葡萄糖氧化酶（GOD）是一種需氧脫氫酶，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（FAD），在無過氧化氫酶時，GOD 能專一性氧化β-D-葡萄糖生成δ-D-葡萄糖酸內(nèi)酯，同時消耗一分子氧生成H2O2，氧化態(tài)GOD-FAD作為脫氫酶從葡萄糖分子中帶走兩個H形成還原態(tài)GOD-FADH2，隨后還原態(tài)GOD被氧分子再氧化成氧化態(tài)GOD，葡萄糖酸內(nèi)酯在水環(huán)境下轉(zhuǎn)化生成D-葡萄糖酸；在有過氧化氫酶的條件下，H2O2被催化分解成H2O和O2，此時一分子GOD氧化時消耗一原子氧。

GOD作為一種天然食品添加劑，能夠利用氧氣將葡萄糖氧化成葡萄糖酸并生成過氧化氫，具有去除葡萄糖、脫氧以及生成葡萄糖酸等作用，對人體無毒、無副作用，因而被廣泛地應用于食品工業(yè)。

1、防止食品褐變

食品在加工或貯藏過程中發(fā)生美拉德反應產(chǎn)生的類黑精褐色 色素能夠?qū)е率称返娘L味和色澤發(fā)生改變，GOD能將葡萄糖分子上的醛基轉(zhuǎn)變?yōu)轸然?，消除美拉德反應，從而抑制食品的非酶褐變，保持產(chǎn)品的色澤和溶解性。

將GOD添加到蛋白粉、果醬制品等糖含量較高的食品中，能除去葡萄糖，抑制產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的褐變。同時由于葡萄糖含量降低，微生物生長受到抑制，產(chǎn)品的貨架期也得以延長。將GOD與過氧化氫酶（CAT）聯(lián)合使用能夠抑制GOD與葡萄糖反應過程中產(chǎn)生的過量H2O2。研究發(fā)現(xiàn)，固定化GOD 能夠?qū)?葡萄糖含量降低至其初始濃度的0~0.005%。例如，雞蛋粉的制作過程一般需要在噴霧干燥之前去除多余葡萄糖。

馬鈴薯制品也是一類較為典型的容易受到美拉德反應危害的食品，在蒸煮馬鈴薯條時添加GOD能夠有效分解葡萄糖，減少非酶促褐變的發(fā)生。不過，應用于蒸煮或者其他需要加熱的食品時，需要提高GOD 的耐高溫特性，盡量減少發(fā)生蛋白質(zhì)變性影響酶活。在果蔬汁、脫水果蔬等產(chǎn)品的加工儲藏過程中，GOD 的添加同樣有助于防止食品褐變，從而使食品有較好的色澤和感官效果。

2、食品保鮮防腐

食品保鮮是GOD 在食品工業(yè)中最重要的應用之一，GOD 達到保鮮目的主要是基于其抑菌機理，包括以下 3 個方面：1）GOD 能夠消耗氧氣，抑制好氧菌的生長，另外還可以保護食物中的還原性物質(zhì)不被氧化破壞；2）GOD 與葡萄糖反應過程中產(chǎn)生的H2O2 具有較強的氧化性，能夠抑制食品中的微生物污染；3）反應過程中產(chǎn)生的葡萄糖酸能夠降低食物中的pH值，從而抑制微生物滋生。研究證實，GOD 對常見的致病菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、腐敗菌假單胞菌和醋酸菌等均具有明顯的抑制效果。

此外，GOD常用于水產(chǎn)品低溫保鮮技術中。通過使用來源于Ba?cillus sp. CAMT22370 的新型 GOD（12.5 U/m L）在 4 ℃下處理鮮蝦，能顯著提高冷藏蝦的品質(zhì)和新鮮度。將來自青霉菌的GOD 基因在畢赤酵母中進行異源表達后篩選出的耐低溫GOD對魚類攜帶的食源性致病菌（單核細胞增生李斯特菌和副溶血性弧菌）具有良好的抗菌作用，適用于水產(chǎn)品低溫保鮮。

在酸奶和各種發(fā)酵乳的生產(chǎn)中，添加GOD能消耗掉氧氣，延緩產(chǎn)品氧化變質(zhì)。乳酸菌采用厭氧發(fā)酵，GOD的加入不會影響功能性乳制品中的益生菌，同時能抑制好氧雜菌的生長，能提升乳制品的品質(zhì)和風味。在水果貯存中，GOD能脫除氧氣，水果的非酶褐變得到抑制，水果的品質(zhì)及儲存期也能得到改善。

