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酶制剂相关

饲用葡萄糖氧化酶功能特点及在畜牧养殖行业中的应用

更新时间:2018-05-31 14:04:06点击次数:5336次
葡萄糖氧化酶做为一种新型氧化酶制剂产品,目前在国内已经被广泛应用于食品、医药工业。葡萄糖氧化酶自20世纪末中国农业部批准使用以来,其作为一种安全的绿色饲料添加剂具有抑菌、促生长作用,且无毒,无抗药性,其不同于抗生素,不产生抗药性也没有药物残留等情况。用葡萄糖氧化酶为新型氧化酶制剂,主要功效特点就是安全无毒,所以在1999年农业部将其定为12种允许使用的饲料酶制剂添加剂之一,开始广泛应用于畜牧业。

葡萄糖氧化酶

一、葡萄糖氧化酶的化学机理:

饲用酶制剂是微生物发酵的天然产物,是一种安全的绿色饲料添加剂。饲料中外源添加酶制剂能够充分利用和节约饲料资源,提高饲料转化率,减少环境污染。葡萄糖氧化酶做为一种新型氧化酶制剂产品,目前在国内已经被广泛应用于食品、医药工业。葡萄糖氧化酶自20世纪末中国农业部批准使用以来,其作为一种安全的绿色饲料添加剂具有抑菌、促生长作用,且无毒,无抗药性,其不同于抗生素,不产生抗药性也没有药物残留等情况。用葡萄糖氧化酶为新型氧化酶制剂,主要功效特点就是安全无毒,所以在1999年农业部将其定为12种允许使用的饲料酶制剂添加剂之一,开始广泛应用于畜牧业。

葡萄糖氧化酶通常呈黄色或淡黄色,粉末状,易溶于水,可制成液体制剂,但完全不溶于酒精、乙醚等有机溶剂。葡萄糖氧化酶是用黑曲霉等发酵制作出来的一种需氧脱氢酶,主要成分为β-D-葡萄糖氧化还原酶,辅基为黄素腺嘌呤二核苷酸,其作用是在细胞呼吸代谢中催化物质氧化还原反应,具有多重生理功效保护动物肠道健康:葡萄糖氧化酶能专一地氧化β-D-葡萄糖成为葡萄糖酸和过氧化氢,同时消耗大量的氧气。

二、葡萄糖氧化酶的功能特点:

1  改善饲料质量,防霉抗氧化

葡萄糖氧化酶在参加反应生成过氧化氢的同时消耗氧气,使其在畜牧生产中可同时作为抗氧化剂和防霉抑菌剂。反应过程中消耗氧气抑制需氧型细菌的生长,保证了饲料营养不流失;过氧化氢具有的杀菌作用可以抑制霉菌的生长,使饲料中霉菌毒素的含量得到明显的降低,从而延长饲料保质期。

2  改善肠道消化环境,促进营养物质消化吸收肠道内的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下产生葡萄糖酸,葡萄糖酸作为一种酸性物质使肠道内的酸性增加,食糜pH降低,有害细菌的生长得到抑制,促进有益细菌如乳酸杆菌的生长繁殖,为其创造良好的生长环境条件,使畜禽的免疫力也有一定程度的提高。酸性条件还能保持蛋白酶的活性,促进氨基酸、脂肪酸等营养物质的吸收利用,饲料利用率得到有效提高。Biagi确等研究表明,葡萄糖酸通过促进更多的短链脂肪酸的产生来提高断奶仔猪的平均日增重。

3  解除霉茵毒素中毒,降低霉菌超标危害

霉菌毒素是霉菌在生长繁殖过程中的二次代谢产物,影响动物肠道的健康。相比于普通的饲料防霉剂以及霉菌毒素吸附剂,葡萄糖氧化酶在解除动物霉菌毒素中毒以降低危害方面有独特的作用。防霉剂只能抑制霉菌毒素,一旦饲料发生霉变,则难以消除霉变饲料所带来的危害;霉菌毒素吸附剂能够吸附黄曲霉毒素等严重危害动物健康的毒素,对已中毒的动物并无解毒作用。相反,葡萄糖氧化酶不但能够直接抑制黄曲霉和青霉等霉菌,还能直接参与到动物体内的氧化还原反应,进入肝脏后能够加速肝脏的氧化还原反应,加速有毒物质的代谢。胡常英等试验表明,500 ppm黄曲霉毒素B1浓度下,加入固体葡萄糖氧化酶,小鸡35周内存活率较不加酶组高出21%,完全解除体内黄曲霉毒素B1毒性,体征也恢复正常。赵艳姣等研究表明,当饲料中黄曲霉毒素B1<67.77·kg-1时,葡萄糖氧化酶0.35%添加到饲料中可缓解霉变饲料对小鼠造成的不利影响。

4  清除自由基,保护肠道上皮细胞

畜禽处于应激状态时,机体发生氧化,产生过量的自由基,超过机体自身清除自由基的极限,从而破坏肠道上皮细胞,但其能被具有抗氧化作用的葡萄糖氧化酶清除而保持肠道上皮细胞的完整性,有效阻止病原体的入侵。宋海彬等研究表明,机体重要的抗氧化酶一超氧化物歧化酶(SOD)能够通过清除超氧阴离子自由基(AOR)从而使细胞免受损伤。机体内脂质过氧化物丙二醛(MDA)的含量以及超氧化物歧化酶的活性能够反映机体清除AOR的能力和细胞受损的程度,其在肉鸡饲粮中添加不同剂量的GOD,肉鸡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,董秀梅等试验表明,在肉鸡饮水中添加复合微生态制剂使血液中SOD和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)得到极显著的提高(P<0.01),极显著降低MDA的含量(P<0.01)。

