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纳米材料固定化植酸酶的制备及其催化效率与影响因素综述

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生态环境学报 2023年第10期32卷 1889-1900页

作者：杨晓莉毛佳璇马露冉徐其静刘雪西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 西南林业大学环境修复与健康研究院云南昆明650224

植酸是土壤磷的重要组分部分,但难以被植物吸收利用,需在专一性酶--植酸酶作用下,经脱磷酸化过程矿化水解释放磷酸(盐)。然而,植酸酶活性极易受环境因素影响,导致酶活性降低甚至失活。如何保持或提高土壤中植酸酶的活性,进而提高土壤内... 详细信息

植酸是土壤磷的重要组分部分,但难以被植物吸收利用,需在专一性酶--植酸酶作用下,经脱磷酸化过程矿化水解释放磷酸(盐)。然而,植酸酶活性极易受环境因素影响,导致酶活性降低甚至失活。如何保持或提高土壤中植酸酶的活性,进而提高土壤内源植酸磷的利用率已引起广泛关注。植酸酶经纳米材料固定化可提高其环境稳定性和活性。总结了不同纳米载体的制备技术、产品特征及优缺点,深入分析了不同纳米载体固定化植酸酶的制备及表征方法、负载酶的酶活性及作用机理。分析发现:1)功能载体固定化植酸酶的环境稳定性(高温、强酸、强碱和金属离子等)和催化水解效率显著优于游离植酸酶,是提高土壤内源植酸磷利用效率的有效途径;2)纳米材料固定化植酸酶的稳定性受载体种类、植酸酶来源与特性及制备方法的影响,应根据植酸酶来源与特性选择适宜的载体种类和固定化方法。针对固定化植酸酶实际应用中的局限性,今后应关注如下几方面:1)稳定性好、活性高的植酸酶生产菌;2)稳定性好、高负载率载体,制备纳米级材料;3)负载率高、成本低的固定化方法,在生产、运输、使用和储存过程中保持酶活;4)不同种类固定化植酸酶在不同种类土壤中的适用性。该综述可为理解纳米材料固定化植酸酶制备技术特征和实际应用影响因素提供理论依据,为开发高负载率、高稳定性固定化植酸酶制剂,进而提高土壤内源植酸磷的生物利用率提供科学依据,对降低外源磷肥施用、降低磷流失污染风险和保障农业生产具有一定的现实意义。

关键词：纳米材料植酸酶固定化影响因素应用效率

植酸酶对哺乳母猪养分表观消化率、血清生化指标及生产性能的影响

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饲料研究 2022年第13期45卷 31-34页

作者：张博刘喜恒李泽产河南省商丘市宁陵县动物卫生监督所河南商丘476700 河南省驻马店市上蔡县农业综合行政执法大队河南驻马店463800 青岛市西海岸新区泊里镇动物卫生与产品质量监督站山东青岛266409

试验旨在研究植酸酶对哺乳母猪养分表观消化率、血清生化指标及生产性能的影响。采用完全随机试验设计,选取72头二元杂妊娠母猪随机分为4组,每组3重复,每个重复6头。各组基础日粮中分别添加0(A组,即对照组)、500(B组)、750(C组)和1000 U... 详细信息

试验旨在研究植酸酶对哺乳母猪养分表观消化率、血清生化指标及生产性能的影响。采用完全随机试验设计,选取72头二元杂妊娠母猪随机分为4组,每组3重复,每个重复6头。各组基础日粮中分别添加0(A组,即对照组)、500(B组)、750(C组)和1000 U/kg(D组)的植酸酶。试验期4周。结果显示:与对照组相比,C组和D组粗蛋白质的表观消化率显著升高(P0.05)。断奶当日,C组母猪血清尿素氮含量显著低于其他3组(P植酸酶水平为1000 U/kg时可以改善哺乳母猪的生产性能以及粗蛋白、粗脂肪的表观消化率,并提高哺乳母猪血清中肌酸酐的含量;日粮中植酸酶水平为750 U/kg时可降低哺乳母猪血清中尿素氮的含量,促进母猪对蛋白质的吸收利用。

