；使一些消化酶如蛋白酶、淀粉酶和胰蛋白酶的作用也受到植酸的抑制，因此降低了蛋白质、淀粉、脂类物质的消化利用，使多种微量元素和氨基酸的利用率下降。此外，植酸盐络合某些营养物质，降低其利用率，被认为是抗营养因子。研究表明，在中性条件下，植酸可与二价或三价阳离子络合成不溶性盐（如Ｃａ２＋、Ｍｎ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋），使小肠的吸收力降低；植酸可与蛋白质形成络合物，影响蛋白质的利用；植酸可抑制消化酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶和!一淀粉酶）的作用效果。这种抑制作用可能是由于植酸的络合作用减少了Ｃａ２＋离子数量，而Ｃａ２＋对胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用极为重要，!－淀粉酶的稳定性也需要Ｃａ２＋离子，另外也可能是植酸与酶作用底物作用的结果，这些负面作用也解释了植酸对蛋白质利用率的影响。

在食品中添加植酸酶可降解植酸盐释放无机磷，提高人体对植酸磷的生物利用率，缓解植酸盐的抗营养作用。植酸酶存在于多种植物的种子和花粉中，但植酸酶的活性因植小麦、大麦、小麦麸中的物的种类不同而有很大差别，黑麦、

植酸酶有很高的活性，而燕麦、玉米、大豆饼、菜籽饼中的植酸酶的活性很低。

存在于多种植物的种子和花粉中，但其活性却因植物的种类不同而有很大差别，如在豆类、谷类和油料作物中，植酸酶的活力一般都较低。此外，来源于植物的植酸酶多属于

６－植酸酶（ＥＣ３．１．３．２６），最适ｐＨ值为５．０～７．５，不适合在单

胃动物的酸性胃中起作用，而且植酸酶在植物中含量极低，因而从应用角度出发，自２０世纪６０年代末植酸酶的研究转向最适ｐＨ值为酸性，酶含量较高的微生物来源的植酸酶。

１．２．２动物植酸酶。动物植酸酶存在于哺乳动物的小肠及

脊椎动物的红血球和血浆原生质中。比起植物和微生物植酸酶，动物植酸酶方面的研究非常少。虽然已测定了人体部分组织中植酸酶的活性，但仍不了解植酸酶在人胃和小肠中降解植酸盐的活性如何。有学者认为哺乳动物小肠中的植酸酶与碱性磷酸酶相同。尽管在小鼠、鸡和牛的肠黏膜上植酸酶降解植酸盐的活性已得到证实，但一般而言，动物植酸酶含量较少且活性低。多胃动物有瘤胃微生物的植酸酶，可利用植酸盐，单胃动物则难以利用植酸盐。

１．２．３微生物植酸酶。自然界中许多微生物都产植酸酶，尤

其在曲霉属中。自１９６８年，陆续从十几种微生物中分离到植酸酶。细菌中产植酸酶的有枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）、大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ）、假单孢菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ等。现已有超过２００株产植酸酶的丝状真菌被分离到，多数属于曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、毛霉（Ｍｕｃｏｒ）、青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｕｍ）和根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ），大多分离的菌株均有较高的酶活，其中最活跃的产酶菌株是黑曲霉（Ａ．ｎｉｇｅｒ），而无花果曲霉（Ａ．ｆｉｃｉｕｍ）的产酶效率最高，其他曲霉如白曲霉（Ａ．ｃａｎｄｉｄｕｓ）、黄曲霉（Ａ．和Ａ．ｒｅｐｅｎｓ所产胞外酶活性也相当高。一般而言，丝ｆｌａｖｕｓ）、

状真菌植酸酶是胞外酶，容易分离提纯，而细菌植酸酶往往是胞内酶（除Ｂ．Ｓｕｂｔｉｌｉｓ和肠杆菌属Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ外）。相对于细菌和丝状真菌，酵母菌植酸酶的报道很少，主要是啤酒酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）和Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃａｓｔｅｌｌｉｉ，其中Ｓ．ｃａｓｔｅｌｌｉｉ的产酶活性在酵母菌中较高。目前已知微生物植酸酶是３－磷酸酶，属于组氨酸酸性磷酸酶，是一种糖基化蛋白，分子量约４５～６０ＫＤ。２０世纪９０年代以来，随着生物技术和发酵工程的发展，采用ＤＮＡ重组技术使植酸酶的活性得到了大幅度提高，降低了生产成率，为植酸酶的进一步应用提供了基础。

１１．１

植酸酶性质和来源植酸酶的性质

大多数微生物植酸酶活性的最适温度在４５～６０℃之间，

超过６３℃时即失去大部分活性。植物植酸酶的活性的最适ｐＨ值在４．８～６．０之间，植酸酶的活性还与含水量有关，要求至少含水２０％￣２５％，含水分３０％时活性最高。此外，植酸酶的活性还受某些金属离子、植酸、氟化钠等物质的影响。如Ｚｎ２＋、

Ｃｕ２＋、Ｆｅ２＋对大豆植酸酶有抑制作用；在发酵过程中，Ｃａ２＋可

提高枯草杆菌植酸酶的活性；Ｃａ２＋、Ｍａ２＋可激活酿酒的植酸酶；氟化钠抑制大豆植酸酶。

１．２１．２．ｌ

植酸酶的来源

植物植酸酶。植酸酶最早是在植物中发现的，早期的

王鑫（１９８３－），女，硕士研究生。研究方向：食品生物技术。

＊通讯作者

研究都集中在植物和动物器官中的植酸酶上。尽管植酸酶

作者简介收稿日期

２００８－０２－２７

２植酸酶的应用

１９３

第1页下一页