黎先偉 譯 By K. Venkitanarayanan
美國(guó)養(yǎng)禽業(yè)提高家禽產(chǎn)品安全性的新選擇
黎先偉 譯 By K. Venkitanarayanan
在美國(guó),腸炎沙門氏菌和空?qǐng)鰪澢鷹U菌是感染人類的2種主要的食源性致病菌,這與食用生的或未煮熟的家禽產(chǎn)品有很大關(guān)系。而腸炎沙門氏菌是從家禽產(chǎn)品中分離到的最常見(jiàn)的沙門氏菌血清型。另一方面,流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果已證實(shí),人感染空腸彎曲桿菌與食用生的或未煮熟的家禽肉之間有著顯著地關(guān)系。人類每年都會(huì)因?yàn)檫@些病原菌感染而造成數(shù)百萬(wàn)美元的損失。最近的流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在美國(guó),沙門氏菌每年會(huì)導(dǎo)致約100萬(wàn)例非傷寒沙門氏菌感染的病例,造成19 226人住院和378人死亡,而彎曲桿菌則會(huì)導(dǎo)致約80萬(wàn)例病例,造成8 463人住院和76人死亡。
此外,據(jù)估計(jì)沙門氏菌和彎曲桿菌每年分別造成的經(jīng)濟(jì)損失約為44億和15億美元。家禽和家禽產(chǎn)品被認(rèn)為是導(dǎo)致這些食源性疾病的重要來(lái)源。家禽產(chǎn)品是人類飲食中重要的一部分,在過(guò)去十年間家禽產(chǎn)品的人均消費(fèi)量也在逐漸增加。因此,家禽及家禽產(chǎn)品的安全性是極為重要的,尤其對(duì)公眾健康和經(jīng)濟(jì)效益有著重要的影響。
腸炎沙門氏菌和空腸彎曲桿菌的自然宿主是雞,它們主要定殖于雞的腸道內(nèi),而盲腸是其定殖的主要部位。一旦定殖后,病原菌會(huì)通過(guò)糞便排泄到環(huán)境中,從而有可能污染環(huán)境,尤其是在成長(zhǎng)舍會(huì)感染健康的禽群(橫向傳播)。此外,在屠宰或后續(xù)的處理過(guò)程中,受病原菌感染的或受污染的胴體可交叉感染其他胴體。在胴體的機(jī)械化加工處理期間,病原菌擁有大量的機(jī)會(huì)可從雞的表面轉(zhuǎn)移到其肉上。此外,當(dāng)活禽送到加工廠后,要想使胴體的病原菌數(shù)量小于其活禽外表存在的病原菌數(shù)量,是非常不容易的。而且,機(jī)械化的去除內(nèi)臟會(huì)導(dǎo)致這些病原菌從胃腸道中溢出,從而污染食用動(dòng)物的胴體。美國(guó)農(nóng)業(yè)部食品安全檢驗(yàn)局收集了從2005年至2010年期間,肉雞胴體沖洗后腸炎沙門氏菌的檢出率情況。結(jié)果顯示,每年分離菌的總量增長(zhǎng)4倍多,而且腸炎沙門氏菌陽(yáng)性菌的確診量增加了3倍。此外,在美國(guó),食用未煮熟的雞肉被認(rèn)為是人零星感染腸炎沙門氏菌的一個(gè)危險(xiǎn)因素。另一方面,空腸彎曲菌在肉雞內(nèi)的定殖是非常普遍的,而且難以避免。在雞中,空腸彎曲菌主要定殖在盲腸和小腸的黏膜上皮細(xì)胞上。巖藻糖(L-Fucose),是雞盲腸粘液的粘蛋白中最主要的碳水化合物,可被空腸彎曲菌利用作為其生長(zhǎng)的唯一底物。
因此,雞盲腸的環(huán)境是非常有利于空腸彎曲菌的生存和繁殖,并且是禽類空腸彎曲菌主要的定殖場(chǎng)所。除了家禽肉,受沙門氏菌污染的雞蛋也潛在的對(duì)公眾健康構(gòu)成重大的威脅。這些病原菌可能是通過(guò)逆行傳播(從泄殖腔傳染到輸卵管)或經(jīng)卵傳播(從卵巢、卵泡或輸卵管傳染給雞蛋)而感染雞蛋。研究報(bào)告顯示,美國(guó)在1985年至1999年期間,已知病原的沙門氏菌疫情都是與雞蛋有關(guān)的。
