抗菌肽及其在饲料中应用

1、抗菌肽及其在饲料中的应用抗菌肽概述1972 年，瑞典科学家 Boman 等首先在果蝇中发现抗菌肽及其免疫功能，随后从 惜古比天蚕蛹诱导分离到并命名为 cecropin。此后人们相继从细菌、 真菌、两栖类、 高等植物、哺乳动物乃至人类中发现并分离获得具有类似性质的活性蛋白。抗菌肽又称抗微生物肽（ antimicrobial peptide）或肽抗生素（ peptide antibiotics）， 在动植物体内分布广泛，是天然免疫防御系统的一部分。抗菌肽不仅具有广谱抗细菌能力，而且对真菌、病毒、及癌细胞也有作用。其对 畜禽具促生长、保健和治疗疾病的功能，属无毒副作用、无残留、无致细菌耐药性 的一类

2、环保型制剂。具有广阔的应用前景。抗菌肽的分类抗菌肽按结构、功能大致分为四类： cecropin（天蚕素）类；富含 pro 残基 （脯氨 酸）的 magainin（蛙皮素）；富含 gly 残基（甘氨酸）的 melittin（ 蜂毒素）；富含 cys 残基（半胱氨酸）的 defensin（防御素）。抗菌肽按来源一般分为六类：哺乳动物抗菌肽、两栖动物抗菌肽、昆虫抗菌肽、 植物抗菌肽、细菌抗菌肽、病毒抗菌肽抗菌肽的结构和特性通常由数十个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽， 水溶性好，分子量大约为 4KD 。含有 4 个或多于 4 个带正电荷的氨基酸 ，N 端亲水 C 端硫水具有双亲的性质；具有热稳定性，在

3、 100加热 10-15 分钟仍能保持其活性。等电点大于 7，表现出 较强的阳离子特性。对较大的离子强度和较高或较低的 pH 值均具有较强的抗性； 具备抵抗胰蛋白酶和胃蛋白酶水解的能力。抗菌肽的作用机理 抗菌肽是以一端插入细菌细胞膜，通过 ?打孔 ?形成一个通道，使细菌细胞膜破 裂，原生质 ?泄漏 ?而死亡。（对于 G 阴性菌，抗菌肽易与其外膜上的带负电荷脂多糖相互作用，从而破坏外 膜结构以穿越内膜，而 G 阳性菌不具有脂多糖，但其表面由于肽聚糖中的胞壁酸、 糖醛酸、 磷壁酸和氨基酸羧基的存在而带负电电荷， 抗菌肽也能破坏肽聚糖层而穿 1 / 13抗菌肽的杀菌机制模拟图细菌细胞膜蛋白凝聚内嵌蛋

4、白细胞膜穿孔 形成离子通道细菌细胞崩溃细胞内容物由 孔道外溢2 / 13透质膜） 抗菌肽的作用机理 抗菌肽的杀菌机制模拟图抗菌肽的作用机理特点1. 作用部位的有效性 传统抗生素作用是通过消除微生物生长或生存必需的功能实现的，如阻扰细菌蛋 白质的合成或者改变酶的活性来达到杀菌目的， 而细菌通过改变一种基因就足以对 付抗生素的这种进攻。抗菌肽作用于细菌细胞膜，导致膜的通透性增大，以此穿透、杀灭细菌，即 “膜机 制”。细菌必须改变膜的结构，即改变相当部分的基因才能防御抗菌肽的进攻，而 这几乎是不可能的。因此，抗菌肽极少地减少了产生耐药性的可能。2. 作用对象的选择性 抗菌肽只对原核生物细胞和真核生物

5、病变细胞有抗菌作用，对正常的生物细胞不 起作用。 原因在于原核生物和正常真核生物的细胞膜结构不同， 正常真核细胞膜中 含有大量的胆固醇， 而胆固醇的存在使膜结构趋于稳定。 此外高等动物存在高度发 达的细胞骨架系统， 其存在也抵抗了抗菌肽的作用。 癌细胞的细胞骨架系统与正常 细胞相比不发达，这是抗菌肽对其产生抑制作用的原因之一。抗菌肽作用对象的选择性广谱抗微生物： 当前畜禽疾病多为混合感染 ,传统的抗生素抗菌谱一般都较窄 ,且只 对细菌有效 .而大多数抗菌肽对 G 阴阳性菌均有效 ,有些还对真菌、病毒、寄生虫、 原生动物有抑制和杀灭作用作用快速、安全、无残留：由于分子较小，在机体受到侵犯时，几分

