細(xì)菌素(Bacteriocin)由于其種類多、無毒、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，被認(rèn)為是分子遺傳、基因工程、蛋白質(zhì)工程、食品添加劑、化妝品、皮膚保健、抑制病原菌和調(diào)節(jié)腸道菌群的好材料。隨著飼料中益生菌的推廣使用和人們對飼料衛(wèi)生的重視，細(xì)菌素在飼料中將會得到廣泛的應(yīng)用。
1、 細(xì)菌素的研究進展細(xì)菌素是20世紀(jì)20年代中期Gratia（1946)對大腸桿菌V菌株抑制Φ菌株現(xiàn)象進行研究時發(fā)現(xiàn)的，以后Gratia和Fredericq對V菌株產(chǎn)生的抑制物質(zhì)進行分離，發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)類似于噬菌體，但不能夠自主復(fù)制，F(xiàn)rdeericq（1957)將其稱為大腸菌素。由于許多細(xì)菌能夠產(chǎn)生類似的物質(zhì)，Jacob(1953)將這類物質(zhì)稱為細(xì)菌素。細(xì)菌素一般定義為:由細(xì)菌產(chǎn)生的通常只作用于與產(chǎn)生菌同種或親緣關(guān)系很近的種的其他菌株的一種蛋白類抗菌物質(zhì)。它是一種多肽或多肽與糖及脂的復(fù)合物，但許多廣譜細(xì)菌素的發(fā)現(xiàn)，使得細(xì)菌素的概念得到了擴大。目前國內(nèi)外對細(xì)菌素的研究較深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十種細(xì)菌素，已被鑒定的細(xì)菌素有Nisin、Lactacin、Lactocin、Helveticin、Fermenticin、Sakecin、Lacticin、Plantacin、Subticin等(楊潔彬等，1996)，其中已被廣泛應(yīng)用的是乳酸鏈球菌素(Nisin)，也稱尼生素。Klaenhammer把細(xì)菌素分為兩類，一類是僅對相關(guān)菌有抑制作用的窄抗菌譜細(xì)菌素;另一類是具有廣譜抗菌活性的細(xì)菌素，它們對致病菌如肉毒梭菌、利斯特菌等都有抑制作用。由嗜酸乳桿菌產(chǎn)生的一種廣譜蛋白質(zhì)細(xì)菌素，對沙門氏菌、志賀氏菌和假單孢菌都有抑菌作用。對細(xì)菌素產(chǎn)生菌的研究，目前主要集中在乳酸菌。乳酸菌幾乎每個屬中的每個種，甚至每一株菌能產(chǎn)生幾種細(xì)菌素。乳酸乳球菌產(chǎn)生的Nisin對鏈球菌、葡萄球菌、芽孢桿菌中的一些種、梭菌及其他乳酸菌有抑制作用;嗜酸乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素對乳桿菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜熱鏈球菌有抑制作用。Honso(1977)報道了嗜酸乳桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素，能抑制大腸桿菌的脫氧核糖核酸(DNA)合成。從枯草芽孢桿菌中提取出了枯草菌素(subticin)，它是一種環(huán)多肽，能抑制真菌但對細(xì)菌作用很小。Torri等分離的糞腸球菌(E·faecalis)和糞腸球菌(E·faecium)產(chǎn)生的細(xì)菌素能抑制單孢增生利斯特菌（L·monocytogenes)和酪丁酸梭菌(Clostridium tyroburicum)等病原菌和污染菌。細(xì)菌素在飼料中也具有一定的應(yīng)用前景。細(xì)菌素除含一些拮抗物質(zhì)外，也包含其他一些有益的物質(zhì)，但目前對這些物質(zhì)并不是十分清楚，應(yīng)當(dāng)對細(xì)菌素產(chǎn)生的機理、影響因素等方面進行深入研究。