同樣,已有研究結(jié)果顯示,在1985年至2003年期間,經(jīng)確認(rèn)屬于食媒感染的腸炎沙門氏菌病例中,79%與雞蛋有關(guān)或含有雞蛋的成分。另一項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)現(xiàn),在美國(guó),據(jù)估計(jì)發(fā)生了70萬(wàn)例雞蛋源性沙門氏菌感染的病例,占總食源性沙門氏菌病例的47%,每年造成的經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)10億美元。然而,美國(guó)食品安全檢驗(yàn)局公布的一項(xiàng)調(diào)查研究表明,2000年在美國(guó)由于食用受腸炎沙門氏菌污染的雞蛋共造成182 060例病例。此外,一些流行病學(xué)調(diào)研結(jié)果已證實(shí),沙門氏菌與食用雞蛋之間確實(shí)存在一定的關(guān)聯(lián)。2010年,美國(guó)共暴發(fā)3 578例與食用雞蛋有關(guān)的腸炎沙門氏菌病例。鑒于人類沙門氏菌與食用雞蛋之間存在關(guān)聯(lián),2009年美國(guó)食品藥品管理局(FDA)宣布,雞蛋構(gòu)成了腸炎沙門氏菌感染的一個(gè)重要來(lái)源,同時(shí)頒布了一項(xiàng)法案,要求雞蛋生產(chǎn)商積極采取措施,以防止腸炎沙門氏菌污染養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的雞蛋,并預(yù)防在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中進(jìn)一步的污染。
由于人食用受污染的雞肉或雞蛋會(huì)感染腸炎沙門氏菌或空腸彎曲菌,因此減少這些病原菌在雞腸道內(nèi)的定殖,降低家禽產(chǎn)品受污染的水平是至關(guān)重要的。相關(guān)研究已鑒定出,防止或減少腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)雞群中定殖的幾個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。其中,最重要的關(guān)鍵控制點(diǎn)是,確保轉(zhuǎn)移入生長(zhǎng)舍的小雞是無(wú)病原菌感染的。此外,受污染的飼料、墊料、水、嚙齒動(dòng)物和昆蟲(chóng)在腸炎沙門氏菌的傳播過(guò)程中也發(fā)揮著重要的作用。同樣的,轉(zhuǎn)移受感染的家禽,以及受污染的設(shè)備、飼料車和服務(wù)人員的走動(dòng)也能夠促進(jìn)病原菌在不同群體之間的傳播。英國(guó)一項(xiàng)對(duì)肉雞空腸彎曲菌來(lái)源的研究發(fā)現(xiàn),養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的飼料、水和空氣中均存在病原菌。此外,彎曲桿菌可在肉雞舍下游多達(dá)30m處的空氣中檢測(cè)到,這尤為凸顯出了空氣傳播在病原菌的傳播過(guò)程中的潛在作用。除了飲水、飼料、空氣和帶菌雞群,蒼蠅、野鳥(niǎo)和嚙齒動(dòng)物也是空腸彎曲菌重要的來(lái)源。由于腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌的傳染源多種多樣,因此在養(yǎng)殖場(chǎng)或生產(chǎn)基地內(nèi)必須實(shí)施嚴(yán)格的生物安全措施,以減少這些病原菌的傳播。
防控家禽腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌的一種主要策略是屠宰前處理。這種干預(yù)的目的旨在減少病原菌在雞體內(nèi)的定殖。降低腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌在雞腸道內(nèi)的數(shù)量,以減少禽肉和雞蛋的污染。科研人員已探索出一系列減少上述兩種致病菌在雞體內(nèi)定殖的措施,但成功程度各有不同。