[發明專利]植酸酶及其用途

有效

• 申請號: 201680079934.6
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN108603181B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: G.班納吉;K.奧;X.張;J.楊;Y.張
• 申請（專利權）人: 福尼亞生物處理股份有限公司
• 主分類號: C12N9/16
• 分類號: C12N9/16;A23K20/189
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張曉飛;余曉文

本發明涉及變體植酸酶及其用途。

發明背景

植酸鹽是基于植物的飼料中找到的磷的主要但難消化的形式。它被認為是一種需要從基于谷物的食品和飼料中減少或除去的抗營養因子(ANF)。在酸性條件下，植酸鹽與帶正電荷的膳食蛋白相互作用，導致形成植酸鹽-蛋白質聚集體和沉淀，這導致蛋白酶的可及性降低，并因此導致蛋白質消化效率低下。植酸鹽還起強螯合劑作用，其在單胃生物體的小腸中結合食物和飼料中的不同重要金屬離子，導致動物中許多重要礦物質如鈣，鋅等的營養缺乏。

植酸酶是一種催化植酸鹽中O-P鍵的水解并釋放無機可用磷的磷酸酶。植酸酶在農業和飼養領域中扮演著廣泛的角色。反芻動物如牛和綿羊可以利用谷物中的植酸鹽作為磷的來源，因為它們具有產生植酸酶的腸道中的細菌。非反芻動物如豬、家禽、魚、狗、鳥等需要外源植物酶來釋放無機磷。因此，向單胃動物的飼料添加無機磷(一種不可再生且昂貴的礦物質)是常見實踐，這給飼料工業帶來沉重的成本。因此，從各種來源產生的植酸酶已經成為這些物種飲食的最有效且有利可圖的補充物之一以增強動物飼料的營養價值并減少導致環境污染的動物磷排泄。

飼料中的植酸酶可以受到飼料加工(造粒)期間的溫度，受到動物胃腸道上部中的低pH或胃蛋白酶而失活。Selle和Ravindran展示理想飼料酶的特性，即；1)每單位蛋白質的高比活，2)飼料加工期間良好的熱穩定性，3)動物腸道的典型pH范圍內的高活性，4)對胃蛋白酶的抗性，和5)在環境溫度下的良好穩定性。(SELLE,P.H.and RAVINDRAN,V.(2007)Microbial phytase in poultry nutrition.Animal Feed Science and Technology135:1–41)。

飼料的熱處理可以包括單獨的加熱或者加熱和壓力兩者的組合。家禽飼料生產中最常見的熱處理形式是造粒。造粒過程首先涉及通過調節器 (conditioner)的粉狀飼料(mash feed)。在調節器中，將冷凍飼料暴露于在壓力下添加的干蒸汽。此過程有助于改善團粒持久性，并且還增加碾磨機通量并降低能耗。在這些條件下，碾碎植物細胞，這有利于動物的消化過程。Nissinen 發現低于85℃的濕度調節(conditioning)對于肉雞性能是最佳的，而95℃的高調節溫度導致較差的體重增加和飼料轉化率(NISSINEN,V.(1994)Theeffects and interactions of enzymes and hydrothermal pre-treatments and theircontribution to feeding value.International Milling Flour and Feed,May: 21–22.)。在65-85℃的造粒過程通常導致由于細胞壁基質的破裂(PICKFORD, J.R.(1992)Effects of processing on the stability of heat labile nutrients in animalfeeds,于:GARNSWORTHY,P.C.,HARESIGN,W.COLE,D.J.A.(編) Recent Advances inAnimal Nutrition,pp.177–192(Butterworth-Heinemann, Oxford,U.K.)和谷物中存在的酶抑制劑的失活(SAUNDERS,R.M.(1975) α-Amylase inhibitors in wheat and othercereals.Cereal Foods World 20: 282–285)而改善營養物的可用性。由于高壓所致的對植酸酶活性的損傷效應似乎較小；它主要是源自使酶失活的高能量輸入的高溫。因此，開發熱穩定性植酸酶為飼料工業中劃算的工藝提供了有吸引力的解決方案。

植物酶在人類食品中的新應用與動物飼料中的應用同樣重要，因為難消化的植酸鹽螯合必需的礦物質并導致約20億至30億人缺乏這些營養物。植酸酶在人類健康和醫藥中的應用代表了其他新的令人興奮的領域。另外，植酸酶在包括食品加工和生物燃料生產在內的工業應用中具有較大的潛力。已經提示了熱穩定性植酸酶與木聚糖酶一起是紙漿和造紙工業中的有效添加劑。

發明概述