葡萄糖氧化酶在畜牧生產中的應用

葡萄糖氧化酶（Glucose Oxides，GOD）是由黑曲霉等發酵制得的一種需氧脫氫酶，在有氧條件下，能專一地氧化β－Ｄ－葡萄糖成為葡萄糖酸和過氧化氫。高純度葡萄糖氧化酶為淡黃色粉末，易溶于水，不溶于乙醚、氯仿、丁醇、甘油和乙二醇等有機溶劑，50%丙酮和60%甲醇溶液能使其沉淀。固體葡萄糖氧化酶在0 ℃至少保存2年，在-15 ℃下可穩定8年。葡萄糖氧化酶在pH 2.2～8.4、溫度20～70 ℃范圍內均可起催化作用，最適溫度30～50 ℃、最適pH 5.6～6.5。

    我國自1986年開始研究葡萄糖氧化酶制作提純工藝，1998年正式投入生產，1999年，農業部將其定為12種允許使用的飼料酶制劑添加劑之一，開始在畜牧業上應用。產量低、酶活低、檢測方法復雜是葡萄糖氧化酶產業化的限制性因素。目前國外生產葡萄糖氧化酶廠家主要有德國勃林格殷格翰（Boehringer）和日本東洋紡（TOYOBO）。

    1 葡萄糖氧化酶的功能

    葡萄糖氧化酶作為一種新型的綠色添加劑有其獨特的作用方式，與普通酶制劑不同，它并不是通過改善營養物質消化吸收或減輕抗營養因子來改善動物生產性能。其方式可能是：一方面與飼料中葡萄糖作用產生葡萄糖酸來發揮作用；另一方面，葡萄糖氧化酶在與葡萄糖作用過程中消耗大量氧氣，使消化道形成厭氧環境，增殖有益菌，抑制有害菌。葡萄糖氧化酶在腸道中可能起酸化劑和益生菌作用。葡萄糖酸是一種有機酸，它能夠降低腸道pH值，提高飼料酸結合力，促進腸道健康，提高營養物質利用率。葡萄糖酸還具有類似益生元性質，在小腸中很少被吸收，當它到達腸道后段時，能夠被那里棲息的菌群所利用，生成丁酸而發揮更為重要的作用。

    1.1 改善腸道健康

    葡萄糖氧化酶具有抗氧化作用，能夠清除畜禽應激狀態時腸道上皮細胞產生的過量自由基，保護腸道上皮細胞完整性。葡萄糖氧化酶在胃腸道中氧化為葡萄糖酸和過氧化氫，降低了胃腸道pH值，偏酸性環境有利于保持消化酶生物活性，有利于益生菌生長增殖并使其處于優勢地位，抑制病源微生物存活，提高畜禽自身免疫力。氧化生成的過氧化氫也具有滅菌作用，當過氧化氫積累到一定程度時，直接抑制大腸桿菌、沙門氏菌、巴氏桿菌、葡萄球菌和弧菌等生長繁殖。同時，氧化過程可消耗腸道內大量氧氣，為有益菌增殖制造厭氧環境，對治療季節交替時畜禽生理性頑固腹瀉效果較好。

    1.2 解除霉菌毒素和藥物中毒

    霉菌毒素是產毒霉菌在糧食或飼料上生長繁殖過程中產生的有毒二次代謝產物，對動物腸道健康影響很大。高溫潮濕季節，飼料及其原料很容易發生霉變。添加葡萄糖氧化酶可直接抑制黃曲霉、黑根霉、青霉等多種霉菌，對黃曲霉毒素B1中毒癥有很好的預防效果，其原因是：（1）葡萄糖氧化酶通過接種青霉屬菌種發酵產生。其對于黃曲霉、青霉、黑根霉等具有強抑制作用。（2）葡萄糖氧化酶參與體內氧化還原反應，加速器官代謝速度。肝臟是動物主要解毒器官，當葡萄糖氧化酶進入動物消化道后，一部分進入肝臟，加速肝臟內氧化還原反應，從而加速毒性成分代謝，具有較強的解除霉菌毒素和藥物中毒功效。（3）葡萄糖氧化酶輔基對黃曲霉毒素B1的功能性原子組具有強力破壞作用，所以它對霉菌及霉菌毒素中毒有理想效果。

    1.3 改善青貯飼料品質

    葡萄糖氧化酶可以改善青貯飼料品質，其原因是葡萄糖氧化酶可以消耗青貯過程中的氧氣，有利于厭氧性乳酸菌增殖，加快乳酸菌發酵過程，使青貯pH 值迅速下降，抑制有害細菌繁殖，避免異常發酵，最終保證青貯質量。