6、钟内就能产 生，且扩展扩散速度比体内免疫细胞更快更灵活。 抗菌肽独特的抗菌机理更形成了 不耐药的特性， 这就超越了抗生素的局限， 是新一代的高效抗菌剂。 动物食品安全 有赖于生产过程的各个环节， 使用无污染、 在动物体内无残留、 无毒副作用的添加 剂是解决问题的一个关键。刺激免疫反应：抗菌肽可参与宿主天然免疫的其它反应，比如刺激单核细胞和嗜 中性白细胞的趋化作用、 促进肥大细胞组织胺的释放、 抑制组织蛋白酶以及促进创 伤愈合。与其它抗菌物质的联合作用：抗菌肽与传统抗生素联用，可提高药效并拓宽传统 抗生素的抗菌谱。 至今未发现有关抗菌肽与其它药物相拮抗的报道， 这就显示出抗 菌肽比微生态制剂等绿

7、色添加剂更有优势。对环境有较强的抗性，适合做添加剂：抗菌肽在 100加热 10-15 分钟仍能保持 其活性，对 PH 值有较强的适应性、水溶性好。具备抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解3 / 13的能力，进入动物消化道，能很好发挥抗菌功效。这弥补了其它添加剂如酶制剂、 微生态制剂等易受影响的缺陷，更便于在生产中应用。抗菌肽与抗生素杀菌机理对比 抗菌肽在两亲性的 螺旋结构作用下使原核细胞质膜上形成离子通道，这种通道的直径 经推算大约在 4nm，离子通道的形成改变了细胞内外渗透压， 使细胞内物质大量外 渗，起到杀菌作用。抗菌肽 在两亲性的 螺旋结构作 用下使原核细胞质膜上形 成离子通道，这种通道的 直径经

8、推算大约在 4nm，离 子通道的形成改变了细胞 内外渗透压，使细胞内物 质大量外渗，起到杀菌作 赐尔健用的。主要成分高浓度的抗菌肽 抗菌肽杀菌活力：抗生素1、影响细菌细胞壁的结构或抑制其 合成，如青霉素2、改变细胞膜的通透性如多粘菌素3、影响细菌的细胞蛋白质合成， 如 氯霉素、四环素类、链霉素、庆大 霉素、卡那霉素等4、改变细菌的核酸代谢， 如灰黄素 8000u/g丰富的生物活性酶 采用和产酶菌协同发酵的技术，产品含有高质量的木聚糖 酶、果胶酶、 -葡聚糖酶、甘露聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等赐尔健中发酵过程中产生多糖、小肽及多种未知的生长因子赐尔健中酶的种类与活性（ u/g）木聚糖 酶-

9、葡聚 糖酶果胶酶纤维素 酶甘露聚糖 酶淀粉酶酸性蛋白 酶25000070000120007000800015万8000赐尔健的功能1、抑制和杀灭有害菌，预防动物疾病的发生2、大幅度提高幼龄动物对蛋白质和淀粉的消化率3、降解饲料中的抗营养因子（非淀粉多糖 NSP），提高谷物类原料的营养价值4、赐尔健在发酵过程中产生多糖、小肽以及多种未知生长因子，能有效促进动 物生长，发挥更好的生产性能。赐尔健（抗菌肽）1.在畜禽、水产上的应用试验4 / 13赐尔健治疗鸡大肠杆菌感染的效果项目死亡率治愈率感染对照7030恩诺沙星（5mg/kg）1684赐尔健（500g/吨）1882赐尔健（800g/吨）1288赐

10、尔健（1.5kg/吨）3972.抗菌肽药敏试验致病菌试验次数抑菌圈直径（ mm）1ppm2.5ppm5ppm10ppm鸡沙门氏菌（1920）39111926鸡沙门氏菌（7913）310131824猪大肠杆菌47111218猪巴氏杆菌（PM）212131519禽巴氏杆菌（833）314161718兔巴氏杆菌（898 1）113141923注：抑菌圈直径大于 20mm为极敏， 1520mm 为高敏， 1015mm为中敏，小于10mm 为低敏3. 赐尔健治疗猪沙门氏菌感染的效果项目死亡率腹泻率治愈率感染对照2310077恩诺沙星 （10mg/kg）1016.690赐尔健 （1kg/吨）1016.69

