Ви є тут

АНТИПОЖИВНА ДІЯ ФІТАТІВ – ЕКСТРАФОСФОРНИЙ ЕФЕКТ ФІТАЗИ

Збільшення продукції тваринництва і птахівництва може бути досягнуто за ефективного використання кормів, у тому числі рослинних. Однак відомо, що до складу кормів рослинного походження входять антипоживні речовини (фітинова кислота або її солі), що знижує доступність наявних у раціоні поживних речовин. З огляду на це, метою огляду був опис дії фітатів в організмі і обґрунтування вибору кормових фітаз для кормовиробництва. Фосфор відповідає за надходження енергії для обмінних процесів в організмі, відіграє важливу роль в обміні білків, жирів і вуглеводів, у синтезі ферментів, гормонів, вітамінів, разом з кальцієм він забезпечує стабільність скелету тварин. Однак переважна частина фосфору в рослинних кормах недоступна для тварин, оскільки вона представлена фітатами, які не розщеплюються в шлунково-кишковому тракті (ШКТ). Фітати, потрапляючи в кисле середовище шлунка, іонізуються і вступають у реакції з позитивно зарядженими мінералами, білками, амінокислотами, утворюючи сполуки, недоступні для подальшого перетравлення. Доступність фосфору з фітатів забезпечується введенням до корму фітази, яка не тільки розщеплює фітати, а й зменшує їх антипоживну дію в результаті зниження концентрації. Сучасні дані свідчать про те, що фітати містять у своїй основі важкорозчинний фосфор та ускладнюють використання інших біологічно активних поживних речовин корму. Збагачення раціону мікробною фітазою робить більш доступними кальцій, цинк і мідь, покращує перетравність корму і стимулює приріст живої маси. Визначення активності фітази лабораторним методом не дає змоги зробити висновок про очікувану її ефективність за використання в кормах для тварин. Проведення таких складних досліджень із застосуванням динамічного моделювання процесів травлення в лабораторних умовах нині практично неможливе. Рішення про доцільність включення фітази в корми приймають на підставі виробничих випробувань пропонованих препаратів. Ключові слова: корми для тварин, ферменти, фітаза, антипоживна дія фітатів, екстрафосфорний ефект фітази, активність кормових препаратів фітази.

doi: 10.33245/2310-9289-2019-147-1-06-23  

1. Крюков В.С., Глебова И.В., Антипов А.А. Оценка действия фитаз в пищеварительном тракте и использование препаратов фитазы в питании животных. Проблемы биологии продуктивных животных. 2019. №2. С. 5–25.

2. Джоунс Г. Как выбрать наилучшую фитазу при составлении рациона. Ценовик. 2014. №10. С. 102–103.

3. Morales G.A., Marquez L., Hernández A.J., Moyano F.J. Phytase effects on protein and phosphorus bioavailability in fish diets. Phytate destruction – consequences for precision animal nutrition. 2016. Ch. 9. P. 129–166. Doi: https://doi.org/10.3920/978-90-8686-836-0_9

4. Abelson P.H. A potential phosphorus crisis. Science. 1999. no. 283. P. 2015–2015. Doi:https://doi.org/10.1126/
science.283.5410.2015
.

5. Cordell D, Drangert J-O., White S. The story of phosphorus: global food security and food for thought. Global Environmental Change. 2009. no. 19. P. 292–305. Doi:https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2008.10.009.

6. Daneshgar S., Callegari A., Capodaglio A., Vaccari D. The Potential Phosphorus Crisis: Resource Conservation and Possible Escape Technologies: A Review. Resources. 2018. no. 7. 37 p. Doi:https://doi.org/10.3390/resources7020037.

7. Nayini N.R., Markakis P. Phytases. In: Graf, E. (ed.). Phytic Acid: Chemistry and Applications. Pilatus Press, Minneapolis, Minnesota. 1986. P. 101–118.

8. Nys Y., Frapin D., Pointillart P. Occurrence of phytase in plants, animals and microorganisms. In: Coelho, M.B. and Kornegay, E.T. Еds Phytase in Animal Nutrition and Waste Management. BASF Corporation, Mount Olive, New Jersey. 1996. P. 213–240.

