葡萄糖氧化酶(GOD)是一種需氧脫氫酶，屬于氧化還原酶類，有氧環(huán)境下，β-D-葡萄糖能夠被葡萄糖氧化酶專一氧化成D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)脂和過(guò)氧化氫，D-葡萄糖酸書(shū)-δ-內(nèi)脂自發(fā)水解成葡萄糖酸。Reed指出，早在1904年，葡萄糖氧化酶就被發(fā)現(xiàn)，只是當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起足夠的重視。方軍成等指出，直至20世紀(jì)20年代末，Muller首先從黑曲霉菌絲體無(wú)細(xì)胞提取液中發(fā)現(xiàn)了葡萄糖氧化酶，對(duì)其進(jìn)行了葡萄糖酸形成的酶學(xué)研究，并且進(jìn)一步研究闡述了葡萄糖氧化酶的作用機(jī)理。目前GOD主要由青霉和黑曲霉等菌株生產(chǎn)，是一種安全無(wú)污染，無(wú)毒無(wú)害的綠色飼料添加劑。

1.1  酶學(xué)性質(zhì)

        葡萄糖氧化酶通常呈黃色或淡黃色，粉末狀，易溶于水，可制成液體制劑，但完全不溶于酒精、乙醚等有機(jī)溶劑。此外，濃度為55％的丙酮和66％的甲醇都能使葡萄糖氧化酶沉淀，氧化鋁和弱酸性的離子交換樹(shù)脂能有效吸附葡萄糖氧化酶。葡萄糖氧化酶的最大光吸收波長(zhǎng)是377和455nm。不同來(lái)源的葡萄糖氧化酶的相對(duì)分子質(zhì)量較大。葡萄糖氧化酶在pH 5.0～5.6時(shí)，酶活性最高并基本保持不變，葡萄糖氧化酶的反應(yīng)溫度為30～60℃。李艷等指出在溫度為-15℃的條件下，葡萄糖氧化酶可保存8年。宋海彬等研究表明，葡萄糖氧化酶的穩(wěn)定性很高，氰化鉀、氟化鈉等并不能抑制其活性，但Na2SO3和Ag+等能夠抑制其活性，而Na2+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等對(duì)葡萄糖氧化酶有激活作用。肖志明等研究表明，葡萄糖氧化酶的反應(yīng)速率與底物-葡萄糖的濃度無(wú)關(guān)，當(dāng)葡萄糖濃度為5％-20％，反應(yīng)速率幾乎保持不變。

1.2  空間構(gòu)造

        葡萄糖氧化酶的空間結(jié)構(gòu)是同型二聚體結(jié)構(gòu)，有兩個(gè)相同的糖蛋白經(jīng)過(guò)二硫鍵共價(jià)結(jié)合，且每個(gè)糖蛋白單體還含有兩個(gè)區(qū)域：部分輔基通過(guò)非共價(jià)的盧折疊形式緊密結(jié)合；與底物β-D-葡萄糖通過(guò)4個(gè)α螺旋與支撐一個(gè)反向平行的β折疊形式結(jié)合。

1.3  反應(yīng)特性

        劉超等研究表明，葡萄糖氧化酶能夠通過(guò)消耗氧分子或者氧原子從而達(dá)到保護(hù)食品中易氧化成分的目的。其催化反應(yīng)的類型按照反應(yīng)條件可以劃分為3種：存在過(guò)氧化氫酶時(shí)，C6H12O6+1/2O2→C6H12O7，反應(yīng)氧化1mol C6H12O6消耗1mol氧；無(wú)氧化氫酶時(shí)，C6H12O6+O2→C6H12O7+H2O2，反應(yīng)每氧化1mol葡萄糖消耗1mol氧；過(guò)氧化氫酶和乙醇同時(shí)存在時(shí)，C6H12O6+CH3CH2OH+O2→C6H12O7+H2O2+CH3CHO，過(guò)氧化氫酶用于氧化乙醇。

1.4  催化反應(yīng)底物特異性

        劉欣研究表明，葡萄糖氧化酶具有高度專一的底物特性，如葡萄糖氧化酶對(duì)α-D-葡萄糖的催化活性不及對(duì)β-D-葡萄糖的1％，而且對(duì)L-葡萄糖完全沒(méi)有活性。葡萄糖氧化酶在不同底物條件下的催化速率見(jiàn)附表。

        葡萄糖氧化酶自20世紀(jì)末中國(guó)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)使用以來(lái)，其作為一種安全的綠色飼料添加劑具有抑菌、促生長(zhǎng)作用，且無(wú)毒，無(wú)抗藥性，其不同于抗生素，不產(chǎn)生抗藥性也沒(méi)有藥物殘留等情況。

