专利名称：：肌醇六磷酸酶在具有低含量肌醇六磷酸酯的饲料中的应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及肌醇六磷酸酶这种酶在具有低含量肌醇六磷酸酯的饲料中的应用。在不同的家畜科学管理系统中，反刍动物的饮食变化很大，但还可能因不同的年龄而变。在粗放的家畜科学管理系统中，动物通常被喂食粗饲料，例如草、干草、青贮草和/或青贮玉米等。可提供一些另外的饲料，也可提供维生素和/或矿物质混合物。在这样的家畜科学管理系统中，幼小动物一般由它们的母亲喂奶。在更集约的家畜科学管理系统中，幼小动物(例如小牛)经常被喂食乳代用品，因为母牛产的乳供人消费，或者用于加工成供人消费的制品(例如奶油和干酪)。肉用小牛通常主要被喂食乳代用品。另外，还可喂给其它饲料，例如干草、玉米或特殊的混合浓缩物。通常，当目的是生产白色肉用小牛肉时，这些饲料常要求低含量可获得的铁。至于旨在生产玫瑰色肉的小牛，饲料优选含一些可获得的铁。更老的动物(例如乳牛、肉用牛、绵羊和鹿)一般接受含粗饲料的食物，例如草、干草、青贮草和/或青贮玉米；以及更浓缩的饲料，例如混合浓缩物(一般在饲料粉碎机中生产的)、谷物、蔬菜(副)产品和/或啤酒麦芽糟。此外，还可提供矿物质和/或维生素混合物。磷是所有生物生长的一种必需元素。在牲畜生产中，必须在饲料中补充无机磷以便使单胃动物(例如猪、家禽和鱼)达到良好的生长行为。肌醇六磷酸酯实际上在所有源自植物的饲料中作为一种储存磷源存在(关于综述参见肌醇六磷酸，化学和应用(Phyticacid,chemistryandapplications)，E.Graf(编辑)，PilatusPress；Minneapolis,MN,USA(1986))。肌醇六磷酸酯占所有坚果、谷物、荚果、油籽、芽孢和细麸皮的1～3％。肌醇六磷酸的复合盐被称为肌醇六磷酸钙镁。肌醇六磷酸被认为是一种抗营养因子，因为它螯合矿物质(例如钙、锌、镁、铁)，还可能与蛋白质反应，于是降低蛋白质和营养上重要的矿物质的生物利用率。肌醇六磷酸酶在单胃动物(例如猪、家禽和鱼)的营养物中的应用已日益普遍了，这是由于微生物肌醇六磷酸酶以负担得起的成本的可利用性。微生物肌醇六磷酸酶的克隆和超量表达已导致该产品成本价格的急剧降低，使该酶能在单胃动物的营养物中实现商品化。反之，一般不需要往成年的反刍动物饲料中添加无机磷酸盐。瘤胃中存在的微生物被认为可生产足量的酶，该酶催化肌醇六磷酸酯向肌醇和无机磷酸酯的转化。在欧洲和美国，饲料(其中有利地应用了肌醇六磷酸酶)一般具有0.25～0.35％的肌醇六磷酸酯-磷含量。我们现在证实了往具有低肌醇六磷酸酯含量的饲料[例如幼小动物(反刍动物或非反刍动物)的饲料]中添加肌醇六磷酸酶导致日增重和饲料转化率的显著改善。图1．就如下四个应用不同食物组合物的组的每一组来说，在长肥过程中，血浆中的锌含量随时间的变化关系1组，ZnSO4和肌醇六磷酸酶；2组，只有ZnSO4；3组，只有肌醇六磷酸酶；4组，无添加剂。图2．就如下四个应用不同食物组合物的组的每一组来说，在长肥过程中，血红蛋白含量随时间的变化关系1组，ZnSO4和肌醇六磷酸酶；2组，只有ZnSO4；3组，只有肌醇六磷酸酶；4组，无添加剂。本发明涉及肌醇六磷酸酶这种酶在具有低肌醇六磷酸酯含量的饲料中的应用。具体地说，本发明涉及肌醇六磷酸酶这种酶在饲养通常被喂给低肌醇六磷酸酯食物的动物(例如家禽或幼小动物)中的应用。按本发明的一方面，提供了一种饲养动物的方法，其中，该动物被喂给补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯食物。按本发明的另一方面，提供了一种给幼小动物喂食补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯食物的方法，该方法是作为饲养和/或供养动物的方法的一部分而应用的。当应用于具有低肌醇六磷酸酯含量的饲料时，人们不会预料到肌醇六磷酸酶的任何有益的效果。