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研究表明植物精油對飼料中霉菌抗菌起抑制作用

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月15日 18:47

導(dǎo)讀

在飼料原料以及飼料的生產(chǎn)、運輸、儲存過程中,飼料霉變的防控問題一直是研究熱點。一方面霉變會導(dǎo)致飼料原料的浪費,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失; 另一方面飼料霉變的過程中產(chǎn)生的多種有害毒素會影響動物生長,甚至導(dǎo)致畜禽中毒死亡,并且能通過食物鏈危害人類健康。根據(jù)美國FAO 調(diào)查顯示,每年有數(shù)十億噸畜禽及糧食會受到霉菌的感染,這種情況在熱帶和亞熱帶地區(qū)尤為嚴(yán)重。目前, 控制飼料霉菌污染的化學(xué)物質(zhì)只有人工合成的殺菌劑、防霉劑等,而人工合成殺菌劑的廣泛使用會導(dǎo)致環(huán)境污染, 對人類也會有致癌的作用。一些控制飼料霉菌毒素的方法如物理吸附法、生物降解法等雖然在實驗室階段取得了良好的效果, 但是由于成本等原因很難應(yīng)用于飼料霉菌的大規(guī)模處理。

生物防治霉菌是利用提取天然的植物抑菌物質(zhì)達(dá)到防治霉菌的效果, 一般不會帶來環(huán)境問題。植物精油具有強揮發(fā)性、無殘留等特點,其在霉菌防治以及霉菌毒素控制方面的優(yōu)勢已得到證實。作為天然產(chǎn)物,植物精油可以在17000 種植物中提取得到。表1 所列為具有抗霉菌作用的常見精油及其活性成分。

1植物精油抗霉菌作用機理

植物精油是存在于植物體內(nèi)的一種具有芳香氣味、易揮發(fā)的油狀液體,主要含有脂類、醛類、酮類和萜烯類等物質(zhì)。植物精油具有抗菌抑菌的功效, 但植物精油的抗菌機制是非常復(fù)雜和多樣化的?,F(xiàn)階段相關(guān)試驗研究對于植物精油抑制細(xì)菌、真菌等微生物的生長和真菌毒素的積累取得了一定的進(jìn)展, 認(rèn)為植物精油對微生物產(chǎn)生抑制作用機理主要有以下三個方面:

(1)影響微生物脂質(zhì)層的穩(wěn)定,溶解細(xì)胞體內(nèi)的脂質(zhì)體。植物精油中的活性物質(zhì)對脂肪有一定的溶解作用, 可抑制微生物的生長。

(2)影響微生物細(xì)胞膜的正常功能。研究表明, 植物精油中的酚類物質(zhì)影響細(xì)胞膜或細(xì)胞壁的功能, 使細(xì)胞內(nèi)容物外泄, 最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。例如, 植物精油中的香葉醇可以破壞細(xì)胞膜脂質(zhì)層的雙層膜結(jié)構(gòu)。

(3)影響微生物能量代謝和還原酶系統(tǒng)。植物精油所含的揮發(fā)性物質(zhì)可以抑制微生物的丁二酸脫氫酶以及還原酶的活性,從而影響微生物的初生能量代謝。植物精油的揮發(fā)性物質(zhì)可以通過抑制微生物呼吸過程中電子的傳遞及氧化磷酸過程, 破壞微生物的呼吸作用及細(xì)胞膜功能實現(xiàn)抑菌的目的。

王關(guān)林等(2006)試驗結(jié)果表明,苦參提取物對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌均有顯著的抑制作用,苦參通過抑制大腸桿菌功能蛋白的表達(dá),使菌體內(nèi)DNA 合成前期得以抑制,細(xì)菌難以越過Ⅰ期進(jìn)入DNA 合成的R 期, 破壞了其正常的生長周期,從而抑制了菌體分裂。張慧蕓等(2009)研究表明, 丁香精油能通過破壞大腸桿菌細(xì)胞膜的方式快速殺死大腸桿菌。羅曼等(2006)通過透射電鏡對黃曲霉細(xì)胞進(jìn)行觀察, 發(fā)現(xiàn)檸檬醛使線粒體DNA 復(fù)制系統(tǒng)發(fā)生損傷,受檸檬醛損傷后線粒體形態(tài)會發(fā)生畸變。Dubey 等(2000)發(fā)現(xiàn),丁香羅勒精油含有高水平的肉桂酸乙酯, 具有廣泛的抗菌特性。Pasqua 等(2007)研究香芹酚、檸檬烯、肉桂醛、丁香酚和百里香酚等植物精油提取物對細(xì)胞膜的作用機理時發(fā)現(xiàn), 植物精油可以顯著降低細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸的含量, 并且能夠?qū)е录?xì)胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。Martin 等(1988)研究表明,香葉醇可以通過降低磷脂細(xì)胞的活性, 抑制微生物細(xì)胞膜的疏水性。微生物細(xì)胞生長的抑制可能與細(xì)胞膜中的鉀離子的損失有關(guān), 試驗最終評估香葉醇作為動物以及植物的抗菌劑是有效的。