9. Reddy N.R., Sathe S.K., Salunkhe D.K. Phytates in legumes and cereals. Advances in Food Research. 1982. Vol. 28. P. 1–92. Doi: https://doi.org/10.1016/s0065-2628(08)60110-x.

10. Lott J.N.A., Ockenden I., Raboy V., Batten G. Phytic acid and phosphorus in crop seed and fruits: a global estimate. Seed Science Research. 2000. Vol. 10. P. 11–33. Doi:https://doi.org/10.1017/s0960258500000039.

11. Raboy V., Young K., Larson S., Cook A. Genetics of Phytic Acid Synthesis and Accumulation. Food Phytates. 2001. 62 p. Doi:https://doi.org/10.1201/9781420014419.ch5.

12. Costello A.J.R., Glonek T., Myers T.C. 31P-nuclear magnetic resonance-pH titrations of myo-inositol hexaphosphate. CarbohydrateResource. 1976. Vol. 46. P. 159–171.

13. Джоунс Г. Как выбрать наилучшую фитазу при составлении рациона. Ценовик. 2014. №10. С. 102–103.

14. Anderson P.A. Interactions between proteins and constituents that affect protein quality. In: Digestibility and Amino Acid Availability in Cereals and Oilseeds, (JW Finley and DT Hopkins, editors). St Paul, MN: American Association of Cereal Chemists, Inc. 1985. P. 31–45.

15. Champagne E.T., Fisher M.S., Hinojosa O. NMR and ESR studies of interactions among divalent cations, phytic acid, and N-acetyl-amino acids. Journal of Inorganic Biochemistry. 1990. no. 38. P. 199–215. Doi:https://doi.org/ 10.1016/0162-0134(90)84013-f.

16. Selle P.H., Cowieson A.J., Ravindran V. Consequences of calcium interactions with phytate and phytase for poultry and pigs. Livestock Science. 2009. no. 124. P.126–141. Doi:https://doi.org/10.1016/j.livsci.2009.01.006.

17. Труфанов О. В. Фитаза в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы. Киев: ПолиграфИнко, 2011. 112 с

18. Крюков В., Зиновьев С. Давайте применять правильно биологические понятия! Комбикорма. 2015. № 12. С. 89–90.

19. Taylor T.C. The availability of the calcium and phosphorus of plant materials for animals. Proceedings of the Nutrition Society. 1965. no. 24. P. 105–112. Doi:https://doi.org/10.1079/pns19650017.

20. Nelson T.S. The utilization of phytate phosphorus by the chick–a review. Poultry Science. 1967. no. 46. P. 862–871. Doi:https://doi.org/10.3382/ps.0460862.

21. Ravindran V. Phytases in poultry nutrition. An overview. Proceedings, Australian Poultry Science Symposium. 1995. P. 135–139.

22. Cowieson A.J., Acamovic T., Bedford M.R. Phytic Acid and Phytase: Implications for Protein Utilization by Poultry. Poultry Science. 2006. no. 85. P. 878–885. Doi:https://doi.org/10.1093/ps/85.5.878.

23. Selle P. H., Cowieson A. J., Cowieson N. P., Ravindran V. Protein–phytate interactions in pig and poultry nutrition: a reappraisal. Nutrition Research Reviews. 2012. Vol. 25. P. 1–17. Doi:https://doi.org/10.1017/s0954422411000151.

24. Cowieson A.J., Ruckebusch J.P., Sorbara J.O.B., Wilson J.W., Guggenbuhl P., Roos F.F. A systematic view on the effect of microbial phytase on ileal amino acid digestibility in broiler. Animal Feed Science and Technology. 2017. Vol. 225. P. 182–194. Doi:https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2017.01.008.

25. Menezes-Blackburn D., Gabler S., Greiner R. Performance of seven commercial phytases in an in vitro simulation of poultry digestive tract. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2015. Vol. 63. P. 6142–6149. Doi:https://doi.org/ 10.1021/acs.jafc.5b01996.

