葡萄糖氧化酶的研究进展及其在猪生产中的应用分析

胡红伟，麻啸涛，闫凌鹏，陈茹茹，任 帅，杨京娥

（山西大禹生物工程股份有限公司，山西 运城 044600）

随着人们生产和生活水平的不断改善和提高，猪养殖业也在向专业化和规模化的方向发展。葡萄糖氧化酶由于可以消耗大量的氧自由基，同时作用于葡萄糖而生成有机弱酸-葡萄糖酸，使其对于猪等动物的肠道健康、免疫功能有很大的积极作用。因此，葡萄糖氧化酶作为酶制剂而代替抗生素在禽畜养殖业的饲料中应用越来越广泛。本文通过分析葡萄糖氧化酶的研究进展和作用机制，进而针对葡萄糖氧化酶在猪生产中的应用作出了详细的分析与探讨。

1 葡萄糖氧化酶的研究进展

1.1 葡萄糖氧化酶的发展

葡萄糖氧化酶是在有氧的条件下可以将β-D-葡萄糖分解生成葡萄糖酸和过氧化氢（H2O2）。早在20世纪，葡萄糖氧化酶就被人类所发现，而我国是在二十世纪七八十年代开始对葡萄糖氧化酶进行相关研究，使得葡萄糖氧化酶陆续应用到食品和医药行业。直至1999年，葡萄糖氧化酶被农业部规定为可添加的饲料酶制剂，至此葡萄糖氧化酶在家禽养殖饲料添加中的应用也越来越多。近年来，随着葡萄糖氧化酶研究的不断深入，其在养殖、食品和医药行业中的应用已取得较大的进展。

1.2 葡萄糖氧化酶的生产工艺介绍

通过对葡萄糖氧化酶的不断研究发现，葡萄糖氧化酶可以从一些真菌中提纯出来，如红藻、霉菌及昆虫等等。目前来说，葡萄糖氧化酶的生产主要是从霉菌中提纯，而应用最多的是青霉和黑曲霉，其中青霉生产葡萄糖氧化酶的最适酸碱度为4.0~5.5，而黑曲霉作为生产源的酸碱度为3.5~6.5。在相同底物浓度的条件下，米氏常数Km的值越大，表明酶与底物之间的亲和力越弱，提纯等量的葡萄糖氧化酶所需添加的酶浓度越高。特异青霉源提纯葡萄糖氧化酶的米氏常数Km为11相比黑曲霉源的30要小的多，说明特异青霉源提纯葡萄糖氧化酶时与底物的结合力更强，所需添加的浓度更低，其提纯的反应速率也更快。

1.3 葡萄糖氧化酶发挥功效的影响因素分析

由于葡萄糖氧化酶属于酶类，其功效的发挥将会受到温度、酸碱度、底物及抑制因子等因素的影响。经研究发现，通常情况下，葡萄糖氧化酶在温度为20~70℃，酸碱度pH在2.2~8.4时具有酶活性，而在30~50℃及pH为5.6~6.5时酶活性最强。与此同时，葡萄糖氧化酶像大多数酶一样具有特异性识别，仅对β-D-葡萄糖具有分解作用，而对其他的底物没有活性识别。此外，金属离子如铜离子（Cu2+）、亚汞离子（Hg+）及银离子（Ag+）将会抑制葡萄糖氧化酶的活性甚至使其失活。

2 葡萄糖氧化酶在猪生产中的应用分析

2.1 葡萄糖氧化酶对猪生长性能的影响

在猪肠道中大部分的有益菌为厌氧菌，而有害菌为好氧菌，葡萄糖氧化酶将消耗掉氧自由基而生成的过氧化氢又能起到抗病毒有害菌的作用，使猪体内的有益厌氧菌不断繁殖，而有害的好氧病原菌如大肠杆菌、巴氏杆菌等被抑制和杀灭，最终实现猪肠道菌群的生态平衡。与此同时，在葡萄糖氧化酶的存在下催化分解生成的葡萄糖酸可以降低猪胃肠道的pH，从而激活猪的胃蛋白酶原而产生胃蛋白酶，使得猪的消化系统增强，从而提高饲料的吸收和利用效率，最终实现猪的良好生长。此外，猪肠道菌群的生态平衡对仔猪的免疫系统发育起到非常重要的作用，在葡萄糖氧化酶的存在下，由于生成了有机弱酸——葡萄糖酸，在酸性环境下有助于激活仔猪体内的免疫活性细胞，从而增强仔猪的免疫抵抗能力，同时生成的过氧化氢，可以有效抵制病原菌入侵猪的体内，从而有效提高猪的抗病免疫功能。

2.2 葡萄糖氧化酶在猪生产中的应用

近年来，随着葡萄糖氧化酶在家禽养殖中的应用研究越来越广泛和深入，其在猪生产中的应用主要集中在仔猪的生产养殖中。目前，葡萄糖氧化酶在仔猪养殖专用饲料中的添加量主要以100~200 mg·kg-1，由于葡萄糖氧化酶的存在可以生成葡萄糖酸来降低仔猪胃肠道的pH，使猪的消化系统增强，在应用研究中发现，在仔猪饲料中添加0.3%的葡萄糖氧化酶可以有效提高饲料的利用率约在8%，可以使仔猪日体重得到明显的增加，且猪血清尿素氮的含量显著降低，按说明添加葡萄糖氧化酶还可以提高仔猪对氮的利用率，从而促进仔猪体内各种营养物质的有效合成。此外，通过试验研究发现，在饲料中添加200 mg·kg-1的葡萄糖氧化酶较100 mg·kg-1及不添加的仔猪的腹泻率低，可能由于葡萄糖氧化酶可以降低猪肠粘膜对促分泌素的敏感性，可以有效降低猪在养殖过程中的腹泻率。