溶菌酶作為飼料添加劑在動物生產上的應用

張宜輝，張 蕊，王信喜，張 軍

（揚州大學動物科學與技術學院，江蘇 揚州 225009）

目前，抗生素的長期、超量等一些不當使用，使病原菌產生耐藥性，產生更難治愈的疾病，其在畜禽產品中的殘留以及排放到周圍環境中，最終危害人類健康。溶菌酶（Lysozyme）因其具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、止血、消腫、防腐及加快組織修復等功能而在醫學、食品工業、細胞工程及基因工程等方面廣泛應用。隨著健康養殖理念的倡導，溶菌酶作為飼料添加劑在動物生產上的應用也越來越多。溶菌酶又稱細胞壁質酶或N-乙酰胞壁質聚糖水解酶，屬于α乳蛋白家族，由英國細菌學家Fleming于1922年在人類唾液和眼淚中首先發現的。溶菌酶是一種專門作用于微生物和真菌細胞壁的水解酶，因其具有溶菌作用，故將其命名為溶菌酶。研究表明，其是由18種129個氨基酸組成的堿性球蛋白，廣泛存在于人和動物的多種組織、分泌液及某些植物及微生物中，與機體有很好的生物相容性，對組織無毒性、無刺激性。

1 分類

溶菌酶按照其來源可以分為天然溶菌酶與合成溶菌酶。天然溶菌酶包括蛋清溶菌酶、植物溶菌酶、微生物溶菌酶、人和哺乳動物溶菌酶；合成溶菌酶是利用基因工程DNA重組技術合成，如以大腸桿菌、巴斯德畢赤酵母及霉菌為宿主生產的溶菌酶[1-3]。溶菌酶按其所作用的微生物不同分為細菌細胞壁溶菌酶和真菌細胞壁溶菌酶。細菌細胞壁溶菌酶又分為作用于β-1,4糖苷鍵的細胞壁溶解酶和作用于肽“尾”和酰胺部分的細胞壁溶解酶。真菌細胞壁溶菌酶包括酵母菌細胞壁溶解酶和霉菌細胞壁溶解酶。微生物產生的溶菌酶大體分為內-N-乙酰已糖胺酶、酰胺酶、內肽酶、β-1,3、β-1,6葡聚糖酶和甘露聚糖酶、殼多糖酶（幾丁質酶）、磷酸甘露糖酶、脫乙酰殼多糖酶。

2 作用機理

溶菌酶對革蘭氏陽性細菌的破壞力很強，而對革蘭氏陰性細菌作用不大。這是因其構成細胞壁的胞壁質是由N-乙酰氨基葡萄糖胺及N-乙酰胞壁酸交替組成的多聚物，胞壁酸殘基上可以連接多肽，稱為肽聚糖。肽聚糖是細菌細胞壁的主要成分，而溶菌酶能夠有效地水解細菌細胞壁的肽聚糖，即催化水解N-乙酰氨基脫氧葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸之間的β-1,4糖苷鍵，導致細菌細胞壁變得松弛，肽聚糖的支架被破壞，在內部滲透壓的作用下細胞漲裂而引起細菌死亡。革蘭氏陽性細菌細胞壁幾乎全部由肽聚糖組成，革蘭氏陰性菌只有內壁層為肽聚糖，這就是溶菌酶主要作用于革蘭氏陽性細菌的機理。

3 提取方法

目前一些動物和微生物來源的溶菌酶已進入工業化生產，我國企業生產的溶菌酶大多是以蛋清和蛋殼膜為材料提取制得，常用的方法有結晶法、親和層析法、離子交換層析法，也可將多種方法相結合，包括親層析與離子交換層析結合法、離子交換層析與結晶結合法、超濾與結晶或層析結合法等[4]。隨著科學技術的發展，制備溶菌酶的方法也在不斷改進，朝著快速、簡便、經濟、規模化的方向發展。

4 作為飼料添加劑的應用

溶菌酶具有較寬的抑菌譜，對革蘭氏陽性細菌有較強的殺滅作用，如金黃色葡萄球菌、藤黃微球菌、肺炎鏈球菌都有很好的滅菌作用，另外對大腸埃希菌、白色念球菌也有一定的抑制作用，因此用于飼料中是一種有效的防腐劑，可延長飼料的保存期。溶菌酶本身是一種無毒、無害的高鹽基天然蛋白質酶，是一種安全的營養性飼料添加劑，有非專用性生長激素的作用，可改善消化道微生物群落，促進營養的消化吸收。因此，溶菌酶作為飼料添加劑在家禽、家畜及水產養殖業上被廣泛使用，并取得了不錯的效益。

4.1 在家禽生產中的應用

溶菌酶可以促進飼料中營養物質的消化、吸收，提高飼料的利用率。研究發現，在肉禽日糧中添加溶菌酶可以提高肉禽的抗病能力，減少甚至杜絕抗生素的使用，提高生長速度、成活率和整齊度。程時軍等研究發現，在肉雞日糧中添加溶菌酶300 g·t-1，能使0～3周齡及4～6周齡艾維茵肉雞平均日增重和料重比顯著提高（P＜0.05）[5]。另有研究指出，在肉仔雞日糧中添加自制飼用酶制劑4～100 mg·kg-1，結果發現，平均日增重比對照組提高了2.0%～2.8%，飼料消耗降低2.1%～5.2%，存活率提高14%～17%。顧維智等研究溶菌酶對肉鴨生長性能及免疫器官指數的影響時發現，基礎日糧中添加溶菌酶70 g·t-1組平均日增重比對照組高6.0%（P＜0.05），同時還可以提高免疫器官指數，其′中溶菌酶組胸腺指數和脾臟指數較對照組分別提高了53.8%和24.9%，可以看出溶菌酶可促進胸腺的發育，延緩胸腺的萎縮，從而維持機體免疫功能[6]。

