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摘 要：作为日粮中的一种抗营养物质，植酸会对家禽生产产生巨大负面影响。本文通过植酸对动物营养带来的挑战、其能够结合日粮中的矿物质、影响蛋白质消化率并可造成养分内源性损失的机理进行了分析，同时提出通过提高植酸酶的添加水平来提高经济效益。
关键词：植酸；家禽；高剂量植酸酶；经济效益
植酸在降低植物性饲料组分中有效磷的作用已得到广泛的认可，因此使用植酸酶来释放植酸磷和降低饲料成本已非常普遍。但是作为家禽日粮中的一种抗营养物，植酸所产生巨大负面影响的机理尚不十分清楚；通过在日粮中添加高剂量的合适的植酸酶来消除植酸的负面影响，以大幅度地提高生产性能和经济效益，其机理也并不很清楚。
植酸盐有时也被称为肌醇六磷酸钙镁、植酸，是种子中磷的主要贮存形式，且也是一种含有钾、镁和钙的复合物的一部分。植酸最初被认为是种子萌发过程中重要的磷源，目前还已知植酸的存在在减少萌发过程中的氧化应激以及防止植物胚胎死亡上发挥着重要的作用。
1 植酸带来的挑战
然而，植酸已向动物营养学提出了挑战。植酸最初被认为是一种极有价值的潜在磷源，通过有针对性地使用植酸酶可以使其变得有价值。最近几年，研究重点已经转向植酸在动物消化道内的抗营养作用。
植酸的这种抗营养作用很明显，生产性能的显著下降可明确证明这一点，如图1，用0～21日龄肉鸡对常规谷物（含高水平的植酸）和基因修饰谷物（含低水平的植酸）进行了比较。
在豆粕型日粮中，未进行基因修饰的谷物中的植酸含量能使饲料转化效率（Feed Conversion Ratio，FCR）降低4.6 %，而在大麦型日粮中则使增重（Bodyweight Gain，BWG）降低5.0 %。
植酸的这种负面影响有多种作用模式，不过所有模式均会降低日粮中重要营养物质的消化率和利用率。其中最重要的是植酸分子能结合肠道中的蛋白质和其他矿物质，这不仅会导致它们较低的利用率，而且会引起家禽产生有害的内源性反应。
2 能够结合矿物质
大部分的这种结合作用归因于植酸分子在溶液中本身就带有负电荷，即使在pH值较低的胃和肌胃的分泌液中。
此外，随着pH值升高这种负电荷会增加，因此当植酸从酸性的胃到中性的后肠穿过消化道时，会增加其与正电荷阳离子（主要是二价阳离子，如Ca2 、Zn2 、Cu2 ）的反应能力。
这些相互作用的最终结果是形成稳定的盐，然后从溶液中沉淀析出。
即使植酸对阳离子如Cu2 和Zn2 有很强的亲和力，但在家禽营养中其对Ca2 的分子亲和力最受关注。例如，研究表明当日粮中植酸P水平从0 %增至0.25 %时（后者水平大约相当于在标准的玉米-豆粕型日粮中的植酸浓度），肉鸡对日粮Ca2 的需求会从0.60 %增至0.95 %。
当在通过应用不断递增的植酸酶剂量评估逐渐递减的植酸所产生的影响时，植酸对其他矿物质的影响也可观察到。例如，图2显示了当向同一种日粮中添加700、 1 400和2 100 FTU/kg（标准剂量为300 FTU/kg）的商用植酸酶（Qumtum Blue）时，蛋黄硒含量是如何增加的。
3 影响蛋白质的利用率
由植酸导致的日粮蛋白质消化率下降是通过不同的作用模式发生的，体外研究表明pH值介于0.8～2.8之间时植酸的存在会降低胃蛋白酶的活性。
由于胃内容物的pH值通常是2～3，胃蛋白酶活性的下降随后可能会导致在消化过程的酸化阶段中蛋白质最初的分解率降低，从而导致蛋白质的总体消化率下降。虽然，这种较低的蛋白酶活性可通过在胃中产生更多的前体（蛋白酶原）得到克服，但植酸的存在也会直接降低蛋白质的可溶性和随后的消化率。
当饲料蛋白质（低pH值时带正电荷）与植酸（带负电荷）发生结合并随后发生共同沉淀时，这种情况就会发生。
最后，植酸的存在能降低细胞中Na /K 泵的活性，后者对肠壁吸收氨基酸非常重要。
4 内源性损失