這些措施包括給小雞喂食具有競(jìng)爭(zhēng)性作用的排斥菌、益生菌、噬菌體、甘露寡糖、低聚果糖、菊苣果聚糖、有機(jī)酸如乙酸、丙酸和甲酸、單寧酸和抗生素及其他抗菌藥物。此外,科研人員已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行一些疫苗接種措施的研究,以控制雞腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌。盡管采取了嚴(yán)格的預(yù)防控制方案,但是美國(guó)疾病預(yù)防控制中心的報(bào)告顯示,美國(guó)經(jīng)實(shí)驗(yàn)室確診的沙門氏菌病例增加了3%(美國(guó)疾病預(yù)防控制中心,2012),這強(qiáng)調(diào)有必要采取一些替代的策略以控制這種食源性致病菌。
在解決這個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中,我們一直在調(diào)查研究一些植物分子對(duì)控制腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌的潛能。以下是評(píng)估幾種植物分子的抗菌功效所進(jìn)行的研究,旨在提高家禽產(chǎn)品的安全性。
辛酸是一種天然的,存在于椰子油、棕櫚仁油、山羊奶和牛奶中的(含8個(gè)碳原子)中鏈脂肪酸,并被美國(guó)食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)為“通常視為安全的”(GRAS)食品級(jí)化學(xué)物質(zhì)。我們首份報(bào)告的研究?jī)?nèi)容之一是,在迅速降低雞盲腸內(nèi)容物的腸炎沙門氏菌(>5.0 log cfu)方面,辛酸的體外抗菌潛能。有趣的是,辛酸可最低程度地抑制盲腸內(nèi)源性厭氧菌的數(shù)量(P<0.05)。此外,Van Immerseel和coworkers的研究結(jié)果已證實(shí),中鏈脂肪酸(MCFA),特別是在小雞飼料中補(bǔ)充辛酸(3 g/kg飼料),可顯著地減少腸炎沙門氏菌在禽類的盲腸和內(nèi)臟中定殖。他們發(fā)現(xiàn),MCFA可抑制hilA的表達(dá)水平,而其是參與沙門氏菌入侵過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵的基因調(diào)控子,這可導(dǎo)致沙門氏菌在體內(nèi)的定殖數(shù)量減少。而且,一些對(duì)豬群的研究結(jié)果表明,膳食中的辛酸在胃和小腸內(nèi)達(dá)到殺菌濃度,可明顯地減少腸道的細(xì)菌負(fù)荷,且對(duì)生長(zhǎng)性能無(wú)任何不良影響。
基于先前的研究數(shù)據(jù)證實(shí),辛酸對(duì)腸炎沙門氏菌的體外抗菌效果,我們又進(jìn)行了一項(xiàng)研究,以確定辛酸控制上市肉雞病原菌的預(yù)防性潛能。在雞群的飼料中補(bǔ)充0.7%或1%的辛酸,連續(xù)飼喂18日。結(jié)果顯示,在攻毒后第7天至第10天,飼料中補(bǔ)充0.7%和1%辛酸可持續(xù)減少雞群的盲腸、泄殖腔、肝、脾和小腸中腸炎沙門氏菌的數(shù)量(P<0.05)。而試驗(yàn)組和對(duì)照組試驗(yàn)雞群之間,采食量和體重均沒(méi)有顯著的差異。組織學(xué)檢查結(jié)果顯示,補(bǔ)充辛酸后,雞群的盲腸和肝臟并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的病理變化。此外,補(bǔ)充辛酸并沒(méi)有顯著的影響盲腸的PH或盲腸的內(nèi)源性細(xì)菌。總的來(lái)說(shuō),飼料中預(yù)防性補(bǔ)充辛酸可能會(huì)減少雞腸炎沙門氏菌的定殖,且無(wú)不良的影響。
