Фитаза это что
Про фитиновую кислоту
Недавно листала книжку Хамельмана и вычитала, что фитиновая кислота даже из хлеба никуда не девается, правда, из дрожжевого. Я раньше думала, что для любого ферментированного хлеба вопрос фитиновой кислоты уже не важен, а оказалось, что только хлеб на закваске можно считать полезным, даже цельнозерновой.
Что такое фитиновая кислота.
Это довольно коварная кислота, которая содержится практически во всех растительных тканях и является основным «хранилищем» фосфора. Фосфор прочно «встроен» в молекулу кислоты, которая таким образом блокирует его, делая недоступным для человека и большинства животных. Более 80% фосфора присутствует в растениях именно в связанном состоянии, а это значит, недоступном. Кроме того, она связывает другие свободные минералы: магний, цинк, железо, не позволяя нашему организму усваивать их. С кальцием вообще получается нехорошо: попадание в организм фитиновой кислоты не просто препятствует усвоению кальция, она делает так, что мы начинаем терять уже имеющийся: кальций связывает фитиновую кислоту, образовывая нерастворимые комплексы, которые наш организм «съесть» не в состоянии. Доказано, что без присутствия фитиновой кислоты, мы усваиваем значительно больше минеральных веществ. Еще один минус фитиновой кислоты в том, что она тормозит действие ферментов, расщепляющих белки и углеводы, поэтому люди, в чьем рационе присутствует много продуктов, богатых фитиновой кислотой, могут запросто страдать от недостатка минералов, иметь замедленный метаболизм, страдать болезнями костей и иметь проблемы с зубами.
Только ленивый не прочитал, что фитиновая кислота – нож в спину веганов, потому что она содержится во всех злаках, бобовых, орехах, семенах, всех видах отрубей, коричневом рисе и пр., то есть, во всех тех продуктах, которые общепринято считаются здоровыми и полезными, и чем, на первый взгляд, здоровее продукт, тем ее больше. Например, белую пшеничную муку по показателям этой кислоты можно считать полезной, потому что там ее намного меньше, чем в цельнозерновой, правда, и витаминов-минералов там почти нет. Тем не менее, американцы провели исследование и выяснили, что семьи, которые едят много белого хлеба, белого риса и прочей «обработанной» еды, имеют меньше проблем с костями и зубами. Таким образом, выходит, что цельнозерновая мука даже вредная, потому что содержит большое количество фитиновой кислоты, в частности, в отрубях ее в 2,5 раза больше, чем в сое.
В общем-то, это спарведливо, но не для всех изделий из цельнозерновой муки. Один из самых эффективных способов нейтрализовать действие фитинвой кислоты – это ферментация. Доказано, что в цельнозерновом хлебе на закваске, тесто для которого ферментировалось около 8 часов, практически не остается фитиновой кислоты, в то время как в дрожжевом цельнозерновом ее остается от 40 до 80%.
Фитаза и способы нейтрализации.
Где есть фитиновая кислота, есть и фитаза – фермент, который расщепляет ее. В небольших количествах он присутствует и в растениях, и у человека со здоровой микрофлорой кишечника, однако его все равно недостаточно, чтобы нейтрализовать большое количество фитиновой кислоты. Правда, кроме собственных ресурсов, можно нейтрализовать кислоту, активировав фитазу в продуктах самостоятельно.
- Самыми эффективным способом считается ферментация с участием закваски, богатой лактобактериями. Как и в случае с цельнозерновым хлебом, фитиновая кислота практически полностью нейтрализуется.
- Замачивание, проращивание и последующее кипячение злаков, семян и бобовых активизируют фитазу, которая потом нейтрализует фитиновую кислоту. Этот способ нейтрализует практически всю (97-98%) фитиновую кислоту, как и в случае с ферментацией.
- Замачивание и проращивание, без кипячения. Этот способ не позволяет полностью избавиться от фитиновой кислоты, но значительно снижает ее концентрацию. Особенно эффективен этот способ для бобовых (после пяти дней проращивания минус 60% кислоты в нуте). Также очень важна и температура проращивания, к примеру, при 30 градусах нейтрализуется вдвое больше фитиновой кислоты, чем при 27. Кстати, прекрасный способ поддерживать нужную температуру проращивания - ставить проращиватели в расстоечный шкафчик и выставлять нужную температуру.
- Замачивание в сыворотке или в любой другой теплой, но не горячей, кислой среде и потом кипячение. Этот способ позволяет нейтрализовать до 88% фитиновой кислоты. Притом, замачивание должно длиться не менее 16 часов, а кипячение – минут 20-25.
- Длительное замачивание (12- 24 часа) в воде при температуре около 20 градусов плюс потом кипячение - равно минус 60-77% фитиновой кислоты.
- Обжаривание и соложение. Если обжарить зерно, оно потеряет около 40% фитиновой кислоты, а если его предварительно замочить и прорастить, а потом обжарить, потери фитиновой кислоты будут более значительными. Последний способ, кстати, называется соложением, что говорит само за себя: так можно и солод дома сделать.
- Кипячение в течение 20-25 минут нейтрализует всего 15-20% фитиновой кислоты. Казалось бы, если кипячение и вообще термическая обработка способствует деактивации фитиновой кислоты, можно и дольше поварить-попарить, но минус в том, что при 80 градусах начинает разрушаться фитаза, наш друг и союзник в борьбе с фитиновой кислотой.
Зная все это, давайте смотреть на вещи реально давайте смиримся: в растительной еде фитиновой кислоты вагон и маленькая тележка, но все же существуют определенные показатели, которые считаются допустимыми для сохранения здоровья и минерального баланса в организме. По-хорошему, содержание фитиновой кислоты в пище не должно превышать 0,03% , а это примерно 25 мг. На 100 гр. продукта.
Для наглядности, вот вам таблица, которая показывает содержание фитиновой кислоты в тех или иных продуктах:
Продукт |
% фитиновой кислоты |
Картофель |
0,18-0,34 |
Кокос |
0,36 |
Чечевица |
0,44-0,50 |
Нут |
0,56 |
Рис шлифованный |
0,14-0,60 |
Лесной орех |
0,65 |
Грецкий орех |
0,98 |
Коричневый рис |
0,84-0,99 |
Зародыш пшеницы |
0,08-1,14 |
Овес |
0,42-1,16 |
Пшеницы |
0,39-1,35 |
Арахис |
0,95-1,75 |
Кукуруза |
0,75-2,22 |
Соя |
1-2,22 |
Лен |
2,15-2,78 |
Тофу |
1,46-2,90 |
Миндаль |
1,35-3,22 |
Кунжут |
5,36 |
Бразильский орех |
1,97-6,34 |
Шпинат |
0,22 |
В разных странах существуют разные допустимые дневные нормы содержания фитиновой кислоты в еде: для британцев считается безопасным употребление 764 мг. в день, для американцев 631, для финнов 370, для итальянцев 219, для швейцарцев 180. Однако это общие данные, но на которые вполне можно ориентироваться. Если у вас все в порядке со здоровьем, зубы не крошатся, нет костных заболеваний или дефицита кальция, вы можете просто следить за питанием и стараться разнообразить его, употребляя не одни лишь крупы, горох и орехи. Но если такие проблемы имеются, то стоит задуматься над тем, чтобы снизить и потребление фитиновой кислоты, и обезопасить те продукты, от которых не можете отказаться. Кстати, вы знаете, что, если сочетать такую еду одновременно с кисломолочными продуктам, продуктами, богатыми витамином А, с тыквой и морковкой и с квашенными овощами (капуста, огурцы, помидоры), вы тоже в значительной степени уменьшите вред фитиновой кислоты.
