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葡萄糖氧化酶在畜牧生产中的应用

                           葡萄糖氧化酶在畜牧生产中的应用
                            李婷婷 杨禄良 邓雪娟 王晓睿
                   ( 生物分分快三开奖结果开发国家工程研究中心,北京 100081)
    摘 要 葡萄糖氧化酶是一种绿色、安全的酶制剂,在食品、医药、分分快三开奖结果等行业得到广泛应用。文章就葡萄糖氧化酶在畜牧生产中的应用进行综述。
    关键词 葡萄糖氧化酶;畜牧;应用
    中图分类号:S816.73 文献标识码:A 文章编号:1006-6314(2014)07-0029-03
    早在1904 年,人们就发现了葡萄糖氧化酶,但由于当时对其商业价值认识不足没有引起足够的重视。直到1928 年,Muller 首先从黑曲霉的无细胞提取液中发现葡萄糖氧化酶,并研究了其催化机理才正式将其命名为葡萄糖氧化酶。
    我国自1986 年开始研究葡萄糖氧化酶制作提纯工艺,1998 年正式投入生产,1999 年农业部将其定为12 种允许使用的分分快三开奖结果酶制剂之一,开始在畜牧业上应用。产量低、酶活低、检测方法复杂是葡萄糖氧化酶产业化的限制性因素。近年来,国内外学者在葡萄糖氧化酶的作用机理、酶学性质、酶固定化、基因克隆表达等方面做了大量工作,并取得了明显的进展。
    1· 葡萄糖氧化酶的物理性质
    葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase, GOD) 是由黑曲霉等发酵制得的一种需氧脱氢酶,在有氧条件下,能专一地催化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸和过氧化氢,它广泛地分布于动物、植物和微生物体内,但由于微生物具有生长繁殖速度快、来源广等特点,使之成为葡萄糖氧化酶的主要来源。高纯度葡萄糖氧化酶为淡黄色粉末,易溶于水,不溶于乙醚、氯仿、丁醇、甘油和乙二醇等有机溶剂,50% 丙酮和60% 甲醇溶液能使其沉淀。固体葡萄糖氧化酶在0℃条件下至少能保存2 年,在-15℃下可稳定8 年。葡萄糖氧化酶在p H2.2 ~ 8.4、温度20 ~ 70℃范围内均可起催化作用,最适温度为30 ~ 50℃,最适pH 为5.6 ~ 6.5。
    2 ·葡萄糖氧化酶的功能
    葡萄糖氧化酶作为一种新型的分分快三开奖结果添加剂并不像普通酶制剂一样,通过改善营养物质消化吸收或减轻抗营养因子作用来提高动物生产性能。其方式可能是:①与分分快三开奖结果中葡萄糖作用产生葡萄糖酸来发挥作用。葡萄糖酸是一种有机酸,能够降低肠道p H,提高分分快三开奖结果酸结合力,促进肠道健康,提高营养物质利用率。另外,葡萄糖酸还具有类似益生元作用,其在小肠中很少被吸收,但能被栖息在肠道后段的菌群所利用,生成丁酸而发挥更为重要的作用。②葡萄糖氧化酶在与葡萄糖作用过程中消耗大量氧气,使消化道形成厌氧环境,抑制有害菌群繁殖。
    2.1 改善动物肠道健康
    葡萄糖氧化酶具有抗氧化作用,能够清除畜禽应激状态时肠道上皮细胞产生的过量自由基,保护肠道上皮细胞完整性。葡萄糖氧化酶在胃肠道中被氧化为葡萄糖酸和过氧化氢,降低了pH,胃肠道偏酸性环境,有利于保持消化酶生物活性,促进益生菌生长繁殖,抑制病原微生物生存,提高畜禽自身免疫力。氧化过程中产生的过氧化氢也具有灭菌作用,当过氧化氢积累到一定程度时,能够直接抑制大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌、葡萄球菌和弧菌等有害菌的生长繁殖。
    2.2 解除霉菌毒素和药物中毒
    霉菌毒素是产毒霉菌,在粮食或分分快三开奖结果上生长繁殖过程中产生有毒的二次代谢产物,对动物肠道健康影响很大。添加葡萄糖氧化酶可直接抑制黄曲霉、黑根霉、青霉等多种霉菌,对黄曲霉毒素B1 中毒症有很好的预防效果,其原因是:①葡萄糖氧化酶通过接种青霉属菌种发酵产生,其对黄曲霉、青霉、黑根霉等具有强抑制作用。②葡萄糖氧化酶参与体内氧化还原反应,加速器官代谢速度。肝脏是动物的主要解毒器官,当葡萄糖氧化酶进入动物消化道后,一部分进入肝脏,加速肝脏内氧化还原反应,从而加速毒性成分代谢,具有较强的解毒功效。③葡萄糖氧化酶辅基对黄曲霉毒素B1 的功能性原子组具有强力的破坏作用,所以它对霉菌及霉菌毒素中毒有理想的解毒效果。