    此外，由于葡萄糖氧化酶可以消耗氧氣，在食品保鮮及包裝中也有廣泛應用。

    2 葡萄糖氧化酶在畜牧生產中的應用

    2.1 葡萄糖氧化酶在養豬業上的應用

    斷奶仔豬抵抗力差，消化道發育還很不完善，對外部因素變化比較敏感，斷奶帶來的巨大應激及飼料形態改變使腸黏膜破壞，造成養分消化吸收率降低，免疫功能下降，影響了斷奶仔豬生長發育。葡萄糖氧化酶能降低仔豬胃腸道內大腸桿菌數量，提高乳酸桿菌數量，提高胰島素水平，促進機體營養物質合成。同時，偏酸環境有利于保持消化酶活性，激活胃蛋白酶，促進礦物質和維生素A、D吸收，從而提高斷奶仔豬日增重和飼料轉化效率。田東霞等（2012）研究在日糧中添加葡萄糖氧化酶和植物血凝素防治仔豬早期斷奶腹瀉癥的效果。試驗選用120頭斷奶仔豬，隨機分為對照組、試驗組I和試驗組Ⅱ，分別飼喂基礎日糧、在基礎日糧中添加0.5%葡萄糖氧化酶日糧以及添加0.5%葡萄糖氧化酶和0.1%植物血凝素日糧。結果表明，試驗期內仔豬平均日增重，試驗組I、Ⅱ分別比對照組提高25.0%和26.8%，差異極顯著（P<0.01）；仔豬料肉比，試驗組I和Ⅱ分別比對照組下降17.2%和18.7%，差異極顯著（P<0.01）；仔豬腹瀉率，試驗組I和Ⅱ分別比對照組下降56.0%和65.5%，差異極顯著（P<0.01）；仔豬成活率，試驗組I比對照組提高7.4%，差異不顯著（P>0.05），試驗組Ⅱ比對照組提高13%，差異極顯著（P<0.01）。表明在日糧中添加葡萄糖氧化酶和植物血凝素可明顯提高飼料轉化效率和仔豬成活率，顯著降低仔豬腹瀉率。楊久仙等（2011）選用160頭10 kg左右斷奶仔豬，對照組飼喂基礎日糧，試驗組分別在基礎日糧中添加0.1%、0.2%和0.3%葡萄糖氧化酶。結果顯示：與對照相比，日糧中添加0.3%葡萄糖氧化酶的仔豬日增重提高8.2%（P<0.05）；飼料轉化效率提高7.9%（P=0.09）；血清胰島素提高17.6%（P<0.05）；日糧中添加0.2%和0.3%葡萄糖氧化酶的仔豬比對照組血清尿素氮水平分別降低16.37%和14.35%，差異均顯著（P<0.05）；與對照組相比，日糧中添加0.2%和0.3%葡萄糖氧化酶可以顯著降低仔豬胃和回腸大腸桿菌數量（P<0.05），增加仔豬胃和回腸乳酸菌數量（P<0.05）。表明日糧中添加0.2%和0.3%葡萄糖氧化酶可以提高仔豬飼料轉化效率和對氮的利用效率，促進機體營養物質合成，從而提高斷奶仔豬增重。Zoetendal等（2006）研究表明，仔豬斷奶后，乳酸桿菌、福特氏乳酸菌和嗜酸乳酸桿菌數量顯著降低，其原因為需要復雜營養供應的乳酸菌受到斷奶后仔豬采食量下降的影響，另一方面，日糧組分變化影響腸道發育，如日糧中含有的抗營養因子及粗纖維造成了腸道受損傷和炎癥，增加了被外部病原微生物感染的機會。

    殷驥等（2012）試驗了日糧中添加飼用葡萄糖氧化酶對生長豬生產性能的影響。試驗組在基礎日糧中添加0.05%飼用葡萄糖氧化酶（45 U/g）。結果表明，與對照組相比，日糧中添加葡萄糖氧化酶，日增重提高7.03%（P<0.05），料重比降低2.75（P<0.05），頭均毛利潤增加16.35元，增幅10.08%。說明日糧中添加飼用葡萄糖氧化酶可顯著提高豬生產性能。

