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植酸酶为何能抵消日粮中过量钙的抗营养作用
唐彩琰 译 王晶晶 审
摘 要：由于钙源价格低廉，且不会污染环境，为了确保营养需求，通常会在动物饲料中过量添加钙，但这会影响植酸酶的活性和磷的利用率。了解饲料中钙源的特征，定制补充植酸酶，可减少钙的抗营养作用，从而提高动物的生长性能。
关键词：钙；磷；抗营养作用；植酸酶
钙和磷是动物发育和完成生理功能所需的两种重要矿物质。养殖场通常会在动物饲料中过量添加钙，这会影响植酸酶的活性以及磷的利用率，然而通过适量添加植酸酶可以解决这一问题。
钙和磷对动物生长、骨骼形成、肌肉收缩、能量代谢、繁殖和免疫都至关重要。缺乏任何一种矿物质都可能会直接限制动物的生长使骨骼的发育难以达到最佳状态发育，最终导致发病率和死亡率的提高。为了满足动物对钙和磷的需求，养殖场往往会在饲料配方中增加这些营养物质。然而钙和磷的过度补充会导致动物体内稳态失衡和骨骼发育不良。因此，了解钙和磷的作用机制及其相互关系对评估饲料配方需求、调整添加水平和防止两种矿物质的抗营养作用至关重要。
1 钙：隐藏的抗营养素
钙通常是饲料配方中含量最高的矿物质。大量添加钙是为了确保动物的最低营养需求，也是因为钙源价格低廉，钙的排泄不会对环境造成威胁。然而，高水平的钙会降低磷(以植酸磷的形式补充)等其他营养物质的利用率。
钙可以促进植酸与肠道蛋白质结合，包括消化蛋白酶（如胃蛋白酶和胰蛋白酶），加重植酸的抗营养作用。这些蛋白质-植酸复合物不可溶，而且很难被蛋白水解酶和植酸酶(肠道中降解植酸的酶)水解。因此，过量的钙会降低蛋白质的利用率和消化率、蛋白质的溶解性和磷的利用率。
大量的钙还会与脂肪酸形成沉淀，从而降低日粮能量的消化率和植酸的吸收。虽然钙对植酸的亲和力较低，但过量的钙会在小肠形成不可溶的植酸钙复合物，这就是植酸酶抗性。因此，由于植酸无法水解，植酸磷和植酸钙的利用率显著降低。
2 钙的利用率不一
石灰石是肉鸡日粮钙的主要来源，有时会占总饲料钙的50％以上。石灰石在市场上很容易买到，钙的浓度稳定，污染物浓度较低，且价格低廉。然而，石灰石的系酸力会提高肠腔中内容物的pH，进而会降低植酸的溶解性和对植酸酶的可及性，使钙与植酸形成不可溶的复合物。此外，石灰石中的钙可通过竞争酶的活性位点直接抑制植酸酶的活性。
肠腔中的钙浓度及其与植酸结合的潜力随石灰石溶解度的增加而增加。溶解速率和磷的消化率因粒度而异，颗粒越细，在肠道中溶解越快，因此对磷消化率的负面影响越大。然而，这种影响不是线性的，单单粒度无法解释石灰石钙源利用率的所有变化。其他因素，如钙源的物理和化学特征也可能起到重要作用。因此，为了评价日粮钙对磷消化率的影响以及合理配制日粮，需要考虑日粮中钙的总浓度和石灰石的溶解度。
3 植酸酶可减少钙的抗营养作用
植酸酶通常会被加入单胃动物的饲料中，以部分或全部替代无机磷。植酸酶还可以减少过量补充钙对氨基酸和磷消化率的负面影响。这种能力既取决于植酸酶的相关因素，如其作用的特定pH范围和添加剂量，又取决于日粮相关因素，如日粮钙水平和钙磷比。随着pH增加，钙更容易与植酸结合，在植酸变得不可用之前，植酸酶作用于植酸并释放磷的时间有限。因此，一种具有较广pH适用范围的快速作用的植酸酶可以增加肠道中的植酸水解速度，快速释放磷，并减少不溶性植酸钙复合物的形成。
Axtra PHY GOLD 是一种公认的细菌植酸酶变体，在低pH（2.4～4.0）的环境中具有很高的活性。它可以在鸡的肌胃和腺胃中迅速分解植酸，阻止植酸进入小肠，从而减少不溶性植酸钙复合物的形成。与其他植酸酶相比，该植酸酶在钙存在时表现出更强的水解植酸的能力，从而减少钙的负面影响。富含钙的日粮，如幼畜的开口料，需要补充特定的植酸酶。
相关研究人员通过仔猪评估了低可溶性钙和高可溶性钙日粮，发现添加1 000 FTU/kg的Axtra PHY GOLD减轻了低可溶性钙对消化性能的负面影响，添加高剂量的酶(2 000 FTU/kg)避免了高可溶性钙的负面影响。
4 钙的定制解决方案
要确保高钙日粮的最佳性能，需要了解饲料配方中原料和酶的特性。不同钙源在粒度、溶解度和矿物质含量上各不相同，这是每种石灰石的特征。因此，钙添加剂的抗营养作用取决于钙源和所选植酸酶的质量。随着钙的抗营养作用被揭示，钙源与植酸酶的定制补充成为最大限度提高动物生长性能的关键。
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