2.1  改善飼料質(zhì)量，防霉抗氧化

        葡萄糖氧化酶在參加反應(yīng)生成過(guò)氧化氫的同時(shí)消耗氧氣，使其在畜牧生產(chǎn)中可同時(shí)作為抗氧化劑和防霉抑菌劑。反應(yīng)過(guò)程中消耗氧氣抑制需氧型細(xì)菌的生長(zhǎng)，保證了飼料營(yíng)養(yǎng)不流失；過(guò)氧化氫具有的殺菌作用可以抑制霉菌的生長(zhǎng)，使飼料中霉菌毒素的含量得到明顯的降低，從而延長(zhǎng)飼料保質(zhì)期。

2.2  改善腸道消化環(huán)境，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收

        腸道內(nèi)的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下產(chǎn)生葡萄糖酸，葡萄糖酸作為一種酸性物質(zhì)使腸道內(nèi)的酸性增加，食糜pH降低，有害細(xì)菌的生長(zhǎng)得到抑制，促進(jìn)有益細(xì)菌如乳酸桿菌的生長(zhǎng)繁殖，為其創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境條件，使畜禽的免疫力也有一定程度的提高。酸性條件還能保持蛋白酶的活性，促進(jìn)氨基酸、脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，飼料利用率得到有效提高。Biagi確等研究表明，葡萄糖酸通過(guò)促進(jìn)更多的短鏈脂肪酸的產(chǎn)生來(lái)提高斷奶仔豬的平均日增重。

2.3  解除霉茵毒素中毒，降低霉菌超標(biāo)危害

        霉菌毒素是霉菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中的二次代謝產(chǎn)物，影響動(dòng)物腸道的健康。相比于普通的飼料防霉劑以及霉菌毒素吸附劑，葡萄糖氧化酶在解除動(dòng)物霉菌毒素中毒以降低危害方面有獨(dú)特的作用。防霉劑只能抑制霉菌毒素，一旦飼料發(fā)生霉變，則難以消除霉變飼料所帶來(lái)的危害；霉菌毒素吸附劑能夠吸附黃曲霉毒素等嚴(yán)重危害動(dòng)物健康的毒素，對(duì)已中毒的動(dòng)物并無(wú)解毒作用。相反，葡萄糖氧化酶不但能夠直接抑制黃曲霉和青霉等霉菌，還能直接參與到動(dòng)物體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，進(jìn)入肝臟后能夠加速肝臟的氧化還原反應(yīng)，加速有毒物質(zhì)的代謝。胡常英等試驗(yàn)表明，500 ppm黃曲霉毒素B1濃度下，加入固體葡萄糖氧化酶，小雞35周內(nèi)存活率較不加酶組高出21％，完全解除體內(nèi)黃曲霉毒素B1毒性，體征也恢復(fù)正常。趙艷姣等研究表明，當(dāng)飼料中黃曲霉毒素B1<>

2.4  清除自由基，保護(hù)腸道上皮細(xì)胞

        畜禽處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，機(jī)體發(fā)生氧化，產(chǎn)生過(guò)量的自由基，超過(guò)機(jī)體自身清除自由基的極限，從而破壞腸道上皮細(xì)胞，但其能被具有抗氧化作用的葡萄糖氧化酶清除而保持腸道上皮細(xì)胞的完整性，有效阻止病原體的入侵。宋海彬等研究表明，機(jī)體重要的抗氧化酶一超氧化物歧化酶(SOD)能夠通過(guò)清除超氧陰離子自由基(AOR)從而使細(xì)胞免受損傷。機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化物丙二醛(MDA)的含量以及超氧化物歧化酶的活性能夠反映機(jī)體清除AOR的能力和細(xì)胞受損的程度，其在肉雞飼糧中添加不同劑量的GOD，肉雞血清中丙二醛的水平和超氧化物歧化酶的水平得到了不同程度的改善。此外，董秀梅等試驗(yàn)表明，在肉雞飲水中添加復(fù)合微生態(tài)制劑使血液中SOD和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)得到極顯著的提高(P<><>

2.5  保護(hù)腸道茵群平衡，提高機(jī)體免疫力

        趙國(guó)先等研究試驗(yàn)表明，飼糧中添加葡萄糖氧化酶制劑能夠極顯著的抑制42日齡肉雞盲腸內(nèi)大腸桿菌的數(shù)量，此外雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量有了明顯的提升。Tsukahara等研究表明，葡萄糖可能發(fā)揮類似于益生元的作用，增加腸道的酸性，乳酸菌等微生物利用完葡萄糖酸后，產(chǎn)生的短鏈脂肪酸仍持續(xù)影響著腸道的酸性。湯海鷗等在仔豬基礎(chǔ)日糧中添加葡萄糖氧化酶100g·t-1后，仔豬糞便中的沙門(mén)氏菌數(shù)量顯著降低，仔豬腸道健康得到很好的改善。