5  保护肠道茵群平衡,提高机体免疫力

赵国先等研究试验表明,饲粮中添加葡萄糖氧化酶制剂能够极显著的抑制42日龄肉鸡盲肠内大肠杆菌的数量,此外双歧杆菌和乳酸杆菌的数量有了明显的提升。Tsukahara等研究表明,葡萄糖可能发挥类似于益生元的作用,增加肠道的酸性,乳酸菌等微生物利用完葡萄糖酸后,产生的短链脂肪酸仍持续影响着肠道的酸性。汤海鸥等在仔猪基础日粮中添加葡萄糖氧化酶100g·t-1后,仔猪粪便中的沙门氏菌数量显著降低,仔猪肠道健康得到很好的改善。

三、葡萄糖氧化酶在畜牧业上的应用

1.葡萄糖氧化酶的促生长、抗病效果

据报道,在父母代蛋种鸡育成料中添加一定量的葡萄糖氧化酶,对由大肠杆菌引起的肠道腹泻有明显的预防作用。李焰(2005)选用AA肉仔鸡做对照试验,一组添加抗生素(阿莫西林),一组添加鲜而康(葡萄糖氧化酶产品),结果表明,22~39日龄阶段,试验组日增重比对照组增加9.15%(P<0.05),全期日增重试验组比对照组提高5.31%(P<0.05)。1~22日龄料肉比试验组比对照组减少8.3%(P<0.05),全期料肉比试验组比对照组减少了6.7%(P<0.05)。全期试验组死亡率比对照组降低5%(P<0.05),表明日粮中添加葡萄糖氧化酶可有效提高肉鸡的抵抗力。两组从第7日龄均开始发生大肠杆菌病,对照组用氨苄青霉素饮水治疗,试验组不加任何药物,结果表明,肉鸡日粮中添加0.15%葡萄糖氧化酶,可有效降低由大肠杆菌引起的死亡,且试验组肉鸡的羽毛较为整齐光洁,垫料较为干燥。本试验采用的配方中非常规原料棉粕和蛋白粉比例较大,对于其他配方结构的饲料是否有同样的效果值得研究。

2.葡萄糖氧化酶控制肉鸡球虫的效果

梁振华(2004)选用金水乌鸡10000只,分为对照组和鲜而康(葡萄糖氧化酶产品)组,对照组从15日龄起饮水添加地克珠利至60日龄,发生球虫病饮用三维治球粉3d。鲜而康组1~15日龄用0.2%鲜而康拌料,16~60日龄用0.12%~0.16%鲜而康拌料,如有球虫则添加地克珠利1~3d。试验结果表明,鲜而康组球虫发病时间推迟(32日龄),而对照组为21日龄,且症状较轻,病程缩短,无二次复发,球虫病死亡率(0.12%)大大低于对照组(4.2%),差异极显著,表明鲜而康对球虫有显著的抑制作用。鲜而康控制球虫的原理在于鲜而康具有抗氧化作用,清除自由基,保护肠道上皮细胞完整,使球虫侵入肠道上皮寄生部位的机会大大降低。

四、葡萄糖氧化酶在畜牧业上应用有待研究的问题

1.葡萄糖氧化酶在动物体内的作用方式、最佳作用条件、代谢过程有待研究。

2.作用效果是否受日粮类型、营养水平的影响有待研究。

3.解除霉菌毒素、药物中毒的机理,提高适口性的机制有待研究。

4.葡萄糖氧化酶合适的添加量还不清楚。

5.葡萄糖氧化酶催化反应要消耗能源物质葡萄糖,是否对动物的生长有负面作用有待研究。

6.如何更经济、更有效地制备和提纯葡萄糖氧化酶也是将来的一个研究方向。

五、结语

葡萄糖氧化酶不仅能够与抗生素等抗菌药物配伍,而且还有协同药物提高疗效的作用,能够耐受制粒高温,随着葡萄糖氧化酶制备提纯工艺的不断发展完善,使用成本的不断降低,葡萄糖氧化酶将在畜牧行业中发挥越来越重要的作用。洛阳欧科拜克生物技术股份有限公司作为国内专业研制和生产葡萄糖氧化酶的企业之一,经过多年的实践经验和市场推广,在产品品质和质量上深受广大用户的一致好评,为养殖户大大降低了养殖成本,提高了整个饲养期的养殖效益。洛阳欧科拜克生物技术股份有限公司生产的饲用葡萄糖氧化酶不仅能够降低养殖动物的料肉比和提高饲养成活率,又能与抗生素等抗菌药物配伍,协同药物提高疗效。

随着葡萄糖氧化酶将在畜牧行业中发挥越来越重要的作用,这也将会为更多的客户带来经济效益,降低养殖风险。尽管此前有较多关于葡萄糖化氧化酶在畜牧生产中应用的报道,但是相关机理研究尚不明确,有待进一步研究。此外,由于葡萄糖氧化酶分离和纯化的复杂性,导致尚不能规模化生产活性较高的葡萄糖氧化酶。利用基因工程等创新技术来提高葡萄糖氧化酶产量、活性以及纯度,是未来的研究方向之一。

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