溶菌酶在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用進展

陳忠瓊

（重慶市動物疫病預(yù)防控制中心，重慶 401120）

溶菌酶又稱胞壁質(zhì)酶、N-乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶，是一種特異性作用于細胞壁的有效抗菌劑，廣泛存在于動植物和微生物中。最早對溶菌酶的研究始于20世紀初，1922年在人的唾液和眼淚中發(fā)現(xiàn)一種具有溶解細菌作用的酶——溶菌酶，直到1965年才弄清溶菌酶的立體結(jié)構(gòu)。隨著近年來畜牧產(chǎn)業(yè)高度集約化生產(chǎn)，畜禽疾病發(fā)生頻率日趨上升，而由疾病造成的死亡率和淘汰率亦呈逐年遞增趨勢，給畜牧業(yè)造成極大的經(jīng)濟損失。目前我國對畜禽疾病防治仍以抗生素為主，容易造成高濃度的藥物殘留，同時也容易引起耐藥性、菌群失調(diào)、胃腸功能紊亂、免疫力下降等諸多不良反應(yīng)，嚴重危害動物及人類健康。因此，開發(fā)安全、高效的飼用抗生素替代品已是迫在眉睫，而溶菌酶是一種具有蛋白質(zhì)本質(zhì)及類似抗生素作用特點的天然酶，是養(yǎng)殖行業(yè)理想的飼料添加劑，受到了普遍的關(guān)注與青睞。

1 溶菌酶的理化性質(zhì)

溶菌酶是一種糖苷水解酶，是由129個氨基酸殘基組成的小分子堿性球蛋白，相對分子質(zhì)量為14 300，分子中富含堿性氨基酸和芳香族氨基酸，其多肽鏈經(jīng)盤繞折疊形成二級和三級結(jié)構(gòu)，形成一個橢圓形的外形結(jié)構(gòu)，不同來源的溶菌酶具有相同的氨基酸殘基組成數(shù)量，但因其多肽鏈上的某些氨基酸種類存在差異而導(dǎo)致不同來源的溶菌酶相對分子質(zhì)量各異。溶菌酶純品為白色粉末結(jié)晶，無臭、甜味，易溶于水和低濃度的鹽溶液，不溶于丙酮、乙醚等有機溶劑。正常條件下溶菌酶作用的最適溫度為45～50℃，最適pH為5～7，在低溫干燥條件下可長期保存，熱穩(wěn)定性強，耐酸性強，pH為4～7時，100℃下處理45 min仍能保持其酶活性，但在堿性條件下化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易變性。

2 溶菌酶的功效

2.1 抗菌

溶菌酶是一種專門作用于細菌細胞壁肽聚糖的細胞壁水解酶，可以水解并切斷N-乙酰胞壁酸與N-乙酰葡萄糖胺之間的β-1,4糖苷鍵，使菌體細胞壁不溶性多糖水解生成可溶性黏肽，破壞了細菌細胞壁肽聚糖支架結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細胞壁穩(wěn)定性降低，使細胞壁變得松弛或出現(xiàn)部分缺失，失去對細胞的保護作用，與此同時在內(nèi)部滲透壓的作用下，細胞膜破裂而使內(nèi)容物外溢，最終使細菌溶解達到抗菌作用，且不存在耐藥性問題[1]。溶菌酶對細菌的溶解作用根據(jù)細菌細胞壁中肽聚糖含量的不同而存在差異，對含有豐富肽聚糖的金黃色葡萄球菌和鏈球菌等革蘭陽性菌（G+）、枯草芽孢桿菌、耐輻射微球菌等的分解作用強于沙門氏菌、大腸埃希式菌等革蘭陰性菌（G-），故可作為治療與預(yù)防金黃色葡萄球菌病、鏈球菌病的首選天然藥物[2-3]。