本发明意外地证实了将外源性肌醇六磷酸酶加到低肌醇六磷酸酯饲料中，在被喂食这种含肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯饲料的动物中导致动物工艺学结果(zootechnicalresults)[例如平均日增重(即生长速度)和饲料转化]的显著改善。因此，本发明一方面提供了一种改善动物的动物工艺学结果的方法，其中，该方法包括，喂给动物补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯饲料。在被喂食低肌醇六磷酸酯食物的任何动物中，被喂食补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯食物的动物的这种动物工艺学结果的改善都可能是明显的。尤其是，对幼小动物测定了动物工艺学结果的改善。血浆中的锌含量和血红蛋白的含量都因为向低肌醇六磷酸酯饲料中添加肌醇六磷酸酶而显著增大，但钙、铁、镁和铜的含量却未受影响。仅仅往饲料中添加一种矿物质(例如锌)确实改善了动物的矿物质状况，但只是稍微改善了动物工艺学结果(例如生长速度和饲料转化率)。因此，本发明另一方面提供了一种改善动物的矿物质状况的方法，其中，该方法包括，喂给动物补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯食物。在本发明一个优选的方法中，喂给动物的低肌醇六磷酸酯食物除肌醇六磷酸酶之外进一步包含锌。优选地，0.005～0.2％(w/w)的锌被含于所述食物中，更优选0.01～0.03％的锌被含于该食物中。术语“动物工艺学结果”在本文应被理解为在日增重(生长速度)、饲料转化率(FCR)、日产乳量等方面的动物行为。FCR被定义为动物每生长1kg所需的饲料量(kg)。在本发明中，“低肌醇六磷酸酯饲料或食物”被定义为包含浓度在0.01～0.2％(w/w)范围内、优选为0.01～0.15％、更优选为0.01～0.1％的肌醇六磷酸酯-磷(肌醇六磷酸酯-P)的饲料或食物。最优选的是，低肌醇六磷酸酯饲料具有0.01～0.05％的肌醇六磷酸酯-P含量，它至多比较老的动物的饲料低十倍。肌醇六磷酸酯可以按例如Oshima等，1964(Oshima,M.,T.G.Taylor和A.Williams，生物化学杂志(BiochemicalJournal)92,42-46)的方法作为肌醇六磷酸测定。肌醇六磷酸酯-P是以肌醇六磷酸*0.29计算的，因为肌醇六磷酸含有大约29％的磷。在本发明中，“幼小动物”被定义为这样的饲养动物它们正处于其生长期和/或长肥期和/或在自然条件下它们仍由母乳喂养和/或它们接受尤其适宜于幼小动物、特别是幼小反刍动物(如下文的定义)的饲料制品。幼小动物可以是幼小反刍动物，例如牛犊、幼年母牛、羔羊、幼鹿或山羊。幼小动物还可以是幼小非反刍动物，例如小猪、肉用仔鸡或小母鸡。“肌醇六磷酸酶”在本文被定义为一种这样的酶，即，它是一种能从肌醇磷酸酯释放至少一种无机磷酸酯的磷酸酶。肌醇六磷酸酶的一个典型实例是肌醇六磷酸酯-3-磷酸水解酶(E.C.3.1.3.8)。应用于本发明的方法和产品中的肌醇六磷酸酶不是作为动物食物中任何饲料的天然组分存在的，而是普通饲料或食物的一种添加剂。这就意味着应用于本发明的方法和产品中的肌醇六磷酸酶不同于任何天然肌醇六磷酸酶，所述天然肌醇六磷酸酶可能存在于饲料中(根据肌醇六磷酸酶活性的量和/或肌醇六磷酸酶的性质，即，可从其中获得肌醇六磷酸酶的生物和/或肌醇六磷酸酶分子的结构和/或生化特性)。所以，应用于本发明的方法和产品中的肌醇六磷酸酶是动物的低肌醇六磷酸酯饲料的一种添加剂。该肌醇六磷酸酶添加剂可以是外源性添加的肌醇六磷酸酶，它可通过表达该肌醇六磷酸酶的微生物宿主细胞的发酵生产。微生物肌醇六磷酸酶的克隆和超量表达已被详细地描述于EP-A-0420358中。用肌醇六磷酸酶补充低肌醇六磷酸酯饲料的另一种可能性是添加含肌醇六磷酸酶的转基因植物原料(优选是转基因籽)，它已被基因工程处理过以便表达(或超量表达)如EP-A-0449375中详细描述的肌醇六磷酸酶。应用于本发明的方法中的肌醇六磷酸酶优选是具有酸性pH最佳值的肌醇六磷酸酶，即，具有在小于7.0、优选小于6.0的pH下的最佳值。