关键词：植酸酶哺乳母猪生产性能血清生化指标养分表观消化率

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微生物植酸酶及其对土壤植酸的矿化作用综述

环境化学 2023年第4期42卷 1366-1380页

作者：苏奇倩丁豪杰李晓锋李林 RENSING Christopher 刘雪西南林业大学生态与环境学院昆明650224 福建农林大学资源与环境学院福州350002

有机磷是土壤磷的主要存在形式,占比40%—90%,是作物磷营养的重要来源和储备库,亦是引起水体富营养化的潜在因子.磷作为植物生长发育的必需大量营养元素,通常以无机磷肥形式施用于土壤,易吸附于土壤表面或与钙、镁、铝、铁等金属阳离子... 详细信息

有机磷是土壤磷的主要存在形式,占比40%—90%,是作物磷营养的重要来源和储备库,亦是引起水体富营养化的潜在因子.磷作为植物生长发育的必需大量营养元素,通常以无机磷肥形式施用于土壤,易吸附于土壤表面或与钙、镁、铝、铁等金属阳离子形成难溶性络合物,导致其生物可利用性降低,其中20%—80%磷肥转化为有机磷,不易被植物吸收利用.矿化作用是在土壤微生物作用下,土壤中有机态化合物转化为无机态化合物的总称.土壤中有机磷主要以植酸及其盐类形式存在(占比50%—70%),植酸(盐)可被专一性酶(植酸酶)矿化水解为肌醇和磷酸(盐),并释放出无机磷,以供植物的根系直接吸收和利用.前期研究发现,缺磷胁迫下微生物可大量分泌植酸酶分解植酸,释放磷酸根,促使土壤有机磷水解矿化为无机磷,提高了土壤有机磷的生物可利用率.目前关于微生物植酸酶矿化植酸的研究多集中于谷类作物和动物营养,对土壤植酸矿化与土壤有机磷利用的综述性报道较少.因此,本文主要关注微生物植酸酶对土壤植酸的矿化作用与土壤有机磷利用,重点阐述其过程、机制和效率,包括微生物植酸酶的种类来源、酶学性质、作用机理和实际应用等方面的研究进展,可为提高土壤有机磷的生物利用效率、减少农业磷肥施用量、降低土壤磷流失及水体污染风险提供理论依据和技术支撑,为深入探究植酸酶功能并应用于农业生产实践及保障生态环境安全提供基础信息和参考.

关键词：磷微生物植酸酶植酸矿化农业生产

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复合动植物蛋白替代鱼粉饲料中添加植酸酶对大口黑鲈生长性能、体组成、营养物质表观消化率及氮磷排放的影响

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饲料工业 2022年第24期43卷 39-48页

作者：牛小天 THOBELA Louis Tyasi 陈秀梅孔祎迪邹记兴彭雷王桂芹吉林农业大学动物科学技术学院吉林长春130118 林波波大学林波波波罗克瓦尼0727 华南农业大学海洋学院广东广州510642 辽宁省克达饲料有限公司辽宁沈阳110200

为研究复合动植物蛋白替代鱼粉饲料中添加植酸酶对大口黑鲈生长性能、体组成、营养物质表观消化率及氮磷排放等指标的影响。采用2×3双因素试验设计,在基础饲料[对照组(T0组)]中利用复合动植物蛋白(虾粉、禽副产品粉、发酵豆粕、花生粕... 详细信息