2.2 抗炎

溶菌酶能與各種誘發(fā)炎癥的酸性物質(zhì)結(jié)合并使之失活，增強抗生素和其他藥物的療效，增強抗感染能力，改善組織基質(zhì)的黏多糖代謝，還能激活血小板，改善組織局部循環(huán)障礙，促進血液凝固、膿液分解、組織再生和瘢痕形成，有利于修復(fù)被炎癥損傷的組織，加快組織恢復(fù)[4-5]。還有研究表明，溶菌酶不僅能顯著降低血液中白細胞的數(shù)量，而且還能顯著增加血液中血小板的數(shù)量，不僅能有效降低機體的炎癥指數(shù)，而且也能增強機體免疫指數(shù)，效果優(yōu)于抗生素[6]。

2.3 抗病毒

溶菌酶是一種小分子堿性蛋白質(zhì)，分子中的堿性多肽段能與多種病毒如肝炎病毒、疤疹病毒、水痘病毒及流感病毒的酸性基團結(jié)合，與DNA、RNA、脫輔基蛋白形成復(fù)合鹽，使侵入體內(nèi)的病毒沉淀失活，達到抗病毒的功效[7]。此外，相關(guān)研究還表明，癌細胞分泌的溶菌酶與侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)，醫(yī)學(xué)界正在嘗試將溶菌酶用于腫瘤診斷[8]。

2.4 增強機體免疫功能

溶菌酶是動物自身的非特異性免疫因子，參與機體多重免疫反應(yīng)機制，降低細胞抑制導(dǎo)致白細胞減少的發(fā)生，提高巨噬細胞吞噬功能，結(jié)合細菌脂多糖，減輕機體內(nèi)毒素作用，起到提高機體免疫力的功效。溶菌酶還可誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)其他免疫因子的合成與分泌，亦可清除其他抗菌因子作用后所殘余的細菌細胞壁，并增強其他免疫因子的抗菌敏感性，協(xié)同其他免疫因子共同抵制外來病原的入侵[9]。

2.5 防腐保鮮

溶菌酶具有防腐保鮮和冷殺菌作用，并且不會破壞飼料中和肉制品中的其他營養(yǎng)成分，因此溶菌酶在生產(chǎn)中是一種優(yōu)質(zhì)新型的防腐、保鮮及制冷劑。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溫殺菌而破壞食品風味之外，還可以促進腸道有益菌雙歧桿菌的增殖，有效抑制有害細菌的繁殖，減緩脂肪氧化，延緩腐敗變質(zhì)，具有良好的防腐保鮮效果[10-11]。

3 溶菌酶在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 豬

3.1.1 防治仔豬腹瀉，提高存活率

仔豬因其消化系統(tǒng)和腸道相關(guān)免疫組織發(fā)育尚未完善，斷奶使其免疫力下降，同時斷奶使得胰腺分泌突然下降，動物消化功能出現(xiàn)短期障礙，常導(dǎo)致大批仔豬腹瀉和死亡。溶菌酶具有抵抗和消除炎癥的作用，對引起仔豬腹瀉的埃希氏大腸桿菌和輪狀病毒等具有較強的抑制作用，溶菌酶還能有效增強母豬的健康水平，提高母源免疫力和奶品質(zhì)，降低仔豬腹瀉率的同時也有益于仔豬的生長[12]。研究顯示，斷奶仔豬日糧中添加溶菌酶，不僅使得斷奶仔豬腹瀉發(fā)生率降低22%，同時對仔豬腹瀉的治愈率達80%，對防治仔豬腹瀉有顯著效果，大幅提高仔豬存活率，增加養(yǎng)豬業(yè)的經(jīng)濟效益[6，13-16]。

3.1.2 促進生長，提高生產(chǎn)性能

（二）能學(xué)會運用實驗、觀察等方法來獲得信息，善用化學(xué)語言、圖表、文字來表述信息，學(xué)會運用概括、分類、比較、歸納等方法實現(xiàn)信息的加工，與他人主動探討、交流等，逐步的形成良好的學(xué)習方法及學(xué)習習慣。