11、0赐尔健 （1.5kg/吨）6.613.393.45 / 134. 赐尔健对鸡白痢预防试验组别试鸡只数发病数出栏数存活率500g/吨 赐尔健组9704未发现955898.5%15.3%对照组150851127283.2%使用 500g/吨赐尔健可有效预防鸡白痢，存活率提高 15.3 ,差异极显著5. 鸡白痢人工发病对比试验组别试鸡数日龄鸡白痢菌口 服量（1 100倍）试 验 天成 活 数死亡成活率0.1% 赐尔健组605201ml1555591.7%200ppm 痢特灵组605201ml15382263.3%接种 不给药组605201ml15105016.7%不接种 不给药组605200156

12、0296.7%6. 赐尔健与其它抗菌剂对肉仔鸡应用效果比较组别鸡数试验天数成活率 平均日增重（克）平均料肉比500g/吨 赐尔健组2086424998.647.81.91100ppm 土霉素组10324993.243.62.1150ppm 洛克沙胂11494997.342.12.1360ppm 杆菌肽锌12364296.845.61.965ppm 黄霉素9864296.645.92.04赐尔健对肉鸡生长与存活率的影响 安徽和威农业开发股份有限公司试验场6 / 13表 2-1-1 试验各组肉鸡成活率成活率黄霉素 5 mg/kg、 喹乙醇 30mg/kg；硫酸抗敌素 15mg/kg、 杆菌肽锌 7

13、5 mg/kg；赐尔健400mg/kg赐尔健500mg/kg21d95.45%a97.56%ab99.06%b98.64%b42d93.26%a95.28%ab97.43%b97.63%b表 2-1-2 试验各组平均日增重、料肉比 温氏集团营养部科研基肉鸡试验场 试验动物：矮 B 公鸡测试项目黄霉素 5 mg/kg、 喹乙醇 30mg/kg；硫酸抗敌素15mg/kg、 杆菌肽锌 75mg/kg；赐尔健400mg/kg赐尔健500mg/kg21 日龄体重 (g)586.0012.31605.0002.31614.0011.8626.00 15.3642 日龄体重 (g)17900.081900.

14、000.061980.000.072000.000.25121 日龄 平均日增重 (g)26.0012.3626.9010.2527.3313.5327.90 15.362242 日龄 平均日增重 (g)57.334.36a61.672.69a65.053.15b65.43 2.69b142 日龄 平均日增重 (g)41.675.23a44.294.15a46.196.32b46.67 4.25b121 日龄 料肉比1.450.361.420.251.390.561.380.25142 日龄 料肉比2.000.891.950.591.900.251.890.69组别试验处理重复数重复鸡 数(只

15、)阶段划分(天)小鸡 中鸡第1组喹烯酮 (50g/t)370小鸡：1-25 中鸡：7 26-45第2组4%安来霉素( 150g/t)370第3组4%安来霉素 150克/吨+10%抗敌素 200 克/吨30第4组15%杆菌肽锌 300 克/吨+10%抗敌素 200克/吨3707 / 13第5组10%北里霉素 100 克/吨+10%抗敌素 200克/吨370第6组0.05%那西肽 400g/t370第7组赐尔健（小 400g/t、中鸡 300g/t）370组别试初 数试末数总耗 料试初 均重试末 均重总增 重平均日 增重料肉比日采食量成活率（只）（只）(kg)（kg/ 只）（kg/只）(kg)（g

16、/只,日）（g/只,日）(%)喹烯酮195179129.750.03770.419070.3615.251.84428.1298.46安来霉素195179131.750.03770.423571.0815.431.85328.6097.95安、抗195183134.050.03770.423571.8715.431.86528.7898.97杆、抗195175128.550.03770.416668.5915.151.87428.4097.95北、抗195190138.550.03770.422173.9315.371.87428.81100.00那西肽195183133.550.03770.