2幾種常見植物精油對飼料中霉菌的抑制作用

2.1 百里香精油對霉菌的抑制作用

百里香檬醛含量較高,為60% ~ 90%。經(jīng)大量山蒼子的殺菌作用試驗研究證實,山蒼子精油中檸檬醛的抗菌作用是一種廣譜抗真菌物質(zhì)。Larrry 等(1975)對山蒼子精油中三種主要物質(zhì)(檸檬醛、桉油酚、香葉醇)進(jìn)行試驗研究,發(fā)現(xiàn)檸檬醛是最有效的真菌抑制成分。相關(guān)資料研究表明,山蒼子精油對黃曲霉、米根霉等多種霉菌有較強的抑制作用, 山蒼子精油在飼料中的防霉效果也較為突出(李沛濤等,1994)。

馬萱等(2015)研究了法國百里香、蘇格蘭薄荷、甜薰衣草、闊葉迷迭香四種植物精油對黑曲霉菌的抑制作用,試驗結(jié)果表明,法國百里香精油的抑菌作用最強。Solimana 等(2002)將萬壽菊、留蘭香、羅勒、百里香、茴香、肉桂等精油在培養(yǎng)基中進(jìn)行試驗研究,發(fā)現(xiàn)茴香、百里香精油對赭曲霉抑菌效果顯著高于百里香、茴香和肉桂精油。Rasooli等(2006、2005)研究表明,百里香精油對寄生霉菌具有抑制作用, 并且在低pH 時可以增強百里香精油的殺菌能力。

2.2 丁香精油對霉菌的抑制作用

丁香(Syzygiumaromaticum)為雙子葉、桃金娘科植物,主要分布于坦桑利亞、馬來西亞、印度尼西亞等國,在我國廣東、廣西也有種植。丁香花蕾中丁香精油的含量為15% ~ 20%,丁香精油的主要成分為丁香酚、乙酰丁香酚、β-石竹烯等,其中丁香酚的含量最高,廣東產(chǎn)的丁香精油丁香酚的含量達(dá)到80.33%, 印度尼西亞產(chǎn)的丁香酚含量達(dá)到82.01%, 產(chǎn)地的不同會導(dǎo)致丁香酚的含量差異顯著(Pathak 等,2004)。

尚繼峰等(2007)研究表明,丁香精油對灰綠曲霉、黃曲霉和青霉均有一定抑制作用,三者抑菌圈直徑均達(dá)到90 mm,對灰綠曲霉的MIC 值最低,為0.391 mg/mL。Marial 等(1995)研究證實,丁香精油及其提取物丁香酚對青霉菌有一定的抑制作用。

2.3 山蒼子精油對霉菌的抑制作用

山蒼子(Litsea cubeba)是被子植物門,木姜子屬中的一個種。在我國江蘇、安徽南部、福建、江西臺灣等地均有種植生產(chǎn), 我國是全球最大的山蒼子精油生產(chǎn)國、出口國,約占全球產(chǎn)量的70%。與國外山蒼子精油中檸檬醛含量相比, 我國山蒼子精油中檸檬醛含量較高,為60% ~ 90%。

經(jīng)大量山蒼子的殺菌作用試驗研究證實,山蒼子精油中檸檬醛的抗菌作用是一種廣譜抗真菌物質(zhì)。Larrry 等(1975)對山蒼子精油中三種主要物質(zhì)(檸檬醛、桉油酚、香葉醇)進(jìn)行試驗研究,發(fā)現(xiàn)檸檬醛是最有效的真菌抑制成分。相關(guān)資料研究表明,山蒼子精油對黃曲霉、米根霉等多種霉菌有較強的抑制作用, 山蒼子精油在飼料中的防霉效果也較為突出。

2.4 茴香精油對霉菌的抑制作用

茴香(Foeniculum vulgare Mill) 屬于傘形科茴香屬植物。茴香作為一種用途廣泛的芳香植物在世界各地廣泛種植,印度是第一出口大國。茴香植株各部分均含有精油,其中以果實中含量最高,茴香精油主要成分為單萜類化合物和苯丙烷類化合物。

