盧俊鑫，鄺哲師

（1.羅定職業(yè)技術(shù)學(xué)院教育系，云浮 羅定 527200；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣州 510610）

葡萄糖氧化酶（GOD）是一種含有黃素腺嘌呤二核苷酸的二聚體蛋白酶，是一種需氧脫氫酶，能專一性地將β-D-葡萄糖氧化為葡萄糖酸和過(guò)氧化氫[1]。葡萄糖氧化酶的作用機(jī)理獨(dú)特、使用效果安全高效，在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛[2]。本文綜述葡萄糖氧化酶的生產(chǎn)方式、作用功效和在不同動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用，并對(duì)應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，為進(jìn)一步研究和生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 葡萄糖氧化酶的生產(chǎn)

1.1 傳統(tǒng)方法生產(chǎn)葡萄糖氧化酶

誘變生產(chǎn)菌株，使用誘變劑處理后提高菌株的突變率，經(jīng)過(guò)篩選得到性狀好的突變菌株[3]。誘變葡萄糖氧化酶生產(chǎn)菌株可以采用紫外線照射誘變和化學(xué)誘變劑等方法[4]。紫外線照射影響菌體遺傳物質(zhì)的復(fù)制與合成，導(dǎo)致菌體突變。梁靜娟等將黑曲霉菌株P(guān)-9采用紫外線照射進(jìn)行誘變，得到突變菌株的產(chǎn)酶酶活是原菌株的2.5 倍[5]。化學(xué)誘變比紫外線照射誘變更具有定向性，也可以將兩種方法結(jié)合，能夠更好地提高菌株的產(chǎn)酶能力[6]。朱運(yùn)平等采用紫外線照射誘變、亞硝酸鈉化學(xué)誘變和紫外線照射-亞硝酸鈉復(fù)合誘變3 種方法對(duì)產(chǎn)胞外葡萄糖氧化酶黑曲霉菌株進(jìn)行誘變實(shí)驗(yàn)，得到了產(chǎn)酶活力為原始菌株酶活力3.8倍的菌株[7]。

1.2 工業(yè)化生產(chǎn)葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶的來(lái)源廣泛，包括細(xì)菌、真菌、紅藻、昆蟲等[8]。真菌能夠利用各種碳源生產(chǎn)葡萄糖氧化酶，在1950 年真菌葡萄糖氧化酶已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)[9]。工業(yè)化生產(chǎn)葡萄糖氧化酶的菌株主要有黑曲霉和青霉，黑曲霉生產(chǎn)酶酶活較高，青霉生產(chǎn)酶速度快。除了黑曲霉和青霉外，擬青霉屬、膠霉屬和帚霉屬等也具有產(chǎn)葡萄糖氧化酶的能力[10]。

1.3 基因工程構(gòu)建菌株

葡萄糖氧化酶的大規(guī)模生產(chǎn)受到產(chǎn)量低、發(fā)酵能力低、純化工藝復(fù)雜等因素的影響。隨著分子生物技術(shù)的進(jìn)步，使用基因工程技術(shù)將葡萄糖氧化酶的基因進(jìn)行克隆，連接到表達(dá)載體后轉(zhuǎn)化基因工程菌株，通過(guò)誘導(dǎo)表達(dá)葡萄糖氧化酶基因來(lái)獲取大量的葡萄糖氧化酶?；蚬こ叹攴置诘桨l(fā)酵液中主要是外源目的蛋白質(zhì)，因此能簡(jiǎn)化后期的蛋白質(zhì)分離、純化操作。目前，多種來(lái)源的葡萄糖氧化酶基因被克隆，并在畢赤酵母、釀酒酵母以及青霉屬等宿主中成功表達(dá)[11]。

2 葡萄糖氧化酶的功效

2.1 改善飼料品質(zhì)

飼料中添加葡萄糖氧化酶可減少飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的損失，延緩飼料霉變，減緩霉菌毒素對(duì)飼養(yǎng)動(dòng)物的危害[12]。葡萄糖氧化酶具有抑菌作用，可抑制黃曲霉、黑根霉、青霉等多種霉菌，抑制飼料中霉菌的生長(zhǎng)與繁殖，降低霉菌毒素含量。葡萄糖氧化酶的輔基對(duì)霉菌毒素具有破壞作用，可解除黃曲霉毒素B 的毒力，預(yù)防黃曲霉毒素中毒癥[13]。葡萄糖氧化酶將葡萄糖分解為葡萄糖酸和過(guò)氧化氫的過(guò)程需要消耗氧氣。飼料中氧氣的減少，不僅降低飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的的損失，也抑制微生物的生長(zhǎng)，起到抗氧化劑和防霉劑的作用，從而改善飼料品質(zhì)[14]。

