新型耐高温植酸酶-迈特5000（Microtech 5000）

史宝军，崔细鹏，刘金山

(广东溢多利生物科技股份有限公司，广东饲料添加剂生物工程技术研究开发中心，

广东，珠海，519060)

Microtech 5000 (HR)，是通过基因工程技术，以及先进的剂型技术，生产的新型耐高温植酸酶。该产品耐高温性能明显，在95℃的高温制粒条件下，植酸酶活性损失率在10%以内。Microtech 5000（HR），主要是通过筛选能够产耐高温植酸酶的微生物基因及其相应的生产菌种，植酸酶本身就具有耐高温特性，再加上微胶囊化剂型技术，使其耐高温性能显著，而且变异系数很低，耐高温性能稳定，保证了植酸酶的最终使用效果，明显区别于其他耐高温植酸酶产品。

1.实验一：如何检测植酸酶本身是否具有真正的耐高温植性能

1.1 植酸酶样品：产品1-5：目前市场上国内外耐高温植酸酶产品；产品6：溢多利耐高温植酸酶：迈特5000（Microtech 5000）。

1.2 具体实验方法：10g植酸酶样品 + 100ml，0.1M，pH5.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液（或者其他相应比例均可）→→搅拌30min，离心，取上清液5ml →→ 放入到已经升温至75℃的水浴锅中，5min →→ 取出，测定植酸酶的酶活保存率（植酸酶活性测定方法）。

1.3实验结果：具体结果见图1。

图1的结果表明，不同的植酸酶溶液，75℃水浴、5分钟的条件下，植酸酶产品1-5号，活性明显损失很高，说明植酸酶本身并不具有耐高温性能。溢多利的耐热植酸酶迈特5000（HR）［Microtech 5000 (HR)］，其水溶液经高温作用后，酶活保存率在90%以上，充分说明迈特5000（HR）本身具有较高的耐热性能。

2. 分析与讨论

2.1制备耐高温植酸酶产品的主要方法

（1）、筛选能够产耐高温植酸酶的微生物基因及其相应的生产菌种。

（2）、采用包被、微囊化等剂型技术增强植酸酶的耐热性。

针对饲用植酸酶来讲，筛选到能够产耐高温植酸酶的微生物基因，是最佳、最有效的方法。

2.2耐高温植酸酶仅仅通过包衣、包被等剂型处理的缺陷

（1）植酸酶包被的缺陷：包被太厚，会影响酶从包衣内部的释放，减少了酶的作用时间，明显降低植酸酶的使用效果；包被太薄，饲料原料之间的相互摩擦，导致包被材料脱落，失去耐热功能，另外一方面，包被材料即使没有完全脱落，由于包被较薄其耐热作用也非常有限。

（2）微胶囊化的缺陷：植酸酶经过微胶囊化处理，确实能够增强一定的耐温性能。但是，使用不同的微胶囊化材料，植酸酶的耐热性能有很大的差别。即使合适的微胶囊化材料处理后，再进行包被，植酸酶耐高温性能（耐受颗粒饲料的高温制粒过程）仍然存在着相对较大的变异性。

（3）如果使用了不适当的微胶囊化、包被等材料，会导致植酸酶在动物胃肠道内的溶解释放速度变慢，从而引起植酸酶生物利用率明显降低。饲料消化后，酶制剂尽可能在胃肠道中较快溶解释放，变成生物活性物质，才能够起到相应的作用，因此溶解释放时间是植酸酶使用效果的一个重要限制性因素。

2.3植酸酶本身耐热的优势和特点

添加植酸酶的饲料经过动物采食后，酶在胃肠道中呈溶解状态，已经失去了微胶囊化、包被等材料的保护作用，动物体内分泌的胃酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶等物质，会对植酸酶造成不同程度的活性损失，最终导致植酸酶的使用效果受到影响。然而，能够产耐高温植酸酶的微生物及其相应的植酸酶产品，由于酶制剂本身天然构象非常稳定，不但具有耐高温性能，而且也不会因为胃酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶、胆碱、矿物质等因素的影响而失去活性，从而保证了该植酸酶的应用效果稳定。因此，针对饲用植酸酶来讲，筛选到能够直接产耐高温植酸酶的微生物基因，是最佳、最有效的方法。