張赟彬等(2012)研究表明,八角茴香精油對微生物抑菌效果為黃青霉>黑曲霉>枯草桿菌>芽孢桿菌>啤酒酵母>金黃色葡萄球菌,對大腸桿菌的抑制效果較差。但不同濃度的大腸桿菌對微生物的抑制作用也不相同, 八角茴香的濃度越高對大腸桿菌、芽孢桿菌、枯草桿菌、黑曲霉的抑制作用越顯著, 對黃曲霉的影響并不明顯。MimicaDukic 等(2003)認(rèn)為,八角茴香精油有較強的抗真菌活性,可能與八角茴香精油中的茴香腦、茴香醛有關(guān)。

2.5 紫蘇精油對霉菌的抑制作用

紫蘇[Perillafrutescens(L.)Britt.]為唇形科一年生草本植物,具有特殊的芳香氣味。紫蘇精油是紫蘇香氣成分經(jīng)過蒸餾冷凝后的混合物, 多見于紫蘇莖、葉和花中,含量為0.55% ~ 0.58%,主要成分是紫蘇醛、檸檬烯等成分。

李國清等(2003)研究表明,10%紫蘇精油對產(chǎn)黃青霉菌有明顯的抑制作用,MIC 值為6.3%。

Chiaki 等(2003)研究發(fā)現(xiàn),紫蘇提取物中的紫蘇醛與蓼二醛對多種細(xì)菌有協(xié)同抑制作用。但黃丹等(2007)研究認(rèn)為,一定濃度的紫蘇精油對黑曲霉的最低抑菌濃度>10%,沒有表現(xiàn)出抑制作用。孫子文(2014)研究的9 個不同品種紫蘇葉精油抑菌性差異顯著, 其中紫蘇品種ZY-10-1 對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球有較強的抑菌能力,紫蘇品種ZY-10-1 和ZB-1 對黑曲霉有一定抑制作用,其他幾個品種紫蘇精油的抑菌性較差。

2.6 薄荷精油對霉菌的抑制作用

薄荷(Mentha haplocalyx Britq)為唇形科薄荷屬植物。薄荷植株具有濃烈的清涼香味,是一種分布較廣、適應(yīng)性極強的植物資源。一般來說,新鮮薄荷葉中揮發(fā)油含量為0.3% ~ 1%,干莖中含量達(dá)1.3% ~ 2%。薄荷精油中主要成分是薄荷酮,含量達(dá)77% ~ 87%。

Singh(1982)研究發(fā)現(xiàn),日本薄荷精油在200mg/kg 的濃度下對稻長蠕孢等真菌的抑制作用達(dá)到100%。李瓊芳等(2008)試驗研究表明,不同濃度的3 種薄荷精油,對根霉、黑曲霉等6 種細(xì)菌及真菌都有比較明顯的抑制作用, 但對紅曲霉的抑制效果較差。

2.7 大蒜精油對霉菌的抑制作用

大蒜(Allium satium)是百合科蔥屬多年生草本植物,在我國廣泛種植。大蒜精油是大蒜中重要的活性物質(zhì),大蒜精油中起殺菌、抑菌作用的主要成分是大蒜素等硫化物。

楊光等(2011)研究指出,大蒜精油對4 種常見腐敗菌和空氣中微生物有較強的抑制作用,但抑菌效果有明顯差異,以最大抑菌圈比較,黑曲霉(29.3 mm)> 青霉(24.8 mm)> 金黃色葡萄球菌(23.8 mm)>大腸桿菌(20.5 mm)。Kshemkalyani 等(1990)研究認(rèn)為,大蒜乙酸乙酯精油對黃曲霉兩種產(chǎn)毒素菌有很好的抑制作用。

2.8 肉桂精油對霉菌的抑制作用

肉桂樹(Cinnamonumcassia Prel.)為樟科樟屬植物。在我國,云南是肉桂最理想的種植基地之一。肉桂精油為肉桂干燥枝葉經(jīng)水蒸氣蒸餾所得的揮發(fā)性油,其主要成分是肉桂醛。