17、420871.4415.321.86928.6498.97赐尔健195185134.30.03770.422272.2715.381.85828.5898.97组别试初数试末数总耗料试初 均重试末 均重总增重平均日增重料肉比日采食 量成活率（只）（只）(kg)Kg/只Kg/只kg（g/日）（g/只日）(%)喹烯酮179177228.350.4190.92790.3225.412.52864.2399.44安来霉素1791782470.4230.97097.327.342.53969.4099.44安+抗183183256.90.4230.979101.627.762.52970.19100杆+

18、抗175174238.60.4160.94892.9526.562.56768.1799.43北+抗190188258.70.4220.963102.1027.062.53468.5798.95赐尔健185182262.70.4220.990104.3128.372.51871.4499.468 / 13赐尔健在蛋鸡生产上的应用浙江建德蛋鸡场赐尔健对蛋鸡生产性能的影响对照组对照组赐尔健 400g/t赐尔健 500g/t采食量（ g）118.147.4118.235.8119.898.4120.787.6产蛋率（ %）75.084.1075.025.6480.365.9080.495.37平均蛋

19、重（ g）62.691.4462.961.5163.921.5264.401.07料蛋比2.50：12.4812.2512.231破蛋率（ %）4.950.294.870.332.460.282.310.22异常蛋分率4.470.374.880.292.600.362.570.49赐尔健对蛋品质的影响对照组对照组赐尔健 400g/t赐尔健 500g/t蛋型指数（ %）0.750.020.780.020.770.020.700.03蛋比重（ g/cm3）1.140.011.130.011.140.041.130.01蛋壳相对重（ %）11.060.6511.011.1312.371.0312.2

20、60.58蛋壳厚度（ mm）0.360.030.360.04b0.430.040.460.12哈夫单位（ U ）83.684.3283.956.7785.526.6486.206.86蛋黄指数（ %）44.202.1645.270.2745.642.4545.822.62蛋黄相对重（ %）10.190.7610.810.8211.720.5411.710.62赐尔健在生长猪上的应用 浙江省农科院海宁试验猪场 日增重与料比初始重 （kg）结束重 （kg）平均日增重 （g）料比75mg/kg 金霉素40.7568.15685.13.23300g/t 速美肥39.1967.71713.03.0950

21、0g/t 赐尔健39.6770.28765.32.94抗菌肽在南美白对虾养殖中的应用9 / 13中国水产科学研究院珠江水产研究所深圳海水试验基地安康素对南美白对虾生长的影响试验结果平均初始体长平均初始体重平均终末体长平均终末体重（cm）（g）（cm）（g）对照组2.870.530.1680.1243.530.590.2500.150实验组2.890.530.1580.1383.730.690.3080.182日生长速度相对增重率（）饵料系数成活率（ %）对照组0.0030.000761.560.061.930.2186.557.99实验组0.00470.001191.850.161.680.4

22、295.001.70*攻毒试验结果试验天数 对照组死亡数实验组死亡数1002003004005426104718810 / 13抗菌肽在草鱼饲料中的应用效果试验苏州大学水产系生长速度分析各组生长速度组号初始重尾数结束重增重率 %瞬间生长率 %.d-1空白对照组232.545627.3170.181.245mg/kg 黄霉素组220.445604.4174.31.2620mg/kg 维吉尼 亚霉素组222.345625.7181.391.29400 克/吨赐尔健225.245633.6181.501.29500 克/吨赐尔健232.345660.3183.961.30饲料利用效率表 4 各组的饲

23、料系数组号饲料系数平均值空白对照组1.31黄霉素组1.28维吉尼亚霉素组1.21400 克/吨赐尔健1.25500 克/吨赐尔健1.21养殖成活率表 5 各养殖试验组成活率组号死鱼条数成活率%空白对照组980.00黄霉素组882.22维吉尼亚霉素组882.22400 克/吨赐尔健588.89500 克/吨赐尔健588.8911 / 13转氨酶活力表 6：各试验组草鱼血清和肝胰脏转氨酶活力（ u/ml ，u/g）GOTGPT（谷丙转氨酶）组号血清平均值肝胰脏平 均值血清平均值肝胰脏平均值空白对照组74.29186.35363.11741.02黄霉素组68.90192.92349.98747.07维吉尼亚霉素组59.49180.96359.15717.48400 克/吨赐尔健