26. Yu S., Cowieson A., Gilbert C., Plumstead P., Dalsgaard S. Interactions of phytate and myo-inositol phosphate esters (IP1-5) including IP5 isomers with dietary protein and iron and inhibition of pepsin. Journal of Animal Science. 2012. Vol. 90. P. 1824–1832. Doi:https://doi.org/10.2527/jas.2011-3866.

27. Cowieson A. J., Ravindran V. Effect of phytic acid and microbial phytase on the flow and amino acid composition of endogenous protein at the terminal ileum of growing broiler chickens. British Journal of Nutrition. 2007. Vol. 98. P. 745–752. Doi:https://doi.org/10.1017/s0007114507750894.

28. Jorquera M., Martinez O., Varuyama F., Marschner P., Mora M. Current and future biotechnological applications of bacterial phytases and phytase-producing bacteria. Microbes and Environments. 2008. Vol. 23. P. 182–191. Doi:https://doi.org/ 10.1264/jsme2.23.182.

29. Singh B., Satyanarayana T. Fungal phytases: characteristics and amelioration of nutritional quality and growth of non-ruminants. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 2015. Vol. 99. P. 646–660. Doi:https://doi.org/ 10.1111/jpn.12236.

30. Sommerfeld V., Künzel S., Schollenberger M., Kühn I., Rodehutscord M. Influence of phytase or myo-inositol supplements on performance and phytate degradation products in the crop, ileum, and blood of broiler chickens. Poultry Science. 2017. Vol. 97. P. 920–929. Doi:https://doi.org/10.3382/ps/pex390.

31. Qvirist L., Carlsson N.G., Andlid T. Assessing phytase activity–methods, definitions and pitfalls. Journal of Biological Methods. 2015. Vol. 2. 16 p.  Doi:https://doi.org/10.14440/jbm.2015.58.

32. Beeson L. A, Walk C. L., Bedford M. R., Olukosi O. A. Hydrolysis of phytate to its lower esters can influence the growth performance and nutrient utilization of broilers with regular or super doses of phytase. 2017. Poultry Science. Vol. 96. P. 2243–2253.Doi:https://doi.org/10.3382/ps/pex012.

33. OnyangoE.M., BedfordM.R., AdeolaO. Phytase activity along the digestive tract of the broiler chick: A comparative study of an Escherichia coli-derived and Peniophora lycii phytase. Canadian Journal of Animal Science. 2005. Vol. 85. P. 61–68. Doi:https://doi.org/10.4141/a04-067.

34. Zeller E., Schollenberger M., Kühn I., Rodehutscord M. Hydrolysis of phytate and formation of inositol phosphate isomers without or with supplemented phytases in different segments of the digestive tract of broilers. Journal of Nutritional Science. 2015. Vol. 4. Doi:https://doi.org/10.1017/jns.2014.62.

35. Mothes R., Schwenke, K.D., Zirwer D., Gast K. Rapeseed protein – polyanion interactions. Soluble complexes between the 2 S protein fraction (napin) and phytic acid. Food / Nahrung. 1990. Vol. 34. P. 375–385. Doi: https://doi.org/10.1002/food.19900340422.

36. Peter C. M., Parr T. M., Webel D. M., Baker D. H. The effects on phytase on growth performance, carcass characteristics, and bone mineralization of late-finishing pigs fed maize-soyabean meal diets containing no supplemental phosphorus, zinc, copper and manganese. Animal Feed Science and Technology. 2001. Vol. 94. P. 199–205. Doi:https://doi.org/ 10.1016/s0377-8401(01)00300-5.

37. Adeola O., Cowieson A.J. Board-invited review: opportunities and challenges in using exogenous enzymes to improve nonruminant animal production. Journal of Animal Science. 2011. Vol. 89. P. 3189–3218. Doi:https://doi.org/10.2527/jas.2010-3715.

38. Rutherfurd S.M., Chung T.K., Moughan P.J. The effect of microbial phytase on ileal phosphorus and amino acid digestibility in the broiler chicken. British Poultry Science. 2002. Vol. 43. P. 598–606. Doi:https://doi.org/ 10.1080/0007166022000004516.