溶菌酶能夠維持腸道菌群的平衡，保持腸道內(nèi)良好的微生態(tài)區(qū)系，有效的保證機體生理功能的正常發(fā)揮。飼料中添加溶菌酶可促進生長和對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高日采食量、日增重及料肉比，降低飼料成本，提高生產(chǎn)性能，效果優(yōu)于抗生素，具有良好的經(jīng)濟效益[6，14]。王曉可等研究顯示，在斷奶仔豬日糧中添加溶菌酶500 g·t-1，仔豬日采食量降低2.26%，日增重提高16.68%，料肉比降低12.00%，飼料成本降低9.7%，促進仔豬生長，增加經(jīng)濟效益[17]。研究還表明，飼料中添加溶菌酶能促進仔豬的生長之外，還能顯著提高生長育肥豬的生產(chǎn)性能、胴體品質(zhì)及肉質(zhì)特性，胴體瘦肉率提高5.76%，眼肌面積提高10.89%，脂肪率降低31.43%，板油質(zhì)量降低22.05%，平均背膘厚降低28.21，干物質(zhì)含量提高8.42%，肌肉間脂肪含量提高52.65%，有效提高生產(chǎn)性能，促進經(jīng)濟增收[18]。

3.1.3 增強機體免疫功能，提高繁殖性能

飼料中添加溶菌酶比添加抗生素更能有效的改善淋巴細胞的轉(zhuǎn)化率，有效提高母豬的健康水平，增強母源免疫力，同時提高奶品質(zhì)和奶汁中的免疫水平，增強機體免疫功能。朱軍英等研究表明，溶菌酶用于產(chǎn)前2 d的母豬，其所產(chǎn)仔豬的腹瀉率降低85.2%[19]。盧亞萍研究顯示，在哺乳母豬料中添加溶菌酶100～150 g，能提高產(chǎn)后母豬的子宮恢復(fù)能力和奶品質(zhì)，有助于提高母豬的受孕率、出生率及其產(chǎn)出仔豬的存活率，有效提高母豬的繁殖性能，增加養(yǎng)豬業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟效益[20]。

3.2 家禽

3.2.1 保護腸道黏膜，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腸道疾病的功效。研究表明，溶菌酶具有增加肉雞十二指腸和空場黏膜絨毛的長度及隱窩深度的效果，增加腸道有益菌而減少腸道有害微生物的數(shù)量，減少腸道內(nèi)的胺、甲酚等有害物質(zhì)，降低肉雞血氨濃度，與抗生素降低血氨濃度效果相似，起到保護腸道黏膜的作用[21-22]。

3.2.2 促進消化吸收，提高生產(chǎn)效益

溶菌酶不僅能改善肉禽腸道，加快胃腸蠕動，促進飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高飼料的轉(zhuǎn)化率，提高肉禽生長速度、存活率及整齊度；還可修復(fù)蛋禽卵巢，改善蛋殼顏色，提高產(chǎn)蛋率，延長產(chǎn)蛋高峰，防止產(chǎn)蛋時細菌感染，減少死淘率，使經(jīng)濟效益顯著提高。研究顯示，在肉雞、蛋雞、肉鴨日糧中添加溶菌酶能夠促進生長，改善健康狀況，降低死亡率和淘汰率，在生產(chǎn)中可用于替代抗生素[23-25]。肉雞日糧中添加一定量的溶菌酶能顯著提高肉雞日增重和飼料報酬，有效改善其生產(chǎn)性能，比添加黃芪多糖和益生菌等添加劑更有效，且與抗生素產(chǎn)生的效果無顯著差異[24,26-27]。在蛋雞日糧中添加溶菌酶不僅能提高飼料轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)蛋率，其中飼料轉(zhuǎn)化率提高6.69%，產(chǎn)蛋數(shù)增加7.04%，產(chǎn)蛋率提高5.76%，蛋重增加7.06%，而且還能有效改善蛋殼強度、蛋殼厚度、蛋比重、蛋黃比重、破軟蛋率等蛋品質(zhì)指標，提高養(yǎng)殖生產(chǎn)效益[25]。