Совсем не хотела вас напугать, как и себя. Но вот цельнозерновые печень я теперь пореже печь буду. Хотя я и так их нечасто пеку :) Кстати, я тут покопалась в блоге и обнаружила хрустящие льняные чипсы на закваске, которые я готовила в дегидраторе, очень, оказывается, правильные чипсы! И там же овсяный йогурт-квас, ведь заквашенный овес гораздо полезнее овсяной каши! А еще вот какое решение пришло в голову (капитан Очевидность – мой друг :) если хотите съесть орехов, льна, кунжута и прочих «полезностей» и действительно получить те благодатные витамины и минералы – добавьте их в хлеб на закваске. Супер-
Фитаза фермент для человека, для животных, в птицеводстве
Фитаза — это фермент, способный расщеплять фитиновую кислоту. Разделив их, он кристаллизует богатый энергией фосфор из растительной пищи. С точки зрения питания это дает значительные преимущества как для людей, так и для животных. Например, они лучше усваивают ценные минералы. По этой причине фитаза является наиболее часто используемой пищевой добавкой в кормах для животных. Люди получают этот важный фермент, который могут вырабатывать только жвачные животные в достаточном количестве, из размоченных бобовых или злаков. Кроме того, фитаза позволяет значительно снизить затраты в производстве кормов для животных, а также помогает защитить окружающую среду. Сегодня мы поговорим о том, что такое фермент фитаза для человека. Читайте следующую статью на страницах журнала gastritinform.ru.
Фитаза для человека функции
Фитаза расщепляет фитиновую кислоту и, таким образом, высвобождает богатый энергией фосфор. Поскольку фитиновая кислота является так называемым антипитательным веществом, фермент играет важную роль в переваривании растительной пищи. С одной стороны, пищеварительный тракт не может всасывать фитиновую кислоту без остатка. Несмотря на то, что пища содержит много незаменимого фосфора, организм не может извлечь никакой пользы из ее ценности. Он выводит микроэлементы непереваренными. С другой стороны, фитиновая кислота подавляет всасывание других минералов, таких как кальций, цинк, магний или железо. Фитаза предотвращает эту потерю.
Где содержится фитаза
Фитаза расщепляет фитиновую кислоту и, таким образом, высвобождает богатый энергией фосфорФитаза содержится в основном в зародышах и отрубях зерна злаков. Среди прочего, для биотехнологической экстракции используются такие микроорганизмы, как различные виды грибов или делящихся дрожжей. Фермент получают путем сбраживания сахарного песка или крахмала.
Кроме того, люди, которые могут продемонстрировать прекрасное здоровье кишечной флоры, могут самостоятельно вырабатывать фермент. Следующие продукты также считаются ценными поставщиками фитазы:
- арахис
- Соевые бобы
- белый рис
- Белая фасоль (сушеная)
- ячмень
- Кукуруза
- рожь
- овес
- пшеница
- Выпечка на закваске
Чтобы получить максимально возможную дозу фитазы, рекомендуется замочить эти бобовые и семена перед их употреблением.
Где используется фитаза
Фитаза в птицеводстве | описание |
Корм для животных | Нежвачные животные, такие как свиньи и птица, могут лучше использовать фосфор, содержащийся в корме, за счет добавления фитазы. С одной стороны, это экономит затраты, так как производителям не нужно дополнительно добавлять важные питательные вещества, а также защищает окружающую среду за счет уменьшения содержания фосфатсодержащей суспензии. |
Рекомендуемая дозировка приема
Фитаза для животных в качестве добавки для свиней и птиц
Мнения расходятся относительно обеспечения ферментов для домашнего скота. Для некоторых кормов стандартная доза составляет около 500 FTU на килограмм. Однако исследования показали, что потребление более важных минералов, таких как цинк, магний, железо или кальций, приносит пользу и что тем больше фосфора выделяется, чем выше фермер выбирает дозировку. Поэтому исследования рекомендуют рацион, в три раза превышающий это количество, для оптимального потребления питательных веществ. Исследователи называют эту меру сверхдозировкой.
Другие ученые считают, что в передозировке нет необходимости, потому что метаболизм животных естественным образом расщепляет избыток ферментов, и поэтому повышенное количество не приносит пользы. Как правило, решающим фактором является то, насколько высока концентрация в зависимости от степени разбавления.
Фитаза для человека в качестве пищевой добавки
Остались вопросы? Задайте их врачу бесплатно онлайн!Лучше всего принимать его через упомянутые выше продукты, содержащие натуральную фитазу. Поскольку здесь не может возникнуть никаких побочных эффектов, точных правил дозировки нет. Конечно, рацион всегда должен быть основан на возможной непереносимости и общем благополучии. С другой стороны, желательно сократить потребление продуктов, содержащих фитиновую кислоту. Полный отказ не требуется.
Для каких групп людей прием пищи имеет смысл
Людям с дефицитом питания
Без фитазы органы пищеварения не могут расщеплять фитиновую кислоту. Поскольку это, как так называемое антинутриент, подавляет биодоступность жизненно важных минералов, часто бывает недостаточно. Здесь имеет смысл дополнительное введение фермента, чтобы исправить это. Однако человеческий организм способен сам производить небольшое количество фитазы. Однако обязательным условием этого процесса является всесторонне здоровая кишечная флора. Фитаза является важной добавкой к пище для восстановления ослабленной микрофлоры кишечника, особенно после длительной терапии антибиотиками.
Люди из группы риска от приема фитазы
Люди с нетерпимостью
Хотя особого риска для здоровья нет, нет необходимости принимать фитазу, если продукты, содержащие фитиновую кислоту, в любом случае исключены из употребления из-за аллергии.
Побочные эффекты от приема фитазы
Поскольку вышеупомянутые поставщики натуральной фитазы — это в основном бобовые, чрезмерное потребление может привести к проблемам с пищеварением, таким как метеоризм. В противном случае фермент не вызывает побочных эффектов.
Общие вопросы
Что улучшает всасывание фитазы
Фитаза содержится в основном в зародышах и отрубях зерна злаковФитаза — очень растворимый фермент. Замачивание поставщиков фитазы перед употреблением увеличивает биодоступность во много раз. В качестве жидкости особенно подходят вода или молоко.
Что ухудшает усвоение фитазы
Фитаза очень устойчива к нагреванию. Высокие температуры не могут повредить фермент и даже увеличить концентрацию фитиновой кислоты.
Есть ли БАД с подобным эффектом
Другие минералы или витамины также могут увеличивать биодоступность кальция, магния или цинка. Из исследований известно, что особенно витамин С в сочетании с фитазой увеличивает абсорбцию железа.
Последние исследования и выводы
Фитаза как растворимая пищевая добавка в жидкостях.
Молоко особенно подходит в качестве жидкости, когда фитаза присутствует в качестве питьевой пищи. Молоко или молочные продукты сразу же содержат минеральный кальций, который организм может лучше усваивать с помощью фермента.
Фитаза из биотехнологического производства
В Китае удалось разработать так называемую ГМ кукурузу, которая способствует производству фитазы. Это растение дает многим исследователям надежду на то, что они смогут уменьшить загрязнение окружающей среды, вызываемое фосфатами в навозе, и снизить высокие затраты на производство кормов для животных.
