葡萄糖氧化酶演示文稿

葡萄糖氧化酶演示文稿目前一頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)優(yōu)選葡萄糖氧化酶目前二頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)1.葡萄糖氧化酶的介紹

葡萄糖氧化酶（Glucoseoxidase，E.C.1.1.3.4,簡稱GOD）能夠在有氧氣的條件下專一性催化β－Ｄ－葡萄糖生成葡萄糖酸和過氧化氫，其主要成分為β-D-葡萄糖氧化還原酶，輔基為黃素腺嘌呤二核苷酸。它廣泛地分布于動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)，但由于微生物具有生長繁殖速度快，來源廣等特點(diǎn)使之成為葡萄糖氧化酶的主要來源，微生物中的主要生產(chǎn)菌株為黑曲霉和青霉。

葡萄糖氧化酶廣泛應(yīng)用于食品、飼料、醫(yī)藥等行業(yè)中，起到了去除葡萄糖、脫氧、殺菌等作用。早在1904年人們就發(fā)現(xiàn)了葡萄糖氧化酶，但由于當(dāng)時(shí)對其商業(yè)價(jià)值認(rèn)識(shí)不足沒有引起人們的足夠注視。

目前三頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)葡萄糖氧化酶的物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)密度:：1.00g/mL1at20°C顏色：近白色粉末至棕色液體溶解性：溶于水，幾不溶于乙醇，氯仿和乙醚。直到1928年，Muller首先從黑曲霉的無細(xì)胞提取液中發(fā)現(xiàn)葡萄糖氧化酶，并研究了其催化機(jī)理才正式將其命名為葡萄糖氧化酶，將其歸入脫氫酶類。此后Nakamatsu、Fiedurek、Rogalski等先后對此做了大量研究工作并投入生產(chǎn)。中國從20世紀(jì)70年代開始成立了葡萄糖氧化酶研究協(xié)作組，對其展開了系統(tǒng)研究工作。目前國外的葡萄糖氧化酶生產(chǎn)廠家主要是德國的Boehringer和日本的Toyobo。近年來國內(nèi)外多位學(xué)者對葡萄糖氧化酶的作用機(jī)理、酶學(xué)性質(zhì)、酶固定化、基因克隆表達(dá)等方面做了大量工作取得了明顯進(jìn)展。目前四頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)2.葡萄糖氧化酶的用途2.1-1保護(hù)腸道上皮細(xì)胞完整，控制球蟲病爆發(fā)

葡萄糖氧化酶能催化葡萄糖生成葡萄糖酸和過氧化氫。當(dāng)其在催化腸道內(nèi)葡萄糖時(shí)，需腸道內(nèi)氧氣參與和生產(chǎn)具有直接抑菌作用的過氧化氫，隨著腸道內(nèi)氧氣的去除和過氧化氫積累到一定濃度時(shí)，能夠減少多數(shù)需氧菌對腸道的侵害，從而保護(hù)腸道上皮細(xì)胞完整，減少腸道內(nèi)球蟲的寄生位置。高度完整的黏膜上皮細(xì)胞也能夠減少球蟲卵囊侵入的數(shù)量。

目前五頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)

2.1-2保持腸道菌群生態(tài)平衡，提高機(jī)體免疫力

葡萄糖氧化酶催化生成的葡萄糖酸，降低了胃腸內(nèi)pH值，為乳酸菌生長制造了酸性環(huán)境。有益菌增殖形成微生物競爭優(yōu)勢，避免腸道菌群在生態(tài)上比例失調(diào)、定位轉(zhuǎn)移、血行感染，具有營養(yǎng)作用，參與氨基酸代謝，合成維生素B1、B2、B6、B12、葉酸及維生素K等，在一定程度上抑制大腸桿菌，控制感染，排除腐敗物質(zhì)，提高巨噬細(xì)胞活性，提高機(jī)體免疫力。

2.1-3解除腸道霉菌毒素中毒，解除飼料霉菌超標(biāo)危害

葡萄糖氧化酶能增進(jìn)肝臟中微粒體的氧化作用，對霉菌毒素進(jìn)行生物學(xué)轉(zhuǎn)化，通過分裂霉菌毒素的功能性原子組，將毒素降解為無毒代謝物，被機(jī)體迅速排出。并可解除霉菌及其毒素造成的肝腫大、胸腺萎縮、巨噬細(xì)胞受到的毒害和免疫抑制。目前六頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)

