杆菌肽类饲料添加剂在畜禽养殖中的应用

摘要:杆菌肽作为抗菌饲料添加剂使用已经有50多年的历史了,本文主要杆菌肽锌和亚甲基水杨酸抗生素类饲料添加剂的药理作用、毒性安全、动物保健效果、国内外生产使用情况等方面进行了综述。
关键词:杆菌肽锌;亚甲基水杨酸杆菌肽;抗生素;饲料添加剂
杆菌肽是1945年由美国哥伦比亚大学Johnson首次从感染伤口中发现的,是由枯草芽孢杆菌(BacillusSubtilis)分泌产生的一种产物。早在1960年,美国批准杆菌肽作为饲料添加剂使用,1990年中国批准其可作为饲料添加剂使用,杆菌肽作为畜禽促生长剂使用已有50多年的历史了。到目前为止,由于杆菌肽在动物保健中促进具有动物生长,抑制动物肠道中有害微生物的生长、提高机体免疫能力方面的作用,在动物中无休药期、几乎无毒、对敏感菌无耐药性、在土壤中易降解等特点,使其在国内外被广泛使用在畜禽养殖业中。

1杆菌肽的理化性质
杆菌肽为白色和近白色易吸湿的粉末,易溶于水和乙醇中,是一种环状多肽类坑生素,主要由地衣芽孢杆菌(BacillusLicheniformis)和枯草芽孢杆菌(BacillusSubtilis)产生。杆菌肽由一组结构类似的多肽复合物组成,结构类似物主要有杆菌肽A、B1、B2、B3,杆菌肽C1、C2、C3和杆菌肽F,杆菌肽F为杆菌肽A的氧化降解产物。杆菌肽A、B1、B2和B3占杆菌肽复合物总抗菌活性的96%,其中杆菌肽A的活性最强,杆菌肽A的分子量为1422.72,杆菌肽B的分子量为1408.69。杆菌肽由12个氨基酸组成,其基本结构为一个环状结构(7个氨基酸)和一个链状结构(5个氨基酸)。

2杆菌肽的药理作用
杆菌肽对大多数革兰氏阳性菌如链球菌(Streptococcus)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、肠球菌(Enterococci)、沙门氏菌(Salmonella)、梭状芽孢杆菌(Clostridium)、棒状杆菌(Corynebacterium)等具有抑菌活性。此外,杆菌肽还对放线体和螺旋体也有效果。
耐药性因子(Resistencefactor)是存在于某些细菌的一种质粒,由相连的两个DNA片段组成,即抗性转移因子(ResistenceTransforFactor,RTF)和抗性决定R因子(R-determinant)。抗性决定R因子决定细菌的抗性,RTF控制质粒的转移,质粒发生转移,细菌的抗性随之改变。Mathers(2008)研究表明,杆菌肽锌和亚甲基水杨酸杆菌肽在浓度100-500ppm时可有效地抑制E.coliHB101中的质粒的抗性转移[1]。
通常,杆菌肽需与金属离子如锌离子(Zn2+)或亚甲基水杨酸(MethyleneDisalicylate)络合形成络合物后增加杆菌肽的稳定性。RicharH等(1961)等研究表明,锌离子与杆菌肽络合后还可增加杆菌肽的活性[2]。因此杆菌肽作为饲料添加剂使用,主要有杆菌肽锌和亚甲基水杨酸杆菌肽两种形式。
Siewert(1987)研究表明,杆菌肽锌和亚甲基水杨酸杆菌肽的抑菌机理为:杆菌肽为类脂质焦磷酸的特异性抑制剂,能抑制细菌细胞肇合成阶段的脱磷酸化作用,影响磷脂的转运及向细胞壁支架输送黏肽,从而抑制细菌细胞壁的合成[3]。
杆菌肽锌和亚甲基水杨酸杆菌肽进入动物消化道后,在体内分解成杆菌肽、锌离子或亚甲基水杨酸,锌离子或亚甲基水杨酸被吸收利用,杆菌肽几乎不被动物肠道、皮肤、肠粘膜所吸收[4],大部分随粪便排出体外,少量被吸收的杆菌肽通过肾小球滤过作用排出体外[5],FDA规定其休药期为0天。FDA(1999)资料显示,饲喂小鸡1100ppm亚甲基水杨酸杆菌肽8周和产蛋鸡5个月,在鸡组织、蛋清和蛋黄中未检出杆菌肽残留[6]。由于杆菌肽对肾脏有较高的毒性,杆菌肽锌和亚甲基水杨酸杆菌肽不易全身给药,注射时毒性更大。

3毒理与安全
研究结果表明,杆菌肽锌对大鼠口服LD50为10000mg/kg,对小鼠为大于12500mg/kg,实为无毒;对小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验、睾丸染色体畸变试验及Ames试验,结果均为阴性[7]。
在环境安全上:FDA(1998)资料显示,用57.5ppm和104ppm杆菌肽锌饲喂鱼110天,未发现有副作用,鱼组织中未检测出杆菌肽残留;在每吨猪或鸡饲料中添加500克杆菌肽锌或亚甲基水杨酸杆菌肽,猪和鸡随粪便排出的杆菌肽的半衰期为2-4天,在自然条件下,降解成氨基酸和盐类物质,杆菌肽A氧化降解为几乎无活性的杆菌肽F,对土壤的微生态环境几乎无影响;杆菌肽对昆虫的毒性极低,饲喂米象甲幼虫(Rice-weevillarvae)20000ppm的杆菌肽才表现出低毒性[8]。饲喂动物杆菌肽后,可减少对环境不利的温室气体N2O等氮源排放[9]。另外,杆菌肽对细菌不会产生耐药性,与其他抗生素共用时不会产生交叉耐药性。

4杆菌肽锌和亚甲基水杨酸杆菌肽的在畜禽中的应用效果
杆菌肽锌和亚甲基水杨酸杆菌肽应用在畜禽养殖中主要作用有:(1)对患病动物的治疗作用;(2)预防动物疾病的感染;(3)提高饲料转化率和促进动物生长。
杆菌肽锌和亚甲基水杨酸杆菌肽通过调控动物肠道微生物菌群发挥作

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