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葡萄糖酶葡萄糖氧化酶在食品工业中的应用摘要:葡萄糖氧化酶能够利用氧气将葡萄糖氧化成葡萄糖酸而有效去除氧,因而被广泛用作抗氧化剂、葡萄糖酸、尿糖试纸和生物传感器的生产。综述了葡萄糖氧化酶作为生物去氧剂的作用机理、生产工艺条件以及在食品、医药等行业的广泛应用。关键词:葡萄糖氧化酶:生物去氧剂;生物传感器一、前言葡萄糖氧化酶(Glucoseoxidase,GOD)的系统名称为B—D一葡萄糖氧化还[1]原酶(E(c(1(1(3(4),最先于1904年在黑曲霉和灰绿青霉中发现,根据是否需要黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)做辅基而分为两类。高纯度GOD的制剂为淡黄色粉末(易溶于水,完全不溶乙醚、氯仿、丁醇、吡啶、甘油和乙二醇等。50,丙酮、66,甲醇能使其沉淀,一般制品中含有过氧化氢酶(Hydrogenperoxidase,HPD)。GOD分子中含有16,的碳水化合物包括大量甘露糖、半乳糖及微量葡萄糖),对碳水化合物水解酶有抵抗性,酶蛋白氨基酸组成中天门冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸和亮氨酸含量较高。GOD的部分性质因来源不同而有差异,且已从多种材料中提取纯化,并已经实现大规模工业化生产,但由于其天然无毒、无副作用,因而在食品工业、医药行业中应用极为广泛。二、,但其工业化生产是利用微生物发酵法生产,可以生产GOD的微生物主要是细菌和霉菌。细菌主要有弱氧化醋酸菌等:生产上一般采用的霉菌是黑曲霉和青霉属菌株,日本采用尼崎青霉(P(anagasakiense),我国采用点青霉(Penicilliumnotatum)、产黄青霉(P(chrysogenum),而前苏联采用生机青霉(P(vita1)。(生产能力的下降是由于培养基中营养物质的耗竭、生[2]存空间的不足和代谢产物等一些具有抑制和阻遏作用的物质在发酵液中的积累葡萄糖氧化酶(GOD)对其自身合成具有反馈阻遏作用,其生物合成受葡萄糖的诱导和高浓度葡萄糖的分解代谢产物的阻遏,同时,发酵过程中产生的G0D能氧化培养基中的葡萄糖生成葡萄糖酸(葡萄糖酸对酶的合成也具有抑制作用(为了克服葡萄糖分解代谢产物的阻遏作用,可应用各种遗传学手段提高微生物的生产1[3]性能。如周亚凤等人将黑曲霉葡萄糖氧化酶(GOD)基因重组进大肠杆菌一酵母穿梭质粒pPIC9,转化甲基营养酵母PichiapastorisGS115构建出高产GOD的酵母工程菌株。也可以通过培养方法、培养装置的改进来提高发酵单位。在GOD发酵过程中,配以外置式的膜过滤系统进行膜过滤发酵,可减缓发酵过程中产物[4]及分解代谢物对酶合成的阻遏和抑制作用,使酶产率增加。储炬等人对GOD膜过滤发酵工艺进行了研究,在发酵过程中引进一个带有膜过滤器的外循环系统,当发酵进行到某一时刻,开启蠕动泵控制一定的速度使发酵液在膜一侧循环,滤液在膜另一侧流出。实验结果表明:膜过滤发酵的产酶速率高达4140~16(67μmo1,s?h(4140(19U,h),比分批发酵高3倍以上。且能在较长时间内维持较高的酶产率。三、葡萄糖氧化酶的应用由于G0D能够利用氧气将葡萄糖氧化成葡萄糖酸而有效去除氧,因而被广泛用作抗氧化剂、葡萄糖酸、尿糖试纸和生物传感器的生产而应用于医药行业、食品工业和科学研究。