溶菌酶在畜禽生产中的应用进展

2014-04-06陈忠琼

饲料博览 2014年8期

陈忠琼

（重庆市动物疫病预防控制中心，重庆 401120）

溶菌酶又称胞壁质酶、N-乙酰胞壁质聚糖水解酶，是一种特异性作用于细胞壁的有效抗菌剂，广泛存在于动植物和微生物中。最早对溶菌酶的研究始于20世纪初，1922年在人的唾液和眼泪中发现一种具有溶解细菌作用的酶——溶菌酶，直到1965年才弄清溶菌酶的立体结构。随着近年来畜牧产业高度集约化生产，畜禽疾病发生频率日趋上升，而由疾病造成的死亡率和淘汰率亦呈逐年递增趋势，给畜牧业造成极大的经济损失。目前我国对畜禽疾病防治仍以抗生素为主，容易造成高浓度的药物残留，同时也容易引起耐药性、菌群失调、胃肠功能紊乱、免疫力下降等诸多不良反应，严重危害动物及人类健康。因此，开发安全、高效的饲用抗生素替代品已是迫在眉睫，而溶菌酶是一种具有蛋白质本质及类似抗生素作用特点的天然酶，是养殖行业理想的饲料添加剂，受到了普遍的关注与青睐。

1 溶菌酶的理化性质

溶菌酶是一种糖苷水解酶，是由129个氨基酸残基组成的小分子碱性球蛋白，相对分子质量为14 300，分子中富含碱性氨基酸和芳香族氨基酸，其多肽链经盘绕折叠形成二级和三级结构，形成一个椭圆形的外形结构，不同来源的溶菌酶具有相同的氨基酸残基组成数量，但因其多肽链上的某些氨基酸种类存在差异而导致不同来源的溶菌酶相对分子质量各异。溶菌酶纯品为白色粉末结晶，无臭、甜味，易溶于水和低浓度的盐溶液，不溶于丙酮、乙醚等有机溶剂。正常条件下溶菌酶作用的最适温度为45～50℃，最适pH为5～7，在低温干燥条件下可长期保存，热稳定性强，耐酸性强，pH为4～7时，100℃下处理45 min仍能保持其酶活性，但在碱性条件下化学性质不稳定，易变性。

2 溶菌酶的功效

2.1 抗菌

溶菌酶是一种专门作用于细菌细胞壁肽聚糖的细胞壁水解酶，可以水解并切断N-乙酰胞壁酸与N-乙酰葡萄糖胺之间的β-1,4糖苷键，使菌体细胞壁不溶性多糖水解生成可溶性黏肽，破坏了细菌细胞壁肽聚糖支架结构，导致细胞壁稳定性降低，使细胞壁变得松弛或出现部分缺失，失去对细胞的保护作用，与此同时在内部渗透压的作用下，细胞膜破裂而使内容物外溢，最终使细菌溶解达到抗菌作用，且不存在耐药性问题[1]。溶菌酶对细菌的溶解作用根据细菌细胞壁中肽聚糖含量的不同而存在差异，对含有丰富肽聚糖的金黄色葡萄球菌和链球菌等革兰阳性菌（G+）、枯草芽孢杆菌、耐辐射微球菌等的分解作用强于沙门氏菌、大肠埃希式菌等革兰阴性菌（G-），故可作为治疗与预防金黄色葡萄球菌病、链球菌病的首选天然药物[2-3]。

2.2 抗炎

溶菌酶能与各种诱发炎症的酸性物质结合并使之失活，增强抗生素和其他药物的疗效，增强抗感染能力，改善组织基质的黏多糖代谢，还能激活血小板，改善组织局部循环障碍，促进血液凝固、脓液分解、组织再生和瘢痕形成，有利于修复被炎症损伤的组织，加快组织恢复[4-5]。还有研究表明，溶菌酶不仅能显著降低血液中白细胞的数量，而且还能显著增加血液中血小板的数量，不仅能有效降低机体的炎症指数，而且也能增强机体免疫指数，效果优于抗生素[6]。

2.3 抗病毒

溶菌酶是一种小分子碱性蛋白质，分子中的碱性多肽段能与多种病毒如肝炎病毒、疤疹病毒、水痘病毒及流感病毒的酸性基团结合，与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复合盐，使侵入体内的病毒沉淀失活，达到抗病毒的功效[7]。此外，相关研究还表明，癌细胞分泌的溶菌酶与侵袭和转移有关，医学界正在尝试将溶菌酶用于肿瘤诊断[8]。

