高會(huì)軍

（盤(pán)山縣沙嶺動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，遼寧 盤(pán)錦 124100）

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全是涉及國(guó)計(jì)民生的大事。抓好全過(guò)程監(jiān)管是保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全的主要途徑，尤以生產(chǎn)環(huán)節(jié)至關(guān)重要，它是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)保障。在畜牧養(yǎng)殖飼料中持久添加抗生素所帶來(lái)的耐藥性和藥物殘留問(wèn)題，已成為制約飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的“瓶頸”。 細(xì)菌素（Bacteriocins）作為一類由微生物產(chǎn)生的具有抑菌活性的多肽或前體多肽類物質(zhì)，因其具有抗生素和益菌素雙重功效兼具高效、安全、無(wú)殘留、難產(chǎn)生抗藥性等特點(diǎn)，而受到業(yè)界的廣泛關(guān)注，并逐漸在飼料工業(yè)和畜禽養(yǎng)殖中得到廣泛應(yīng)用，很可能成為飼用抗生素的替代物。

1 細(xì)菌素的分類

細(xì)菌素的分類和術(shù)語(yǔ)自其被發(fā)現(xiàn)以來(lái)變化很快，主要分類用在大腸菌素上，首先依據(jù)大腸菌素的吸附特性進(jìn)行分類，然后依據(jù)免疫特性再分成亞類。由于許多細(xì)菌素已被詳細(xì)深入研究，因而有必要按照其抑菌譜進(jìn)行詳細(xì)分類，并由此建立了一套分類編碼術(shù)語(yǔ)，即產(chǎn)生細(xì)菌素的菌株編碼加細(xì)菌素的最初字母。例如大腸菌素CA23D指的是由大腸桿菌CA23代謝生成的大腸菌素D。Bradely于1967年根據(jù)細(xì)菌素的自然特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種分類準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則將細(xì)菌素按照分子量大小分為兩個(gè)大類：第一類是具有熱穩(wěn)定性、超速離心下不會(huì)沉淀、不能在電子顯微鏡下分辨出來(lái)的小分子；第二類是熱不穩(wěn)定、容易沉淀、可抑制胰蛋白酶活性、能在電子顯微鏡下分辨出來(lái)的大分子。

細(xì)菌素通常是指大腸菌素型的蛋白質(zhì)，而由革蘭氏陽(yáng)性菌生成的細(xì)菌素并不適合這種分類定義，其主要原因在于這類細(xì)菌素抗菌活性譜廣，作用機(jī)制受特殊受體調(diào)控，在溶菌酶作用下可提高分泌量。Tagg于1992年建議對(duì)細(xì)菌素進(jìn)行重新分類，考慮非大腸菌素類型特點(diǎn)的物質(zhì)，或在原有分類中加入細(xì)菌素類似物。Klaenhamer依據(jù)結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制、基因和生物化學(xué)特性，將細(xì)菌素分為4類。Cotter提出將細(xì)菌素分為2個(gè)大類，每一類再分成亞類（見(jiàn)表1）。

表1 細(xì)菌素分類Table 1 Bacteriocin classification

目前，細(xì)菌素分類尚沒(méi)有一個(gè)國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，但隨著人們對(duì)細(xì)菌素研究的不斷深入，其分類將日趨科學(xué)化、系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。

2 細(xì)菌素的作用方式

近年來(lái)，針對(duì)細(xì)菌素作用方式的研究多以細(xì)胞膜為靶點(diǎn)。鑒于絕大多數(shù)細(xì)菌素可引起細(xì)胞膜滲透而促使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏和質(zhì)子原動(dòng)力消失，故此類細(xì)菌素對(duì)敏感細(xì)胞具有一定的殺菌效果。試驗(yàn)表明，在受到物理或化學(xué)壓力發(fā)生破損的情況下，革蘭氏陰性菌會(huì)對(duì)細(xì)菌素敏感。這種革蘭氏陰性菌擁有一個(gè)由磷脂和脂多糖組成的附加層，附加層上的孔蛋白只允許分子量小于600 Da的分子自由進(jìn)出，而絕大多數(shù)分子無(wú)法滲入進(jìn)去。乳酸菌獲得的細(xì)菌素最小分子量約為3 kDa，故無(wú)法接觸到細(xì)胞質(zhì)膜。而乳酸菌素Nisin可滲入革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞質(zhì)膜并對(duì)其造成損壞，使敏感細(xì)胞氨基酸和陽(yáng)離子流出細(xì)胞膜囊，干擾細(xì)胞生物合成，最終導(dǎo)致跨膜電位消失，引起細(xì)胞死亡。

