CN110946215A - 一种抗菌复合酶制剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗菌复合酶制剂及其应用。所述复合酶制剂包括葡萄糖氧化酶、β‑甘露聚糖酶和β‑葡聚糖酶。本发明提供的复合酶制剂对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和产气荚膜梭菌均具有良好的抑制效果，可作为饲料添加剂，同时可以促进动物的生长，绿色环保，生产方法简便，可替代抗生素使用。制备复合酶制剂所用的原料安全、绿色，具有良好的抑菌效果，能够显著提升畜禽的生产性能，具有较好的市场前景。

Description

一种抗菌复合酶制剂及其应用

技术领域

本发明属于饲料添加剂领域，具体地说，涉及一种抗菌复合酶制剂及其应用。

背景技术

自20世纪以来，抗生素、激素等的发现以及化学抗菌物质的合成并被广泛用作饲料添加剂，它们在畜禽生产与疫病防治、动物生长促进，以及提高畜禽产品的质量及人们生活水平等方面起到了不可或缺的作用，但同时由于这些添加剂的长期使用及滥用，其弊端逐渐显现，主要表现在：药物残留和毒性、过敏作用、耐药性、长期使用抗生素，扰乱了畜禽体内微生物系统中种群或群落间相互制约的格局，继而破坏其体内的微生态平衡，导致消化功能紊乱，引起各种消化道疾病，降低动物的免疫功能。在食用动物中限用、禁用抗生素生长促进剂己经成为大势所趋。因此寻找绿色、环保的抗生素替代物成为关注的焦点。

目前饲用抗生素替代物的研究主要有以下几种：微生态制剂、酶制剂、酸化剂和中草药及植物提取物，而关于酶制剂的研究又主要集中于降解饲料中抗营养因子，提高饲料营养物质消化率，提高生产性能等方面，对于酶制剂作为抗生素替代品的抗菌效果及其在动物应用中添加剂量研究报道较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够替代抗生素使用的抗菌复合酶制剂及其应用。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种抗菌复合酶制剂，所述抗菌复合酶制剂包括葡萄糖氧化酶、β-甘露聚糖酶和β-葡聚糖酶。

进一步地，所述抗菌复合酶制剂包括葡萄糖氧化酶400-1100U/g，β-甘露聚糖酶1000-5000U/g和β-葡聚糖酶1000-5000U/g。优选所述抗菌复合酶制剂包括葡萄糖氧化酶600-800U/g，β-甘露聚糖酶2000-3000U/g和β-葡聚糖酶2000-3000U/g。

本发明中，所述葡萄糖氧化酶来自于黑曲霉，β-甘露聚糖酶来自于黑曲霉，β-葡聚糖酶来自于里氏木霉。

抗菌复合酶制剂中各成分的作用如下：

葡萄糖氧化酶(GOD)能够专一的氧化分解葡萄糖成为葡萄糖酸和过氧化氢，同时消耗大量的氧气。酶解反应中产生的过氧化氢具有广谱抗菌作用，可以抑制大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等有害菌增殖；反应中产生的葡萄糖酸可以降低动物胃肠道内酸性，抑制致病菌的生长繁殖，有利于以乳酸菌为代表的益生菌的生长；反应消耗动物胃肠道中的氧气，营造厌氧环境，对需氧菌有抑制甚至杀灭的作用，有助于益生菌的增殖，因大部分肠道病原菌都是好氧菌，益生菌都是厌氧或兼性厌氧菌。

β-甘露聚糖酶属于半纤维素酶类，可将饲料原料中的甘露聚糖降解为甘露寡糖等低聚糖。饲料中的免疫原主要有抗原蛋白类和聚糖类，β-半乳甘露聚糖是饲料免疫原最常见的一种，它与病原相关分子模式PAMP相似，肠道上的模式识别受体和β-半乳甘露聚糖的PAMP结合引起免疫应激，引发肠道炎症，增加能量消耗。β-甘露聚糖酶的应用可以减少β-甘露聚糖引起的应激反应，维护肠道健康。同时降解产物甘露寡糖可通过与肠绒毛免疫细胞表面蛋白质受体相互作用，或通过干预存在于淋巴结和黏膜固有层记忆细胞上的信号系统进行免疫调节，激活巨噬细胞和嗜中性白血球，提高机体免疫能力，抵抗病原菌引起的疾病。