2 、細(xì)菌素與抗生素細(xì)菌素與抗生素都由微生物產(chǎn)生，用量都很小，都具有一定的抗菌譜，能較強地抑制甚至殺死其他微生物。如在食品中加入十萬分之幾到萬分之幾的Nisin，就足以抑制許多革蘭氏陽性菌的生長和繁殖。因為細(xì)菌素具有與抗生素相似的一些性質(zhì)和作用，因此細(xì)菌素最初甚至被認(rèn)為就是抗生素。但是細(xì)菌素和抗生素是有區(qū)別的。抗生素是某些微生物通過酶促反應(yīng)將初級代謝物轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性的次級代謝物，諸如短桿菌肽S等，通過酶促反應(yīng)把氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物。而Nisin等細(xì)菌素則需要通過核糖體來合成，是真正的蛋白質(zhì)類物質(zhì)。細(xì)菌素與抗生素的根本差別是:大部分細(xì)菌素只對近緣關(guān)系的細(xì)菌有損害作用，而且無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性，同時也不污染環(huán)境。因此，細(xì)菌素的使用，可以部分減少甚至取代抗生素的使用。
3、細(xì)菌素在飼料中的應(yīng)用及展望細(xì)菌素目前廣泛使用于食品中，飼料中應(yīng)用較少。細(xì)菌素在飼料中要廣泛使用，必須具有安全性和有效性。Bhunia等（1991)用細(xì)菌素Pediocin AcH對小鼠和兔分別進行皮下注射、靜脈注射和腹腔注射，在免疫研究時發(fā)現(xiàn)，Pediocin AcH沒有產(chǎn)生任何不良反應(yīng)和致死作用。細(xì)菌素在食品上的直接使用，也說明了細(xì)菌素對動物和人類是安全的。 細(xì)菌素在飼料中的應(yīng)用可以有兩個方面:1）防止飼料本身被沙門氏菌等致病菌污染;2）作為飼料添加劑，防止致病菌對動物腸道的危害。由于細(xì)菌素大多抗菌譜比較窄，因此選擇恰當(dāng)?shù)募?xì)菌素既可以防止動物受某些腸道致病菌的危害，而又不至于影響動物腸道其他有益微生物。產(chǎn)生細(xì)菌素的益生菌類乳酸菌，尤其乳桿菌是動物腸道中的優(yōu)勢菌，這些益生菌產(chǎn)生的細(xì)菌素可以對宿主動物胃腸道進行生態(tài)調(diào)節(jié)。隨著益生菌在動物諸如豬、狗、牛胃腸疾病防治方面研究的深入，益生菌的作用，已被越來越多的人們所接受。目前美國飼料益生菌銷售額己超過3 000萬美元，主要菌種為嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌。但是益生菌的作用效果，并不如預(yù)期的那樣理想，這主要是對益生菌的作用機理還不太清楚，從而在選擇菌種方面存在一定的盲目性。因為決定腸道優(yōu)勢菌的因素，不僅取決于菌種的產(chǎn)酸能力，而且還與菌種是否產(chǎn)生細(xì)菌素等因素有關(guān)，尤其與菌種的宿主專一性有很大關(guān)系。研究腸道微生物類群與細(xì)菌素的關(guān)系，可以更有效地選擇益生菌菌種，使它們能更好地定植于腸道系統(tǒng)中，發(fā)揮出更多的功效。我國于1994年批準(zhǔn)使用的益生菌有6種:芽孢桿菌、乳酸桿菌、糞鏈球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸桿菌和糞鏈球菌為腸道正常微生物，芽孢仟菌具有較高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，可明顯提高動物生長速度和飼料利用率，于是許多生產(chǎn)廠家將這些菌配合起來進行使用，但是配合以后菌體活性是否受影響卻并沒有作深入研究。據(jù)報道(Rogers,1928)，乳酸桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素Nisin的抗菌譜中，就包括糞鏈球菌和芽孢桿菌中的一些種，特別是它抑制芽孢的形成，在乳酸桿菌與一些糞鏈球菌和芽抱桿菌聯(lián)合使用時，極有可能產(chǎn)生頡抗作用。因此研究細(xì)菌素的作用機理，對研究益生菌之間的關(guān)系也很有幫助。細(xì)菌素不僅具有與抗生素飼料添加劑相似的有益作用，而且無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性，同時也不污染環(huán)境，所以細(xì)菌素將會在飼料中得到廣泛應(yīng)用。
