二甲基砜在寵物飼料中的應用

王煥斌，楊 平，劉敏杰，齊德生

（華中農業(yè)大學動物科學技術學院 動物營養(yǎng)與飼料科學系，武漢 430070）

二甲基砜（Methyl sulfonyl methane，MSM）又稱甲基磺酰甲烷，是環(huán)境中的一種天然成分，在動植物和人類的生命活動中扮演著非常重要的角色[1]。它既是自然界中硫循環(huán)的一部分，又是環(huán)境中二甲基亞砜（DMSO）的氧化產物[2]。據相關研究報道，二甲基砜具有抗炎[3]、抗氧化[4]及治療胃腸、皮膚疾病以、提高免疫力[5]等功效。國外學者利用其獨特的功效，將其廣泛應用于保健品的開發(fā)中。我國雖是二甲基砜的生產和出口大國，但目前國內對于二甲基砜的利用程度較低，大部分二甲基亞砜都是以廉價原材料的形式直接對外銷售。近年來，隨著寵物行業(yè)的不斷發(fā)展，寵物在生活中扮演著越來越重要的作用。那么二甲基砜是否能夠作為一種寵物飼料添加劑，亦或者寵物保健品投入使用呢？這需要進一步探究。因此，本文就二甲基砜的理化性質、生物學功能以及二甲基砜在食品動物中的使用情況和二甲基砜在寵物飼料中的應用前景展開論述，以期待能為二甲基砜的開發(fā)利用提供參考和幫助。

1 二甲基砜簡介

二甲基砜又稱為甲基磺酰甲烷，亦稱為二甲砜，是一種含硫化合物，其化學式為（CH3）2SO2，分子結構中含有兩個甲基和雙鍵氧原子[6]，其詳細的分子結構見圖1[7]。常溫狀態(tài)下，二甲基砜為白色、無味晶體，味道微苦。二甲基砜熔點為109℃，沸點為238℃，易溶于水、甲醇和乙醇，微溶于醚和氯仿[1]。

圖1 二甲基砜分子結構

二甲基砜大量存在于大氣、海洋、陸地、動植物以及人體中，常見的飼料以及食品中二甲基砜的含量見表1[8]，二甲基砜參與動物體內多種含硫化合物的合成，對維持生命活動的正常進行具有重要意義[9]。有相關研究稱，正常的成年人體內每天會有0.25 mg·kg-1左右的二甲基砜參與體內的循環(huán)，3.70～10.70 mg的二甲基砜隨尿液排出[7]，因此，人們需要攝入足夠的二甲基砜以維持體內的平衡。二甲基砜的合成途徑很多，自然界中存在的二甲基砜絕大部分都來源于二甲基硫。環(huán)境中的二甲基硫在氧氣和紫外線的作用下首先合成了二甲基亞砜，然后二甲基亞砜進一步被氧化而形成最終產物二甲基砜[5]。在實際生產過程中，則多是采用強氧化劑直接氧化二甲基亞砜以大量制取二甲基砜[6]。

表1 常見的飼料以及食品中二甲基砜含量mg·kg-1

2 二甲基砜的生物學功能

2.1 抗炎癥作用

炎癥是機體對不良刺激的一種應答反應[10]。通常情況下是受機體調控并對機體有利的。當機體受到低強度的持續(xù)不良刺激時，炎癥就會變成不可控狀態(tài)，對機體造成損傷[11]。據相關研究報道，二甲基砜對炎癥有顯著的抑制效果[12]。二甲基砜對NFκB信號通路介導的炎癥具有抑制作用[13]，它能降低B細胞的轉錄活性[14]，抑制NF-κB的p65亞基向細胞核的移位，阻斷NF-κB抑制劑的降解[15]。余偉等[12]利用小鼠作為試驗動物，研究發(fā)現(xiàn)二甲基砜能夠抑制小鼠體內炎癥因子的分泌，促進抗炎因子的表達。國外K.Amirshahrokhi等[16]利用大鼠作為試驗動物，研究發(fā)現(xiàn)二甲基砜對結腸炎也有很好的治療效果。

2.2 抗氧化作用

抗氧化就是抗氧化自由基的簡稱，其原理是直接或者間接地作用在氧化自由基上，以削弱自由基對細胞的氧化攻擊，從而防止細胞進一步產生病理變化[17]。一般來說，機體抗氧化水平的高低與動物的健康狀態(tài)呈正相關。機體抗氧化水平越高，則表明動物的健康狀態(tài)越佳；反之，機體抗氧化水平越低，則表明動物身體健康狀態(tài)不佳。通常情況下，動物機體內都具有一套完整的抗氧化系統(tǒng)，維持著體內氧化水平的穩(wěn)定[18]。有相關研究表明，二甲基砜有清除機體活性氧以及抑制活性氧產生的功能[19]，而且在一些動物試驗上都已經被證實[20-22]。

2.3 維持健康、預防疾病

二甲基砜是動物體中有機硫的主要供體，而有機硫又是機體內很多活性物質得重要組分，因此二甲基砜具有提高細胞的活性，維持細胞正常生理及預防疾病等作用。由于二甲基砜還具有加強血液循環(huán)、軟化組織以及疏通血管、保養(yǎng)皮膚等功效，國外部分國家已將其開發(fā)成了一種保健品，并取得了較好的療效[6]。此外，還有相關文獻報道稱二甲基砜具有治療關節(jié)炎、胃腸疾病、水土不服以及過敏等功能[5]。