优选地，所述肌醇六磷酸酶可得自植物或微生物。微生物肌醇六磷酸酶优选可得自真菌，更优选曲霉属(Aspergillus)和Thermomyces的真菌。最优选地，微生物肌醇六磷酸酶可得自黑色曲霉属(blackAspergillus)，它属于如Raper和Fennell(1965，于曲霉属(TheGenusAspergillus)，TheWilliams&WilkinsCompany,Baltimore,pp234-344中)定义的黑曲霉(Aspergillusniger)类，例如黑曲霉、无花果曲霉(Aspergillusficuum)和泡盛曲霉(Aspergillusawamori)。在本发明的方法和产品中，肌醇六磷酸酶优选以超过任何常用于制备动物饲料的饲料中自然存在的肌醇六磷酸酶活性量的量被添加到动物的低肌醇六磷酸酯饲料中。补充到低肌醇六磷酸酯饲料中的肌醇六磷酸酶活性水平优选至少为每kg低肌醇六磷酸酯饲料10FTU(关于定义见实施例1)，更优选至少为每kg低肌醇六磷酸酯饲料20FTU，更优选至少为每kg低肌醇六磷酸酯饲料50FTU，更优选至少为每kg低肌醇六磷酸酯饲料100FTU，更优选至少为每kg低肌醇六磷酸酯饲料200FTU。通常，所述活性水平将小于每kg低肌醇六磷酸酯饲料10,000FTU，优选小于每kg低肌醇六磷酸酯饲料5000FTU，更优选小于每kg低肌醇六磷酸酯饲料2500FTU。按本发明的另一方面，提供了一种制备含肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯的动物饲料的方法，其中，将饲料与肌醇六磷酸酶、任选还与锌混合。可将肌醇六磷酸酶与饲料以干形式混合(例如作为含酶粒化物)，或者以液体形式混合(例如呈稳定化液体浓缩物的形式)。在一个优选的方法中，将肌醇六磷酸酶与作为预混合物的一部分的饲料混合，所述预混合物可能含其它饲料添加剂，例如其它酶、维生素、矿物质。就(主要)接受乳代用品的动物来说，该饲料将是给动物提供肌醇六磷酸酶的任选方式。本发明的一种产品提供了低肌醇六磷酸酯饲料，它包含特别适合所述动物、补充了肌醇六磷酸酶的饲料组分。在本发明的一个实施方案中，低肌醇六磷酸酯饲料可通过将具有高肌醇六磷酸酯含量的饲料组分与具有低肌醇六磷酸酯含量的饲料组分混合而提供。在本发明的另一个实施方案中，低肌醇六磷酸酯饲料可通过在饲料中包含一种植物源而提供，所述植物源已被基因修饰和/或通过传统选择技术获得，从而含比未修饰的植物和/或亲本植物中存在的量更低的肌醇六磷酸酶。例如，低肌醇六磷酸酯玉米或大豆变种在饲料制备中的应用可能为饲料提供大约0.2％的肌醇六磷酸酯-P含量。本发明的另一种产品提供了尤其适合幼小动物(特别是幼小反刍动物)的、补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯饲料。例如，一种适合处于生长期和长肥期中的肉用小牛的饲料通常将包含脱脂奶粉(和其它乳制品)和植物源的乳代用品(例如大豆分离物、大豆浓缩物和小麦)以及动物脂肪和维生素和矿物质的混合物。可以另外提供一些其它的饲料，例如干草、玉米或特殊的混合浓缩物。因此，尤其适合处于生长期和长肥期中的幼小动物(特别是幼小反刍动物)的低肌醇六磷酸酯饲料是一种乳代用品，它除了肌醇六磷酸酶之外优选还包含少于60％(w/w固体物质)的脱脂奶粉，更优选少于40％，更优选少于30％，更优选少于20％，更优选少于10％，最优选为0％。优选地，用于处于生长期和长肥期中的幼小动物的饲料包含至少5％植物源的乳代用品，更优选至少25％，最优选至少50％。生产的一些乳代用品被用于单胃动物，尤其是小猪。于是，按本发明的一方面，提供了一种给动物(例如家禽)喂食补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯饲料的方法。优选地，所述低肌醇六磷酸酯饲料包含基因修饰的或传统获得的低肌醇六磷酸酯玉米源或大豆源，和/或被选地另一种低肌醇六磷酸酯植物源。按本发明一个优选的方面，提供了一种给处于生长期和/或长肥期中的幼小动物(例如幼小反刍动物)喂食补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯食物的方法。