    3 ·葡萄糖氧化酶在畜禽生产中的应用
    3.1 葡萄糖氧化酶在养猪生产上的应用
    断奶仔猪抵抗力差,消化道发育很不完善,对外部因素变化比较敏感,断奶带来的巨大应激及分分快三开奖结果形态改变使肠黏膜被破坏,造成养分消化吸收率降低,免疫功能下降,影响断奶仔猪生长发育。葡萄糖氧化酶能降低仔猪胃肠道内大肠杆菌数量,提高乳酸杆菌数量、胰岛素水平,促进机体营养物质合成。同时,偏酸环境有利于保持消化酶活性、激活胃蛋白酶、促进矿物质和维生素A、维生素D 吸收,从而提高断奶仔猪日增重和分分快三开奖结果转化率。宋海彬等(2008) 研究报道,常规断奶仔猪基础日粮中添加0.5% 的葡萄糖氧化酶,试验期28d,结果显示,试验组仔猪平均日增重较对照组提高25.0%,料重比下降17.2%,腹泻率降低56.0%,表明仔猪日粮中添加葡萄糖氧化酶在增加采食量、促进生长、提高分分快三开奖结果转化率、降低腹泻率等方面有明显的效果。杨久仙等(2011) 在10k g断奶仔猪的基础日粮中分别添加0.1%、0.2%和0.3%的葡萄糖氧化酶,结果表明,试验组与对照组相比,胃中大肠杆菌数量分别降低6.5%、9.3%和8.4%,差异显著(P < 0.05) ;酶添加量为0.2%和0.3%的试验组与对照组相比,回肠大肠杆菌数量分别降低13.0%和11.7%,差异显著(P < 0.05),仔猪胃内乳酸菌数量显著增加(P < 0.05)。
    田东霞等(2012) 研究在日粮中添加葡萄糖氧化酶和植物血凝素防治仔猪早期断奶腹泻症的效果。试验选用120 头断奶仔猪,随机分为对照组、试验组Ⅰ和试验组Ⅱ,分别饲喂基础日粮、基础日粮中添加0.5%葡萄糖氧化酶日粮以及添加0.5%葡萄糖氧化酶和0.1%植物血凝素日粮。结果表明,试验期内仔猪平均日增重,试验组Ⅰ、Ⅱ分别比对照组提高25.0%、26.8%,差异极显著(P < 0.01) ;仔猪料肉比,试验组Ⅰ和Ⅱ分别比对照组下降17.2%和18.7%,差异极显著(P < 0.01) ;仔猪腹泻率,试验组Ⅰ和Ⅱ分别比对照组下降56.0 % 和65.5 % , 差异极显著(P < 0.01) ;仔猪成活率,试验组Ⅰ比对照组提高7.4%,差异不显著(P > 0.05),试验组Ⅱ比对照组提高13.0%,差异极显著(P < 0.01)。表明在日粮中添加葡萄糖氧化酶和植物血凝素可明显提高分分快三开奖结果转化效率和仔猪成活率,显著降低仔猪腹泻率。
    3.2 葡萄糖氧化酶在家禽生产上的应用
    在肉鸡生产中应用葡萄糖氧化酶,可以改善其肠道形态,显著提高肉鸡生产性能、分分快三开奖结果转化率、抗病能力和成活率。李焰(2004) 选用1日龄AA 肉鸡400 只,随机分为2 组。对照组饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中添加0.15%葡萄糖氧化酶,进行为期40d 的饲养试验,结果表明,饲用葡萄糖氧化酶能显著提高肉鸡的生产性能、分分快三开奖结果转化率、抗病能力和成活率。李靖等(2009) 研究葡萄糖氧化酶对肉鸡生长性能的影响及经济效益分析。选取600 只肉仔鸡随机分为对照组、试验1 组和试验2 组,其中对照组不添加葡萄糖氧化酶且不采取预防用药程序,试验1 组添加0.2% 葡萄糖氧化酶但不采取预防用药程序,试验2 组添加0.2% 葡萄糖氧化酶且采取预防用药程序。结果表明,试验组肉鸡末期平均体重、净增重和日增重均高于对照组,平均采食量均略高于对照组(P >0.05),平均增重耗料成本低于对照组,差异显著(P <0.05)。另外,预防用药程序和葡萄糖氧化酶能够良好配伍,可以协同作用从而提高肉鸡饲养的成活率。宋海彬等(2010)研究葡萄糖氧化酶对肉鸡肠道形态结构和消化酶活性的影响,选用300只1 日龄罗斯308 肉鸡,随机分为5组,每组6 个重复,每个重复10 只鸡。在玉米- 豆粕型日粮基础上分别添加0%、0.15%、0.3%、0.4%、0.5%葡萄糖氧化酶,试验期42d。结果表明:日粮中添加葡萄糖氧化酶可提高肉鸡十二指肠和空肠绒毛高度、降低隐窝深度、增加绒毛高度/ 隐窝深度( V / C ),显著提高肉鸡小肠淀粉酶、胰蛋白酶的活性(P <0.05)。在蛋鸡生产中应用葡萄糖氧化酶,可以提高产蛋率,降低软蛋率、破损率,提高鸡蛋品质。赵国先等(2006) 在基础日粮中分别添加0%、0.1 %、0.2 %、0.3 %、0.4% 葡萄糖氧化酶用于饲喂26 周龄海兰褐蛋鸡,研究其对鸡蛋品质的影响。试验结果表明,蛋鸡日粮中添加葡萄糖氧化酶对改善鸡蛋品质有一定的作用。