3.实验二：制粒条件下不同耐高温植酸酶的活性保留率

3.1 植酸酶样品：产品1-5：目前市场上国内外耐高温植酸酶产品；产品6：溢多利耐高温植酸酶：迈特5000（Microtech 5000）。

3.2具体实验方法：

按照100g/T（饲料）的添加量，将不同的植酸酶样品加入到配合饲料中，逐级充分混合均匀，分别经过85℃、90℃、95℃的高温制粒（制粒温度在调制器出口分别为85℃、90℃、95℃），调制制粒时间为1.5—2分钟、湿度17—19%、蒸气压力正常的情况下制粒，随机抽样进行酶活测定。分别为：鸡、鸭、猪配合饲料，每种饲料各取样5个，n=15。

3.3 测定结果

表1  85℃制粒条件下，不同耐高温植酸酶的酶活保留率（%）（n=15）

表2  90℃制粒条件下，不同耐高温植酸酶的酶活保留率（%）（n=15）

 
表3  95℃制粒条件下，不同耐高温植酸酶的酶活保留率（%）（n=15）

表1、表2、表3的测定结果可以看出，溢多利耐高温植酸酶- Microtech 5000（HR），在不同的制粒温度条件下（85℃，90℃，95℃），酶活保留率均在90%以上，而且变异系数较小，说明Microtech 5000（HR）具有稳定的耐高温性能。产品4号和5号，虽然在高温制粒条件下，具有一定的耐热性能，但是其变异系数较大，说明该类植酸酶产品的耐高温性能不是特别稳定，在实际应用效果中也会存在着一定的变异。

4. 分析与讨论

4.1耐高温植酸酶产品活性保留率的变异系数

（1）实际制粒条件下，很多因素，例如制粒温度、压力、剪切力，饲料原料种类，制粒时间，制粒机器的型号、模孔直径等等，都会对植酸酶的活性有一定的影响。

（2）如果只是通过剂型技术（微胶囊化、包被等）来增强植酸酶的耐温性能，在上述众多因素的影响下，会导致植酸酶产品耐高温性能产生变化，存在着变异系数较大的情况。

（3）Microtech 5000（HR），主要是通过植酸酶本身具有耐高温特性，再加上微胶囊化剂型技术，使其耐高温性能明显，而且变异系数较小，耐高温性能稳定，保证了植酸酶的最终使用效果。

4.2卓越耐高温能力的Microtech 5000 (HR)

   酶蛋白耐高温性能从根本上由其蛋白的序列及其衍生的空间构象所决定。剂型技术（胶囊，包衣等）可以适当增强酶蛋白对外界环境（温度，pH，消化道蛋白酶等）的耐受性。迈特5000 （HR）［Microtech 5000 (HR)］ 就是这些技术全面成功运用的典范。

迈特5000 （HR）［Microtech 5000 (HR)］从基因水平出发，首先对蛋白质的骨架---氨基酸的序列进行改造。经过蛋白结构域分子生物学软件分析，指导设计基因突变方案，使其外部蛋白结构更加紧密，提高其疏水性。同时保持酶蛋白内部催化区域的活性。通过严格的体外耐温实验筛选，获得耐温性能较高的植酸酶基因。在此基础上，适当增加蛋白糖基化位点，转化酵母细胞，获得真正耐高温的表达菌种，使表达的植酸酶具有更高的热稳定性。

植酸酶：真正耐高温的表达菌种，液体发酵，再经过适当的剂型处理（微胶囊化），得到了卓越耐高温能力的Microtech 5000 (HR)产品。