2.1-4消除腸道病菌生存環(huán)境，減少沙門氏菌等感染

葡萄糖氧化酶可以改善腸道酸性消化環(huán)境，催化葡萄糖生成的葡萄糖酸，在腸道內(nèi)發(fā)揮酸化劑作用，創(chuàng)造酸性環(huán)境，降低胃中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，減少腹瀉；當(dāng)葡萄糖氧化酶催化葡萄糖去除腸道內(nèi)氧氣后，為厭氧有益菌——雙歧桿菌的增殖制造了厭氧環(huán)境，這種厭氧環(huán)境又不利于需氧菌有害菌——大腸桿菌、沙門氏菌等存活。目前七頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)2.2葡萄糖氧化酶開創(chuàng)一種全新的動(dòng)物保護(hù)模式

我們知道，無論哪一種控制病原菌生長的防病措施，都有一個(gè)防衛(wèi)限度。當(dāng)病菌數(shù)量多到足以突破某種防病措施的防衛(wèi)限度時(shí)，動(dòng)物發(fā)病。此時(shí)，傳統(tǒng)的使用藥物防病保健放的方式就沒有其他辦法了。葡萄糖氧化酶則不同，首先提升機(jī)體自身的防御功能，使防衛(wèi)限度提高，其次，即使病菌突破了葡萄糖氧化酶的防衛(wèi)限度，導(dǎo)致畜禽感染，它的其它功效還在繼續(xù)盡力維護(hù)著機(jī)體健康。其一，葡萄糖氧化酶改善消化吸收的功效還在持續(xù)發(fā)揮著作用，較好的保持畜禽發(fā)病期間的采食，使畜禽有充足的營養(yǎng)抵抗疾??；其二，葡萄糖氧化酶保持腸道菌群平衡的功效還在持續(xù)發(fā)揮作用，某些疾病引起的腹瀉不至于過分嚴(yán)重，使動(dòng)物體質(zhì)不至于快速下降；其三，葡萄糖氧化酶抗氧化的功效還在持續(xù)發(fā)揮作用，較好的保持機(jī)體細(xì)胞完整，使病菌侵害細(xì)胞的速度減緩、侵害程度減輕；其四，葡萄糖氧化酶解除霉菌毒素的功效還在持續(xù)發(fā)揮作用，霉變飼料產(chǎn)生的毒素不會(huì)對病弱畜禽造成更嚴(yán)重的危害。目前八頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)2.3-1葡萄糖氧化酶在食品中的應(yīng)用

葡萄糖氧化酶在食品領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，特別是在葡萄酒喝啤酒領(lǐng)域。在紅葡萄酒中通過添加葡萄糖氧化酶可以將葡萄糖氧化成葡萄糖酸內(nèi)酯，在消耗氧氣的同時(shí)也產(chǎn)生過氧化氫，過氧化氫本身就是一種殺菌劑，同時(shí)由于此反應(yīng)消除了殘留的氧氣，這樣就在一定程度上降低了雜菌的污染，提高了葡萄酒的貨架期，保持了色澤和風(fēng)味的穩(wěn)定性。葡萄糖氧化酶在啤酒中的應(yīng)用原理和葡萄酒中相似，它的主要作用也是去除啤酒中溶解的氧。因?yàn)槠【浦醒鯕獾拇嬖谝环矫鏁?huì)導(dǎo)致啤酒的色澤加深以及氧化變質(zhì)，還會(huì)為微生物的成長提供便利條件，降低保存期。通過添加無毒副的葡萄糖氧化酶可以明顯降低啤酒的老化，延長其保存期。葡萄糖氧化酶在果汁保鮮和茶葉保鮮以及對蝦保鮮等中的應(yīng)用原理與上相同。在小麥粉和玉米粉中添加葡萄糖氧化酶可以提高面粉的筋力，其作用是通過葡萄糖氧化酶在氧化過程中產(chǎn)生的過氧化氫氧化了面筋蛋白中的巰基，形成二硫鍵，增強(qiáng)了面團(tuán)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成的。目前九頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)2.3-2葡萄糖氧化酶在飼料中的應(yīng)用

葡萄糖氧化酶早在1999年就被國家農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)為12種允許使用的飼料添加劑之一，飼料中添加的葡萄糖氧化酶具有抗氧化的作用，能夠清楚牲畜在應(yīng)激狀態(tài)時(shí)腸道上皮細(xì)胞產(chǎn)生的大量自由基，保護(hù)腸道上皮細(xì)胞的完整。在胃腸道中葡萄糖氧化酶不斷的氧化葡萄糖成葡萄糖酸，降低了腸道的pH值，偏酸性環(huán)境更有利于保持各種消化酶的生物活性，有助于飼料的消化。同時(shí)偏酸性的環(huán)境也有利于益生菌的生長繁殖，使其處于優(yōu)勢地位，從而抑制了病原微生物的存活，提高了牲畜自身的免疫力。葡萄糖氧化酶能夠抑制多種霉菌，對黃曲霉毒素B中毒有很好的預(yù)防效果，葡萄糖氧化酶不僅能與抗生素等抗菌藥物配伍，而且還有協(xié)同藥物提高療效的作用，能夠耐受質(zhì)粒高溫。隨著葡萄糖氧化酶制備提純工藝的不斷發(fā)展完善，使用成本的不斷降低，葡萄糖氧化酶將在畜牧行業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。