2.4 增强机体免疫功能

溶菌酶是动物自身的非特异性免疫因子，参与机体多重免疫反应机制，降低细胞抑制导致白细胞减少的发生，提高巨噬细胞吞噬功能，结合细菌脂多糖，减轻机体内毒素作用，起到提高机体免疫力的功效。溶菌酶还可诱导和调节其他免疫因子的合成与分泌，亦可清除其他抗菌因子作用后所残余的细菌细胞壁，并增强其他免疫因子的抗菌敏感性，协同其他免疫因子共同抵制外来病原的入侵[9]。

2.5 防腐保鲜

溶菌酶具有防腐保鲜和冷杀菌作用，并且不会破坏饲料中和肉制品中的其他营养成分，因此溶菌酶在生产中是一种优质新型的防腐、保鲜及制冷剂。有研究表明，在乳制品和肉制品中加入一定量的溶菌酶除了可以避免由于高温杀菌而破坏食品风味之外，还可以促进肠道有益菌双歧杆菌的增殖，有效抑制有害细菌的繁殖，减缓脂肪氧化，延缓腐败变质，具有良好的防腐保鲜效果[10-11]。

3 溶菌酶在畜禽生产中的应用

3.1 猪

3.1.1 防治仔猪腹泻，提高存活率

仔猪因其消化系统和肠道相关免疫组织发育尚未完善，断奶使其免疫力下降，同时断奶使得胰腺分泌突然下降，动物消化功能出现短期障碍，常导致大批仔猪腹泻和死亡。溶菌酶具有抵抗和消除炎症的作用，对引起仔猪腹泻的埃希氏大肠杆菌和轮状病毒等具有较强的抑制作用，溶菌酶还能有效增强母猪的健康水平，提高母源免疫力和奶品质，降低仔猪腹泻率的同时也有益于仔猪的生长[12]。研究显示，断奶仔猪日粮中添加溶菌酶，不仅使得断奶仔猪腹泻发生率降低22%，同时对仔猪腹泻的治愈率达80%，对防治仔猪腹泻有显著效果，大幅提高仔猪存活率，增加养猪业的经济效益[6，13-16]。

3.1.2 促进生长，提高生产性能

（二）能学会运用实验、观察等方法来获得信息，善用化学语言、图表、文字来表述信息，学会运用概括、分类、比较、归纳等方法实现信息的加工，与他人主动探讨、交流等，逐步的形成良好的学习方法及学习习惯。

溶菌酶能够维持肠道菌群的平衡，保持肠道内良好的微生态区系，有效的保证机体生理功能的正常发挥。饲料中添加溶菌酶可促进生长和对营养物质的消化吸收，提高日采食量、日增重及料肉比，降低饲料成本，提高生产性能，效果优于抗生素，具有良好的经济效益[6，14]。王晓可等研究显示，在断奶仔猪日粮中添加溶菌酶500 g·t-1，仔猪日采食量降低2.26%，日增重提高16.68%，料肉比降低12.00%，饲料成本降低9.7%，促进仔猪生长，增加经济效益[17]。研究还表明，饲料中添加溶菌酶能促进仔猪的生长之外，还能显著提高生长育肥猪的生产性能、胴体品质及肉质特性，胴体瘦肉率提高5.76%，眼肌面积提高10.89%，脂肪率降低31.43%，板油质量降低22.05%，平均背膘厚降低28.21，干物质含量提高8.42%，肌肉间脂肪含量提高52.65%，有效提高生产性能，促进经济增收[18]。

3.1.3 增强机体免疫功能，提高繁殖性能

饲料中添加溶菌酶比添加抗生素更能有效的改善淋巴细胞的转化率，有效提高母猪的健康水平，增强母源免疫力，同时提高奶品质和奶汁中的免疫水平，增强机体免疫功能。朱军英等研究表明，溶菌酶用于产前2 d的母猪，其所产仔猪的腹泻率降低85.2%[19]。卢亚萍研究显示，在哺乳母猪料中添加溶菌酶100～150 g，能提高产后母猪的子宫恢复能力和奶品质，有助于提高母猪的受孕率、出生率及其产出仔猪的存活率，有效提高母猪的繁殖性能，增加养猪业的生产经济效益[20]。

3.2 家禽

3.2.1 保护肠道黏膜，利于疾病防治

溶菌酶可以提高家禽的抗病能力，具有防治家禽呼吸道和胃肠道疾病的功效。研究表明，溶菌酶具有增加肉鸡十二指肠和空场黏膜绒毛的长度及隐窝深度的效果，增加肠道有益菌而减少肠道有害微生物的数量，减少肠道内的胺、甲酚等有害物质，降低肉鸡血氨浓度，与抗生素降低血氨浓度效果相似，起到保护肠道黏膜的作用[21-22]。