为研究复合动植物蛋白替代鱼粉饲料中添加植酸酶对大口黑鲈生长性能、体组成、营养物质表观消化率及氮磷排放等指标的影响。采用2×3双因素试验设计,在基础饲料[对照组(T0组)]中利用复合动植物蛋白(虾粉、禽副产品粉、发酵豆粕、花生粕和谷朊粉)替代鱼粉,替代水平分别为30%、40%和50%;再设置3个植酸酶添加水平,为0.01%、0.02%和0.03%,共计9组(T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8组和T9组)试验饲料。用该10组等氮(47.50%)等能(19.33 MJ/kg)饲料分别饱食投喂初始体重为(14.70±0.06)g的大口黑鲈60 d。结果显示:(1)植酸酶水平与复合动植物蛋白替代鱼粉水平的交互作用对大口黑鲈的生长性能、形体指标、体组成、营养物质沉积率、表观消化率及总氮和总磷的排放量均无显著影响。(2)植酸酶水平对大口黑鲈的形体指标无显著性影响,但T5、T8组和T9组的大口黑鲈末均体重、增重率、特定生长率、粗蛋白含量、磷含量、粗蛋白沉积率、磷沉积率、营养物质表观消化率均显著高于T0组(P0.05)。但T0、T1、T2、T4、T5、T7组和T8组的脏体比均显著低于T3、T6组和T9组(P植酸酶能够改善大口黑鲈的生长性能、形体指标、体组成、营养物质沉积率、表观消化率和氮磷的排放量。

关键词：大口黑鲈复合动植物蛋白质饲料植酸酶生长性能氮磷排放

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超量添加植酸酶在畜禽上的应用研究进展

中国饲料 2022年第13期 58-65页

作者：张扬刘欢朱安南孟勇杨滔绵阳禾本生物工程有限公司四川绵阳621000

植酸酶应用在畜禽养殖中可通过水解饲料原料中的植酸提高饲料营养物质利用率,改善动物生产性能和健康,同时减少磷的添加和排放。近年来研究发现,饲粮中植酸酶推荐剂量(500 U/kg)只满足近50%的无机磷需求,超量添加可提高至90%以上,同时... 详细信息

植酸酶应用在畜禽养殖中可通过水解饲料原料中的植酸提高饲料营养物质利用率,改善动物生产性能和健康,同时减少磷的添加和排放。近年来研究发现,饲粮中植酸酶推荐剂量(500 U/kg)只满足近50%的无机磷需求,超量添加可提高至90%以上,同时植酸酶改善作用与饲粮中植酸酶的添加水平呈剂量效应关系,为了响应国家“节能减排”号召和非常规原料的应用,超量添加植酸酶成为必然。本文结合国内外近年来的研究成果,对超剂量添加植酸酶在畜禽上的应用研究现状做一综述,以期为超剂量添加植酸酶在畜牧生产中的应用提供一定参考。

关键词：超量添加植酸酶植酸畜禽

不同钙磷水平日粮和植酸酶对黄脚麻母鸡生长性能和血清生化指标的影响

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中国饲料 2022年第9期 63-66页

作者：朱沛霁计伟齐玉凯贾代汉薛永峰李军钟光杨昱萍江苏立华牧业股份有限公司江苏常州213100 内蒙古科技大学包头师范学院内蒙古包头014030

为研究不同钙和非植酸磷水平的日粮和植酸酶对黄脚麻母鸡生长性能和血清生化指标的影响,试验选择1日龄黄脚麻母鸡1440只,随机分成高钙磷组、中钙磷组、低钙磷组和植酸酶组(200 g/t),每组6个重复,每重复60只。试验分为4个阶段,1~14、15~2... 详细信息