目前十頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)3.葡萄糖氧化酶的生產(chǎn)方法一.（１）葡萄糖氧化酶粗酶液的獲得：①高含量的葡萄糖氧化酶發(fā)酵液獲?。禾羧￠L滿可產(chǎn)葡萄糖氧化酶點(diǎn)的青霉菌菌苔，在一級培養(yǎng)基中30～32℃振蕩培養(yǎng)24ｈ；然后以２～３％接種量接種于二級培養(yǎng)基中，30～32℃振蕩培養(yǎng)24ｈ；最后以２～３％接種量接種于內(nèi)有三級培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，控制溶氧為60％以上，ｐＨ保持在6.0～7.0之間，發(fā)酵36～48ｈ即可得到酶活為7.0Ｕ以上的葡萄糖氧化酶發(fā)酵液；②發(fā)酵液離心濃縮處理：對發(fā)酵液進(jìn)行離心處理，8000ｒｐｍ，20ｍｉｎ，收取上清液，微濾去除殘留的微小顆粒及菌體，超濾濃縮，直至酶活達(dá)到20Ｕ以上的葡萄糖氧化酶發(fā)酵；（２）葡萄糖氧化酶的提純及脫鹽:４℃條件下，向超濾濃縮酶液體中緩緩加入硫酸銨固體顆粒，直至形成90％硫酸銨溶液，鹽析４～６ｈ，12000ｒ／ｍｉｎ離心得沉淀，用ｐＨ7.0的Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩沖溶液收取沉淀蛋白，加去離子水稀釋８～10倍，超濾脫鹽濃縮處理；（３）形成葡萄糖氧化酶凍干成品：加入保護(hù)劑于－20℃條件下冷凍真空干燥48小時(shí)，即得到葡萄糖氧化酶凍干品。目前十一頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)二.(1)以橘青霉(PenicilliumcitrinumThom.)為出發(fā)菌株，用無菌水進(jìn)行洗脫，稀釋得到橘青霉孢子懸液；(2)挑取步驟(1)獲得的橘青霉孢子懸液接種于斜面培養(yǎng)基，置于恒溫箱中放大培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為：28～32℃，2～5天；(3)將步驟(2)培養(yǎng)得到菌種用無菌水進(jìn)行洗脫，得到孢子懸浮液；(4)挑取步驟(3)獲得孢子懸浮液接種于固體發(fā)酵培養(yǎng)基，接種量為10％～20％(v/v)，將固體發(fā)酵培養(yǎng)基置于搖床中震蕩培養(yǎng)，可得到葡萄糖氧化酶發(fā)酵液。(5)將發(fā)酵液進(jìn)行離心、超濾濃縮除鹽，得到葡萄糖氧化酶粗酶液；(6)將步驟(5)所得粗酶液經(jīng)甲醇、丙酮相結(jié)合二次沉淀，過濾，濾餅凍干，即得到葡萄糖氧化酶制品。目前十二頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)4.葡萄糖氧化酶的最新進(jìn)展食品科技方面：工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院的賀玉蘭，毛淑紅，魏萍萍，路福平四位導(dǎo)師在2015年4月20日發(fā)表了《葡萄糖氧化酶與過氧化氫酶的共固定化研究》這一文章，研究了環(huán)氧樹脂在共固定化葡萄糖氧化酶(GOD)和過氧化氫酶(CAT)中的應(yīng)用,利用篩選出固定化效果最好的環(huán)氧樹脂ES-4,考察加酶量、pH及磷酸鈉緩沖液離子濃度對共固定化效果的影響。結(jié)果表明:共固定化的最佳條件是:GOD0.5mL、CAT1.0mL、磷酸鈉緩沖液pH6.5、濃度1.0mol/L,固定24h后固定化葡萄糖氧化酶酶活回收率為35%,過氧化氫酶酶活回收率為43%。連續(xù)操作15批次后,酶活力仍能保持初始酶活的73%。該研究為工業(yè)化利用固定化酶生產(chǎn)葡萄糖酸鈉提供了新的思路。目前十三頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)方面：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和北京市飼料監(jiān)察所的邢煥，孫春陽，欒素軍，薩仁娜，張宏福，丁美芳六位導(dǎo)師在2015年4月15日發(fā)表了題名為《葡萄糖氧化酶和酵母硒混合添加劑對肉雞生產(chǎn)性能和免疫指標(biāo)的影響》的文章，本文旨在研究以葡萄糖氧化酶和酵母硒為主要成分的混合添加劑,在規(guī)?；B(yǎng)殖條件下,對肉雞生產(chǎn)性能、免疫器官指數(shù)和血清蛋白指標(biāo)的影響。將5000只1日齡愛拔益加(AA)肉雞,隨機(jī)分為2個(gè)組,分別為對照組和試驗(yàn)組,每個(gè)組設(shè)4個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)625只雞。對照組飼喂玉米-豆粕基礎(chǔ)飼糧,試驗(yàn)組飼喂基礎(chǔ)飼糧+0.2%混合添加劑(葡萄糖氧化酶和酵母硒)。試驗(yàn)期為42d。結(jié)果表明,1)生產(chǎn)性能:在肉雞不同日齡階段(1~21日齡、22~42日齡和1~42日齡),試驗(yàn)組的平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)均顯著高于對照組(P<0.05),ADFI分別提高了2.58%、1.55%和1.83%,ADG分別提高了1.67%、6.93%和6.66%;試驗(yàn)組料重比(F/G)顯著低于對照組(P<0.05),分別降低了3.36%、5.13%和4.44%。在肉雞生長全期(1~42日齡),試驗(yàn)組肉雞死亡率顯著低于對照組(P<0.05)。目前十四頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)2)屠宰性能:21日齡試驗(yàn)組肉雞屠宰率、全凈膛率、半凈膛率顯著高于對照組(P<0.05),分別提高2.35%、4.11%和3.23%,42日齡肉雞屠宰指標(biāo)在試驗(yàn)組與對照組之間無顯著差異(P>0.05)。3)免疫器官指數(shù):21日齡時(shí),試驗(yàn)組肉雞法氏囊指數(shù)顯著高于對照組(P<0.05),脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)在2組之間無顯著差異(P>0.05);42日齡時(shí),試驗(yàn)組肉雞胸腺指數(shù)顯著高于對照組(P<0.05),脾臟指數(shù)和法氏囊指數(shù)略有提高(P>0.05)。4)血清指標(biāo):21日齡時(shí),試驗(yàn)組肉雞血清總蛋白含量顯著高于對照組(P<0.05);42日齡時(shí),試驗(yàn)組肉雞血清球蛋白含量顯著高于對照組(P<0.05)。在肉雞21、42日齡時(shí),試驗(yàn)組血清尿素氮含量顯著低于對照組(P<0.05)。綜上,肉雞飼糧使用含葡萄糖氧化酶和酵母硒的混合添加劑,能夠提高肉雞生產(chǎn)性能,降低死亡率,提高免疫器官指數(shù)和降低血清尿素氮含量。