3、在烘焙行業(yè)中的應用

GOD 作為面粉改良劑，是一種綠色替代品，可以避免增筋劑對人體的不良作用，將其添加到面包中，可以起到增強面筋品質(zhì)和面包口感的效果。主要原理是GOD產(chǎn)生的H2O2 對面筋蛋白中的巰基具有氧化作用，形成白蛋白與球蛋白交聯(lián)，導致非二硫鍵和二硫鍵的形成。

無麩質(zhì)產(chǎn)品是使用非小麥面粉制作的，具有較低血糖指數(shù)，適用于對麩質(zhì)過敏以及高血糖人群。GOD對無麩質(zhì)面包的烘焙質(zhì)量顯示出不同的影響。大米粉經(jīng)過GOD 處理后能夠通過促進蛋白質(zhì)交聯(lián)增加面包比體積和質(zhì)地特性。研究發(fā)現(xiàn)添加GOD 能顯著增加小米粉面包的比體積和面包屑彈性，而面包屑硬度和內(nèi)聚力降低。

GOD應用在面包焙烤中，能使面團更加穩(wěn)定，耐機械攪拌性、入爐急漲特性等影響面包品質(zhì)的關鍵因素都有所改善，使得面包體積增大，彈性增加，面包的外形和口感在總體上都得到了改善。將其應用于面條加工中，能提高面條的硬度和彈性，有效增加面條的咬勁，同時能減小面條的黏附性，改善面條的耐煮性，有利于面條綜合品質(zhì)的提高。

4、在釀酒行業(yè)中的應用

在釀酒工藝中加入GOD 酶制劑不僅能夠去除多余的氧氣和葡萄糖保持風味和顏色，還可以用來調(diào)節(jié)酒精含量。糖是釀酒酵母發(fā)酵產(chǎn)生酒精的主要底物，減少發(fā)酵過程中的葡萄糖用量可以降低酒精含量。與過氧化氫酶（CAT）結(jié)合使用，能夠?qū)⑵咸烟强焖俎D(zhuǎn)化為不可發(fā)酵的葡萄糖酸。研究證實，GOD/ CAT系統(tǒng)可以獲得較低的酒精度。不過也有研究發(fā)現(xiàn)，GOD/CAT處理后的葡萄酒顏色和風味發(fā)生了變化，其原因可能與酶處理通氧氣有關，GOD 反應過程需要依賴氧氣，氧氣不足或者通氣時間過長都會對GOD 的氧化反應產(chǎn)生影響。

因此對于釀酒工業(yè)，開發(fā)耐酸、抗氧化能力強且催化效率較高的 GOD 酶制劑尤為關鍵。啤酒中含氧過高易引起啤酒的氧化，產(chǎn)生沉淀和老化味。利用無毒無害的GOD 可以消耗啤酒中的溶解氧，明顯降低啤酒的老化，延長保質(zhì)期。

5、在葡萄糖酸鹽生產(chǎn)中的應用

葡萄糖酸鈣和酸鋅口服液是補鋅的首選保健品。過去采用的是金屬催化法和發(fā)酵法生產(chǎn)。 近年來，酶法工藝已在葡萄糖酸鹽行業(yè)內(nèi)得到推廣。酶法工藝就是利用GOD直接將葡萄糖液或淀粉糖漿轉(zhuǎn)化成葡萄糖酸，再經(jīng)堿的中和作用，將其轉(zhuǎn)化成葡萄糖酸鹽系列產(chǎn)品。其最顯著的特點是不需要種子，免去了微生物和培養(yǎng)基等原、輔材料對反應體系的干擾，提高了反應產(chǎn)物的純度和收率，方便提取和精制，明顯縮短生產(chǎn)周期。

有學者采用GOD在過氧化氫酶的協(xié)同作用下生產(chǎn)葡萄糖酸，并采用流加的氧化鋅懸液進行中和，生成葡萄糖酸鋅，該工藝生產(chǎn)的葡萄糖酸鋅溶液經(jīng)一次結(jié)晶純度可達99.6%。而采用固定化GOD 制備葡萄糖酸鈣，能實現(xiàn) GOD 的反復利用，進一步降低了成本。

6、葡萄糖的定量分析

GOD氧化葡萄糖具有專一性，故在食品中葡萄糖含量的測定中有廣泛的應用。相對于目前食品中測定還原糖的常規(guī)方法，GOD偶聯(lián)反應測定葡萄糖含量操作簡單，有利于快速分析，并且能用于微量糖的測定。目前利用固定化技術制成的GOD分析儀正逐步取代傳統(tǒng)的測定方法，越來越廣泛地用于發(fā)酵行業(yè)中葡萄糖含量的測定。

參考資料：

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作者簡介：

小泥沙，食品科技工作者，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品及功能性食品的開發(fā)與研究。