39. Rutherfurd S. M., Chung T. K., Thomas D. V., Zou M. L., Moughan P. J. Effect of a novel phytase on growth performance, apparent metabolizable energy, and the availability of minerals and amino acids in a low-phosphorus corn-soybean meal diet for broilers. Poultry Science. 2012. Vol. 91. P. 1118–1127. Doi:https://doi.org/10.3382/ps.2011-01702.

40. Sebastian S., Touchburn S.P., Chavez E.R., Lague P.C. Apparent digestibility of protein and amino acids in broiler chickens fed a corn–soybean diet supplemented with microbial phytase. Poultry Science. 1997. Vol. 76. P. 1760–1769. Doi:https://doi.org/10.1093/ps/76.12.1760.

41. Wu D., Wu S. B., Choct M., Swick R. A. Comparison of 3 phytases on energy utilization of a nutritionally marginal wheat-soybean meal broiler diet. Poultry Science. 2015. Vol. 94. P. 2670–2676. Doi:https://doi.org/10.3382/ps/pev222.

42. Cowieson A.J. Strategic Selection of Exogenous Enzymes for Corn/soy-based Poultry Diets. The Journal of Poultry Science. 2010. Vol. 47. P. 1–7. Doi:https://doi.org/10.2141/jpsa.009045.

43. Tran T.T. Thermostable phytase from a Bacillus sp. Doctoral Thesis. Department of Biotechnology. Lund University. Sweden. 2010. 124 p. URL:https://portal.research.lu.se/portal/files/5618703/1730199.pdf (5)

44. Oh B.C., Choi W.C., Park S., Kim Y.-O., Oh T.K. Biochemical properties and substrate specificities of alkaline and histidine acid phytases. Applied Microbiology and Biotechnology. 2004. Vol. 63. P. 362–372. Doi:https://doi.org/ 10.1007/s00253-003-1345-0.

45. Vasquez M.V., Glitsoe V. Phytase Unit Myth! URL: https://www.dsm.com/content/dam/dsm/anh/en_US/docu-ments/2012_Phytase_unit_myths.pdf (0) (Accessed 14 May 2019)

46. Leske K., Coon C. A bioassay to determine the effect of phytase on phytate phosphorus hydrolysis and total phosphorus retention of feed ingredients as determined with broilers and laying hens. Poultry Science. 1999. Vol. 78. P. 1151–1157. Doi:https://doi.org/10.1093/ps/78.8.1151.

47. Kornegay E.T. Digestion of phosphorus and other nutrients: the role of phytases and factors influencing their activity. Enzymes in farm animal nutrition. P. 237–271. Doi:https://doi.org/10.1079/9780851993935.0237.

48. Butani J. B., Parnerkar S. Role of microbial phytase in broiler nutrition- A review. Journal of Livestock Science. 2015. Vol. 6. P. 113–118.

49. Rao D.E.C.S., Rao K.V., Reddy T.P., Reddy V.D. Molecular characterization, physicochemical properties, known and potential applications of phytases: An overview. Critical Reviews in Biotechnology. 2009. Vol. 29. P. 182–198. Doi:https://doi.org/10.1080/07388550902919571.

50. Gontia-Mishra I., Tiwars S. Molecular Characterization and Comparative Phylogenetic Analysis of Phytases from Fungi with Their Prospective Applications. Food Technology and Biotechnology. 2013. Vol. 51. P. 313–326.

51. Elkhalil K.A.I., Manner K., Borriss O.R., Simon O. In vitro and in vivo characteristics of bacterial phytases and their efficacy in broiler chickens. British Poultry Science. 2007. Vol. 48. P. 64–70. Doi:https://doi.org/10.1080/00071660601148195.

52. Wyss M., Brugger R., Kronenberger A., Rémy R., Fimbel R., Oesterhelt G., Lehmann M., van Loon A. P. Biochemical characterization of fungal phytases (myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolases): catalytic properties. Applied and environmental microbiology. 1999. Vol. 65. P. 367–373.

53. Vasquez M.V., Glitsoe V. Phytase Unit Myth! URL: https://www.dsm.com/content/dam/dsm/anh/en_ US/documents/ 2012_Phytase_unit_myths.pdf (0) (Accessed 14 May 2019).

ДолученняРозмір
PDF icon reshetnichenko_1_2019.pdf (324)588.91 КБ