溶菌酶具有增強巨噬細胞的吞噬功能，促進家禽法氏囊的生長發(fā)育和B淋巴細胞生長，使機體的抗體水平提高以達到增強機體免疫力的功能[28]。家禽日糧中添加溶菌酶200mg·kg-1除可以提高日增重降低料重比之外，還可以提高免疫器官指數(shù)，尤其在飼喂42 d后法氏囊指數(shù)提高63.64%[29]。溶菌酶還能使家禽血清中總蛋白尤其是球蛋白顯著提高，血清的抗體水平提高，起到增強家禽機體免疫力的功效[26]。

3.3 牛

3.3.1 抗菌消炎

奶牛乳房炎是奶牛一種常見多發(fā)性疾病，導(dǎo)致奶牛產(chǎn)奶量下降，奶品質(zhì)降低。溶菌酶在奶牛生殖生產(chǎn)方面的作用更為顯著，飼料中添加溶菌酶有助于奶牛乳腺炎和子宮內(nèi)膜炎的治療，保障了奶牛的產(chǎn)奶量及生鮮奶品質(zhì)，同時也有助于奶牛產(chǎn)后的健康恢復(fù)，具有良好的抗菌消炎、增強機體免疫力的作用。研究表明，溶菌酶制劑具有很好的抗感染能力，對奶牛乳腺炎和子宮內(nèi)膜炎具有良好，對奶牛子宮內(nèi)膜炎的治愈率達82.35%～88.24%，甚至可達90%，治愈效果也高于土霉素、恩諾沙星和金霉素等抗生素類藥物的治療效果，治愈后第一情期受胎率高達88.9%，同時治愈率也比傳統(tǒng)的利土劑治療法提高24.9%[30-32]。而對于奶牛隱性乳腺炎的治療不僅治愈率高達85%，而且治療后牛奶的質(zhì)量也有顯著提高。與中草藥制劑聯(lián)合應(yīng)用的復(fù)合溶菌酶制劑對引起奶牛乳房炎的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等主要病原菌有很好抑菌效果，抑菌環(huán)直徑＞15mm，效果顯著優(yōu)于青霉素、氨芐青霉素、丁胺卡納霉素、鏈霉素等抗生素，且不易產(chǎn)生耐藥性，在奶牛生產(chǎn)中可以替代抗生素。

3.3.2 提高受胎率和防腐保鮮

復(fù)合溶菌酶制劑能夠加強子宮的收縮，促進子宮黏膜再生，消除慢性濃性炎癥，保護子宮內(nèi)環(huán)境，提高受胎率。另外，奶酪生產(chǎn)特別是中、長期熟化奶酪生產(chǎn)中添加溶菌酶可以防止奶酪的后期起泡和奶酪風味變化，而不影響在老化過程中的奶酪基液，具有防腐和殺菌的作用。

4 小結(jié)

溶菌酶作為一種無毒無害的食品添加劑，是一種良好的生物抗菌劑，在當前抗生素添加劑被限制或禁止使用的嚴峻形勢下，溶菌酶有著不可估量的優(yōu)勢，在動物生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而溶菌酶存在提取困難、價格昂貴、成本高、抗菌譜狹窄等諸多難題，因而限制了其在生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用，所以抗菌譜的擴大、現(xiàn)代化提取工藝的優(yōu)化、抑菌機制的探索將是今后溶菌酶在動物生產(chǎn)方面的主要研究方向。隨著不斷的深入研究，溶菌酶將會在畜牧生產(chǎn)中起到不可忽視的巨大推動作用，為畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全以及人類的健康保駕護航。

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