Post Views: 104
антинутриент из злаков, бобов и семечек – Зожник
Что такое фитиновая кислота, в чем и сколько ее содержится, надо ли вымачивать зерновые, чтобы избавиться от фитиновой кислоты? Мы совместили в один большой пост статьи популяризатора здорового научного подхода, врача, к.м.н. Андрея Беловешкина.
Все растения мы можем условно разделить на две группы:
Одни растения хотят, чтобы их съели, им это нужно для размножения. Они яркие, легко усваиваются, вкусные. И они как правило не содержат токсичных веществ, препятствующих усвоению. Это ягоды, фрукты, овощи.
Вторая группа растений не хочет, чтобы ее ели. И она защищается, пряча плоды в скорлупу, защищая колосья остьями и колючками. А само семя накапливает особые вещества, которые делают его малосъедобным для животных и нарушают процесс пищеварения. Такие соединения называются антинутриенты. (Да, растениям тоже не нравится, когда едят их деток и они защищаются).
Фитиновая кислота – антинутриент и содержится в злаках, бобовых, семенах, орехах.
В злаковых, бобовых, орехах, семенах и некоторых корнеплодах притаилась фитиновая кислота — антинутриент, который не только блокирует связанный в нём фосфор, но и «ворует» у нас такие важные микроэлементы, как кальций, магний, железо и цинк. В семенах большинства злаков фитин сосредоточен в алейроновом слое, а в семенах двудольных растений (класс растений, зародыши которых – с двумя семядолями, то есть семечка как бы делится на 2 части), включая масличные и бобовые, он равномерно распределен по всему объему зерен. Поэтому его много как в цельнозерновых, так и в рафинированных продуктах.
Вред фитиновой кислоты
Фосфор — минерал, необходимый для здоровья костей и зубов. Фитиновая кислота — главное хранилище фосфора в растительных тканях, в особенности в оболочке злаковых и других семян. Но фосфор встроен в молекулу фитиновой кислоту так крепко, что для большинства животных (кроме жвачных) и человека этот микроэлемент не является биодоступным. Кроме того, что фитиновая кислота «зажимает» фосфор, «лучи» этой, похожей
Польза для здоровья фитазы - Красота и здоровье
Фитаза — это фермент фосфатазы, который катализирует или стимулирует гидролиз фитиновой кислоты, также известной как фитат.
Фитиновая кислота является формой неперевариваемого фосфора, который присутствует в растительных продуктах, таких как зерновые, пшеница и различные злаки. Примерно две трети фосфора, присутствующего в растительной пище, связывается в форме фитинфосфата. В результате реакции гидролиза фитаза высвобождает фосфор, чтобы организм мог его использовать.
Минералы, такие как кальций, магний, железо и цинк, часто связаны (хелатированы) в молекуле фитиновой кислоты. Фитаза расщепляет и освобождает связанные фосфаты от молекулы фитиновой кислоты. Этот процесс обеспечивает необходимый фосфор, необходимый для здорового питания. Во время химической реакции фитаза также освобождает кальций, цинк, железо, магний и марганец, что делает эти минералы доступными для организма.
Обычно встречающаяся в растительном материале, фитаза является одним из многих ферментов, необходимых для процесса пищеварения. Он разрушает и повышает питательные качества зерна, бобовых, семян и кукурузы. Этот фермент может помочь снизить потребность в фосфате кальция и улучшить здоровье пищеварения.
Польза для здоровья фитазы
1. Повышает минеральную абсорбцию и биодоступность
Ферменты в пище действуют синергетически с энзимами в организме человека, что существенно влияет на пищевую ценность пищи. Недавние исследования показывают, что добавление фитазы может значительно увеличить способность организма поглощать и усваивать жизненно важные минералы, такие как кальций, магний и железо.
2. Понижает фитиновую кислоту в организме
Многие из растений, которые мы едим, такие как кукуруза, зерно, семена, бобовые, соя и большинство злаков, содержат большое количество этой кислоты. Упомянутый как «антипищевой фактор», фитиновая кислота может снизить нашу способность поглощать питательные вещества в зерне злаков, создавая нерастворимые комплексы с минералами, а также белками.
В то время как пищевая фитиновая кислота в растительной пище действительно имеет некоторые положительные эффекты, такие как сдерживание почечных камней и профилактика сердечно-сосудистых заболеваний и диабета, фитаза является ферментом, который играет важную роль, разрушая дополнительную фитиновую кислоту и высвобождая фосфор для использования в организме.
3. Может уменьшить минеральные дефициты
Обзор, проведенный Федеральным научно-исследовательским центром по вопросам питания и продуктов питания в Германии, показал, что добавление фитазы может привести к значительному увеличению усвоения минеральных веществ и снижению содержания фитата в зерновых и бобовых продуктах питания.
Это исследование пришло к выводу, что добавки фитазы, которые обычно и традиционно используются для повышенного содержания минералов в кормах для животных, имеют многообещающее и широкое применение для пищеварения человека, особенно для щелочной фосфатазы кишечника человека.
Это также может быть способом снижения дефицита минеральных веществ в уязвимых группах, таких как рождающие женщины, веганы, вегетарианцы и люди в развивающихся странах
4. Помогает устранить накопление токсичных веществ в пищеварительном тракте
Поскольку фитаза может расщеплять фитиновую кислоту, процесс пищеварения упрощается, и у нас меньше шансов накапливать избыточные нерастворимые комплексы в пищеварительном тракте.
5. Освобождает связанный фосфор в организме
Фитаза разрушает связанные, непригодные для использования формы фосфора, поэтому ваше тело может использовать и поглощать его.
Фосфор является важным питательным веществом, и полупроницаемая мембрана вокруг каждой клетки человека и животного содержит фосфолипидный бислой, который содержит липиды (цепи жирных кислот) и фосфат — молекула, которая содержит фосфор, что означает, что фосфор необходим буквально каждой отдельной клетке в теле. Фосфор также играет роль в обмене веществ в качестве центральной части молекулы энергии АТФ или аденозинтрифосфата.
6. Улучшает здоровье костей
Фосфор является важным элементом для роста и защиты плотности костей. Испытания на животных, проведенные в Обернском университете, показали, что фитаза не только увеличивает доступность фосфора, но также приводит к улучшению массы тела, эффективности пищеварения и общей прочности костей у лабораторных животных. Также было обнаружено, что фитаза может значительно повысить продуктивность у животных.
Как читать единицы измерения для фитазы
Фитазная активность измеряется в единицах FTU или фитазе; чем выше число, тем активнее фермент. Фитазные единицы представляют собой измерения FCC, основанные на ферментативном гидролизе фитата натрия в контролируемых условиях. Обозначение FCC обозначает Foods Chemical Codex, подразделение Фармакопеи США (USP), которое устанавливает стандарты для пищевых добавок.
Твоя история
Является ли фитаза энзимом, который находится на вашем поле зрения? ~ ~ Принимаете ли вы ферментную добавку, которая содержит ее? Оставьте комментарий ниже и расскажите нам немного о своей истории и о том, что побуждает вас заинтересоваться этим полезным энзимом.
Рынок кормовой фитазы в России
22.08.2019Рынок кормовой фитазы в России
Фитаты — антипитательные вещества кормов
Фитаты являются основной формой хранения фосфора в растительных клетках и по определению являются любой солью фитиновой кислоты. В семенах растений фитат преимущественно представлен солью калия и магния. Понятие фитина было введено для описания кальциевых и магниевых солей фитиновой кислоты в глобоидах семян растений и считается сегодня устаревшим (Shears and Turner, 2007), поскольку доказано, что большая часть фитиновой кислоты в природе находится в форме солей калия и магния.