在預(yù)防性補(bǔ)充辛酸的研究基礎(chǔ)上,我們確定了辛酸對(duì)減少雞腸炎沙門氏菌的治療效果。在屠宰前5天,于3周齡或6周齡雞群的飼料中補(bǔ)充0.7%或1%的辛酸。與預(yù)防性補(bǔ)充試驗(yàn)所得出的結(jié)果相似,補(bǔ)充0.7%或1%的辛酸均可顯著地減少兩組試驗(yàn)雞群的盲腸、小腸、泄殖腔、肝和脾中腸炎沙門氏菌的數(shù)量(P<0.05)。此外,試驗(yàn)組和對(duì)照組試驗(yàn)雞群之間,采食量和體重均沒(méi)有明顯的差異(P>0.05)。總而言之,研究結(jié)果證實(shí),辛酸有可能作為一種潛在的抗菌飼料添加劑,用于減少肉雞腸炎沙門氏菌的定殖。
此外,為了闡明辛酸對(duì)腸炎沙門氏菌的潛在抗菌機(jī)制,我們調(diào)查研究,辛酸的亞抑菌濃度(SIC;不能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的低于最小抑菌濃度的最高濃度)是否可減少腸炎沙門氏菌侵襲虎皮鸚鵡腹部腫瘤細(xì)胞(BATC),禽小腸上皮細(xì)胞株,以及降低沙門氏菌侵襲基因,hilA和hilD的表達(dá)。結(jié)果顯示,辛酸可降低腸炎沙門氏菌菌株80%的侵襲能力(P<0.05)。而且基因表達(dá)的研究結(jié)果證實(shí),辛酸可下調(diào)沙門氏菌侵襲基因hilA和hilD的表達(dá)(P<0.05)。
這些研究結(jié)果表明,補(bǔ)充辛酸可能是通過(guò)下調(diào)關(guān)鍵侵襲基因,hilA和hilD的表達(dá)而降低病原菌侵襲小腸上皮細(xì)胞的能力。這些結(jié)果與Van Immerseel等人在2004年的研究結(jié)果相一致。他們發(fā)現(xiàn),中鏈脂肪酸(MCFA)可抑制hilA的表達(dá),從而降低雞體內(nèi)沙門氏菌的定殖。這些研究人員認(rèn)為,中鏈脂肪酸(MCFA)有可能會(huì)減少沙門氏菌侵襲T-84上皮細(xì)胞株的能力。此外,相關(guān)研究表明,2 mmol的辛酸可降低鼠傷寒沙門氏菌侵襲豬上皮細(xì)胞的能力,以及下調(diào)細(xì)菌hilA和 hilD基因的表達(dá)。
除了這些研究以外,美國(guó)費(fèi)耶特維爾的阿肯色州大學(xué)也開(kāi)展了一系列調(diào)查研究,以確定辛酸對(duì)影響肉雞空腸彎曲菌定殖的潛能。在一項(xiàng)研究中,于1日齡雛雞的飼料中補(bǔ)充辛酸。研究結(jié)果顯示,補(bǔ)充0.7%的辛酸可減少空腸彎曲菌的定殖。而且,相關(guān)研究還探討了在15日齡的雛雞剖檢前72小時(shí)補(bǔ)充辛酸,以確定其對(duì)空腸彎曲菌的治療潛能。結(jié)果發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充0.7%和1.4%的辛酸可使盲腸的空腸彎曲菌數(shù)減少3 至5 log10 cfu/g。此外,研究證實(shí),辛酸也可降低大齡雞盲腸的彎曲桿菌數(shù)量。Solis de los Santos等人研究發(fā)現(xiàn),在試驗(yàn)的最后3天或7天補(bǔ)充0.7%的辛酸,可持續(xù)地降低上市(42日齡)肉雞空腸彎曲菌的定殖,且無(wú)任何不良影響。有意思的是,當(dāng)在試驗(yàn)的最后3天補(bǔ)充0.7%的辛酸,即使是在12小時(shí)的停藥期之后,空腸彎曲菌的定殖量也會(huì)減少3 log10 cfu/g。
這些研究結(jié)果共同表明,當(dāng)飼料中補(bǔ)充濃度為0.7%的辛酸時(shí),可預(yù)防性和治療性地降低商品肉雞空腸彎曲桿菌的定殖,而且還可在休藥期間用于減少機(jī)體病原菌的攜帶量。
植物精油是一類常被作為膳食成分的天然分子,尤其是用于保存食物和增強(qiáng)食品的風(fēng)味。過(guò)往的研究已證實(shí)了一些植物精油的抗菌性能,而且也驗(yàn)證了這些精油的各種活性成分。這些化合物有助于植物作為一種防御機(jī)制,以抵抗入侵的微生物和捕食者。雖然目前對(duì)香精油的抗菌性能有大量的數(shù)據(jù),但大多數(shù)的研究都是采用標(biāo)準(zhǔn)肉湯系統(tǒng)進(jìn)行的體外抗菌活性的研究,尤為強(qiáng)調(diào)提高食品安全所采取的的具體應(yīng)用措施需經(jīng)過(guò)確認(rèn)和驗(yàn)證。