目前十五頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)分析測試學(xué)方面：武漢輕工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院的余祎，喻玖宏倆位導(dǎo)師在2015年2月25日發(fā)表了《葡萄糖氧化酶在水溶性CdTe量子點(diǎn)上的直接電化學(xué)研究》一文，利用合成的CdTe量子點(diǎn)(QDs)作修飾材料,將葡萄糖氧化酶(GOD)固定在水溶性CdTe量子點(diǎn)表面,制備了葡萄糖氧化酶CdTe量子點(diǎn)修飾碳糊電極(GOD/CdTe/CPE),實(shí)現(xiàn)了GOD在電極表面的直接電化學(xué)。CdTeQDs能有效地加速葡萄糖氧化酶(GOD)與電極表面的直接電子轉(zhuǎn)移,電子傳遞效率比無QDsCdTe存在時(shí)提高約8倍;電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)(K)為0.14s-1,傳遞系數(shù)(α)為0.60,GOD在GOD/CdTe/CPE表面的平均覆蓋量(Γ)為7.9×10-8mol/cm2。GOD/CdTe/CPE電極作為第三代葡萄糖電化學(xué)生物傳感器,成功應(yīng)用于葡萄糖濃度的檢測,其線性范圍為0.050~0.32mmol/L,檢出限為0.020mmol/L。GOD/CdTe/CPE的制備方法簡單,穩(wěn)定性強(qiáng),具有優(yōu)良的選擇性和重現(xiàn)性,且響應(yīng)速度快。目前十六頁\總數(shù)十七頁\編于點(diǎn)微生物學(xué)方面：大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院的李長青，張印，薛永常三位導(dǎo)師發(fā)表了《葡萄糖氧化酶基因片段的克隆