蛋白质消化率的降低还会对家禽产生进一步的负面影响。十二指肠中未消化蛋白质水平的升高会增加胃泌素和胆囊收缩素的分泌，刺激胃产生额外的盐酸和胃蛋白酶原，从而减缓胃的排空速度。
如，研究表明当饲喂含高水平植酸的日粮时，7日龄和21日龄肉鸡肌胃内容物的pH值明显较低。
结果是内源性损失大幅度增加。大量的碳酸氢钠不得不进行分泌并进入十二指肠来降低肠道内容物的pH值，同时对肠道黏膜的额外刺激作用会导致产生更多的黏液以维持对肠道的保护水平。
5 植酸的消除方法
植酸的抗营养作用对动物生产性能影响的最明显表现可在用“超剂量”添加植酸酶有效消除植酸负作用的试验中见到。
图3的结果来自多个评价肉鸡饲喂阳性对照日粮（Positive Control，PC；提供足量矿物质）、阴性对照日粮（Negative Control，NC；标准添加量的植酸酶，较低的矿物质水平）或在NC中逐步提高强化型大肠杆菌植酸酶（Quantum Blue）水平的试验日粮后校正体重FCR的试验结果。
不是所有的植酸酶在胃的pH环境中都有充分的活性或能持续降解植酸直至消除——即超剂量添加是有效的。
然而，图3的结果清楚地显示，Quantum Blue植酸酶通过消除植酸的负面影响而给生产性能带来的益处，远超出了添加单个矿物质所产生的效果（添加标准剂量的植酸酶产生的功效相当于阳性对照的生产性能）。
6 经济效益
饲料转化率上的净效应比采用阳性对照日粮或添加标准剂量Quantum Blue植酸酶高出4个点，相当于每吨饲料的成本可以节约4～6欧元。这是一个具有深远影响的效益，据估计植酸的抗营养作用每年将使全球单胃动物饲料行业损失20亿欧元。
同样，毫无疑问，随着人们越来越意识到植酸对家禽生产性能和生产利润的影响，也会逐步意识到用高剂量的植酸酶消除植酸负面影响的重要性。
专门开发能最大程度降解植酸的商用植酸酶（如Quantum Blue），还将有助于确保终端用户能够获得持续的效果，这对超剂量使用植酸酶以及挽救当前抗营养因子植酸造成的收益损失极为重要。
原题名：The impact of phytate as an anti-nutrient in poultry diets（英文）
原作者：Gilson Gomes博士
关键词：植酸；家禽；高剂量植酸酶；经济效益
植酸在降低植物性饲料组分中有效磷的作用已得到广泛的认可，因此使用植酸酶来释放植酸磷和降低饲料成本已非常普遍。但是作为家禽日粮中的一种抗营养物，植酸所产生巨大负面影响的机理尚不十分清楚；通过在日粮中添加高剂量的合适的植酸酶来消除植酸的负面影响，以大幅度地提高生产性能和经济效益，其机理也并不很清楚。
植酸盐有时也被称为肌醇六磷酸钙镁、植酸，是种子中磷的主要贮存形式，且也是一种含有钾、镁和钙的复合物的一部分。植酸最初被认为是种子萌发过程中重要的磷源，目前还已知植酸的存在在减少萌发过程中的氧化应激以及防止植物胚胎死亡上发挥着重要的作用。
1 植酸带来的挑战
然而，植酸已向动物营养学提出了挑战。植酸最初被认为是一种极有价值的潜在磷源，通过有针对性地使用植酸酶可以使其变得有价值。最近几年，研究重点已经转向植酸在动物消化道内的抗营养作用。
植酸的这种抗营养作用很明显，生产性能的显著下降可明确证明这一点，如图1，用0～21日龄肉鸡对常规谷物（含高水平的植酸）和基因修饰谷物（含低水平的植酸）进行了比较。
在豆粕型日粮中，未进行基因修饰的谷物中的植酸含量能使饲料转化效率（Feed Conversion Ratio，FCR）降低4.6 %，而在大麦型日粮中则使增重（Bodyweight Gain，BWG）降低5.0 %。
植酸的这种负面影响有多种作用模式，不过所有模式均会降低日粮中重要营养物质的消化率和利用率。其中最重要的是植酸分子能结合肠道中的蛋白质和其他矿物质，这不仅会导致它们较低的利用率，而且会引起家禽产生有害的内源性反应。
2 能够结合矿物质
大部分的这种结合作用归因于植酸分子在溶液中本身就带有负电荷，即使在pH值较低的胃和肌胃的分泌液中。