所述食物包含乳制品(它的脱脂奶粉量优选尽可能地低)和上文所述的乳代用品，并且补充了肌醇六磷酸酶。本发明还涉及肌醇六磷酸酶在本发明的任何方法(例如给动物喂食低肌醇六磷酸酯饲料的方法)中的非治疗性应用，肌醇六磷酸酶在改善饲养和/或供养所述动物中的动物工艺学结果方面的应用，以及肌醇六磷酸酶在改善所述动物的矿物质状况方面的应用。如下实施例起阐述本发明的作用，决不是想以任何方式限制本发明。实施例1微生物肌醇六磷酸酶对至多177kg的活畜重量的生长和饲料转化率的影响用4组各19头花斑小公牛进行了试验。在6周的初始期后，动物在20周长肥期中接受下列食物或者补充了微生物肌醇六磷酸酶(NATUPHOS5000，Gist-brocades，Delft，荷兰，可得自BASF，Ludwighshafen，德国)、ZnSO4的食物，或者补充了这二者的食物。第4组起阴性对照的作用。以每kg饲料为500FTU(肌醇六磷酸酶单位)的用量补充了微生物肌醇六磷酸酶。测定微生物肌醇六磷酸酶活性的分析方法和肌醇六磷酸酶单位的定义已由Engelen等公开了(JournalofAOACInternational77(3)760-764(1994))。基于表1的食物成分，计算了所有食物的各种营养物的含量如下营养物(g/kg)粗蛋白质(185.2)，粗脂肪(229.9)，粗纤维(0.6)，水分(35.9)，灰分(65.3)，无氮抽提物(451.1)，乳糖(35.1)，淀粉(83.7)，乳蛋白(51.8)，非乳蛋白(13.5)，赖氨酸(17.9)，甲硫氨酸(7.5)，Met+Cys(10.4)，苏氨酸(8.4)，色氨酸(2.2)，异亮氨酸(8.4)，钙(8)，磷(5.7)，肌醇六磷酸酯-P(0.5)，铁(23mg/kg)。ME=4471.1kcal/kg。表2示出了由此计算的关于所述四组的每一组的平均饲料摄入量、生长和饲料转化率(FCR)。表1．长肥期过程中1～4组的食物组成表2．长肥期过程中1～4组的饲料摄入量、生长和饲料转化率靠含有补充的肌醇六磷酸酶但不含另外的ZnSO4的饲料生长的第3组获得了最佳结果。实施例2微生物肌醇六磷酸酶对至多267kg的活畜重量的动物工艺学参数的影响对更老的动物进行了与实施例1中所述类似的试验。这与实际情况相关，因为获得的结果可能随体重和年龄而变。在试验期开始时，用活畜重量为130～150kg的肉用小牛进行了研究。该试验共应用了24头雄性花斑肉用小牛(HolsteinFriesian)。在第0天对所有动物称重并分为尽可能相似的三组。是基于体重和血液的血红蛋白含量进行分配的。将这些动物各自在常规条件下关在具有板条地板的木笼子(75*175cm)中。分配后，将这些动物从商品乳代用品转到试验食物加预混合物。食物的成分如表3中所述。在所述食物中以NATUPHOS5000(Gist-brocades，Delft，荷兰，可得自BASF，Ludwigshafen，德国)补充了微生物肌醇六磷酸酶。在试验期间，按表4中所示方案给动物喂食。在上午和下午给动物喂食。将包含肌醇六磷酸酶的乳代用品溶于热水(60～70℃)，混合3～5分钟，接着，边混合边添加冷水直至制备成温度为40～41℃的所需量的乳。不允许动物饮额外的水。表3长肥期过程中1～3组的食物组成*脂肪组成37％牛油，40％猪油，15％椰子脂，5％卵磷脂和3％乳化剂。上述食物包含0.04％肌醇六磷酸酯-P。表4喂食方案在分配前和在分配后第4、8、12和13周将所述动物称重(准确度为0.2kg)。记录每头动物的饲料摄入量。利用这些数据和增重结果，计算了饲料转化率(以kg饲料/kg增重表示)。不同时间的体重(kg)如表5中所示。表5接受含有肌醇六磷酸酶的食物的试验组表现出体重的日增重明显高于阴性对比组。三个不同的组在不同时期的累积饲料转化率(kg饲料/kg体重增量)示于表6中。