Lopez 等(2005)研究發(fā)現(xiàn),肉桂精油作為一種抗微生物添加劑, 對金黃色葡萄球菌、腸道球菌、黃曲霉菌、大腸桿菌、沙門氏菌有很強的抑制作用。研究發(fā)現(xiàn),相比于飼料防霉劑雙乙酸鈉,肉桂精油對供試霉菌具有較強的抑制作用, 抑菌效果優(yōu)于雙乙酸鈉, 且肉桂精油的氣態(tài)抑制作用比固相抑菌作用強, 其中對黃曲霉菌的氣相抑制作用最顯著。將肉桂精油應(yīng)用于大米的儲藏試驗表明,肉桂精油濃度在150 mg/L 以上對大米中霉菌孢子有較強的抑制作用(劉曉麗等,2012)。王步江等(2011)發(fā)現(xiàn),肉桂精油對試驗中的細(xì)菌、酵母菌和霉菌均有較強的抑菌活性, 其中抑菌圈青霉菌>啤酒酵母菌>大腸桿菌>枯草芽孢桿菌, 對霉菌抑菌活性最明顯, 且氣相肉桂精油對以上微生物的抑菌活性大小順序相同。肉桂精油通過熱處理后, 對以上微生物的抑菌效果與未經(jīng)過熱處理肉桂精油沒有顯著差異。

3小結(jié)

綜上所述,國內(nèi)外有關(guān)百里香、丁香、山蒼子、肉桂等8 種植物精油對霉菌防治的研究結(jié)果一致表明,植物精油對飼料中部分霉菌有一定的抑制作用,并且每種植物精油對不同種霉菌的抑制效果不同。芳香精油品種繁多,需要篩選價廉而又抑菌性好,同時對畜禽有保健、促生長等作用的成分用作飼料添加劑。因此,要對植物精油的抑制霉菌效果進(jìn)行深入研究,為工業(yè)合成價廉、抑菌性好的精油有效成分或類似物提供科學(xué)依據(jù),以篩選出對飼料中常見霉菌抑制效果明顯且經(jīng)濟(jì)成本低的植物精油,從而研制抑菌效果最好的復(fù)配精油。

普維生產(chǎn)品特色:

天然殺菌促生長劑,由多種地中海和亞洲的傳統(tǒng)殺菌植物提取物復(fù)配而成

【作用】

1、利于腸道結(jié)構(gòu)發(fā)育,尤其是幼雛階段。

2、作為腸道保健及治療使用。

可殺滅霉菌、細(xì)菌(包含革蘭氏陽性菌、陰性菌)、酵母菌。

針對腺肌胃炎、嗉囊和肌胃念珠菌病、壞死性腸炎、腸道菌群失調(diào)、非特異性腸炎和水樣腹瀉等。

3、綠色、無藥殘防治及保健方案,天然促生長劑。

【使用方法】

飲水添加,每天至少8小時,每升水添加本產(chǎn)品0.25-1毫升。通過飲水接種活疫苗時,前后12小時停用。

家禽:1到7日齡,1000倍稀釋;

8日齡到出欄,2000~4000倍稀釋;

有消化系統(tǒng)疾病時, 1000倍稀釋,連用5至7天。

【殺菌作用機理】

斯里蘭卡桂皮油和甘牛至中的單萜和苯丙素

→與細(xì)胞壁的脂質(zhì)結(jié)合

→細(xì)胞壁出現(xiàn)裂縫或斷裂

→細(xì)胞內(nèi)容物釋出,細(xì)菌死亡

菊苣提取物→促進(jìn)乳酸桿菌和雙歧桿菌增長,促進(jìn)有益菌繁殖。

【產(chǎn)品主要成分】

甘牛至油(歐洲本土植物)+斯里蘭卡桂皮油(肉桂的一種,亞洲傳統(tǒng)植物)+進(jìn)口菊苣根粉

1、【進(jìn)口甘牛至油】富含萜烯等30多種有效成分,自古被用來治療和預(yù)防消化系統(tǒng)疾病。有以下作用:

①廣譜殺菌,同時對革蘭氏陽性菌和陰性菌有效,包括多耐藥產(chǎn)毒性大腸桿菌有效

②殺真菌、霉菌③抗寄生蟲

2、【進(jìn)口肉桂提取物】

肉桂是亞洲本土植物,富含苯丙素。(在民間醫(yī)藥中用來預(yù)防腹瀉和促進(jìn)消化)。是優(yōu)質(zhì)的殺細(xì)菌和真菌劑,而不是抑制。通過增加絨毛長度和隱窩深度,能改善腸道上皮細(xì)胞形態(tài),從而擴(kuò)大其吸收表面積,提高飼料利用率。

肉桂是免疫增強劑。

除此之外,肉桂增加胰腺和腸酶的分泌,改善消化率

3、【進(jìn)口菊苣】富含人們所熟知的益生元,能促進(jìn)乳酸桿菌和雙歧桿菌的生長達(dá)10倍??纱龠M(jìn)短鏈脂肪酸的生長。(短鏈脂肪酸可抑制致病菌的生長,加強腸道免疫,提高礦物質(zhì)的吸收如鈣、鐵、鎂等,刺激腸道上皮細(xì)胞的生長)

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