肉鸡日粮中3-和6-植酸酶对植酸去磷酸化机制的体外与体内比较研究

为解决单胃动物对植酸磷利用率低的问题，研究人员通过高分辨质谱技术比较了3-和6-植酸酶的体外/体内去磷酸化机制，发现3-植酸酶在体外与6-植酸酶效率相当（IP6转化率>95%），但体内存在代谢差异（嗉囊和肌胃中肌醇含量6-植酸酶组更高），为植酸酶替代选择提供了新依据。

　　

在畜禽养殖业中，植酸（IP₆）作为谷物饲料中磷的主要储存形式，却因与矿物质结合的特性成为"抗营养素"，导致单胃动物如肉鸡出现磷缺乏、生长性能下降等问题。传统解决方案是添加外源性植酸酶，但市场上主流的6-植酸酶（6-phytases）与较少研究的3-植酸酶（3-phytases）在作用机制和效率上存在争议。

由CDTI（工业技术发展中心）资助的研究团队开发了基于LC-QTOF MS/MS（液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱）的高灵敏度检测方法，首次实现了从IP₆到游离肌醇（MI）的全代谢物同步分析。通过体外模拟消化实验发现，3-植酸酶在1小时内能将95%以上的IP₆降解为IP₂或IP₁，效率与6-植酸酶相当。但在肉鸡体内实验中，6-植酸酶组在嗉囊和肌胃中产生的肌醇含量显著更高（3.1 mg/g vs 2.4 mg/g），而回肠部位两者无差异（约9 mg/g）。

关键技术包括：1）建立直接灌注高分辨质谱法检测IP₆-MI代谢链；2）按ISO 30024标准测定植酸酶活性单位（FTU）；3）设置37℃、pH 5.5-4.0的体外模拟条件；4）分析肉鸡消化道不同区段（嗉囊、肌胃、回肠）代谢物分布。

【样品与体外研究】
比较6种商业植酸酶（3种3-植酸酶和3种6-植酸酶）发现，两类酶在标准条件下均能高效启动IP₆去磷酸化，但3-植酸酶对C2位磷酸基的立体选择性更低。

【方法表征】
新建的质谱方法检测限低于5 ng，可同时定量IP₆至MI的11种代谢物，解决了传统离子色谱法灵敏度不足的问题。

【讨论】
尽管3-植酸酶在体外与6-植酸酶表现相当，但其体内代谢路径差异可能与酶在消化道不同pH区段的稳定性有关。该研究为3-植酸酶的商业化应用提供了理论支持，尤其对降低饲料成本和环境磷污染具有重要意义。

这项发表于《Animal Feed Science and Technology》的研究证实，3-植酸酶可作为6-植酸酶的有效替代品，其创新检测方法为植酸酶作用机制研究建立了新标准。研究由Andrés Donadeu等学者完成，部分作者来自相关生产企业，但声明除产品评估外无其他利益冲突。