基于體外篩選一些對(duì)沙門氏菌和彎曲桿菌具有抗菌活性的植物抗菌素(PDA),我們發(fā)現(xiàn)4種分子,分別是反式肉桂醛、丁香酚、香芹酚和百里香酚,在控制家禽的這些病原菌方面具有潛在用途。下文則主要對(duì)此進(jìn)行探討。
反式肉桂醛,肉桂樹(shù)皮中提取的一種主要成分,是獲得美國(guó)食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)的,可用于食品中的一種GRAS化合物。美國(guó)香料萃取物生產(chǎn)者協(xié)會(huì)(FEMA)的報(bào)告稱,從亞慢性和慢性研究腸道的結(jié)果來(lái)看,反式肉桂醛在保守預(yù)估的攝入量和沒(méi)有觀察到毒副作用的水平之間,具有廣泛的安全性。該報(bào)告還指出,該化合物不具有遺傳毒性和致突變作用。此外,Michiels等人的研究顯示,給仔豬口服補(bǔ)充13.0 mg/kg體重的反式肉桂醛,并不會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生任何的毒性作用。
而且,來(lái)自我們實(shí)驗(yàn)室公布的數(shù)據(jù)表明,在體外試驗(yàn)中,分別補(bǔ)充0.5%和1.5%的反式肉桂醛不會(huì)對(duì)人上皮細(xì)胞株和尿路細(xì)胞產(chǎn)生任何細(xì)胞毒性作用。反式肉桂醛對(duì)許多種不同的食源性病原性致病菌,包括革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌都具有抗菌活性。已有的研究結(jié)果證實(shí),反式肉桂醛對(duì)肉毒梭菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌O157:H7具有抗菌活性。在另一項(xiàng)研究中,結(jié)果發(fā)現(xiàn),反式肉桂醛在體外試驗(yàn)中可抑制豬體內(nèi)的多種病原菌,且不會(huì)對(duì)自然菌群產(chǎn)生任何有害影響。研究還發(fā)現(xiàn),該化合物可在體外抑制鼠傷寒沙門氏菌DT104、大腸桿菌O157:H7、和其大腸菌群的活性,而有益菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌的活性幾乎沒(méi)有受到抑制。
丁香酚是一種天然的分子,屬于丁香油中的一種有效成分。許多學(xué)者已證實(shí)了丁香油及丁香酚的抗菌活性。Si等人的研究結(jié)果顯示,在豬的體外模型中,丁香酚可抑制多種致病菌的活性,且不會(huì)產(chǎn)生任何有害影響。與反式肉桂醛相似,丁香酚也可降低鼠傷寒沙門氏菌DT104、大腸桿菌O157:H7和其他大腸菌群的活性,而對(duì)乳酸桿菌和雙歧桿菌無(wú)明顯地抑制作用(Si 等,2006)。在另一項(xiàng)研究中,Michiels等人研究發(fā)現(xiàn),給仔豬補(bǔ)充劑量為12.5 mg/kg體重的丁香酚不會(huì)對(duì)機(jī)體造成任何毒副作用。
香芹酚和百里香酚是從腺毛牛至中提取的牛至精油的主要成分。這種精油已被證實(shí)可有效地對(duì)抗胃腸道和泌尿生殖道的細(xì)菌和真菌感染。