此外，随着pH值升高这种负电荷会增加，因此当植酸从酸性的胃到中性的后肠穿过消化道时，会增加其与正电荷阳离子（主要是二价阳离子，如Ca2 、Zn2 、Cu2 ）的反应能力。
这些相互作用的最终结果是形成稳定的盐，然后从溶液中沉淀析出。
即使植酸对阳离子如Cu2 和Zn2 有很强的亲和力，但在家禽营养中其对Ca2 的分子亲和力最受关注。例如，研究表明当日粮中植酸P水平从0 %增至0.25 %时（后者水平大约相当于在标准的玉米-豆粕型日粮中的植酸浓度），肉鸡对日粮Ca2 的需求会从0.60 %增至0.95 %。
当在通过应用不断递增的植酸酶剂量评估逐渐递减的植酸所产生的影响时，植酸对其他矿物质的影响也可观察到。例如，图2显示了当向同一种日粮中添加700、 1 400和2 100 FTU/kg（标准剂量为300 FTU/kg）的商用植酸酶（Qumtum Blue）时，蛋黄硒含量是如何增加的。
3 影响蛋白质的利用率
由植酸导致的日粮蛋白质消化率下降是通过不同的作用模式发生的，体外研究表明pH值介于0.8～2.8之间时植酸的存在会降低胃蛋白酶的活性。
由于胃内容物的pH值通常是2～3，胃蛋白酶活性的下降随后可能会导致在消化过程的酸化阶段中蛋白质最初的分解率降低，从而导致蛋白质的总体消化率下降。虽然，这种较低的蛋白酶活性可通过在胃中产生更多的前体（蛋白酶原）得到克服，但植酸的存在也会直接降低蛋白质的可溶性和随后的消化率。
当饲料蛋白质（低pH值时带正电荷）与植酸（带负电荷）发生结合并随后发生共同沉淀时，这种情况就会发生。
最后，植酸的存在能降低细胞中Na /K 泵的活性，后者对肠壁吸收氨基酸非常重要。
4 内源性损失
蛋白质消化率的降低还会对家禽产生进一步的负面影响。十二指肠中未消化蛋白质水平的升高会增加胃泌素和胆囊收缩素的分泌，刺激胃产生额外的盐酸和胃蛋白酶原，从而减缓胃的排空速度。
如，研究表明当饲喂含高水平植酸的日粮时，7日龄和21日龄肉鸡肌胃内容物的pH值明显较低。
结果是内源性损失大幅度增加。大量的碳酸氢钠不得不进行分泌并进入十二指肠来降低肠道内容物的pH值，同时对肠道黏膜的额外刺激作用会导致产生更多的黏液以维持对肠道的保护水平。
5 植酸的消除方法
植酸的抗营养作用对动物生产性能影响的最明显表现可在用“超剂量”添加植酸酶有效消除植酸负作用的试验中见到。
图3的结果来自多个评价肉鸡饲喂阳性对照日粮（Positive Control，PC；提供足量矿物质）、阴性对照日粮（Negative Control，NC；标准添加量的植酸酶，较低的矿物质水平）或在NC中逐步提高强化型大肠杆菌植酸酶（Quantum Blue）水平的试验日粮后校正体重FCR的试验结果。
不是所有的植酸酶在胃的pH环境中都有充分的活性或能持续降解植酸直至消除——即超剂量添加是有效的。
然而，图3的结果清楚地显示，Quantum Blue植酸酶通过消除植酸的负面影响而给生产性能带来的益处，远超出了添加单个矿物质所产生的效果（添加标准剂量的植酸酶产生的功效相当于阳性对照的生产性能）。
6 经济效益
饲料转化率上的净效应比采用阳性对照日粮或添加标准剂量Quantum Blue植酸酶高出4个点，相当于每吨饲料的成本可以节约4～6欧元。这是一个具有深远影响的效益，据估计植酸的抗营养作用每年将使全球单胃动物饲料行业损失20亿欧元。
同样，毫无疑问，随着人们越来越意识到植酸对家禽生产性能和生产利润的影响，也会逐步意识到用高剂量的植酸酶消除植酸负面影响的重要性。
专门开发能最大程度降解植酸的商用植酸酶（如Quantum Blue），还将有助于确保终端用户能够获得持续的效果，这对超剂量使用植酸酶以及挽救当前抗营养因子植酸造成的收益损失极为重要。
原题名：The impact of phytate as an anti-nutrient in poultry diets（英文）
原作者：Gilson Gomes博士