β-葡聚糖酶是一种内切酶，专一作用于β-葡聚糖的1,3及1,4糖苷键，能够有效分解麦类和谷类细胞壁，产生3-5个葡萄糖单位的低聚糖及葡萄糖，降低食糜黏度，释放营养成分。

使用葡萄糖氧化酶、β-甘露聚糖酶和β-葡聚糖酶配制复合酶，三种酶具有协同作用，可以相互促进，增强酶制剂抗菌促生长效果、提高机体免疫力。动物进食饲料后食糜及肠道内pH都会升高至5.5以上，酸性β-甘露聚糖酶的最适反应pH条件为4±0.5，葡萄糖氧化酶氧化分解的产物葡萄糖酸，可以降低动物进食后食糜及肠道内的pH值，提高β-甘露聚糖酶的活性，促进β-甘露聚糖酶的催化反应。β-葡聚糖酶的酶解产物为葡寡糖和葡萄糖，其降解产物可为葡萄糖氧化酶氧化分解反应提供底物，对葡萄糖氧化酶的抑菌起到增效的作用。

第二方面，本发明提供所述抗菌复合酶制剂的以下任一应用：

1)用于制备饲料添加剂；

2)用于制备抗菌剂；

3)用于动物养殖；

4)用于提高动物生长性能；

5)用于提高动物免疫力；

6)用于改善动物肠道菌群。

第三方面，本发明提供一种饲料添加剂，有效成分为所述抗菌复合酶制剂。

第四方面，本发明提供所述饲料添加剂在动物养殖中的应用。

当用于制备配合饲料时，所述抗菌复合酶制剂按照300-400g/吨饲料的添加量，直接加入饲料中，混合均匀即可。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：

(一)本发明提供的抗菌环保型复合酶制剂，由葡萄糖氧化酶、β-甘露聚糖酶和β-葡聚糖酶组成。该抗菌复合酶制剂可以用于制备猪预混料及配合饲料、鸡预混料及配合饲料、鸭预混料及配合饲料、鱼预混料及配合饲料。

(二)本发明提供的饲料添加剂是由微生物发酵的酶制剂混合制成，对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和产气荚膜梭菌均具有良好的抑制效果，同时可以促进动物的生长，绿色环保，生产方法简便，可替代抗生素使用。

(三)制备抗菌复合酶制剂所用的原料安全、绿色，具有良好的抑菌效果，能够显著提升畜禽的生产性能，可以作为药物添加剂的替代产品，具有较好的市场前景。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

以下实施例中，所述葡萄糖氧化酶来自于黑曲霉，购自白银赛诺生物科技有限公司；β-甘露聚糖酶来自于黑曲霉，购自北京挑战农业科技有限公司；β-葡聚糖酶来自于里氏木霉，购自白银赛诺生物科技有限公司。

实施例1抗菌环保型复合酶制剂

本实施例提供的抗菌环保型复合酶制剂由葡萄糖氧化酶、β-甘露聚糖酶和β-葡聚糖酶组成。各组成成分的含量如下：葡萄糖氧化酶500U/g，β-甘露聚糖酶2000U/g，β-葡聚糖酶2000U/g。上述复合酶制剂由各单酶制剂混合均匀制备而成。

实施例2抗菌环保型复合酶制剂

本实施例提供的抗菌环保型复合酶制剂由葡萄糖氧化酶、β-甘露聚糖酶和β-葡聚糖酶组成。各组成成分的含量如下：葡萄糖氧化酶600U/g，β-甘露聚糖酶3000U/g，β-葡聚糖酶3000U/g。上述复合酶制剂由各单酶制剂混合均匀制备而成。