    2.2 葡萄糖氧化酶在養雞業上的應用 

    在肉雞生產中應用葡萄糖氧化酶，可以改善其腸道形態，顯著提高肉雞生產性能、飼料轉化率、抗病能力和成活率。龐家滿等（2013）研究葡糖糖氧化酶對快大黃羽肉雞生產性能和養分代謝的影響，結果表明，葡萄糖氧化酶制劑對36～70日齡肉雞日增重和料重比有顯著影響（P<0.05）；對45日齡肉雞干物質、有機物質、粗蛋白質、粗脂肪消化代謝有顯著影響（P<0.05）。在本試驗條件下，添加380 g/t葡萄糖氧化酶制劑最適宜。宋海彬等（2010）選用300只1日齡羅斯308肉雞研究葡萄糖氧化酶對肉雞腸道形態結構和消化酶活性的影響，分別在玉米-豆粕型日糧基礎上添加0、0.15%、0.3%、0.4%、0.5%葡萄糖氧化酶。結果表明:日糧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（V/C），顯著提高肉雞小腸淀粉酶、胰蛋白酶活性（P<0.05）。李靖等（2009）研究葡萄糖氧化酶制劑對肉雞生長性能的影響及經濟效益分析。結果表明，試驗組肉雞末期平均體重、凈增重和日增重均高于空白對照組，平均采食量均略高于對照組（P>0.05），平均增重耗料成本低于對照組，差異顯著（P<0.05）。試驗還顯示預防用藥程序和葡萄糖氧化酶能夠良好配伍，但養殖效益略低于不進行預防用藥程序的組。

    在蛋雞生產中應用葡萄糖氧化酶，可以提高產蛋率，降低雞蛋軟、破損率，提高雞蛋品質。趙國先等（2007）分別在基礎日糧中添加0（對照組）、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%葡萄糖氧化酶探討其對產蛋雞生產性能的影響。結果表明：與對照組相比，試驗組產蛋率分別提高11.01%（P>0.05）、12.34%（P>0.05）、16.06%（P<0.01）和13.79%（P<0.05）；破（軟）蛋率分別降低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%葡萄糖氧化酶添加組顯著提高了飼料轉化率（P<0.05），降低了死淘率（P<0.01）。0.2%葡萄糖氧化酶添加組獲得最高經濟效益（P<0.05）。各試驗組間平均蛋重、日耗料量和日產蛋量差異不顯著（P>0.05）。趙國先等（2006）以同樣添加水平研究葡萄糖氧化酶對雞蛋品質的影響。結果表明：蛋雞日糧中添加葡萄糖氧化酶對改善雞蛋品質有一定作用。蛋雞日糧中添加0.3%葡萄糖氧化酶顯著提高了蛋殼厚度、哈氏單位和蛋比重（P<0.05）；添加0.3%和0.4%葡萄糖氧化酶能顯著降低蛋黃中膽固醇含量，以0.4%添加組效果最明顯（P<0.01）；各試驗組間蛋形指數、蛋黃顏色、蛋黃相對重和蛋殼相對重差異不顯著（P>0.05）。

    此外，葡萄糖氧化酶對防御球蟲有良好效果。

    2.3 其他

    葡萄糖氧化酶能有效解除奶牛圍產期、犢牛換草和疾病所引起的常見食欲不振現象，還具有預防胎衣不下、減少代謝性疾病發生和改善奶牛長期消化不良等作用。葡萄糖氧化酶進入瘤胃后，迅速恢復瘤胃內正常厭氧環境，增殖有益微生物，恢復菌群平衡，促進粗飼料發酵分解，減少了有毒物質產生。同時，作為氧化還原酶協助肝臟代謝毒素，解除有毒物質對消化道反射性活動的抑制，促使前胃恢復正常蠕動。建議用量：每天兩次，固體150 g（液體150 mL）拌于料中或200 mL混于飲水中。當觀察主要癥狀減輕，如食欲、糞便顏色等明顯改善后，可酌情減少用量50%。

    葡萄糖氧化酶是一種綠色、安全的酶制劑，在食品、醫藥、飼料等行業得到廣泛應用。葡萄糖氧化酶具有消除腸道病原菌生存環境，保持腸道菌群生態平衡、保護腸道上皮細胞完整、改善胃腸道酸性消化環境、解除霉菌毒素及藥物中毒、保證飼料品質等功能。

    今后，仍應加強其作用效果和機理研究，此外，葡萄糖氧化酶催化反應需消耗葡萄糖，是否對動物生產性能有負面作用還有待進一步研究。隨著葡萄糖氧化酶制備提純工藝不斷發展完善，葡萄糖氧化酶將在畜牧業中發揮越來越重要的作用。