葡萄糖氧化酶的功能及在畜牧业中的应用

作者:北京挑战生物技术有限公司技术部/供稿  来源:本站  发布时间:2013-02-25  点击量:1791

    葡萄糖氧化酶(Glucose Oxides,简称God)是用黑曲霉等发酵制得的一种需氧脱氢酶,能专一地氧化β-D-葡萄糖成为葡萄糖酸和过氧化氢,同时

消耗大量的氧气。葡萄糖氧化酶已经被广泛应用于食品、医药工业,1999年农业部将其定为12种允许使用的饲料酶制剂添加剂之一,开始在畜牧业上

应用。

    1.葡萄糖氧化酶的理化性质
    高纯度葡萄糖氧化酶为淡黄色粉末,其分子量为15.4万左右,易溶于水,不溶于乙醚、氯仿、丁醇、甘油、乙二醇等有机溶剂,50%丙酮、60%甲

醇能使其沉淀,葡萄糖氧化酶在pH2.2-8.4,温度20-70℃范围内均可起催化作用,其最适温度30-50℃,最适pH5.6-6.5。葡萄糖氧化酶不受乙二胺四

乙酸、氰化钾及氟化纳抑制,但受氯化汞、氯化银、对氯汞苯甲酸、铜离子等的影响而使酶活性降低或抑制,枯草杆菌蛋白酶(pH6.0)、胰蛋白酶(

pH6.8)和蛋白酶(pH4.5)不能分解它。一般来说,酶反应受底物浓度的影响不大,葡萄糖浓度在5%-20%,反应速度几乎不变。
          
         2葡萄糖氧化酶的功能
     2.1.消除肠道病原菌生存环境,保持肠道菌群生态平衡
    葡萄糖氧化酶催化肠道内的葡萄糖产生葡萄糖酸和过氧化氢,此反应过程可消耗肠道内的氧气,为厌氧有益菌的增殖制造厌氧环境;同时有益菌

大量增殖形成微生态竞争优势,抑制了大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌存活,从而控制有害菌的感染,提高机体免疫力;反应产物葡萄糖酸可降低胃肠

内pH值为乳酸菌生长制造酸性环境;反应生成的过氧化氢具有灭菌作用,当过氧化氢积累到一定浓度时,直接抑制大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌、

葡萄球菌、弧菌的生长繁殖。
    葡萄糖氧化酶形成的这种厌氧环境,在治疗畜禽生理性顽固腹泻时体现得较好。每年春夏、秋冬交替季节,一些顽固的畜禽生理性腹泻,使用葡

萄糖氧化酶的效果比较理想。

    2.2.保护肠道上皮细胞完整
    保持肠道上皮细胞的完整,可以阻挡大量病原体的侵入。畜禽处于应激状态时,机体会发生一系列氧化,产生大量的"自由基",当产生的自由基

超过机体自身的清除能力时,就会破坏肠道上皮细胞,而葡萄糖氧化酶具有抗氧化作用,能清除自由基,保护肠道上皮细胞完整。

    2.3.改善胃肠道酸性消化环境
    葡萄糖氧化酶催化葡萄糖生成葡萄糖酸,在胃肠道内发挥酸化剂的作用。葡萄糖氧化酶进入胃肠道后,葡萄糖酸不断产生,从而使胃肠道pH值降

低,偏酸的环境有利于各种消化酶保持活性,消化酶的活性好,自然助于饲料的消化。葡萄糖氧化酶还能改善饲料的适口性,在动物出现拒食、厌食

、消化不良、腹泻时,添加葡萄糖氧化酶可以使动物迅速恢复正常采食。

    2.4.解除霉菌毒素中毒以及药物中毒
    葡萄糖氧化酶直接抑制黄曲霉、黑根霉、青霉等多种霉菌,对黄曲霉毒素B中毒症有很好的预防效果。高温季节,饲料发霉产生的毒素会使动物肝