表6<tablesid="table6"num="006"><table>试验期的天数阴性对比组应用1,000FTU/kg的组应用10,000FTU/kg的组0-281.831.691.640-561.931.851.850-842.161.991.990-902.22.042.020-912.192.021.99</table></tables>接受含补充的微生物肌醇六磷酸酶的食物的试验组表现出饲料转化率的大为改善。实施例3微生物肌醇六磷酸酶对矿物质状况的影响动物如实施例1中详述那样生长。在长肥期开始时和随后的第2、4、8、12、16和20周抽取血样。按本领域技术人员已知的方法分析血液中的血红蛋白、铁、钙、镁、铜和锌的含量。所有试验组的钙、镁、铜和铁的含量都相同。在此期间，血浆中的铁含量显著降低了，但组与组之间并非显著不同。如图1中所示，组与组之间血浆中的锌含量看来存在显著差别。接受具有高含量ZnSO4和肌醇六磷酸酶的食物的第1组显示最高的血浆锌含量。接受只含肌醇六磷酸酶但未添加ZnSO4的食物的第3组显示适中的血浆锌含量。对于接受补充了锌但不含肌醇六磷酸酶的食物的第2组来说，情况也一样。阴性对比组显示很低的血浆锌含量。总之，有可能通过或者用ZnSO4补充食物，通过添加肌醇六磷酸酶，或者通过二者的组合改善动物的矿物质状况。年龄和食物组成对血红蛋白水平的影响如图2所示。接受含肌醇六磷酸酶但未添加矿物质的食物的动物(第3组)血红蛋白含量的增大是肌醇六磷酸酶对动物行为的正效果的另一象征。权利要求1．一种给动物喂食补充了肌醇六磷酸酶的饲料的方法，其中，所述饲料是低肌醇六磷酸酯饲料，它的肌醇六磷酸酯-P的含量在0.01～0.2％(w/w)的浓度范围内，优选为0.01～0.15％，更优选为0.01～0.1％，最优选为0.01～0.05％。2．一种饲养和/或供养动物的方法，它包括按权利要求1的方法喂养动物。3．一种改善动物的动物工艺学结果的方法，它包括按权利要求1的方法喂养动物。4．一种改善动物的矿物质状况的方法，它包括按权利要求1的方法喂养动物。5．前述权利要求任一项的方法，其中，所述饲料进一步包含锌。6．前述权利要求任一项的方法，其中，以至少10FTU/kg饲料的活性水平补充肌醇六磷酸酶。7．前述权利要求任一项的方法，其中，所述动物是幼小动物。8．权利要求7的方法，其中，所述幼小动物是选自牛犊、幼年母牛、羔羊、幼鹿和山羊的幼小反刍动物。9．权利要求7的方法，其中，所述幼小动物是小猪。10．权利要求7的方法，其中，所述幼小动物是肉用仔鸡或小母鸡。11．前述权利要求任一项的方法，其中，所述饲料特别适合幼小动物。12．一种制备动物饲料的方法，其中，该方法包括将饲料与肌醇六磷酸酶混合这一步骤。13．权利要求12的方法，其中，将肌醇六磷酸酶与作为预混合物的一部分的饲料混合。14．前述权利要求任一项的方法，其中，所述肌醇六磷酸酶可得自植物或微生物。15．前述权利要求任一项的方法，其中，所述肌醇六磷酸酶可得自真菌，优选得自曲霉属真菌。16．一种适合动物的低肌醇六磷酸酯饲料，它的肌醇六磷酸酯-P的含量在0.01～0.2％(w/w)的浓度范围内，优选为0.01～0.15％，更优选为0.01～0.1％，最优选为0.01～0.05％，该饲料包含特别适合所述动物的组分并且补充了在饲料组分中不是天然存在的肌醇六磷酸酶。17．权利要求16的饲料，其中，所述肌醇六磷酸酶以至少10FTU/kg饲料的活性水平存在。18．肌醇六磷酸酶在改善饲养和/或供养动物中的动物工艺学结果方面的应用。19．肌醇六磷酸酶在改善动物的矿物质状况方面的应用。全文摘要本发明涉及肌醇六磷酸酶这种酶在具有低肌醇六磷酸酯含量和饲料中的应用。本发明公开了喂食补充了肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯食物的方法。给动物喂食含有肌醇六磷酸酶的低肌醇六磷酸酯食物改善了动物的矿物质状况并且导致动物工艺学结果的改善(例如生长速度和饲料转化率的改善)。本发明还公开了补充了肌醇六磷酸酶、适合动物的低肌醇六磷酸酯饲料以及制备这种饲料的方法。文档编号A23K1/165GK1295443SQ99804715公开日2001年5月16日申请日期1999年4月1日优先权日1998年4月1日发明者R·F·伯戴克,A·K·奇斯,J·B·霍夫申请人:Dsm公司