在這些研究報(bào)告的基礎(chǔ)上,我們進(jìn)行了一系列的試驗(yàn),包括采用體外模型研究這些植物分子的抗沙門氏菌和抗彎曲桿菌的潛能。我們主要采用的是盲腸內(nèi)容物,因?yàn)榕c人工合成的實(shí)驗(yàn)媒介相比,這種溶媒更接近雞盲腸的內(nèi)環(huán)境。我們觀察到在所有植物抗菌素(PDA)的測(cè)試中,反式肉桂醛在減少盲腸內(nèi)容物的腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌方面具有最顯著的效果,而且不會(huì)影響整體盲腸內(nèi)源性菌群的數(shù)量。與空白對(duì)照組相比,補(bǔ)充0.2%和0.35%的反式肉桂醛可在培養(yǎng)24小時(shí)后使腸炎沙門氏菌滅活9 log 10 cfu/mL。雖然與反式肉桂醛相比表現(xiàn)出稍微較低的抗菌潛力,但補(bǔ)充0.75%和1%的其他分子,如丁香酚、香芹酚和百里香酚也可在24小時(shí)的培養(yǎng)期后使病原菌的數(shù)量顯著地減少。研究還發(fā)現(xiàn),空腸彎曲菌對(duì)所有的植物抗菌素都更加敏感。例如,補(bǔ)充0.1%的植物抗菌素可在培養(yǎng)24小時(shí)后可顯著地減少病原菌的數(shù)量。
空腸彎曲菌常被認(rèn)為是一種難以培養(yǎng)的脆弱的細(xì)菌,尤其是當(dāng)其離開(kāi)宿主的時(shí)候,這從而解釋了植物分子為什么對(duì)其敏感性會(huì)增加。飲水是雞腸炎沙門氏菌的主要來(lái)源。被感染雞的飼料和糞便所污染的水有可能會(huì)導(dǎo)致病原菌在雞體內(nèi)定殖。為了確定反式肉桂醛對(duì)減少及飲水中腸炎沙門氏菌的效果,我們進(jìn)行了一項(xiàng)研究,采用從康涅狄格大學(xué)家禽養(yǎng)殖場(chǎng)收集到的自來(lái)水分別加入或不加入受污染的糞便(濃度為1%)或飼料(濃度為1%)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充0.06%的反式肉桂醛可在12.5℃和25℃含有1%糞便的水中24小時(shí)后完全滅活腸炎沙門氏菌。結(jié)果表明,反式肉桂醛對(duì)殺死飲水中雞腸炎沙門氏菌是有效的,并有可能作為一種添加劑,以控制水源性腸炎沙門氏菌在雞群內(nèi)的定殖。
在對(duì)植物分子的體外抗菌潛能進(jìn)行了探究之后,相關(guān)研究開(kāi)始評(píng)估植物分子對(duì)減少腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌在雞腸道內(nèi)定殖的功效。一項(xiàng)研究檢測(cè)了反式肉桂醛和丁香酚對(duì)上市日齡肉雞腸炎沙門氏菌的預(yù)防效果。于家禽飼料中分別補(bǔ)充0.5%或0.75%的反式肉桂醛和0.75%或1%的丁香酚,連續(xù)飼喂20天。結(jié)果顯示,補(bǔ)充0.5%和0.75%的反式肉桂醛,以及補(bǔ)充1%的丁香酚可在感染10天后,雞群盲腸內(nèi)沙門氏菌的減少量大于3 log 10 cfu/g(P>0.05)。而且該化合物既不會(huì)改變PH值,也不會(huì)影響內(nèi)源性盲腸菌群的數(shù)量(P>0.05)。反式肉桂醛補(bǔ)充組與對(duì)照組試驗(yàn)雞群相比,采食量和體重均沒(méi)有明顯的差異(P>0.05)。然而,丁香酚補(bǔ)充組與對(duì)照組試驗(yàn)雞群相比,體重卻出現(xiàn)顯著地降低(P<0.05)。
在后續(xù)的研究中,對(duì)上市日齡肉雞進(jìn)行了兩項(xiàng)試驗(yàn)研究,以確定反式肉桂醛和丁香酚對(duì)雞腸炎沙門氏菌的治療效果。在肉雞上市屠宰前5天,于其飼料中補(bǔ)充0.75%的反式肉桂醛和1%的丁香酚作為一種抗菌添加劑。結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩項(xiàng)試驗(yàn)的2種分子均能持續(xù)顯著地降低腸炎沙門氏菌的數(shù)量(P<0.05)。植物分子可使盲腸內(nèi)腸炎沙門氏菌的定殖減少1.5 log 10 cfu/g(P<0.05)。 而 反式肉桂醛和丁香酚可分別使泄殖腔內(nèi)腸炎沙門氏菌的數(shù)量減少1.5 log 10 和2 log10 cfu/g(P < 0.05)。