实施例3抗菌环保型复合酶制剂

本实施例提供的抗菌环保型复合酶制剂由葡萄糖氧化酶、β-甘露聚糖酶和β-葡聚糖酶组成。各组成成分的含量如下：葡萄糖氧化酶700U/g，β-甘露聚糖酶3000U/g，β-葡聚糖酶3000U/g。上述复合酶制剂由各单酶制剂混合均匀制备而成。

实验例1抗菌复合酶制剂体外抑菌试验

分别取实施例1-3中制备的复合酶制剂和市面上常见的兽药预混剂10％金霉素及4％黄霉素，采用牛津杯法，通过检测抑菌圈的大小来检验复合酶制剂的抑菌效果。试验菌株为大肠杆菌1C83549、大肠杆菌2C83644、金黄色葡萄球菌ATCC6538、沙门氏菌C500、产气荚膜梭菌C57-1、巴氏杆菌C48-3。复合酶制剂和抗生素的含量均按照在饲料中的实际添加量配制，实施例1-3、10％金霉素及4％黄霉素的浓度分别为300mg/L，300mg/L、300mg/L、500mg/L、100mg/L。

表1抗菌复合酶制剂体外抑菌效果

抑菌圈直径(mm)	实施例1	实施例2	实施例3	10％金霉素	4％黄霉素
						饲料中添加量(g/t)	300	300	300	500	100
大肠杆菌1	10.8	10.9	11.1	10.8	9.8
						大肠杆菌2	14.0	14.2	14.5	13.5	12.5
金黄色葡萄球菌	15.2	15.1	15.6	13.4	15.4
						沙门氏菌	13.4	13.6	14.2	14.5	11.1
产气荚膜梭菌	13.6	13.4	13.7	11.3	13.9
						巴氏杆菌	15.5	15.7	15.8	14.8	13.1

结果如表1所示，实施例1-3的复合酶制剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、产气荚膜梭菌及巴氏杆菌均有较好的抑制效果。其中，实施例1-3对大肠杆菌2和巴氏杆菌的抑菌效果均优于抗生素组，实施例1-3对大肠杆菌1和沙门氏菌的抑菌效果与10％金霉素组效果相差不大，优于4％黄霉素组，实施例1-3对金黄色葡萄球菌和产气荚膜梭菌的抑菌效果与4％黄霉素组效果相当，优于10％金霉素组。

实验例2复合酶制剂在肉鸡日粮中替代抗生素的应用效果

试验选择1500只1日龄健康肉雏鸡，随机分成5个组(4个试验组和1个空白组)，每组10重复，每个重复30只鸡。空白组为基础日粮组，不添加实施例1-3中的复合酶制剂和任何抗生素，试验1-3组在基础日粮中分别按照300g/吨饲料添加实施例1-3中的复合酶制剂，试验4组(对比例)在基础日粮中按照500g/吨饲料添加10％金霉素，试验周期为42天，试验过程中自由采食和饮水。试验结果如表2所示：

表2添加抗菌复合酶制剂对肉鸡生长及肠道菌群的影响

由表2可以看出，实施例1、实施例2和实施例3与空白组相比，在日增重、料肉比及死淘率率等方面都有不同程度的改善，三个实施例中，实施例2、实施例3与对比例抗生素组相比，日增重、料肉比及死淘率均优于对比例。实施例1与对比例在日增重、料肉比上相差不大。实施例1、2、3均能够显著降低肉鸡肠道中大肠杆菌和沙门氏菌的数量。从上述试验结果可以看出，实施例1-3制备的复合酶制剂均有一定的抗菌促生长的作用，并且实施例2和实施例3的复合酶制剂已经达到超过了对比例的养殖效果，可以替代使用。