目前，細(xì)菌素的作用方式主要是通過(guò)吸附于敏感細(xì)菌并與其細(xì)胞膜上的特異蛋白受體結(jié)合，以及插入細(xì)胞膜或形成孔道2個(gè)途徑。

3 細(xì)菌素在飼料和養(yǎng)殖中的研究和應(yīng)用

由于細(xì)菌素具有抑菌活性和安全性而被作為食品添加劑，在食品行業(yè)得到較為廣泛的使用，但在飼料中應(yīng)用較少。隨著人們對(duì)細(xì)菌素安全性和功效研究的深入，以及對(duì)抗生素危害認(rèn)知程度的加深，細(xì)菌素有可能成為替代飼用抗生素的新一代添加劑產(chǎn)品。

細(xì)菌素因具有種類多、無(wú)毒、大部分基因位于質(zhì)粒上、分子量小、含修飾氨基酸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，而被認(rèn)為是基因工程、食品添加劑、蛋白質(zhì)工程、抑制病原菌和調(diào)節(jié)腸道菌群的好材料。鑒于大多細(xì)菌素的抗菌譜較窄，如果選用恰當(dāng)?shù)募?xì)菌素，既能防止動(dòng)物受某些腸道致病菌的危害，又不至于影響動(dòng)物腸道其他有益微生物。細(xì)菌素在飼料中的主要作用是防止飼料被沙門(mén)氏菌等致病菌污染及致病菌對(duì)動(dòng)物腸道產(chǎn)生危害，有與抗生素飼料添加劑相似的有益作用，可在飼料中廣泛應(yīng)用。

對(duì)細(xì)菌素的系統(tǒng)研究仍是當(dāng)前熱門(mén)方向。有關(guān)細(xì)菌素毒理的研究，國(guó)外起步較早。1973年，Shtenberg和Fowler等就對(duì)nisin的毒性進(jìn)行了相關(guān)研究；Reddy等分別用大鼠和家兔對(duì)nisin毒理進(jìn)行相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)nisin對(duì)家兔生產(chǎn)性能不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，對(duì)大鼠動(dòng)物體重及其他生理指標(biāo)沒(méi)有影響；Thomas等用家兔和小鼠進(jìn)行腹腔注射毒性試驗(yàn)，研究由銅綠假單胞菌產(chǎn)生的細(xì)菌素——綠膿菌素的毒性，沒(méi)有引起任何的死亡率或應(yīng)激，從而證實(shí)綠膿菌素這種細(xì)菌素毒性很小；Akihiro Hagiwara等用大鼠研究nisin A的安全性，證明其無(wú)毒。僅從研究結(jié)果看，細(xì)菌素對(duì)小型動(dòng)物的毒性很小，但對(duì)家禽、單胃動(dòng)物甚至人類是否產(chǎn)生毒性，有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)語(yǔ)

細(xì)菌素雖然具有抗生素的一些效果，但尚有一些科學(xué)問(wèn)題需要解答，如細(xì)菌素的長(zhǎng)效性、能否產(chǎn)生抗藥性，產(chǎn)生細(xì)菌素的有益菌生存、定殖情況等。隨著飼料中禁用抗菌素的呼聲越來(lái)越高，細(xì)菌素發(fā)展迎來(lái)了難得的契機(jī)。行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜覒?yīng)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，集中對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解釋和闡述，深入了解細(xì)菌素作用效果，加強(qiáng)細(xì)菌素應(yīng)用研究。