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6樓
發(fā)表于 2010-10-4 13:40:20
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本帖最后由 zhoujian666 于 2010-10-4 13:41 編輯
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新型飼料添加劑--葡萄糖氧化酶
酶制劑資料 2009-12-02 20:10:22 閱讀23 評(píng)論0 字號(hào):大中小 訂閱
葡萄糖氧化酶(GlucoseOxidase,簡(jiǎn)稱(chēng)GOD)是一種需氧脫氫酶,能專(zhuān)一地氧化β-D-葡萄糖成為葡萄糖酸和過(guò)氧化氫。1928年Muller首先從黑曲霉的無(wú)細(xì)胞提取液中發(fā)現(xiàn)葡萄糖氧化酶。1960年Kusai等、1964年Pazur和Swobod-da分別從青霉素和黑曲霉中提純葡萄糖氧化酶。1995年,Petruccioli等用青霉素的突變株生產(chǎn)出葡萄糖氧化酶。我國(guó)自1986年開(kāi)始研究葡萄糖氧化酶的制備提純工藝,1998年正式投入生產(chǎn),1999年農(nóng)業(yè)部將其定為12種允許使用的飼料酶制劑添加劑之一。
1葡萄糖氧化酶的理化性質(zhì)
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、吡啶、甘油、乙二醇等有機(jī)溶劑,50%丙酮、60%甲醇能使其沉淀。一般制品中均含有氧化氫酶,酶的最大光吸收波長(zhǎng)為377~455nm。在紫外光下無(wú)熒光,但在熱、酸或堿處理后具有特殊的綠色。固體葡萄糖氧化酶制劑在0℃下保存至少穩(wěn)定2年,在-15℃下則可穩(wěn)定8年。葡萄糖氧化酶穩(wěn)定的pH值范圍為3~4,最適pH值為5,如果沒(méi)有葡萄糖等保護(hù)劑的存在,pH值大于8或小于3葡萄糖氧化酶將迅速失活。葡萄糖氧化酶的作用溫度為30~60℃,該酶不受乙二胺四乙酸、氰化鉀及氟化鈉抑制,但受氯化汞、氯化銀、對(duì)氯汞苯甲酸和苯肼抑制。
2葡萄糖氧化酶在飼料行業(yè)中的應(yīng)用
作為國(guó)家允許使用的飼料酶制劑之一,葡萄糖氧化酶在食品、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。葡萄糖氧化酶是一種新型的酶制劑,能夠改善動(dòng)物腸道環(huán)境,調(diào)節(jié)飼糧消化,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。含葡萄糖氧化酶、乳酸過(guò)氧化物(LPO)和乳鐵蛋白的混合飼料添加劑,可用于預(yù)防牲畜胃腸道感染、腹瀉,并有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)作用。加有葡萄糖氧化酶的青貯飼料對(duì)長(zhǎng)膘的牛有利,其原因是葡萄糖氧化酶可以消耗青貯的氧氣,提高青貯內(nèi)的缺氧程度,有利于厭氧性乳酸菌的增殖,加快了乳酸菌的發(fā)酵過(guò)程,迅速產(chǎn)生大量乳酸,使青貯的pH值很快下降,抑制了有害細(xì)菌的繁殖,避免了異常發(fā)酵,最終保證青貯質(zhì)量。
3葡萄糖氧化酶促生長(zhǎng)的作用機(jī)理
3.1消除腸道病原菌生存環(huán)境
保持腸道菌群生態(tài)平衡葡萄糖氧化酶能催化腸道內(nèi)的葡萄糖產(chǎn)生葡萄糖酸和過(guò)氧化氫,當(dāng)過(guò)氧化氫積累到一定濃度時(shí),直接抑制大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、巴氏桿菌、葡萄球菌、弧菌的生長(zhǎng)繁殖。其作用機(jī)理完全不同于抗生素,不會(huì)產(chǎn)生菌體抗藥性或藥物殘留。葡萄糖氧化酶能催化葡萄糖去除腸道內(nèi)氧氣,為厭氧有益菌雙歧桿菌的增殖制造厭氧環(huán)境;生成的葡萄糖酸可降低胃腸內(nèi)pH值為乳酸菌生長(zhǎng)制造酸性環(huán)境。有益菌大量增殖形成微生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),不利于大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌存活,控制感染,排除腐敗物質(zhì),提高巨噬細(xì)胞活性,從而提高機(jī)體免疫力。