3 二甲基砜在食品動物中的研究

二甲基砜多是以一種飼料添加劑的形式在食品動物上進行研究，劉慧芳[7]利用肉鴨作為試驗動物，研究發(fā)現(xiàn)二甲基砜能夠顯著提高肉鴨體內的胰島素和促生長激素的水平以及飼料轉化效率，促進了肉鴨的生長發(fā)育，降低了肉鴨的腹脂率，使鴨的屠宰性能得到提升。同時還能降低肉鴨體內丙二醛（MDA）的含量，提高其抗氧化能力。但與此同時，嚴夢等[23]報道二甲基砜對肉鴨的生長性能沒有顯著影響，兩者試驗結果不一致，這可能與一些客觀因素有關，例如試驗動物的生理狀態(tài)以及環(huán)境條件等。范京輝[24]也報道了二甲基砜在肉雞上的研究效果，當高脂肪日糧中二甲基砜的添加量由250 mg·kg-1提升到1 000 mg·kg-1時，肉雞的生長速度明顯加快，料肉比也同時呈下降趨勢。Y.Jiao等[25]同樣用肉雞作為試驗動物，研究發(fā)現(xiàn)二甲基砜不僅能抑制肉雞腸道中有害菌的滋生，促進有益菌的生長，還能提高肉雞的免疫力，兩個試驗都證明了二甲基砜對肉雞的生長發(fā)育有促進效果。J.H.Cho等[26]利用仔豬作為試驗動物，比較研究了抗生素與二甲基砜在豬上的作用效果，研究結果發(fā)現(xiàn)飼糧中添加0.01%的二甲基砜與抗生素組的試驗效果相當，仔豬的采食量、日增重以及消化率等指標顯著上升。

4 二甲基砜在寵物行業(yè)中的應用前景

近年來，寵物行業(yè)在國內發(fā)展迅猛，寵物作為一種伴侶動物，被越來越多的人所喜愛，很多人甚至將寵物當成家庭的一個成員看待[27]。但寵物都逃不開壽命短的困擾，在8～10歲寵物的身體機能就會開始衰退，機體抵抗力下降，而且寵物不能與人交流，身體健康狀態(tài)不易被發(fā)現(xiàn)，各種疾病會給寵物的生活帶來極大的不適與痛苦。在國內，寵物保健品的發(fā)展遠遠跟不上寵物行業(yè)的發(fā)展需求[28]。國內有關寵物的企業(yè)大多都是以生產寵物飼料、寵物用具以及寵物用藥為主，而專門生產寵物保健品的廠家很少，以至于關于寵物保健品的相關研究報道也很少。

抗生素在飼料中的使用被限制之后，人們將目光投向了一些其他的功能性飼料添加劑的開發(fā)上。關于寵物飼料添加劑的研究也有很多報道。首先是關于植物精油在犬上的應用，植物精油是從植物中提取出的揮發(fā)性芳香物質，其同樣具有抗氧化、提高動物免疫力的作用[29]。王改琴等[30]研究發(fā)現(xiàn)，植物精油對豬消化道中的有害菌有較好的抑制效果，能改善腹瀉等癥狀。同時還有報道稱一些植物精油的香味能誘導動物進行采食[31]。其次是微生態(tài)制劑的研究，應用微生態(tài)制劑的主要目的是為了幫助動物建立健康的腸道菌群體系，有研究稱微生態(tài)制劑在抑制腸道有害菌滋生的同時，還能促進胃腸蠕動、提高消化率[31]。最后是關于中草藥添加劑的研究，中草藥中具有很多調節(jié)動物身體機能的活性物質。顏澤清等[32]利用寵物犬作為試驗動物，發(fā)現(xiàn)中草藥不僅能促進犬的采食，還能夠提高老年犬的免疫水平。

二甲基砜具有抗氧化、抗炎以及提高動物免疫力的效果。如果能研發(fā)出一種含二甲基砜的寵物保健品或者飼料添加劑，提高寵物的健康水平，將會有極大地提高市場應用價值。雖說關于二甲基砜在寵物上的試驗未見報道，但從食品動物上的試驗效果上看，二甲基砜對寵物上的抗氧化以及提高機體免疫力等功能值得進一步研究。

5 小 結

二甲基砜作為動物機體硫元素的主要供體，一旦外源供應不足，毛發(fā)、皮膚等組織的發(fā)育就會受到影響。但在食品動物以及寵物行業(yè)里，二甲基砜并沒有得到充分的利用。寵物相對于食品動物而言，人們更加注重皮膚、毛發(fā)等表觀性狀的變化，因此寵物攝入硫元素含量充足的日糧具有非常重要的意義。二甲基砜不僅能給動物機體提供充足的硫元素，而且其抗炎、抗氧化以及提高動物機體免疫力等功效都在試驗中被證實，因此二甲基砜在寵物飼料中具有很好的應用前景。但關于二甲基砜的研究同樣存在著瓶頸，例如關于二甲基砜在食品動物以及寵物上的研究較少，其作用的機理尚不明確，以及二甲基砜在飼料中的有效劑量尚不清楚等問題，這些都值得進一步去摸索和探究。但隨著研究的一步步深入，二甲基砜終將會成為一種新的飼料添加劑造福寵物。