Для растений фитаты выполняют роль антиоксидантов, а также являются запасом около 2/3 фосфора в их клетках. В кормлении животных они рассматриваются как антипитательные компоненты.
Ферментная система моногастричных животных не обладает способностью расщеплять данные соединения. В результате значительное количество фосфора может быть неусвоенным и загрязнять почву и водоемы. Не случайно в развитых странах Европы уже давно установлены особые требования к промышленному разведению животных, регламентирующие ферментные кормовые добавки в качестве компонентов комбикормов. Благодаря этой мере выброс фосфора во внешнюю среду сокращается на 30% и более.
Помимо создания риска экологической катастрофы, труднодоступные соединения фосфора приводят к неэффективному использованию кормов и снижению продуктивности животных. В кишечнике фитаты способны связывать ряд минеральных веществ, в том числе кальций, магний, железо, медь и цинк, что приводит к дефициту их в организме свиней и птицы. Кроме того, эти антипитательные вещества образуют комплексы с растительными белками и синтетическими аминокислотами, что затрудняет их переваривание эндогенными ферментами ЖКТ животных. Сократить потребление кормов с высоким содержанием фитатов или исключить их из рациона моногастричных животных не представляется экономически возможным. Значительное количество антипитательных компонентов содержат такие распространенные корма, как пшеничные отруби, подсолнечный шрот, рапсовый шрот, кукурузный глютен, соевый шрот, соевая мука, клейковина, ячмень, овес и др.
Для экономии пищевых ресурсов долю альтернативных источников белка необходимо в дальнейшем увеличивать, поэтому следует искать новый подход к питанию животных. Эффективное промышленное животноводство невозможно без применения кормовых энзимов, в том числе фитазы.
Последняя не только расщепляет фитаты, но и позволяет снизить внесение в корм неорганических соединений фосфора и кальция, сокращать введение синтетических аминокислот, экономить шроты и фуражное зерно. Не случайно кормовая фитаза используется более чем в 90% рационов для птицы и в 70% комбикормов для свиней.
В настоящее время российским животноводам и птицеводам доступно около 50 различных моноферментных кормовых добавок импортного и российского производства. Также фитаза присутствует в составе мультиэнзимных комплексов.
Формы выпуска и активность
Под единицей фитазной активности (ФТЕ, FTU) понимают объем фермента, необходимый для освобождения за 1 минуту 1 микромоля неорганического фосфора из 0,0051 моль/л фитата натрия при величине рН=5,5 и температуре 37°С. В России представлены кормовые добавки различных уровней активности. Основная масса условно обладает активностью 5000–10 000 ФТЕ/г. Кормовые добавки активностью свыше 20 000 используются, как правило, для производства премиксов и БВМД, а также более разбавленных продуктов фитазы со стандартной активностью (5000 или 10 000 ФТЕ). В зависимости от технических характеристик норма ввода фитазных ферментов в комбикорм составляет в среднем от 30–50 до 300 г на тонну. При использовании высококонцентрированной формы с активностью 900 000 ФТЕ/г норма внесения сокращается до 0,56–3,36 г на тонну корма.
Кормовые ферменты выпускаются в сыпучей (порошки, грануляты, микрогрануляты) и жидкой формах. Жидкая фитаза используется при производстве комбикормов, которые проходят высокотемпературную обработку (наносится после гранулирования и экструдирования).
Микрогранулированные формы используются для более равномерного распределения в кормовой смеси и в большинстве своем являются термостабильными.
Устойчивость к высоким температурам
Термостабильность — одна из ключевых характеристик кормовых добавок. Защищённые энзимы, а также новое поколение 6-фитаз способны выдерживать режимы грануляции кормов при температуре до 85°С. Использование ферментов, не являющихся термостабильными, во время процесса грануляции может вести к полной потере активности фермента.
По утверждению специалистов, незащищенные ферменты гораздо эффективнее вводить в комбикорм, поскольку в премиксах такие фитазы могут терять до 18% своей активности в процессе его хранения уже в течение двух недель.
Термостабильные фитазы, в свою очередь, могут применяться и в составе премиксов и непосредственно в процессе кормопроизводства и гранулирования корма. В совокупности качество коммерческого препарата фермента определяется комбинацией его различных свойств (биоэффективность, термостабильность, стабильность в премиксе и т.д.).
Типы фитазы
В составе кормовых добавок для животных используют 3- и 6-фитазу. Первая отщепляет 5 фосфатных групп, начиная с 3-го атома углеродного кольца молекулы фитата, вторая — начиная с 6-го атома углеродного кольца молекулы фитата. Основная масса препаратов кормовой фитазы представлена 6-фитазой. Фитаза производится бактериями или грибковыми микроорганизмами. Какая фитаза будет синтезироваться, определяет не тип микроорганизмов (грибки или бактерии), а их род. Например, штамм гриба Aspergillus niger, используемый при производстве Кормофит НТ 10000 производства Beijing Challenge Bio-technology, синтезирует 6-фитазу. Промышленные технологии производства ферментов основаны на селекции микроорганизмов, культивировании их при особых условиях (в т.ч. глубинная культивация), а также с применением генной инженерии.
При генно-инженерном способе получения фитазы ген, кодирующий расщепление фитатов, обычно берётся из бактериальных клеток (например, E. coli). Данный ген, кодирующий фитазу, встраивается в геном грибка-продуцента. Абсолютно новым подходом является производство гибридных ферментов (например, гибридной 6-фитазы Натуфос Е). В этом случае ген, кодирующий фитазу, был создан сразу из трёх бактериальных источников.
Фермент 6-фитаза характеризуется высокой активностью и действует даже при низких значениях рН (от 2,0 до 4,0), в том числе в желудке у свиней и птицы. Новое поколение 6-фитазы отличается также повышенной термостабильностью, благодаря чему пользуется большим спросом.
К препаратам 6-фитаз относятся: Азти ФИ (фита- за), Акстра PHY 10000 G, Акстра PHY 5000 G, Акстра PHY 5000 TPT2, Акстра PHY 10000 TPT2, Акстра PHY 20000 TPT2, Квантум Блю 5 L, Натуфос Е 10000 L, На- туфос Е 10000 G, Натуфос Е 5000 G, Неозим Phyt 10, Неозим Phyt 500, ОптиФос 16000 PF, ОптиФос WSP, Ронозим ХайФос (GT), Файзим XP 5000 G, Хостазим P-10000 PF и др.
Производители фитазы
Кормовые ферменты — один из самых перспективных и динамичных российских рынков. Ключевые позиции в этой области занимает импортная продукция.
По данным «ВетАналитик»/«ФармАналитик Про», в 2016–2017 гг. сумма поставок зарубежных кормовых ферментов увеличилась на 29,6% и составила 47,41 млн USD. При этом в натуральном выражении за последние три года рынок вырос на 24,3%.
В 2017 г. в Россию было импортировано 1,7 тыс. тонн фитазы на сумму 9,58 млн USD, что составляет 29,9% в натуральном (тоннах) и 20% — в стоимостном выражении от всех кормовых энзимов. В это время на рынке обращалось 39 зарубежных препаратов кормовой фитазы.
В 2018 г. зарубежные поставки фитазы составили свыше 1,5 тыс. тонн (в пересчете на условную активность 5000 единиц объем зарубежных поставок достиг уровня более 3500 тонн) на сумму более 13,6 млн USD.