        葡萄糖氧化酶作為一種飼料添加劑，當(dāng)前研究集中在于肉雞、蛋雞和仔豬的養(yǎng)殖上。

3.1  豬

        斷奶仔豬由于斷奶所導(dǎo)致的應(yīng)激反應(yīng)以及飼料形狀的改變加之其本身免疫系統(tǒng)不夠完善，抵抗力低下，且消化道系統(tǒng)發(fā)育還未完善，造成仔豬的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收不好，從而影響發(fā)育。據(jù)報(bào)道日糧中加入葡萄糖氧化酶制劑之后，情況能夠得到一定程度的改善。方金津等研究表明，28日齡的斷奶二元雜交仔豬(杜洛克×山豬)試驗(yàn)組添加葡萄糖氧化酶500g·t-1相比于對(duì)照組，仔豬日增重提高10.96％，料肉比降低10.6％，毛利潤(rùn)增加28.07元·頭-1，促生長(zhǎng)效果顯著。湯海鷗等試驗(yàn)表明，添加葡萄糖氧化酶組仔豬的糞便中所含沙門(mén)氏菌數(shù)顯著低于對(duì)照組(P<><>

3.2  雞

        趙國(guó)先等研究表明，按照單因子隨機(jī)分組試驗(yàn)測(cè)定葡萄糖氧化酶對(duì)蛋雞產(chǎn)蛋性能和血液生化指標(biāo)的影響，在日糧中分別添加葡萄糖氧化酶0.3％后，與對(duì)照組相比，產(chǎn)蛋率提高16.06％(P>0.05)；破殼率降低49.66％(P>0.05)。當(dāng)飼料中葡萄糖氧化酶的添加量為0.3％和0.4％時(shí)，飼料的轉(zhuǎn)化率得到顯著提高，葡萄糖氧化酶4％添加組能使肌酸激酶的活性顯著降低，血清總蛋白含量降低。龐加滿等研究表明，飼料中添加葡萄糖氧化酶對(duì)35日齡黃羽肉雞的生產(chǎn)性能無(wú)影響，但能影響36～70 13齡的黃羽肉雞的日增重以及料重比。孫春陽(yáng)等將葡萄糖氧化酶和酵母硒作為復(fù)合添加劑研究對(duì)規(guī)模化白羽肉雞肉品質(zhì)，抗氧化性能和生長(zhǎng)性能的影響，結(jié)果表明，試驗(yàn)組肉雞胸肌肉色8t值和b值分別顯著高于對(duì)照組和顯著低于對(duì)照組(P<0.05)；42日齡時(shí)，試驗(yàn)組肉雞血清超氧化物岐化酶，總抗氧化能力以及谷胱甘肽過(guò)氧化物酶較對(duì)照組顯著提高7.96％、13.23％、19.01％(p>0.05)，丙二醛(MDA)9II]降低34.93％；死淘率顯著降低32.41％，料重比降低3.85％，平均日增重顯著提高1.53％(P<>

3.3  其他動(dòng)物

        葡萄糖氧化酶作為被農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)允許添加的酶制劑之一，其不但廣泛應(yīng)用到養(yǎng)豬以及養(yǎng)雞等行業(yè)，應(yīng)用在反芻動(dòng)物和家兔中也有報(bào)道，葡萄糖氧化酶能夠影響青貯飼料以及降低幼兔的腹瀉率和料肉比等。呂進(jìn)宏等研究表明，將葡萄糖氧化酶加入到長(zhǎng)膘的牛的青貯飼料中有很好的效果，這與青貯的制作原理有關(guān)，葡萄糖氧化酶反應(yīng)消耗氧氣，正好對(duì)青貯有利，提高飼料青貯的程度，缺氧加速乳酸菌的繁殖發(fā)酵過(guò)程，迅速降低pH，從而保證青貯的質(zhì)量。吳艷芳等對(duì)斷奶仔兔進(jìn)行葡萄糖氧化酶試驗(yàn)，仔兔的料肉比隨著葡萄糖氧化酶濃度的提高而降低，各個(gè)試驗(yàn)組之間脾腺和胸腺等免疫器官指數(shù)并無(wú)明顯差異。劉亞娟等研究表明，幼兔中添加葡萄糖氧化酶能夠降低腹瀉率，且隨濃度的提高，呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。

3.4  食品行業(yè)

        某些食品由于其化學(xué)特性，導(dǎo)致在加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸和銷售等環(huán)節(jié)容易腐敗而變質(zhì)，從而使其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值受到一定程度的影響?，F(xiàn)大多采用低溫冷凍的保存方式，但這種方式并非適用于所有的食品，如蝦類由于體內(nèi)存在一種多酚氧化酶，這種酶即使在冷凍冰藏時(shí)卻依然保持著酶活性，因此褐變難以避免。馬清河等研究表明，葡萄糖氧化酶具有很好的保鮮性能，蝦類經(jīng)過(guò)以葡萄糖氧化酶為主要成分的保鮮劑浸漬處理后，冷藏120h，依然能保持二級(jí)鮮度，冷凍儲(chǔ)存12個(gè)月依然能保持二級(jí)鮮度嘲。研究表明，葡萄糖氧化酶在防止果汁氧化和抑制果汁褐變方面有很好的效果，而且能夠延長(zhǎng)果汁的保質(zhì)期，保持果汁風(fēng)味。