肿大、胸腺萎缩、巨噬细胞受到毒害,进而导致免疫抑制,添加葡萄糖氧化酶则可防治这些症状,解除饲料中真菌毒素的危害,提高动物免疫能力(

河北农科院,1997)。
  葡萄糖氧化酶不但能解除霉菌毒素中毒,也能解除药物中毒,因为肝脏是动物的解毒q器官,毒性成分在这里进行代谢。当葡萄糖氧化酶进入动物

消化道后,一部分会进入肝脏,加速肝脏内的氧化还原反应,从而加速毒性成分的代谢,畜禽药物中毒得以解除,肝脏的健康也得以更好地保护。
   2.5.保证原料、饲料的品质
      研究表明,加有葡萄糖氧化酶的青贮饲料对长膘的牛有利,其原因是葡萄糖氧化酶可以消耗青贮饲料的氧气,提高青贮内的缺氧程度,有利

于厌氧性乳酸菌的增殖,加快了乳酸菌的发酵过程,迅速产生大量乳酸,使青贮的pH值很快下降,抑制了有害细菌的繁殖,避免了异常发酵,最终保

证青贮质量。油脂中加有葡萄糖氧化酶,可消耗其中的氧气,抵制微生物的生长,防止油脂酸败变质。 
  
       3.葡萄糖氧化酶在畜牧业上的应用
  
      3.1.葡萄糖氧化酶的促生长、抗病效果
      据报道,在父母代蛋种鸡育成料中添加一定量的葡萄糖氧化酶,对由大肠杆菌引起的肠道腹泻有明显的预防作用。李焰(2005)选用AA肉仔

鸡做对照试验,一组添加抗生素(阿莫西林),一组添加鲜而康(葡萄糖氧化酶产品),结果表明,22~39日龄阶段,试验组日增重比对照组增加

9.15%(P<0.05),全期日增重试验组比对照组提高5.31%(P<0.05)。1~22日龄料肉比试验组比对照组减少8.3%(P<0.05),全期料肉比试验组

比对照组减少了6.7%(P<0.05)。全期试验组死亡率比对照组降低5%(P<0.05),表明日粮中添加葡萄糖氧化酶可有效提高肉鸡的抵抗力。两组从

第7日龄均开始发生大肠杆菌病,对照组用氨苄青霉素饮水治疗,试验组不加任何药物,结果表明,肉鸡日粮中添加0.15%葡萄糖氧化酶,可有效降低

由大肠杆菌引起的死亡,且试验组肉鸡的羽毛较为整齐光洁,垫料较为干燥。本试验采用的配方中非常规原料棉粕和蛋白粉比例较大,对于其他配方

结构的饲料是否有同样的效果值得研究。
  
       3.2.葡萄糖氧化酶控制肉鸡球虫的效果
      梁振华(2004)选用金水乌鸡10000只,分为对照组和鲜而康(葡萄糖氧化酶产品)组,对照组从15日龄起饮水添加地克珠利至60日龄,发生

球虫病饮用三维治球粉3d。鲜而康组1~15日龄用0.2%鲜而康拌料,16~60日龄用0.12%~0.16%鲜而康拌料,如有球虫则添加地克珠利1~3d。试验

结果表明,鲜而康组球虫发病时间推迟(32日龄),而对照组为21日龄,且症状较轻,病程缩短,无二次复发,球虫病死亡率(0.12%)大大低于对

照组(4.2%),差异极显著,表明鲜而康对球虫有显著的抑制作用。鲜而康控制球虫的原理在于鲜而康具有抗氧化作用,清除自由基,保护肠道上皮

细胞完整,使球虫侵入肠道上皮寄生部位的机会大大降低。
  
      4.葡萄糖氧化酶在畜牧业上应用有待研究的问题
  
      4.1.葡萄糖氧化酶在动物体内的作用方式、最佳作用条件、代谢过程有待研究。
      4.2.作用效果是否受日粮类型、营养水平的影响有待研究。
      4.3.解除霉菌毒素、药物中毒的机理,提高适口性的机制有待研究。
      4.4.葡萄糖氧化酶合适的添加量还不清楚。
      4.5.葡萄糖氧化酶催化反应要消耗能源物质葡萄糖,是否对动物的生长有负面作用有待研究。
      4.6.如何更经济、更有效地制备和提纯葡萄糖氧化酶也是将来的一个研究方向。
  
      5.结语
      葡萄糖氧化酶不仅能够与抗生素等抗菌药物配伍,而且还有协同药物提高疗效的作用,能够耐受制粒高温,随着葡萄糖氧化酶制备提纯工艺

的不断发展完善,使用成本的不断降低,葡萄糖氧化酶将在畜牧行业中发挥越来越重要的作用。
                        
                                                 (交流电话:13155105173)




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