Ведущими зарубежными импортерами фитазных ферментов в России в стоимостном выражении в 2017 г., по данным «ВетАналитик»/«ФармАналитик Про», являлись компании Huvepharma, DSM Nutritional Products, DuPont, ABVista и BASF. В натуральном выражении (тоннах) лидировали компании Huvepharma, DSM Nutritional Products, BASF, Whan Sunhy Biology, DuPont и др. В 2018 г. в пересчете на эквивалент активности 5000 единиц лидерами поставок кормовой фитазы стали компании Huvepharma, DuPont, DSM Nutritional Products, Alltech и VLAND BIOTECH (KDN).
По данным FEEDLOT.RU (информация размещена на сайте phytate.ru в январе 2019 г.), общий объем рынка фитазы в Российской Федерации оценивается в цифру более 2500 тонн (в пересчете на эквивалент 5000 ФТЕ). Крупнейшими игроками являются такие компании, как Huvepharma, VLAND BIOTECH (KDN), DuPont и DSM Nutritional Products.
На сегодняшний день в России зарегистрированы препараты кормовой фитазы более 20 зарубежных производителей.
Пионером в разработке и внедрении фитазы в кормление моногастричных животных стал альянс DSM и BASF, чей коммерческий продукт Натуфос впервые появился в России в начале 2000-х гг. Первая в мире гибридная 6-фитаза Натуфос Е была завезена в нашу страну в 2016 г. Эта продукция стала также первым гибридным ферментом для кормления животных и птицы.
С 1 января 2019 г. ферменты Натуфос, ставшие для многих специалистов по кормлению стандартом качества, можно приобрести напрямую в ООО «БАСФ» по специальным ценам, что выгодно для крупных производителей кормов.
Компанию Huvepharma по праву называют экспертом в производстве ферментов и одним из лидеров отрасли. Ее продукция известна более чем в 80 странах мира. Линейка ферментных препаратов бренда Хостазим в 2014 г. пополнилась высокоэффективными комбинированными формами, а также уникальными высококонцентрированными водорастворимыми формами.
Среди разработок компании — Хостазим Р, 6-фитаза бактериального происхождения (продуцент — Pichia pastoris), менее чувствительная к пепсину, чем аналоги грибкового происхождения, и действующая в широких диапазонах рН.
Другой лидер рынка фитазы — «Даниско Анимал Ньютришн», часть компании DuPont, предлагает энзимы с высокой экономической эффективностью и научно обоснованными матричными значениями, подтвержденными в многочисленных экспериментах. В продуктах на основе фитазы используется технология термической защиты (Thermostability Protection Technology — TPT), обеспечивающая максимальную продуктивность при температурах гранулирования до 95°C (203°F). Компания «Даниско Анимал Ньютришн» одержала победу в номинации «Продукт года 2015», категория «Агропромышленный сектор».
Экспертный совет премии признал лучшим инновационным продуктом АКСТРА PHY (запатентованную бактериальную фитазу на основе Buttiauxella). Совместно с крупным производителем ферментов «Новозаймс» (Дания) компания DSM Nutritional Products разработала и производит препарат Ронозим ХайФос (GT), который является одним из лидеров поставок фитазы в Россию.
Ронозим ХайФос (GT) — фитаза, полученная из бактерии Citrobacter braaki путем глубинной ферментации микроорганизма Aspergillus oryzae. На российском рынке также присутствует кормовая фитаза азиатских производителей. Компания Wuhan Sunhy Biology Co. основана в 2000 г. и является одним из лидеров по производству ферментов (кормовую фитазу выпускает с 2003 г.). Свои кормовые ферменты Sunhy поставляет более чем в 40 стран мира. На базе организации создан исследовательский центр. Данный производитель выпускает кормовую фитазу Санфайз 5000/10000.
Российские фирмы активно сотрудничают с известными китайскими производителями энзимов. Например, компания «Кормовит» предлагает фитазу под собственным торговым названием Кормофит НТ 10000 от крупнейшего в КНР производителя Beijing Challenge Biotechnology. Эффективность продукта доказана результатами испытаний, проведенных на базе ВНИИТИП в 2018 г. Высокую оценку фермент получил у специалистов. На последней выставке «Зерно–Комбикорма–Ветеринария» Кормофит НТ 10000 награжден золотой медалью в Конкурсе инноваций.
Фитазу под собственным брендом впервые в России зарегистрировала компания «Мисма», которая совместно с крупным производителем Strowin заключила соглашение об эксклюзивном производстве в Китае ферментов для российского рынка, отличающихся высоким качеством и конкурентоспособной ценой: термостабильной фитазы Мисма Фит с активностью в широком диапазоне pH, действующей в том числе в кислой среде желудка, и жидкой фитазы Мисма Фит Ликвид.
Российская компания Feedland Group представляет на отечественном рынке кормовые добавки одного из крупнейших мировых производителей ферментов WEIFANG KDN BIOTECH. Эта компания является подразделением международной биотехнологической корпорации VLAND BIOTECH, созданной в 2005 г. и предлагающей решения для различных отраслей промышленности, включая сельское хозяйство.
Российских производителей кормовых добавок на основе фитазы можно пересчитать по пальцам («Агрофермент», НПЦ «АгроCистема», ПО «Сиббио- фарм»). Компания «БИОТРОФ» производит пробиотики с ферментными активностями, среди которых присутствует и фитазная. Собственный синтез ферментов является технически сложным и наукоемким производством и требует огромных денежных вложений. Поэтому в России фитаза производится с использованием субстанций импортного производства. Некоторые отечественные компании также заказывают кормовые энзимы под собственной торговой маркой за рубежом.
Рост населения и дефицит кормовых ресурсов создает предпосылки для дальнейшего роста рынка кормовой фитазы. В разрезе мировой статистики, к 2050 г. для удовлетворения пищевых потребностей человека необходимо как минимум в 2 раза увеличить производство животного белка. Ведущую роль в развитии рынка кормов играет укрепление экспорта продукции животноводства. Россия обладает хорошим потенциалом в качестве поставщика мяса и яиц в страны СНГ, Африки и Азии, где численность населения стабильно растет. В ближайшие годы при благоприятной экспортной политике темпы роста кормовых ингредиентов (в том числе кормовых ферментов) в России будут положительными.
Количество показов: 1429
Автор: В. Лавренова, маркетолог издательства «Сельскохозяйственные технологии»
Фитиновая кислота в продуктах. Фитаза. Фитиновая кислота таблица
Фитиновая кислота, это кислота которая является антинутриентом и антиоксидантом. И поэтому фитиновая кислота имеет способность «привязывать» к себе такие важные для здоровья человека минералы, которые поступают в организм с пищей, как кальций, магний, железо и т.д. Она связывает эти вещества в соединения, которые ни как не усваиваются нашим организмом. А поэтому старания многих начинающих вегетарианцев и веганов сводятся к нулю или даже к отрицательным значениям. Сегодня вопрос правильного питания озвучивает не только какую еду есть полезно, но и как правильно приготовить эту полезную еду, что бы получить пользу.
Фитиновая кислота в натуральном виде
Фитиновая кислота, в натуральном виде, встречается преимущественно в растениях и семенах (злаковые культуры, орехи, бобовые). Данная кислота обладает сильными деминерализующими свойствами, когда находится в форме солей фитатов. Это такая форма хранения минерального фосфора. В этом случае она не только блокирует всасывание и усвоение поступающих вместе с пищей минералов, но и «вымывает» из организма уже имеющиеся запасы кальция, магния, железа, меди и цинка.