为研究不同钙和非植酸磷水平的日粮和植酸酶对黄脚麻母鸡生长性能和血清生化指标的影响,试验选择1日龄黄脚麻母鸡1440只,随机分成高钙磷组、中钙磷组、低钙磷组和植酸酶组(200 g/t),每组6个重复,每重复60只。试验分为4个阶段,1~14、15~28、29~43日龄和44~60日龄。1~14日龄:钙、非植酸磷水平依次为0.95(0.38)、0.85(0.34)、0.75(0.3)、0.75(0.3);15~28日龄:钙、非植酸磷水平依次为0.85(0.34)、0.75(0.3)、0.65(0.26)、0.65(0.26);29~43日龄:钙、非植酸磷水平依次为0.75(0.3)、0.65(0.26)、0.55(0.22)、0.55(0.22);44~60日龄:钙、非植酸磷水平依次为0.65(0.26)、0.55(0.22)、0.45(0.18)、0.45(0.18)。结果表明:各组黄脚麻母鸡的初始重、末重、日增重、日采食量和料重比均无显著差异(P>0.05);与其他组相比,植酸酶组40日龄黄脚麻母鸡的血清磷含量显著提高(P植酸酶可显著提高40日龄黄脚麻母鸡血清磷含量。

关键词：植酸酶钙磷水平黄脚麻母鸡生长性能血清生化

重组植酸酶蛹虫草的制备及其对肉仔鸡胫骨发育的影响

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吉林农业大学学报 2022年第2期44卷 236-240页

作者：单元龙吴昊孙贺群李晓薇刘欣高延妍李海燕吉林农业大学生命科学学院长春130118 生物反应器与药物开发教育部工程研究中心长春130118

为了研究重组植酸酶蛹虫草对艾维因肉鸡生长性能、胫骨发育和免疫器官指数的影响,试验利用PEG转化法将已构建成功的真菌表达载体pCB130NG-phyA转化蛹虫草原生质体,成功获得重组植酸酶基因蛹虫草菌丝体。将其冻干粉作为饲料添加剂,以144... 详细信息

为了研究重组植酸酶蛹虫草对艾维因肉鸡生长性能、胫骨发育和免疫器官指数的影响,试验利用PEG转化法将已构建成功的真菌表达载体pCB130NG-phyA转化蛹虫草原生质体,成功获得重组植酸酶基因蛹虫草菌丝体。将其冻干粉作为饲料添加剂,以144只肉仔鸡为研究对象,随机分6组,每组3次重复,每次重复8只。结果表明:重组蛹虫草中植酸酶蛋白的表达量最高约占总可溶蛋白的(0.091±0.006)%,酶活力为402.2 U/g。在21日龄和42日龄,重组植酸酶剂量500 U/kg和1000 U/kg组对肉鸡胫骨中粗蛋白含量、钙含量和磷含量比对照组显著提高(P植酸酶蛹虫草可显著促进矿物元素在肉仔鸡胫骨的沉积。

关键词：植酸酶蛹虫草肉仔鸡胫骨指标

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肠杆菌产植酸酶的研究

肠杆菌产植酸酶的研究

作者：程琪大连理工大学

学位级别：硕士

磷是维持生物体生长发育所必需的元素。植酸磷作为植物或饲料中磷的主要储存形式,由于动植物体内缺少水解植酸磷的植酸酶,不能很好地利用饲料及土壤中的植酸磷,造成了磷的浪费;同时,动物的高磷粪便排入环境,也造成土壤和水体污染;如何... 详细信息