1、 細(xì)菌素的研究進展細(xì)菌素是20世紀(jì)20年代中期Gratia（1946)對大腸桿菌V菌株抑制Φ菌株現(xiàn)象進行研究時發(fā)現(xiàn)的，以后Gratia和Fredericq對V菌株產(chǎn)生的抑制物質(zhì)進行分離，發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)類似于噬菌體，但不能夠自主復(fù)制，F(xiàn)rdeericq（1957)將其稱為大腸菌素。由于許多細(xì)菌能夠產(chǎn)生類似的物質(zhì)，Jacob(1953)將這類物質(zhì)稱為細(xì)菌素。細(xì)菌素一般定義為:由細(xì)菌產(chǎn)生的通常只作用于與產(chǎn)生菌同種或親緣關(guān)系很近的種的其他菌株的一種蛋白類抗菌物質(zhì)。它是一種多肽或多肽與糖及脂的復(fù)合物，但許多廣譜細(xì)菌素的發(fā)現(xiàn)，使得細(xì)菌素的概念得到了擴大。目前國內(nèi)外對細(xì)菌素的研究較深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十種細(xì)菌素，已被鑒定的細(xì)菌素有Nisin、Lactacin、Lactocin、Helveticin、Fermenticin、Sakecin、Lacticin、Plantacin、Subticin等(楊潔彬等，1996)，其中已被廣泛應(yīng)用的是乳酸鏈球菌素(Nisin)，也稱尼生素。Klaenhammer把細(xì)菌素分為兩類，一類是僅對相關(guān)菌有抑制作用的窄抗菌譜細(xì)菌素;另一類是具有廣譜抗菌活性的細(xì)菌素，它們對致病菌如肉毒梭菌、利斯特菌等都有抑制作用。由嗜酸乳桿菌產(chǎn)生的一種廣譜蛋白質(zhì)細(xì)菌素，對沙門氏菌、志賀氏菌和假單孢菌都有抑菌作用。對細(xì)菌素產(chǎn)生菌的研究，目前主要集中在乳酸菌。乳酸菌幾乎每個屬中的每個種，甚至每一株菌能產(chǎn)生幾種細(xì)菌素。乳酸乳球菌產(chǎn)生的Nisin對鏈球菌、葡萄球菌、芽孢桿菌中的一些種、梭菌及其他乳酸菌有抑制作用;嗜酸乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素對乳桿菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜熱鏈球菌有抑制作用。Honso(1977)報道了嗜酸乳桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素，能抑制大腸桿菌的脫氧核糖核酸(DNA)合成。從枯草芽孢桿菌中提取出了枯草菌素(subticin)，它是一種環(huán)多肽，能抑制真菌但對細(xì)菌作用很小。Torri等分離的糞腸球菌(E·faecalis)和糞腸球菌(E·faecium)產(chǎn)生的細(xì)菌素能抑制單孢增生利斯特菌（L·monocytogenes)和酪丁酸梭菌(Clostridium tyroburicum)等病原菌和污染菌。細(xì)菌素在飼料中也具有一定的應(yīng)用前景。細(xì)菌素除含一些拮抗物質(zhì)外，也包含其他一些有益的物質(zhì)，但目前對這些物質(zhì)并不是十分清楚，應(yīng)當(dāng)對細(xì)菌素產(chǎn)生的機理、影響因素等方面進行深入研究。