После употребления в пищу большого количества бобовых и орехов ощущается тяжесть в желудке и газообразование. Причина в большом количестве фитатов, которые мешают нормальному процессу пищеварения. Почему так происходит мы рассмотрим в разделе вреда для здоровья.
Фитиновая кислота в продуктах
Так повелось, что человек узнав какое то свойство природных компонентов, начинает моментально внедрять его в повседневную жизнь, не изучив побочные действия. В данном случае, фитиновая кислота не выбилась из этого списка. Фитиновая кислота — это порошок белого цвета, который не имеет четко выраженного вкуса и запаха. В промышленности классифицируется как пищевая добавка Е-391 — фитиновая кислота. Она играет роль антиоксиданта — замедляет окисление. Увеличивает сроки хранения продуктов.
Е-391 способствует удалению железа из вина и виноматериалов. Фитиновая кислота используется в медицинской отрасли при изготовлении лекарственных препараторов которые применяются при лечении нервной системы. На этом польза фитиновой кислоты не заканчивается. Возможно существуют менее сильные положительные её свойства.
Фитиновая кислота в чем вред для здоровья ?
Давайте поближе познакомимся с тем, каким образом фитиновая кислота оказывает влияние на жизнь человека и животных. Как мы уже сказали, содержится она преимущественно в семенах растений. Получается, что семена несут нашему организму зло. Но давайте не будем критично рассуждать. Ведь и яд может быть лекарством, при правильной дозировке и приготовлении и применении. А поэтому рассмотрим «логику природы». Каждое семя содержит данную кислоту в своем ядре. При определенной влажности и температуре семя начинает прорастать. Именно фитиновая кислота вытягивает из земли все полезные вещества и приносит их в зародыш. Даст зародыш росток или нет, это уже другой вопрос. Но свою работу кислота уже выполнила. Так же произойдёт, если человек проглотит семечку. Однако, встаёт интересный вопрос, а если семечка не целиком или перетёрта в муку? Ответ как всегда очень прост. Мы рассматриваем химический процесс, а значит не важно в каком виде будет фитиновая кислота. В порошке, в семени или растворе.
Наш организм на самом деле питается не только через желудок, как нам это внушают со школьной скамьи. Есть так же межклеточное питание. А так же внешнее. Т.е. клетки кожи, контактируют с воздухом или водой и спокойно получают питательные вещества, влагу или даже яды. Всегда, когда моете руки мылом, чистите зубы какой то пастой или моете ванную или раковину химией — вспоминайте этот метод питания. Поэтому, когда мы жуём семена или муку из этих семян, фитиновая кислота воздействует сначала на зубы, а потом и и на все клетки ЖКТ, с которыми будет контактировать. И никакая температурная обработка не уничтожает кислоту.
На количество фитиновой кислоты в растении влияет то, где оно росло и чем оно удобрялось. Современные высокофосфатные удобрения увеличивают ее количество в разы.
В истории известны факты о нескольких разных племенах, проживающих на одном острове. Однако у одного племени были абсолютно здоровые зубы и кости, а вот второе и третье, были практически без зубов. Долго не могли понять причину такой разницы. Ученые полезли в генные дебри и ответа так и не нашли. Оказалось, что первое племя жило по законам и рецептам предков и питались только натуральными продуктами. Другие же племена вели торговлю с белыми людьми. А это в первую очередь мука и мучные изделия. Поэтому самая страшная проблема в «быстрой» выпечке не сами дрожжи или сахар, а фитиновая кислота.
Попытка ускорить продажи, повлекла к потере здоровья потребителя. Если вы обратите внимание на рецепты наших пра пра … древних Русов, вы найдете уйму странностей. Например, много было сквашивания, мочения, парки. И именно такие действия помогают избавиться от излишков фитиновой кислоты. А поэтому в рецептах важны не только ингредиенты, а доскональный метод приготовления и обработки этих ингредиентов.
Если Вы не сделаете пищу своим лекарством, то в скором времени лекарства станут Вашей ежедневной пищей
Как уменьшить содержание фитиновой кислоты в продуктах ?
Аскорбиновая кислота тормозит усваиваемость фитиновой кислоты. Включение квашеной капусты помогло морякам избавиться от цинги, которая провоцировалась скудным рационом из цельнозерновых галет. Витамин А и бета-каротин сохраняют растворимость железа, формируя с ним единый комплекс, а это предотвращает ингибиторное действие нашего скрытого врага – фитиновой кислоты. Так что, тыква и морковь вместе с кашей самое то! Однако …
Правило при покупке продуктов
Я очень хочу, что бы читатель взял за правило одну мысль. Если Вы читаете таблицу содержания каких либо полезных веществ и микроэлементов в продуктах перед покупкой, Вы должны понимать, что не всё это усвоится организмом ! А если не «выгонять» фитиновую кислоту, то про то, что Вы прочитали в рекламной этикетке — можно вообще забыть. Грубо говоря, в зерновых очень много полезного, но при не правильном приготовлении Вы получите минимум пользы и максимум вреда.
Шлифованные зерна риса или пшеницы меньше несут в себе фитиновой кислоты, но при этом они лишены многих макро/микроэлементов и клетчатки, моделирующей полезную микрофлору организма.
Поэтому мысль должна заставить понять, сколько Вы сможете добыть из этого максимума, который вы прочитали в составе, в усвояемом виде для Вашего организма. Как бы нам не нахваливали этикетки полезность продуктов, Вы их не усвоите, если не начнете правильно готовить.
Плохое влияние капитализма на наше здоровье
Ни один производитель ради Вас не кинется заниматься проращиванием, замачиванием в кислой среде, что бы произвести хорошую муку или хлеб. Для них время — деньги. Именно по этой причине дешевые «продукты — убийцы», вытеснили с рынка качественные и здоровые продукты питания. Более того, применение гидропонных методов для выращивания овощей и зелени, привели к опустошению данных продуктов минералами. Т.е. наши предки кушали совершенно другую по составу витаминов и минералов — еду.
Давайте посмотрим таблицу:
Это касается только продукции из супермаркетов. Для тех, кто не знает что такое гидропонный метод, в кратце — выращивание культур без почвы. Корни просто орошаются раствором из удобрений или вообще просто водой. А тут еще и фитиновая кислота …
Фитаза
Еще хочется сказать про то, что в природе семена культур могут есть немногие. Черви и насекомые не едят семечки, не могут. Кого то шелуха защитная останавливает. А кто попытается грызть, вкусит кислоты. В растениях, содержащих фитиновую кислоту, присутствует фитаза – фермент, нейтрализующий антинутриент и высвобождающий фосфор. И жвачные животные не переживают за это.
В первом из отделов желудка — рубце, производится фитаза, благодаря жизнедеятельности микроорганизмов. Травоядные животные способны самостоятельно производить фитазу. Гораздо в меньших количествах, чем жвачные, но всё же. К примеру мыши производят в 30 раз больше фитазы, чем человек.
При здоровой микрофлоре организма люди производят фитазу за счет молочнокислой бактерии lactobacilli и других полезных бактерий микрофлоры
Фитаза в растениях активируется в момент проращивания ростка, что уменьшает количество фитиновой кислоты. Замачивание муки в кислой и теплой среде также уничтожает вредную кислоту, поэтому хлеб на закваске полезный, а на хлеб на дрожжах нет.