3.2.2 促进消化吸收，提高生产效益

溶菌酶不仅能改善肉禽肠道，加快胃肠蠕动，促进饲料中营养物质的消化吸收，提高饲料的转化率，提高肉禽生长速度、存活率及整齐度；还可修复蛋禽卵巢，改善蛋壳颜色，提高产蛋率，延长产蛋高峰，防止产蛋时细菌感染，减少死淘率，使经济效益显著提高。研究显示，在肉鸡、蛋鸡、肉鸭日粮中添加溶菌酶能够促进生长，改善健康状况，降低死亡率和淘汰率，在生产中可用于替代抗生素[23-25]。肉鸡日粮中添加一定量的溶菌酶能显著提高肉鸡日增重和饲料报酬，有效改善其生产性能，比添加黄芪多糖和益生菌等添加剂更有效，且与抗生素产生的效果无显著差异[24,26-27]。在蛋鸡日粮中添加溶菌酶不仅能提高饲料转化率和产蛋率，其中饲料转化率提高6.69%，产蛋数增加7.04%，产蛋率提高5.76%，蛋重增加7.06%，而且还能有效改善蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋比重、蛋黄比重、破软蛋率等蛋品质指标，提高养殖生产效益[25]。

溶菌酶具有增强巨噬细胞的吞噬功能，促进家禽法氏囊的生长发育和B淋巴细胞生长，使机体的抗体水平提高以达到增强机体免疫力的功能[28]。家禽日粮中添加溶菌酶200mg·kg-1除可以提高日增重降低料重比之外，还可以提高免疫器官指数，尤其在饲喂42 d后法氏囊指数提高63.64%[29]。溶菌酶还能使家禽血清中总蛋白尤其是球蛋白显著提高，血清的抗体水平提高，起到增强家禽机体免疫力的功效[26]。

3.3 牛

3.3.1 抗菌消炎

奶牛乳房炎是奶牛一种常见多发性疾病，导致奶牛产奶量下降，奶品质降低。溶菌酶在奶牛生殖生产方面的作用更为显著，饲料中添加溶菌酶有助于奶牛乳腺炎和子宫内膜炎的治疗，保障了奶牛的产奶量及生鲜奶品质，同时也有助于奶牛产后的健康恢复，具有良好的抗菌消炎、增强机体免疫力的作用。研究表明，溶菌酶制剂具有很好的抗感染能力，对奶牛乳腺炎和子宫内膜炎具有良好，对奶牛子宫内膜炎的治愈率达82.35%～88.24%，甚至可达90%，治愈效果也高于土霉素、恩诺沙星和金霉素等抗生素类药物的治疗效果，治愈后第一情期受胎率高达88.9%，同时治愈率也比传统的利土剂治疗法提高24.9%[30-32]。而对于奶牛隐性乳腺炎的治疗不仅治愈率高达85%，而且治疗后牛奶的质量也有显著提高。与中草药制剂联合应用的复合溶菌酶制剂对引起奶牛乳房炎的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等主要病原菌有很好抑菌效果，抑菌环直径＞15mm，效果显著优于青霉素、氨苄青霉素、丁胺卡纳霉素、链霉素等抗生素，且不易产生耐药性，在奶牛生产中可以替代抗生素。

3.3.2 提高受胎率和防腐保鲜

复合溶菌酶制剂能够加强子宫的收缩，促进子宫黏膜再生，消除慢性浓性炎症，保护子宫内环境，提高受胎率。另外，奶酪生产特别是中、长期熟化奶酪生产中添加溶菌酶可以防止奶酪的后期起泡和奶酪风味变化，而不影响在老化过程中的奶酪基液，具有防腐和杀菌的作用。

4 小结

溶菌酶作为一种无毒无害的食品添加剂，是一种良好的生物抗菌剂，在当前抗生素添加剂被限制或禁止使用的严峻形势下，溶菌酶有着不可估量的优势，在动物生产中具有广阔的应用前景。然而溶菌酶存在提取困难、价格昂贵、成本高、抗菌谱狭窄等诸多难题，因而限制了其在生产中的推广应用，所以抗菌谱的扩大、现代化提取工艺的优化、抑菌机制的探索将是今后溶菌酶在动物生产方面的主要研究方向。随着不断的深入研究，溶菌酶将会在畜牧生产中起到不可忽视的巨大推动作用，为畜禽产品质量安全以及人类的健康保驾护航。

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