植酸酶是能水解植酸(盐)为肌醇和正磷酸(盐)的一种水解酶。在植物性饲料原料中添加植酸酶可显著地提高磷的利用率。
磷在植物性饲料中含量不一,但大部分以植酸及植酸盐的形式存在,植酸磷约占植物性饲料原料中总磷的70%以上,这些磷难以被单胃动物消化利用,未被利用的磷随粪便排出体外,造成磷对环境的污染,另外植酸还通过螯合作用降低动物对Zn、Mn、Fe、Ca等矿物元素和蛋白质的利用率。因此植酸及植酸盐是一种天然抗营养因子。而饲料中添加植酸酶替代部分或全部无机磷可分解植酸及植酸盐,释放正磷酸(盐)供动物利用。降低饲料中总磷含量,减少粪磷排放量,防止对环境的污染。
现阶段植酸酶加入饲料中的方式是以固体(粉剂、颗粒剂、丸剂等)的形式在饲料调质制粒前加入。在饲料加工过程中,特别是颗粒饲料,需要高温高压蒸汽进行调制并挤压成颗粒,温度达75度以上,湿度达17%,以提高饲料的粘性和消毒灭菌。而,植酸酶在湿度12%、温度70度开始失活。在饲料制粒过程中一般植酸酶的失活达30%。
要降低酶活的损失,就必须将酶制成液体剂型,在饲料调质制粒并冷却后,用专用喷涂设备喷涂到饲料颗粒的表面,这样避免了高温造成酶活损失。
但,制成液体剂型后面临的问题是酶活的储存稳定性,在液体状态下酶分子处于舒展状态,活性中心裸露,易受物理和化学因素的影响,而降低活性。如图1、图2所示,分别是将植酸酶原酶液用水稀释而成酶活为6600u/g的液体植酸酶制剂在常温储存6个月的稳定性分析和在40℃恒温储存6周的稳定性分析,由图中看出,植酸酶原酶液用水稀释而成的液体植酸酶制剂,其常温储存6个月的酶活保有率在65%以下,在40℃恒温储存6周的酶活保有率在65%以下。
图1 酶活为6600u/g的液体植酸酶制剂在常温储存6个月稳定性(u/g)
图2 酶活为6600u/g的液体植酸酶制剂在40℃恒温储存6周稳定性(u/g)

液体植酸酶制剂研究要解决的技术问题是改变液体状态下酶分子的舒展状态和活性中心裸露现象。
首先,酶蛋白分子的化学修饰。通过在植酸酶溶液中加入多羟基醇,使多羟基醇分子中的羟基与酶蛋白分子表面及其活性中心的羧基,氨基等以共价键、氢键及范德华力等结合,从而使酶蛋白分子的活性中心和整个酶蛋白分子得到保护。
其次,提高酶溶液的渗透压,使酶蛋白分子的舒展度降低,分子相对处于脱水状态而收缩,从而提高稳定性。
再次,提高液体酶的生物稳定性。
最后,加入酸或碱调节pH,提高酶蛋白分子的稳定性。
经过研究,按照以上措施制得的液体植酸酶产品,其在常温储存6个月的酶活保有率及在40℃恒温储存6周的酶活保有率均在80%以上。大大提高了产品的稳定性。如图3、图4所示
图3 酶活为6981u/g的液体植酸酶制剂在常温储存6个月稳定性(u/g)

图4 酶活为6981u/g的液体植酸酶制剂在40℃恒温储存6周稳定性(u/g)

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