Не все зерновые содержат фитазу для полной нейтрализации фитиновой кислоты. Например, кукуруза, пшено и овес не могут самостоятельно устранить «вредную кислоту». А некоторые способны нейтрализовать не только в себе, но и в бобовых или других культурах. Это рожь и пшеница. Достаточно просто при замачивании добавить в теплую воду свежемолотые зерна ржи. Именно цельнозерновая ржаная мука, самый лучший вариант для приготовления хлебной закваски. Рожь полностью нейтрализует фитиновую кислоту.
К сожалению, фитаза очень легко разрушается:
- Температура более 75 градусов С разрушает фитазу за 10 минут.
- Хранение зерна во влажных условиях провоцирует разрушение фитазы уже при температуре 50-65 градусов С.
- Измельчение зерна на высоких скоростях так же сокращает количество фитазы.
- Замораживание продуктов уменьшает количество фитазы.
- Длительное хранение снижает в разы содержание фитазы. Свежая мука содержит в два раза больше фитазы, чем месяцами простоявшая на прилавке магазина.
Помните я упоминал про запарку? Проще пареной репы … Что бы поберечь фитазу, которая разрушает фитиновую кислоту и высвобождает фосфор, требуется вместо варки, делать запарки. Бобовые вымачивать и проращивать и не варить по 2 часа. Замоченные и пророщенные бобовые варят на медленном огне 30 мин не более. Зерновые типа пшена , риса — так же замачивать, желательно в ржаной закваске, которая используется при выпечки без дрожжевого хлеба. Достаточно 2 столовых ложек закваски на пол пачки риса или пшена.
В каких продуктах содержится фитиновая кислота?
Самое большое количество фитиновой кислоты привожу в следующей таблице
(приведено содержание фитиновой кислоты в граммах на 100 грамм продукта):
Продукт | Содержание фитиновой кислоты на 100 гр |
---|---|
Пшеница | 5 |
Пшеничные отруби | 5,3-7,3 |
Ростки пшеницы | 1,5 |
Белый рис | 0,07-1,1 |
Коричневый рис | 12,7 |
Дикий рис | 2,5 |
Рисовые отруби | 3 -6 |
Перловая крупа | 0, 4-1,5 |
Овсяные хлопья | 0,5 -1,5 |
Рожь | 0,4-1,6 |
Пшено | 0,3-1,9 |
Горох | 0,5-1,3 |
Нут | 0,4-1,7 |
Фасоль | 0,8-2,5 |
Миндаль | 0,4-9 |
Чечевица | 0,4-1,6 |
Грецкие орехи | 0,3-6,5 |
Фисташки | 0,3- 2,9 |
Орехи кешью | 0,2-5 |
Орехи фундук | 0,4-0,8 |
Бразильские орехи | 0,3-6 |
Орехи макадамия | 0,1-2,5 |
Кедровые орехи | 0,4 |
Орехи пекан | 0,2-4,4 |
Мука пшеничная белая | 0,3 |
Мука пшеничная цельная | 1,5 |
Мука кокосовая | 0,29 |
Зерно не однородно и фитиновая кислота распределяется по его слоям не равномерно. Хочу ознакомить с таблицей распределения фитиновой кислоты по самим зернам. К сожалению мне не попались другие продукты. Обратите внимание, что данные в таблице указаны в процентах.
Алейроновый слой — белковые образования в семенах растений (в эндосперме или семядолях) в виде бесцветных округлых зерен. Он служит запасным питательным материалом, используемым зародышем при прорастании семян.
Перикарпий — окружает все зерно (семя) и играет защитную роль. Игнорирует только место крепления к материнскому растению.
После прочтения данной статьи, возможно кто то скажет — ну раньше ели и ничего, а тут бочку катят на растительную пищу. Так вот я бы хотел, что бы у читателя отложилась главная идея данной статьи — Дело не в том, что если или не ели раньше. А в том, как раньше это готовили. Малейшее изменение рецепта предков, вводит вас в заблуждение и потере здоровья.
Действие фитиновой кислоты не грозит фрукторианцам, это люди, которые кушают только фрукты.
Фитиновая кислота содержится не только в злаковых, но и в ягодах. Как же быть ? Из малины или клубники нет возможности удалить все семечки. Тут на выручку приходит логика. Организм человека не воспринимает НЕ органическую химию, не переваривает ни коем образом. Однако, природа создала растения, которые питаются не органикой через корни, и при фотосинтезе не органические соединения переходят в органические ( становятся клетками растения (органики)). По этой причине поедание косточек ягод переходит в наиполезнейшее занятие, ибо фитиновая кислота цельной семечки будет забирать на себя не органические соединения вашего тела. По этой причине виноград, арбуз, земляника, малина, клубника — все нужно кушать с косточками. Не раскусывайте косточки и фитиновая кислота будет приносить пользу, а не вред. Таким образом и зубы целы и мы сыты.
В яндексе данную статью можно найти по запросу — фитиновая кислота, фитаза, уменьшение фитиновой кислоты, польза фитиновой кислоты, фитиновая кислота Е-391.
Сегодня читали:
Поделиться ссылкой:
Характеристика каталитической структуры растительной фитазы, протеин-тирозинфосфатазоподобной фитазы и гистидиновых кислотных фитаз и их биотехнологическое применение
Фитаза играет важную роль в питании животных с однокамерным желудком благодаря своей способности улучшать переваривание фитиновой кислоты в желудочно-кишечном тракте, высвобождает фосфор и другие питательные микроэлементы, важные для развития животных. Более того, фитаза снижает количество фитиновой кислоты и фосфатов, выделяемых с калом.Подходы биоинформатики могут способствовать пониманию каталитической структуры фитазы. Анализ каталитической структуры может выявить ферментативную стабильность, поляризацию и гидрофобность аминокислот. Одним из важных аспектов этого типа анализа является оценка количества β -листов и α -спиралей в ферментативной структуре. Ферментативные процессы или методы генной инженерии используются для производства фитазы в трансгенных растениях или микроорганизмах.С этой целью гены фитазы встраиваются в трансгенные культуры для улучшения биодоступности фосфора. Эта многообещающая технология направлена на повышение эффективности и производительности сельского хозяйства. Таким образом, цель настоящего обзора - представить характеристику каталитической структуры фитаз растений и микробов, генов фитаз, используемых в трансгенных растениях и микроорганизмах, и их биотехнологического применения в питании животных, которые не влияют отрицательно на деградацию окружающей среды.
1.Введение
Биокатализаторы - это важные молекулы, которые улучшают доступность ферментируемого субстрата и усвоение питательных веществ, повышая эффективность биоконверсии пищевых продуктов. Фитазы, протеазы, ксиланазы и амилазы являются типичными примерами ферментных групп, которые имеют широкое применение и способствуют повышению продуктивности и прибыльности [1–3]. У животных с однокамерным желудком, таких как свиньи, домашняя птица и человек, активность фитазы незначительна или отсутствует [4, 5]. Однако этих животных кормят семенами и зерном, богатыми фитатом, который не всасывается полностью.Таким образом, фитат выводится с калом, увеличивая загрязнение окружающей среды фосфором [6, 7].
Устойчивое сельское хозяйство может быть достигнуто путем добавления фитазы в корма для животных. Фитаза улучшает качество и биодоступность некоторых важных питательных веществ, уменьшая воздействие сельского хозяйства на окружающую среду на стадии кормления животных [8–10]. Таким образом, можно изучить несколько стратегий с целью достижения биопроцессов, которые увеличивают урожайность и стабильность фитазы, с использованием микроорганизмов и растений.Среди микроорганизмов, способных продуцировать фитазу, есть бактерии, такие как Lactobacillus , Escherichia , Bacillus , Xanthomonas , Pseudomonas и Klebsiella spp .; грибы, такие как Penicillium , Aspergillus и Rhizopus spp .; и дрожжи, такие как Saccharomyces cerevisiae , Schwanniomyces castellii , Schizophyllum commune , Wickerhamomyces anomalus и Hansenula spp.[11–13].