2 、細(xì)菌素與抗生素細(xì)菌素與抗生素都由微生物產(chǎn)生，用量都很小，都具有一定的抗菌譜，能較強地抑制甚至殺死其他微生物。如在食品中加入十萬分之幾到萬分之幾的Nisin，就足以抑制許多革蘭氏陽性菌的生長和繁殖。因為細(xì)菌素具有與抗生素相似的一些性質(zhì)和作用，因此細(xì)菌素最初甚至被認(rèn)為就是抗生素。但是細(xì)菌素和抗生素是有區(qū)別的。抗生素是某些微生物通過酶促反應(yīng)將初級代謝物轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性的次級代謝物，諸如短桿菌肽S等，通過酶促反應(yīng)把氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物。而Nisin等細(xì)菌素則需要通過核糖體來合成，是真正的蛋白質(zhì)類物質(zhì)。細(xì)菌素與抗生素的根本差別是:大部分細(xì)菌素只對近緣關(guān)系的細(xì)菌有損害作用，而且無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性，同時也不污染環(huán)境。因此，細(xì)菌素的使用，可以部分減少甚至取代抗生素的使用。
3、細(xì)菌素在飼料中的應(yīng)用及展望細(xì)菌素目前廣泛使用于食品中，飼料中應(yīng)用較少。細(xì)菌素在飼料中要廣泛使用，必須具有安全性和有效性。Bhunia等（1991)用細(xì)菌素Pediocin AcH對小鼠和兔分別進行皮下注射、靜脈注射和腹腔注射，在免疫研究時發(fā)現(xiàn)，Pediocin AcH沒有產(chǎn)生任何不良反應(yīng)和致死作用。細(xì)菌素在食品上的直接使用，也說明了細(xì)菌素對動物和人類是安全的。 細(xì)菌素在飼料中的應(yīng)用可以有兩個方面:1）防止飼料本身被沙門氏菌等致病菌污染;2）作為飼料添加劑，防止致病菌對動物腸道的危害。由于細(xì)菌素大多抗菌譜比較窄，因此選擇恰當(dāng)?shù)募?xì)菌素既可以防止動物受某些腸道致病菌的危害，而又不至于影響動物腸道其他有益微生物。產(chǎn)生細(xì)菌素的益生菌類乳酸菌，尤其乳桿菌是動物腸道中的優(yōu)勢菌，這些益生菌產(chǎn)生的細(xì)菌素可以對宿主動物胃腸道進行生態(tài)調(diào)節(jié)。隨著益生菌在動物諸如豬、狗、牛胃腸疾病防治方面研究的深入，益生菌的作用，已被越來越多的人們所接受。目前美國飼料益生菌銷售額己超過3 000萬美元，主要菌種為嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌。但是益生菌的作用效果，并不如預(yù)期的那樣理想，這主要是對益生菌的作用機理還不太清楚，從而在選擇菌種方面存在一定的盲目性。因為決定腸道優(yōu)勢菌的因素，不僅取決于菌種的產(chǎn)酸能力，而且還與菌種是否產(chǎn)生細(xì)菌素等因素有關(guān)，尤其與菌種的宿主專一性有很大關(guān)系。研究腸道微生物類群與細(xì)菌素的關(guān)系，可以更有效地選擇益生菌菌種，使它們能更好地定植于腸道系統(tǒng)中，發(fā)揮出更多的功效。我國于1994年批準(zhǔn)使用的益生菌有6種:芽孢桿菌、乳酸桿菌、糞鏈球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸桿菌和糞鏈球菌為腸道正常微生物，芽孢仟菌具有較高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，可明顯提高動物生長速度和飼料利用率，于是許多生產(chǎn)廠家將這些菌配合起來進行使用，但是配合以后菌體活性是否受影響卻并沒有作深入研究。據(jù)報道(Rogers,1928)，乳酸桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素Nisin的抗菌譜中，就包括糞鏈球菌和芽孢桿菌中的一些種，特別是它抑制芽孢的形成，在乳酸桿菌與一些糞鏈球菌和芽抱桿菌聯(lián)合使用時，極有可能產(chǎn)生頡抗作用。因此研究細(xì)菌素的作用機理，對研究益生菌之間的關(guān)系也很有幫助。細(xì)菌素不僅具有與抗生素飼料添加劑相似的有益作用，而且無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性，同時也不污染環(huán)境，所以細(xì)菌素將會在飼料中得到廣泛應(yīng)用。
