植酸酶是一种能够水解植酸及其盐类,生成肌醇和磷酸的酶。作为一种新型饲料添加剂,它在动物营养及环境保护等领域具有广泛的应用潜力。1996年,FDA确认植酸酶在食品中应用是安全的,并可在动物饲料中使用。如今,植酸酶已成为第三大饲用酶。然而,目前主要面临的问题包括高昂的生产成本和较低的产率。
近年来,关于植酸酶的研究报道颇多,主要集中在分离、鉴定、高产菌株筛选、发酵工艺以及其在畜牧业中的应用等方面。
分类植酸酶是对能够水解植酸磷释放磷酸基团形成肌醇衍生物的一类酶的总称,属于磷酸单酯水解酶。广义上,植酸酶可以分为三种类型:肌醇六磷酸-3-磷酸水解酶(3-植酸酶)、肌醇六磷酸-6-磷酸水解酶(6-植酸酶)以及非特异性的正磷酸酯磷酸水解酶(酸性磷酸酶)。这些酶可将肌醇磷酸脂彻底分解成肌醇和磷酸。
用途植酸酶最主要的用途是作为饲料添加剂提高磷的利用率,减少环境中磷的排放。随着市场需求的增长,欧洲国家如丹麦、荷兰等已出台规定要求加大微生物植酸酶的应用。目前,植酸酶正被广泛应用于多种生物技术领域。
主要来源1907年,Suzuki等人首次在玉米糠中发现了单体蛋白质形式的植酸酶。此后,研究人员相继在各种动物、植物及微生物中检测到植酸酶的存在。不过,植物来源的植酸酶最适pH范围较窄,在单胃禽畜的胃肠环境中难以发挥作用。当前市场上销售的植酸酶多来源于微生物。
作用机制植酸酶能够催化植酸分解为磷酸和肌醇。目前已知的植酸酶类型有三种:特异性3-磷酸水解酶(phyA)、特异性6-磷酸水解酶(phyB)以及非特异性磷酸水解酶。植酸酶可以将植酸分子中的磷酸基团分步水解,产生肌醇五磷酸、肌醇四磷酸、肌醇三磷酸、肌醇二磷酸和肌醇一磷酸5种不同的中间产物,在这一过程中无机磷被不断释放出来。