2.2 提高飼料消化率

葡萄糖氧化酶的功能與酸化劑相似，能降低胃內(nèi)pH，提高胃蛋白酶的活性，低pH可以促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化[15-16]。葡萄糖氧化酶可以催化胃腸道中的葡萄糖生成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，降低胃腸道食糜的pH，提高飼料中粗蛋白質(zhì)的消化率[17]。安文亭等研究表明，葡萄糖氧化酶顯著提高仔豬飼料中能量、粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪的消化率（P＜0.05），明顯提高生產(chǎn)性能和健康水平[18]。葡萄糖氧化酶還能改善飼料的適口性，在飼養(yǎng)動(dòng)物出現(xiàn)厭食的情況，添加葡萄糖氧化酶可以讓飼養(yǎng)動(dòng)物恢復(fù)正常采食。

2.3 抑制腸道有害菌

葡萄糖氧化酶酶解產(chǎn)物葡萄糖酸是一種安全無(wú)毒的有機(jī)酸，在消化道內(nèi)降低pH，為有益的乳酸菌創(chuàng)造了酸性環(huán)境。通過(guò)氧化還原反應(yīng)，消耗消化道內(nèi)的氧，制造厭氧環(huán)境，有利于有益的雙歧桿菌的生長(zhǎng)繁殖，形成微生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。酶解產(chǎn)生的過(guò)氧化氫，具有廣譜抗菌作用，達(dá)到一定濃度時(shí)能夠抑制大腸桿菌、沙門氏菌、巴氏桿菌、葡萄球菌等有害菌。腸道有益菌憑借有利的環(huán)境條件大量繁殖，成為優(yōu)勢(shì)菌群，對(duì)病原菌進(jìn)行抑制，維持腸道微生物生態(tài)平衡。

2.4 降低應(yīng)激損傷

動(dòng)物機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量自由基，破壞腸道上皮細(xì)胞；葡萄糖氧化酶通過(guò)氧化還原反應(yīng)，能夠有效清除自由基，維持腸道上皮細(xì)胞的完整性。維持腸道上皮細(xì)胞的完整性，可以阻止病原微生物入侵動(dòng)物機(jī)體，也可以促進(jìn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，減少腹瀉[19]。宋海彬研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖氧化酶不同程度地提高了肉雞血清超氧化物歧化酶活性，降低了血清丙二醛含量，具有抗應(yīng)激作用[20]。候振平等研究發(fā)現(xiàn)，飼料添加葡萄糖氧化酶顯著提高仔豬血清超氧化物歧化酶活性，不同程度降低了血清丙二醛含量，減輕熱應(yīng)激對(duì)仔豬的影響，降低仔豬體內(nèi)自由基數(shù)量，抑制血液內(nèi)丙二醛生成，減少機(jī)體損傷[21]。

3 葡萄糖氧化酶在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 葡萄糖氧化酶在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

葡萄糖氧化酶能促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)，提高其飼料消化率，改善其腸道微生物生態(tài)平衡，降低腹瀉率，提高仔豬的生產(chǎn)性能。侯振平等研究表明，在飼料中添加葡萄糖氧化酶，能夠增強(qiáng)斷奶仔豬的抗氧化功能，提高免疫力，降低斷奶仔豬腹瀉率，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，從而提高仔豬生長(zhǎng)性能[21]。楊久仙等研究表明，飼料中添加葡萄糖氧化酶0.1%～0.2%能降低斷奶仔豬胃腸道pH，改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率和飼料轉(zhuǎn)化效率，提高斷奶仔豬生產(chǎn)性能[22]。黃忠陽(yáng)等研究表明，在斷奶仔豬飼料中分別添加葡萄糖氧化酶0、300、500 和700 mg·kg-1，能夠提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能，并且有很好的抗腹瀉作用[23]。

葡萄糖氧化酶可有效改善母豬繁殖性能和哺乳仔豬生產(chǎn)性能。尤瑞祺等研究表明，大河烏豬母豬妊娠后期飼料中添加葡萄糖氧化酶600 mg·kg-1，可改善母豬繁殖性能、飼料養(yǎng)分消化率，提高母豬和新生仔豬的抗氧化能力[24]。孫穎雪等研究表明，在豬群整體采食量低的狀態(tài)下，飼料中添加葡萄糖氧化酶1.5 g·kg-1可提高丹系大白母豬妊娠后期采食量；添加葡萄糖氧化酶1.0 g·kg-1可顯著降低泌乳期背膘損失，對(duì)母豬生產(chǎn)具有重要意義[25]。

