溶菌酶作為抗生素替代品在飼料中的應(yīng)用

洪曉麗　陳毓

摘 要 溶菌酶是一種存在于機(jī)體中的天然蛋白酶，可以通過分解細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖成分，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在限制、禁止使用抗生素的綠色養(yǎng)殖背景下，就溶菌酶作為抗生素替代品在畜禽飼料中的應(yīng)用進(jìn)行簡要綜述。

關(guān)鍵詞 畜禽飼料;溶菌酶;抗生素

中圖分類號：S828 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.36.068

抗生素是一種抵抗致病微生物的藥物，作為飼料添加劑應(yīng)用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)中已有幾十年的歷史，其種類和數(shù)量都在增長迅速。飼料中添加低濃度的抗生素可以提高對飼料的利用率，降低畜群對細(xì)菌感染的敏感性，提高其免疫力并促進(jìn)生長，使生產(chǎn)損失最小化，提高經(jīng)濟(jì)效益[1-2]。但長期使用抗生素，會導(dǎo)致藥物在畜禽體內(nèi)殘留，而腸道細(xì)菌的耐藥水平也會隨之升高，造成抗生素的抗菌活性降低等問題，同時通過食物鏈威脅人類健康與安全。相關(guān)研究報道表明動物腸道內(nèi)的大腸桿菌極易產(chǎn)生對抗生素的耐藥性[3]。近年來，國內(nèi)外市場要求減少或消除抗生素的使用，這就需要研發(fā)安全綠色的新型飼料添加劑。有研究發(fā)現(xiàn)在飼料中添加溶菌酶而不加抗生素，可降低飼料消耗，增強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)吸收，提高畜產(chǎn)品的品質(zhì)[4]。

1 溶菌酶的來源和分類

溶菌酶（Lysozyme，LYZ）又稱粘肽N-乙酰基胞壁酰水解酶，于1922年由英國細(xì)菌學(xué)家Fleming在鼻腔分泌物中發(fā)現(xiàn)，能夠溶解細(xì)菌，抑制細(xì)菌生長，故命名為溶菌酶[5]。溶菌酶在家禽、鳥類的蛋清中以及哺乳動物的唾液、淚液、乳汁、血漿、體液和組織細(xì)胞內(nèi)均可以被找到，同時在一些植物中也能被分離出來。除了這些天然原材料外，目前還可以通過基因工程手段獲得[6]。溶菌酶可分為c型（chicken-type）、g型（goose-type）和p型（phage-type）3種類型[7-9]。

2 溶菌酶的作用機(jī)理

溶菌酶是一種的堿性球蛋白，由129個氨基酸組成，可以水解革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁肽聚糖中N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺之間的β-1，4糖苷鍵，破壞肽聚糖支架，由于內(nèi)部滲透壓的作用，使得細(xì)胞破裂而使細(xì)菌溶解。溶菌酶也能在體內(nèi)分泌免疫球蛋白A并在補(bǔ)體的參與下溶解大腸桿菌等革蘭氏陰性菌[10]。此外，溶菌酶還能改善巨噬細(xì)胞的吞噬作用并增強(qiáng)其消化能力[11]，直接作用于帶負(fù)電荷的病毒蛋白而使病毒失活[12]。

3 溶菌酶在畜禽飼料中的應(yīng)用

3.1 作為防腐劑和殺菌劑

溶菌酶是一種天然蛋白質(zhì)，能夠有效抑制微生物的生長，可以作為一種安全綠色的飼料添加劑。溶菌酶可以專一地作用于微生物細(xì)胞壁，而不作用于其他物質(zhì)。革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁90%由肽聚糖組成，因此溶菌酶對其作用十分顯著[13]。此外，對枯草桿菌、溶壁微球菌和地衣形芽孢桿菌等有強(qiáng)力分解作用[14]。對大腸桿菌等革蘭氏陰性菌等也有一定的溶解作用[15]。為了更有效地發(fā)揮溶菌酶作為防腐劑的作用，可以與甘氨酸、植酸以及聚合磷酸鹽等配伍使用[14]。在飼料中添加溶菌酶可以有效地殺滅細(xì)菌，防止霉變，延長飼料的貯存期。