实验例3复合酶制剂在仔猪日粮中替代抗生素的应用效果

试验选择平均体重为8.4Kg的健康杜×长×大三元杂交仔猪180头，经统计分析体重差异不显著。随机分成5个组(4个试验组和1个空白组)，每组6重复，每个重复6头猪。空白组为基础日粮组，不添加实施例1-3的复合酶制剂和任何抗生素，试验组1-3在基础日粮中分别按照300g/吨饲料添加实施例1-3的复合酶制剂，试验组4(对比例)在基础日粮中按照100g/吨饲料添加50％喹烯酮，试验周期为35天，试验过程中自由采食和饮水。试验结果如表3所示：

表3添加抗菌复合酶制剂对仔猪生长的影响

由表3可以看出，实施例1、实施例2和实施例3与空白组相比，在日增重、料肉比及腹泻率等方面都有不同程度的改善，三个实施例中，实施例2与对比例相比，日增重、料肉比及腹泻率数据相当，实施例3优于对比例。实施例1、2、3均能够显著降低仔猪粪便中大肠杆菌的数量。从上述试验结果可以看出，实施例1-3制备的复合酶制剂均有一定的抗菌促生长的作用，并且实施例2和实施例3的复合酶制剂已经达到超过了对比例的养殖效果，可以替代药物使用。

实验例4不同酶制剂在肉鸡中的应用效果对比

试验选择2100只1日龄健康肉雏鸡，随机分成7个组，每组10个重复，每个重复30只鸡。试验1-7组中分别在基础日粮中按照300g/吨饲料添加复合酶制剂，复合酶制剂成分组成见表4，第7组复合酶制剂使用实施例2中制备的复合酶制剂。试验周期为42天，试验过程中自由采食和饮水。试验结果如表4所示：

表4添加不同比例的酶制剂对肉鸡生长及肠道菌群的影响

由表4可以看出，在肉鸡饲料中添加实施例2的复合酶制剂(即由三种酶复配而成的复合酶制剂)，无论在日增重、料肉比还是肠道菌群的数量等方面均优于使用高剂量单一酶制剂的试验组或使用两种酶制剂复合的试验组。上述试验结果表明，本发明的复合酶制剂在抑菌促生长方面起到协同增效作用。

本发明提供的抗菌复合酶制剂产品，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和产气荚膜梭菌等致病菌均有较好的抑菌效果。在动物试验方面，通过本发明产品与基础日粮相比，对肉鸡和断奶仔猪均显著改善了料肉比、日增重、死淘率、腹泻率等主要生产性能指标。同时复合酶制剂具有协同作用，提高抗菌促生长效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种抗菌复合酶制剂，其特征在于，所述抗菌复合酶制剂包括葡萄糖氧化酶、β-甘露聚糖酶和β-葡聚糖酶。

2.根据权利要求1所述的抗菌复合酶制剂，其特征在于，所述抗菌复合酶制剂包括葡萄糖氧化酶400-1100U/g，β-甘露聚糖酶1000-5000U/g和β-葡聚糖酶1000-5000U/g。

3.根据权利要求2所述的抗菌复合酶制剂，其特征在于，所述抗菌复合酶制剂包括葡萄糖氧化酶600-800U/g，β-甘露聚糖酶2000-3000U/g和β-葡聚糖酶2000-3000U/g。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抗菌复合酶制剂，其特征在于，所述葡萄糖氧化酶来自于黑曲霉，β-甘露聚糖酶来自于黑曲霉，β-葡聚糖酶来自于里氏木霉。

5.权利要求1-4任一项所述抗菌复合酶制剂的以下任一应用：

1)用于制备饲料添加剂；

2)用于制备抗菌剂；

3)用于动物养殖；

4)用于提高动物生长性能；

5)用于提高动物免疫力；

6)用于改善动物肠道菌群。

6.饲料添加剂，其特征在于，有效成分为权利要求1-4任一项所述复合酶制剂。

7.权利要求6所述饲料添加剂在动物养殖中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，饲料添加剂的用量为每吨饲料中加入300-400g。