磷是维持生物体生长发育所必需的元素。植酸磷作为植物或饲料中磷的主要储存形式,由于动植物体内缺少水解植酸磷的植酸酶,不能很好地利用饲料及土壤中的植酸磷,造成了磷的浪费;同时,动物的高磷粪便排入环境,也造成土壤和水体污染;如何提高磷的利用率,节约磷资源,缓解磷污染成为急需解决的问题。植酸酶可水解植酸生成易被动植物体直接吸收利用的肌醇衍生物与磷酸,因此,本论文将围绕产植酸酶菌株Enterobacter asburiae ZSH Y1的生长产酶条件优化以提高植酸酶的酶活,对植酸酶进行分离纯化及酶学性质表征,探求其反应的最适条件,以及植酸酶的重组表达获得大批量可溶性表达的重组植酸酶,主要研究结果如下:通过单因素实验,以蒙金娜培养基为基础培养基,研究培养基组成与环境因素对菌株*** ZSH Y1生长产酶的影响,最终确定培养基中葡萄糖含量4%、(NH)SO含量0.1%、培养p H 7.5、装液量25%、培养温度35℃、培养时间36 h,经过优化植酸酶活力提高至1.16 U/m L。在优化培养条件下,培养*** ZSH Y1,上清液经硫酸铵分级盐析沉淀与阴离子交换层析(Q FF),分离纯化出电泳纯天然植酸酶Phy ZSHY1-N,分子量为48622.86Da。酶学性质分析表明Phy ZSHY1-N是一种中温酸性植酸酶,最适反应温度为55℃,最适反应p H为5.0,以植酸钠为底物时,Phy ZSHY1-N的K为1.026 mmol/L,最大反应速率V为0.568μmol/(min·mg ),k为4.184 s,催化效率k/K为4.08L·s·mmol。克隆菌株*** ZSH Y1植酸酶基因phy E,分析基因序列,获得phy E全长1359bp,编码452个氨基酸,前20个氨基酸为信号肽。将基因phy E-nsp与质粒p ET28a(+)连接构建表达载体,在*** BL21(DE3)中进行重组表达,利用Ni-NTA和Q-Sepharose Fast Flow对重组酶Phy ZSHY1-nsp纯化,重组酶的最适温度和p H分别为60℃和4.5,Cu、Co等金属离子及SDS抑制酶促反应。植酸钠为底物时,K为0.859 mmol/L,k为16.036 s,k/K为18.66 L·s·mmol。综上,本研究获得了天然植酸酶Phy ZSHY1-N与重组植酸酶Phy ZSHY1-nsp,后者温度稳定性和酸碱稳定性较好,与底物植酸钠的亲和性和转化效率较好,可短时间内获得大批量具有His标签的、易于分离纯化的重组植酸酶,更适合用于后续酶制剂的开发,应用于饲料的高值化生产,提高饲料营养及利用率。

关键词：植酸酶肠杆菌重组表达分离纯化酶学性质

低蛋白质日粮添加植酸酶和肌醇对蛋鸡生产性能、蛋品质及消化道发育的影响

同方学位论文库评论

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中国饲料 2022年第6期 49-52页

作者：王霞闫泽华河南质量工程职业学院河南平顶山467000

文章旨在评估低蛋白质日粮补充植酸酶和肌醇对蛋鸡生产性能、蛋品质及消化道发育的影响。试验将288只产蛋性能一致的28周龄海兰粉壳蛋鸡随机分为3组,每组4个重复,每个重复24只。各组蛋鸡在为期8周的饲养试验中分别饲喂基础日粮、基础日... 详细信息

文章旨在评估低蛋白质日粮补充植酸酶和肌醇对蛋鸡生产性能、蛋品质及消化道发育的影响。试验将288只产蛋性能一致的28周龄海兰粉壳蛋鸡随机分为3组,每组4个重复,每个重复24只。各组蛋鸡在为期8周的饲养试验中分别饲喂基础日粮、基础日粮+2mg/kg肌醇、基础日粮+2000FTU/kg植酸酶。结果:植酸酶组蛋鸡的平均日采食量较对照组和肌醇组分别显著提高2.45%和2.76%(P植酸酶组分别显著提高95.78%和85.26%(P植酸酶组蛋黄肌醇含量分别显著提高21.52%和19.62%(P植酸酶组胰腺相对重量较肌醇显著提高5.05%(P植酸酶组回肠和盲肠相对长度较对照组分别显著提高5.04%和6.45%(P植酸酶组分别显著提高6.23%和5.09%(P植酸酶可以提高蛋鸡采食量、回肠和盲肠相对长度,但补充2mg/kg肌醇可提高蛋鸡死亡率。

关键词：植酸酶肌醇蛋鸡生产性能蛋品质消化道发育