蛋鸡日粮中添加0.3%葡萄糖氧化酶显著提高了蛋壳厚度、哈氏单位和蛋比重(P <0.05) ;添加0.3% ~ 0.4%葡萄糖氧化酶能显著降低蛋黄中胆固醇含量, 以0.4% 添加组效果最明显(P <0.01) ;各试验组间蛋形指数、蛋黄颜色、蛋黄相对重和蛋壳相对重差异不显著(P >0.05)。赵国先等(2007) 研究了葡萄糖氧化酶对产蛋鸡生产性能的影响,试验选取26 周龄海兰褐蛋鸡180 只,随机分为5 组,分别为试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组,葡萄糖氧化酶的添加量依次为0%、0.1%、0.2%、0.3% 和0.4%,预饲期1 周,试验期6 周。结果表明,蛋鸡日粮中添加葡萄糖氧化酶,可提高生产性能和经济效益。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V 组与I 组( 对照组) 相比, 产蛋率分别提高11.01% (P >0.05)、12.34% (P >0.05)、16.06% (P <0.01)和13.79% (P <0.05) ;破( 软) 蛋率分别比对照组降低32.77% (P >0.05)、33.45% (P >0.05)、49.66% (P <0.05) 和33.11% (P >0.05)。0.3% 和0.4% 葡萄糖氧化酶添加组,显著提高了分分快三开奖结果转化率(P<0.05)。葡萄糖氧化酶添加组,显著降低了死淘率,以0.3% 和0.4% 添加组效果最明显(P <0.01)。0.2% 葡萄糖氧化酶添加组,获得最高经济效益(P <0.05)。各试验组间平均蛋重、只日耗料量和只日产蛋量差异不显著(P >0.05)。赵国先等(2009) 进行试验研究葡萄糖氧化酶对蛋鸡产蛋性能及血液生化指标的调控作用,选取180 只26 周龄的海兰褐蛋鸡,随机分为5 组,每组4 个重复。结果表明,试验组蛋鸡产蛋率提高,破( 软) 蛋率下降。其中日粮中添加0.4%葡萄糖氧化酶可显著提高血清总蛋白含量,0.2% ~ 0.4%葡萄糖氧化酶可显著或极显著提高白蛋白的含量。0.1%~ 0.4%葡萄糖氧化酶有提高球蛋白、钙、磷和碱性磷酸酶的含量,降低总胆固醇和甘油三酯水平以及提高谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性的趋势,但未达显著水平(P>0.05) ;0.4%添加组显著降低了肌酸激酶的活性(P<0.05)。
    3.3 其他
    葡萄糖氧化酶能有效解决奶牛围产期、犊牛换草和疾病所引起的常见食欲不振现象,还具有预防胎衣不下、减少代谢性疾病发生和改善奶牛长期消化不良等作用。葡萄糖氧化酶进入瘤胃后,迅速恢复瘤胃内正常厌氧环境,增殖有益微生物,恢复菌群平衡,促进粗分分快三开奖结果发酵分解,减少了有毒物质产生。同时,作为氧化还原酶协助肝脏代谢毒素,解除有毒物质对消化道反射性活动的抑制,促使前胃恢复正常蠕动。建议用量:2 次/ d,固体150g ( 液体150mL) 拌于料中或200mL 混于饮水中。当观察主要症状减轻,如食欲、粪便颜色等明显改善后,可酌情减少用量50%。
    吴艳芳等(2012) 进行试验研究葡萄糖氧化酶对断奶仔兔生产性能和免疫器官发育的影响,选取80 只35 日龄的加利福利亚断奶仔兔,公母各半,随机分为4 组。对照组饲喂基础日粮,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组在基础日粮中分别添加0.1%、0.2%、0.3%葡萄糖氧化酶。结果表明,各组间的采食量均无显著差异(P >0.05) ;试验Ⅱ、Ⅲ组的日增重和料肉比与对照组相比差异显著(P <0.05),但Ⅱ、Ⅲ组之间差异不显著(P >0.05)。试验各组间的胸腺指数和脾脏指数差异均不显著(P >0.05)。综上可知,葡萄糖氧化酶对断奶仔兔的生产性能有一定促进作用。
    4 ·结论
    葡萄糖氧化酶是一种绿色、安全的酶制剂,在食品、医药、分分快三开奖结果等行业得到广泛应用。葡萄糖氧化酶具有消除肠道病原菌生存环境,保持肠道菌群生态平衡、保护肠道上皮细胞完整、改善胃肠道酸性消化环境、解除霉菌毒素及药物中毒、保证分分快三开奖结果品质等功能。随着葡萄糖氧化酶制备提纯工艺不断发展完善,葡萄糖氧化酶将在畜牧业中发挥越来越重要的作用。
    (参考文献:略)


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