4.2 在家畜生產中的應用

溶菌酶對引起仔豬腹瀉的埃希氏大腸桿菌和輪狀病毒具有較強的抑制作用，此外溶菌酶還可改善和增強巨噬細胞吞噬和消化功能，激活白細胞吞噬功能，并能改善細胞抑制劑所導致的白細胞減少，結合細菌脂多糖，減輕內毒素作用，從而增強機體的抵抗力，提高動物的健康水平。在斷奶仔豬日糧中添加溶菌酶500 g·t-1，能夠控制仔豬腹瀉，且日增重提高16.68%，降低料重比12.00%，可以很好的提高仔豬生長性能[7]。溶菌酶有殺菌和抑菌的作用，食用添加溶菌酶的乳豬料一般不會出現病理性腹瀉。吳明文等通過在乳豬教槽料中添加溶菌酶發現，在乳豬教槽料中添加溶菌酶的效果比不添加溶菌酶的效果要好，且以0.20‰的添加量效果最佳[8]。盧亞萍在仔豬基礎日糧中添加溶菌酶300 g·t-1，發現添加溶菌酶組仔豬平均日增重比對照組提高18.41%（P＜0.01），料重比降低13.25（P＜0.05），腹瀉率降低81.40%（P＜0.01），仔豬生長性能得到提高[9]。此外，溶菌酶還可以提高肉兔生產性能，降低生產成本，有提高肉品質的趨勢。郭志強等在基礎日糧中添加溶菌酶100 g·t-1飼喂60日齡新西蘭肉兔，結果溶菌酶組日增重顯著高于對照組（P＜0.05），料重比顯著低于對照組（P＜0.05），增重成本比對照組低6.15%[10]。

4.3 在水產養殖中的應用

由于水產飼料與水體中長期使用抗生素，導致部分抗生素在水體以及水產品中殘留，所以多種新型添加劑開始在水產動物中使用。活菌制劑中有益微生物進入水產動物機體后，形成優勢菌群，產生溶菌酶、過氧化氫等物質，可殺滅潛在病原菌，并且產生各種消化酶，有利于養分分解。在水產飼料中添加一定比例的溶菌酶也有一定的效果，由于其具有高度安全性，不會對水產動物產生任何危害，也不會在水中和魚體內有殘留，是一種極為有效安全的飼料添加劑。溶菌酶還可以作為保鮮劑延長水產品的保鮮期[11]。

5 小結

溶菌酶作為一種綠色無污染飼料添加劑，有著廣闊的開發和應用前景。目前已商品化應用的主要是雞蛋清溶菌酶，由于這種溶菌酶原料來源不穩定，生產方法耗時耗力等局限，所以人們正試圖用基因工程和微生物發酵法生產人溶菌酶，且取得了一定的成果，為開發合成活性高、殺菌譜廣、成本低、應用廣泛和安全性高的溶菌酶提供了一條可行途徑。而隨著研究的深入，溶菌酶在未來畜牧業生產中，尤其是在健康養殖模式中將會發揮重要的作用。

[1]矯慶華,錢世鈞,葉軍,等.人工合成人溶菌酶基因在大腸桿菌中表達[J].生物工程學報,1997,13（1）:102-104.

[2]Yoshimura K,Toibana A,Nakahama K,et al,Human lysozyme:sequence of a cDNA,and expression and secrtion by saccharomyces cerevisae[J].Biochemistry and Biophysics Research of Communication,1988,105:794-801.

[3]Shireru M,Masato K,MasanoriN,etal.Secretion ofactive human lysozyme by acremonium chrysogenum using fusarium alkaline protease system[J].Journalof Biotechnology,1995,45:1-8.

[4]黃建安,歐陽建華.溶菌酶制備技術研究進展[J].江蘇食品與發酵,2002（2）:20-23.

[5]程時軍,馬力保,張偉.溶菌酶對肉雞生長性能與營養物質表觀消化率的影響[J].飼料廣角,2009,19:32-34.

[6]顧維智,張國基.溶菌酶對肉鴨生長性能及免疫器官指數的影響[J].飼料工業,2008,29（24）:46-48.

[7]王曉可,王曉碩,王根彥,等.溶菌酶對斷奶仔豬生產性能的影響[J].河南畜牧獸醫,2008,29（9）:7-8.

[8]吳明文,張麗娟,王雅靜,等.日糧中添加溶菌酶對乳豬生長性能的影響[J].飼料廣角,2010（11）:31-32.

[9]盧亞萍,潘宏濤,紀孫瑞.溶菌酶對仔豬生長性能及血清生化指標的影響[J].養豬,2010（4）:30-31.

[10]郭志強,李霞,謝曉紅,等.溶菌酶對2～3月齡肉兔生產性能和肉品質的影響[J].西南農業學報,2010,2（4）:1 298-1 230.

[11]陳舜勝,彭云生,嚴伯奮.溶菌酶復合保鮮劑對水產品的保鮮作用[J].水產學報,2001,25（3）:254-259.