3.2 提高飼料利用率

在飼料中添加溶菌酶可以提高增重和飼料報酬。Oliver和Wells等人[16-17]證明在豬的飼料中添加溶菌酶可以提高飼料效率，與使用未經(jīng)處理飼料的豬相比，使用溶菌酶的豬的飼料效率提高了約8%，后者與使用經(jīng)過抗生素處理的飼料的豬相似。盧亞萍等人[18]的研究表明，在基礎(chǔ)日糧中添加100 g·t-1的溶菌酶可以比對照組飼料報酬增長3.93%，增重提高7.79%。邵春榮等人[19]研究發(fā)現(xiàn)在不添加任何抗生素的情況下，使用4～100 g·t-1的飼用溶菌酶制劑，試驗組飼料消耗比對照組降低2.1%～5.2%，增重提高2.0%～2.8%，存活率提高14%～17%。

3.3 改善腸道形態(tài)

腸道是機(jī)體吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要場所。小腸絨毛高度和隱窩深度的改善通常表明腸道健康的改善[20-22]。小腸絨毛可以分泌多種消化酶，絨毛越長表示消化吸收能力越強(qiáng)。隱窩深度代表細(xì)胞生成率，而隱窩深度變淺，表示細(xì)胞成熟率增大，分泌功能增強(qiáng)。May等人[23]觀察到絨毛高度和隱窩深度增加，表明腸道健康得到改善。丁亦男[24]研究發(fā)現(xiàn)將人重組溶菌酶應(yīng)用到日糧中可以使肉雞空腸和十二指腸的絨毛長度增加。Nyachoti等人[25]觀察到喂養(yǎng)斷奶仔豬蛋清來源的溶菌酶17 d后回腸絨毛高度增加。綜上所述，溶菌酶可以改善小腸的形態(tài)，提高小腸的吸收能力，這是溶菌酶提高生長速度的機(jī)制[26]。

3.4 增強(qiáng)免疫力

當(dāng)畜禽處于有菌環(huán)境，會激發(fā)畜禽體內(nèi)的免疫反應(yīng)，降低生長性能。溶菌酶可以作為畜禽自身的非特異性免疫因子，因此可以在飼料中添加溶菌酶對動物先天免疫力進(jìn)行調(diào)控，保證其良好的生長性能[27]。Nyachoti等人[25]的研究表明，溶菌酶能夠緩解仔豬對口服大腸桿菌K88的反應(yīng)，清除體內(nèi)的病原菌。免疫系統(tǒng)激活，會有促炎細(xì)胞因子和急性期蛋白的產(chǎn)生。在一項關(guān)于引起低水平免疫應(yīng)答的研究中發(fā)現(xiàn)，仔豬喂養(yǎng)含有溶菌酶的飼料后，其細(xì)胞腫瘤因子、結(jié)合珠蛋白、C反應(yīng)蛋白水比喂養(yǎng)不含溶菌酶飼料的仔豬低[17]，表明仔豬食用含有溶菌酶的飼料后可以減少自身免疫應(yīng)答反應(yīng)，促進(jìn)其健康生長。溶酶體還能改善巨噬細(xì)胞吞噬作用以及消化能力[11]。在體內(nèi)環(huán)境中，溶菌酶因為有分泌型免疫球蛋白A以及補(bǔ)體的參與，能溶解某些革蘭氏陰性菌[6]。此外，丁亦男[24]研究發(fā)現(xiàn)通過在日糧中添加人重組溶菌酶，可以促進(jìn)肉雞的T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化，證明人重組溶菌酶對肉雞特異性免疫功能有增強(qiáng)作用。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)在肉雞日糧中添加0.1%、0.2%、0.3%的人重組溶菌酶能分別提高血清中IgG、IgA、IgM的水平，表明添加人重組溶菌酶可以提高免疫球蛋白的含量。

4 結(jié)語

飼養(yǎng)中添加抗生素能降低畜群對細(xì)菌感染的敏感性，并廣泛用于養(yǎng)殖業(yè)。然而，長期使用抗生素會使畜禽體內(nèi)的菌群對抗生素產(chǎn)生耐藥性。在限制抗生素、禁止抗生素綠色養(yǎng)殖的背景下，對可替代抗生素的研究是必要的。溶菌酶是一種天然蛋白質(zhì)，無毒性，可作為安全綠色的飼料添加劑。在畜禽的飼料中添加溶菌酶可以改善胃腸道健康，提高生長性能和飼料效率。因此，溶菌酶可以作為一種抗生素替代品在畜禽飼料中使用。

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（責(zé)任編輯：劉昀）