3.2保護(hù)腸道上皮細(xì)胞完整
腸道上皮細(xì)胞保持高度的物理完整,可以阻擋大量病原體的侵入。畜禽處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí),過(guò)多有氧化作用的“自由基”會(huì)破壞腸道上皮細(xì)胞,而葡萄糖氧化酶具有氧化作用,能清除自由基,保護(hù)腸道上皮細(xì)胞完整。
3.3改善腸道酸性消化環(huán)境葡萄糖氧化酶催化葡萄糖生成葡萄糖酸,在腸道內(nèi)發(fā)揮酸化劑的作用,創(chuàng)造酸性環(huán)境;降低胃中的pH值,激活胃蛋白酶,促進(jìn)礦物質(zhì)和維生素A、D的吸收,并且酸性腸道環(huán)境可減少有害菌繁殖,預(yù)防腹瀉。葡萄糖氧化酶還能同時(shí)改善飼料的適口性,在動(dòng)物出現(xiàn)拒食、厭食、消化不良、腹瀉時(shí),添加葡萄糖氧化酶可以使動(dòng)物迅速恢復(fù)正常采食。
3.4解除腸道霉菌毒素中毒
葡萄糖氧化酶直接抑制黃曲霉、黑根霉、青霉等多種霉菌,對(duì)黃曲霉毒素B1中毒癥有很好的預(yù)防效果。高溫季節(jié),飼料發(fā)霉產(chǎn)生的毒素會(huì)使動(dòng)物肝腫大、胸腺萎縮、巨噬細(xì)胞受到毒害,進(jìn)而導(dǎo)致免疫抑制。添加葡萄糖氧化酶則可防治這些癥狀。
4葡萄糖氧化酶的制備提純方法
發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸和葡萄糖酸的廢菌絲富含葡萄糖氧化酶,是工業(yè)生產(chǎn)葡萄糖氧化酶的理想資源。對(duì)工業(yè)廢菌絲的處理還可以減輕由其造成的環(huán)境污染。有研究表明,用葡萄糖酸發(fā)酵的工業(yè)廢菌絲生產(chǎn)葡萄糖氧化酶,通過(guò)有機(jī)溶劑沉淀聚乙二醇二次沉淀、羥基磷灰石柱色譜分離,可得到比活性超過(guò)190U/mg蛋白的產(chǎn)品-葡萄糖氧化酶。由于黑曲霉或青霉在產(chǎn)生葡萄糖氧化酶的同時(shí)還常伴有過(guò)氧化氫酶(主要)、α-淀粉酶、蔗糖酶和其他蛋白質(zhì)的產(chǎn)生,因此有必要首先對(duì)葡萄糖氧化酶進(jìn)行提純,以除去雜蛋白。常用純化方法如下:
4.1沉淀法
選擇適宜沉淀劑濃度通過(guò)分級(jí)沉淀或一步沉淀可將葡萄糖氧化酶和其他蛋白質(zhì)初步分開(kāi)。沉淀操作需在低溫下進(jìn)行,因?yàn)槠咸烟茄趸冈谑覝叵聦?duì)某些沉淀劑不穩(wěn)定易失活。
4.2吸附法
吸附材料的吸附機(jī)理是在一定條件下,吸附材料的活性基團(tuán)與葡萄糖氧化酶通過(guò)疏水相互作用而被吸附,然后通過(guò)改變緩沖液的濃度和pH值而改變吸附材料中活性基團(tuán)的電離狀態(tài)使葡萄糖氧化酶與吸附劑解吸。
4.3離子交換法
葡萄糖氧化酶的等電點(diǎn)在49左右,而過(guò)氧化氫酶的等電點(diǎn)在65附近。因此在提純葡萄糖氧化酶時(shí)應(yīng)選用陰離子交換劑,且在pH值大于49時(shí)上樣和淋洗,此時(shí)葡萄糖氧化酶帶負(fù)電荷,可被陰離子交換劑吸附留柱,而過(guò)氧化氫酶帶正電荷隨淋洗液流下,從而使二者得以分離,最后用pH值小于4.2的緩沖液洗柱,使葡萄糖氧化酶帶正電荷而從柱上被洗脫。
5結(jié)語(yǔ)
葡萄糖氧化酶不僅能夠代替抗菌藥物,而且還能代替抗球蟲(chóng)藥物,是一種新型綠色飼料添加劑。隨著制備提純工藝的不斷發(fā)展完善,葡萄糖氧化酶將在飼料行業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 |
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