植酸酶是能水解植酸磷并釋放無(wú)機(jī)磷的一類酶的總稱，廣泛存在于自然界[1]。植酸酶能將植酸水解成肌醇衍生物，并釋放出無(wú)機(jī)磷酸，是一種重要的生物催化劑[2]。
植酸酶存在于自然界的植物、細(xì)菌、真菌、酵母、原生動(dòng)物和動(dòng)物組織等。由于植酸酶或植酸降解酶在預(yù)防環(huán)境污染和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、農(nóng)業(yè)、食品工程等多領(lǐng)域的應(yīng)用，已經(jīng)引起生態(tài)學(xué)和工業(yè)經(jīng)濟(jì)的研究興趣[3]。植酸酶包括初級(jí)植酸酶脫磷酶，可作為非反芻動(dòng)物（包括家禽、豬和魚）的飼料添加劑。植酸酶除了增加動(dòng)物的磷酸鹽、Ca2+、Mg2+、Zn2+和Fe2+的吸收外，還可以有效利用蛋白質(zhì)和提高氮的保留能力。值得注意的是，植酸酶在飼料中的應(yīng)用將大大減少溫室氣體排放、酸化和富營(yíng)養(yǎng)化，如圖1[4]。植酸酶誘導(dǎo)植物生長(zhǎng)的應(yīng)用也在農(nóng)業(yè)中得到了很大的推廣。
植酸酶在人類營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用在當(dāng)前市場(chǎng)中受到阻礙，而植酸（鹽）由于其抗?fàn)I養(yǎng)的特性在人類生理學(xué)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。先前的研究證實(shí)了植酸酶的營(yíng)養(yǎng)意義是通過(guò)阻止植酸與礦物質(zhì)元素和蛋白質(zhì)形成復(fù)合物達(dá)到預(yù)防抗?fàn)I養(yǎng)作用，從而提高蛋白質(zhì)或礦物質(zhì)元素在生理環(huán)境中的生物利用度，如圖2所示[4]。
植酸酶的耐熱性對(duì)比試驗(yàn)表明微生物植酸酶即使在高溫下也能保持其活性，而植物植酸酶在超過(guò)80°C的溫度下會(huì)發(fā)生不可逆變性[4]；耐高溫植酸酶應(yīng)用廣泛，而改善和提高植酸酶的產(chǎn)量將促進(jìn)其工業(yè)應(yīng)用。除了耐熱性，植酸酶在生理?xiàng)l件下可抵抗生物活性酶的消化，也是植酸酶應(yīng)用于飼料工業(yè)的先決條件。重組DNA技術(shù)與蛋白質(zhì)工程的組合技術(shù)為補(bǔ)充天然植酸酶來(lái)源，尋找更好的耐熱植酸酶而不斷進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫勝祥,孫偉武,張宏利.植酸酶的制備方法及其在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].家禽科學(xué),2023,(8):74-77.
[2] 唐存多, 楊田田,李瑩等. 植物乳桿菌植酸酶理性設(shè)計(jì)及表達(dá)鑒定[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2023,(7):9-15.
[3] Sharrel Rebello, Leny Jose, Raveendran Sindhu, Embalil Mathachan Aneesh. Molecular advancements in the development of thermostable phytases [J]. Applied Microbiology Biotechnology,2017,101(7):2677-2689.
[4] Madeira JV, Macedo JA, Macedo GA. Detoxification of castor bean residues and the simultaneous production of tannase and phytase by solid-state fermentation using Paecilomyces variotii.[J]. Bioresource Technology,2011,102(15):7343-7348.