3.2 葡萄糖氧化酶在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用

葡萄糖氧化酶能提高肉雞成活率，改善腸道菌群組成，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，增強(qiáng)機(jī)體免疫抗病力，提高生產(chǎn)性能。宋海彬等研究表明，飼料中添加葡萄糖氧化酶可提高肉雞十二指腸和空腸絨毛高度、降低隱窩深度、增加絨毛高度/隱窩深度，顯著提高肉雞小腸淀粉酶、胰蛋白酶的活性（P＜0.05）[26]。崔細(xì)鵬等研究表明，飼料中添加葡萄糖氧化酶可降低肉雞十二指腸pH、空腸pH、回腸pH，提高采食量、生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分利用率和表觀代謝能，提高對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用從而提高生長(zhǎng)性能[27]。于會(huì)民等研究表明，飼料添加葡萄糖氧化酶可在不同程度上改善肉仔雞生長(zhǎng)性能、抗氧化能力和養(yǎng)分表觀消化率[28]。

葡萄糖氧化酶能夠提高蛋雞產(chǎn)蛋性能和蛋品質(zhì)，能夠降低死淘率。趙必遷等研究表明，蛋雞產(chǎn)蛋后期（55～67 周齡）飼料添加葡萄糖氧化酶（酶活為200 U·g-1）300 mg·kg-1，顯著提高產(chǎn)蛋率2.88%（P＜0.05），顯著降低料蛋比2.69%（P＜0.05），極顯著降低破蛋率19.62%（P＜0.01），極顯著降低周死亡率40.9%（P＜0.01）[29]。趙國(guó)先等研究結(jié)果表明，蛋雞飼料中添加葡萄糖氧化酶0.3%顯著提高了蛋殼厚度、哈氏單位和蛋比重（P＜0.05）；添加葡萄糖氧化酶0.3%～0.4%顯著降低蛋黃中膽固醇含量（P＜0.05）[30]。

3.3 葡萄糖氧化酶在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

葡萄糖氧化酶能夠改善奶牛的生產(chǎn)性能。呂進(jìn)宏等研究表明，葡萄糖氧化酶可消耗青貯飼料中的氧氣，避免異常發(fā)酵，保證青貯飼料質(zhì)量[31]。魯春剛研究表明，葡萄糖氧化酶進(jìn)入瘤胃后能快速讓瘤胃內(nèi)達(dá)到正常厭氧環(huán)境，起到促進(jìn)有益微生物增殖、恢復(fù)菌群平衡和促進(jìn)粗飼料發(fā)酵分解，進(jìn)而減少有毒物質(zhì)產(chǎn)生的作用；飼料中添加葡萄糖氧化酶能解除奶牛圍產(chǎn)期、犢牛換草期和疾病等所引發(fā)的食欲不振現(xiàn)象，對(duì)減少代謝性疾病發(fā)生、預(yù)防胎衣不下及緩解奶牛消化不良等有改善作用[32]。楊玉福等在奶牛圍產(chǎn)前期專用預(yù)混料中添加葡萄糖氧化酶、酵母蛋白粉等微生物發(fā)酵物，可消除奶牛圍產(chǎn)前的食欲不振，加強(qiáng)瘤胃功能，促進(jìn)飼料的消化吸收[33]。

3.4 葡萄糖氧化酶在兔生產(chǎn)中的應(yīng)用

葡萄糖氧化酶可以提高兔的消化率、成活率，提高生產(chǎn)性能。劉亞娟等研究表明，飼料中添加適量的葡萄糖氧化酶能夠提高飼料中纖維物質(zhì)的表觀消化率，影響氮代謝，降低生長(zhǎng)獺兔盲腸內(nèi)的pH，增加盲腸乳酸菌和雙歧桿菌數(shù)量，抑制盲腸大腸桿菌數(shù)量，增強(qiáng)十二指腸內(nèi)的胰蛋白酶活性和空腸內(nèi)的乳糖酶活性[34]。董榕等研究表明，飼料中添加適量的葡萄糖氧化酶可以增強(qiáng)冬季幼兔機(jī)體的抗氧化能力，提高機(jī)體的健康水平，從而提高幼兔生長(zhǎng)性能，降低死亡率[35]。馬清河等研究表明，在飼料中添加葡萄糖氧化酶制劑具有提高生長(zhǎng)兔的日增重和成活率，改善被毛長(zhǎng)度、被毛密度、屠宰率的效果，但是葡萄糖氧化酶制劑對(duì)兔的免疫器官發(fā)育無(wú)明顯影響[36]。

4 小 結(jié)

葡萄糖氧化酶作為一種安全高效、無(wú)毒副作用的飼料添加劑，在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但其在動(dòng)物體內(nèi)的作用機(jī)理還需要更加系統(tǒng)、全面的研究。葡萄糖氧化酶的產(chǎn)量少、酶活較低，生產(chǎn)制備的工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本仍然較高。葡萄糖氧化酶生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，生產(chǎn)成本降低，安全養(yǎng)殖的逐步實(shí)現(xiàn)，將進(jìn)一步促進(jìn)葡萄糖氧化酶在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用。