Росту и продуктивности растений может препятствовать низкая доступность фосфора (P) в почве [14]. Таким образом, растения разработали механизмы для улучшения доступности фосфора в почве с акцентом на участие пурпурных кислых фосфатаз (PAP). PAP - это кислые металлогидролазы, которые участвуют в росте растений и защите от патогенов. PAP-подобные изоформы были идентифицированы в Ipomoea batatas , Solanum lycopersicum и Hordeum vulgare .У ячменя PAP сгруппированы в изогены HvPAPhy_a, HvPAPhy_b1 и HvPAPhy_b2 [15–17]. Еще одним соображением является техническая совместимость генов микробной фитазы и растений, что позволяет создавать трансгенные культуры. Понимание каталитической структуры и аминокислотных последовательностей микробных фитаз и растений посредством анализа основных генов позволяет добиться технологических достижений в использовании фитазы без увеличения деградации окружающей среды.
Таким образом, цель этого обзора состоит в том, чтобы представить характеристику каталитической структуры растений и микробных фитаз и их биотехнологического применения, а также предложить технические альтернативы для обеспечения устойчивой сельскохозяйственной продуктивности.
2. Биодоступность фитазы и фосфора
Фитат (C 6 H 18 O 24 P 6 ), также известный как фитиновая кислота (мио-инозитол 1,2,3,4,5,6 -гексакисфосфат; PA; IP 6 ), имеет молекулярную массу 660 г · моль -1 (рис. 1) и считается основным источником хранимого фосфора в семенах, зернах и овощах. Фитат известен как пищевой ингибитор из-за его способности к хелатированию и, таким образом, снижает биодоступность некоторых важных микро- и макроэлементов, таких как Zn, Mg, Mn, Fe и Ca, у животных с однокамерным желудком [18, 19].
Фитат - это запасающая молекула фосфора, входящая в состав зерновых и зерновых культур. Он имеет относительно низкую биодоступность из-за его сильной адсорбции на почве и недоступности для разложения почвенными микроорганизмами [20, 21]. Растения разработали множество механизмов для преодоления этой проблемы, таких как активация высокоаффинных переносчиков фосфата, улучшение внутренней активности фосфатазы и секреция органических кислот и фосфатаз [22-25]. Последнее является важным аспектом, так как позволяет минерализованному органическому фосфору выделяться в виде неорганического фосфора в почву [26].Фитазы - это особые ферменты фосфатазы, которые катализируют гидролиз фитата до низших фосфатов инозита и неорганического фосфора (рис. 1).
Человеческие существа ограничены в их способности гидролизовать фитат; следовательно, фитиновая кислота снижает количество минералов, необходимых для функционирования тканей и поддержания клеточного метаболизма [27]. Свиньи и домашняя птица не могут метаболизировать фитат, потому что им не хватает фермента фитазы в желудочно-кишечном тракте; поэтому в корма для животных необходимо добавлять неорганический фосфор.Однако большое количество фитата и неорганического фосфора выделяется в окружающую среду, поскольку они не полностью усваиваются этими животными, вызывая такие воздействия на окружающую среду, как эвтрофикация поверхностных вод озер и рек, вредоносное цветение водорослей, образование закиси азота (N 2 O; парниковый газ), рост токсин-продуцирующих микроорганизмов и гибель нескольких водных видов [18, 28]. Таким образом, желательно использовать новые методы, направленные на повышение качества и биодоступности фосфора в кормах для животных.
3. Характеристика фитазы
3.1. Источники фитазы
Растения, животные и микроорганизмы могут продуцировать фитазу. В растениях он присутствует в пшенице, ячмене, горохе, соевых бобах, кукурузе, рисе и шпинате. Кровь позвоночных животных, таких как рыбы, морские черепахи и рептилии, также содержит фитазу, которая продуцируется такими микроорганизмами, как дрожжи, бактерии и мицелиальные грибы [18, 19]. Микробная фитаза представляет большой интерес для промышленности из-за ее высокого уровня продуцирования и внеклеточной активности, например, у Aspergillus spp.[18]. Фитаза (мио-инозитол-гексакисфосфат-фосфогидролаза, EC 3.1.3.26 и EC 3.1.3.8) характеризуется как гомодимерный фермент [29, 30]. Это фосфатаза, которая инициирует последовательное высвобождение ортофосфатных групп фитата (мио-инозитол 1,2,3,4,5,6-гексакисфосфат). Он относится к классу гидролаз и, таким образом, гидролизует фитат (фитиновую кислоту) с высвобождением инозитолфосфатов, фосфора, инозита и других важных питательных веществ, необходимых для абсорбции (рис. 1). Кроме того, он является важным компонентом множества метаболических процессов, поскольку высвобождаемый фосфор способствует развитию, образованию и минерализации костей животных, клеточному метаболизму и синтезу белка [31–35].
3.2. Каталитическая структура растительной фитазы
Многие ферменты с фитазной активностью могут быть получены или экспрессированы в растениях, животных и микроорганизмах [18, 36, 37]. Они подразделяются на следующие четыре группы в соответствии с их каталитическими механизмами: гистидиновые кислые фосфатазы (HAP), PAP, Cys или β -спиральные фосфатазы и ферменты, подобные протеинтирозинфосфатазе (PTP) [38].
Фитазы состоят из нескольких фосфатаз; однако лишь некоторые из них обладают достаточной активностью фитазы.PAP представляют собой кислые металлогидролазы, и их структуры участвуют в росте растений и защите от патогенов. PAP имеют металлический центр, состоящий из железа, цинка и марганца [17]. Металлический центр координирует остатки сайта связывания с остатками других концов. Эти области характеризуются семью консервативными аминокислотными остатками в пяти консервативных мотивах (курсивом): D XG, G D XX Y , GN H (D / E), VXX H и G H X H .Они участвуют в координации диметаллического ядерного центра [17, 39–42].
Другие PAP-подобные изоформы были идентифицированы у I. batatas и S. lycopersicum [15–17]. Гены PAPhy в H. vulgare сгруппированы в изогены: HvPAPhy_a, HvPAPhy_b1 и HvPAPhy_b2 [4]. Изоген HvPAPhy обладает замечательной фитазной активностью в зрелых зернах и белках, продуцируемых Pichia pastoris . Изоформа а (HvPAPhy_a) имеет молекулярную массу 60,29 кДа и содержит 544 аминокислоты с сайтами связывания лиганда в аминокислотной последовательности 199, 226, 283, 365 и 402.Изоформа_b1 (HvPAPhy_b1) имеет молекулярную массу 59,51 кДа и содержит 536 аминокислот с сайтами связывания лиганда в аминокислотной последовательности 194, 221, 278, 359 и 396. Изоформа b2 (HvPAPhy_b2) имеет молекулярную массу 59,34 кДа и содержит 537 аминокислот с сайтами связывания лиганда в аминокислотной последовательности 194, 221, 278, 360 и 397 (рис. 2). Гены HvPAPhy_a, HvPAPhy_b1, HvPAPhy_b2, PHY_US417, PHYA, AVPIDOX, MtPHY1, MtPT1 и SK-57 являются основными генами, оцениваемыми у трансгенных растений и микроорганизмов, проявляющих активность фитазы (Таблица 1).
|