此外,為了確定植物抗菌素(PDA)對(duì)減少肉雞腸炎沙門氏菌定殖的功效,目前我們實(shí)驗(yàn)室正在研究這些分子降低蛋雞內(nèi)的病原菌垂直傳播給雞蛋的潛能。初步結(jié)果表明,這些分子可有效地減少病原菌的垂直傳播。此外,植物抗菌素可減少腸炎沙門氏菌粘附和侵襲雞輸卵管上皮細(xì)胞,以及下調(diào)決定輸卵管定殖水平的關(guān)鍵基因的表達(dá)。
相關(guān)研究還檢測(cè)了植物化合物香芹酚和百里香酚對(duì)減少肉雞空腸彎曲菌數(shù)的功效。在最近的一份報(bào)告中得出的結(jié)論是,這些分子可減少空腸彎曲菌的定殖,但仍需進(jìn)行更多的研究,以確保制定出一致的治療方案。補(bǔ)充0.25%和1%的百里香酚、1%的香芹酚或0.5%的分子混合物均可有效地抑制肉雞空腸彎曲菌的定殖,但其效果并不一致。在另一項(xiàng)研究中,Hermans等人采用排毒雛雞模型,研究了肉桂醛對(duì)減少空腸彎曲菌KC40的功效。結(jié)果顯示,飼料中含有0.3%(包囊型)的肉桂醛,不能顯著地減少病原菌的數(shù)量。
香精油或其成分的一個(gè)關(guān)鍵特性是它們的疏水性,有助于其針對(duì)含脂的細(xì)菌細(xì)胞膜。這使得這些膜更具有滲透性,從而導(dǎo)致離子和其他細(xì)胞內(nèi)容物的流失、。除了對(duì)細(xì)胞膜的功效,反式肉桂醛也被認(rèn)為可通過(guò)抑制能量生成和葡萄糖攝取而殺滅細(xì)菌。此外,反式肉桂醛和丁香酚殺滅微生物的另一種機(jī)制是通過(guò)抑制一些關(guān)鍵酶的活性,如氨基酸脫羧酶來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于植物分子中含有一些化學(xué)基團(tuán)的結(jié)構(gòu),因此其抗菌活性歸因于多種特異的作用機(jī)制。所以,我們假設(shè)細(xì)菌對(duì)植物抗菌劑產(chǎn)生耐藥性的潛能是可以忽略的。
為了確定殖物分子對(duì)細(xì)菌致病機(jī)制的潛在影響,我們調(diào)查研究,反式肉桂醛和丁香酚能否減少腸炎沙門氏菌侵襲虎皮鸚鵡腹部腫瘤細(xì)胞的能力(BATC)。結(jié)果顯示,反式肉桂醛和丁香酚可降低腸炎沙門氏菌的侵襲能力,并可下調(diào)侵襲基因hilA、hilD和invF,以及運(yùn)動(dòng)性基因、flhC和motA的表達(dá)(P<0.05)。而且,這些分子可顯著地降低病原菌的運(yùn)動(dòng)性(P<0.05)。
鑒于反式肉桂醛和丁香酚能夠降低病原菌的侵襲力和運(yùn)動(dòng)性,我們從暴露于亞抑菌濃度植物分子內(nèi)的腸炎沙門氏菌中提取RNA進(jìn)行微列陣研究,以闡明反式肉桂醛或丁香酚下調(diào)基因的可能途徑。細(xì)菌接觸一種抑制劑的表達(dá)譜分析可對(duì)基因通路的特性給予新的信息,并可研究抑制劑的作用機(jī)制。我們微列陣的數(shù)據(jù)顯示,這些分子可下調(diào)腸炎沙門氏菌在厭氧條件下,調(diào)控沙門氏菌毒力島、3型分泌系統(tǒng)、外膜蛋白、代謝途徑和電子受體等基因的表達(dá)。目前,我們正在調(diào)查研究亞抑菌濃度的植物抗菌素對(duì)空腸彎曲菌全基因組的反應(yīng)。
雖然在食品安全中通過(guò)實(shí)施病原菌控制計(jì)劃已取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,但是腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌仍然是家禽產(chǎn)品最常見(jiàn)的可傳染給人類的食源性病原菌。因此,創(chuàng)新型的農(nóng)場(chǎng)策略以防止這些病原菌在家禽中定殖,對(duì)減少或預(yù)防家禽產(chǎn)品的污染來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。在飼料或飲水添加抗菌藥物的治療措施是養(yǎng)殖戶所能接受的最實(shí)用且最經(jīng)濟(jì)可行的方法。而且,天然安全的抗菌藥因具有無(wú)毒性的特點(diǎn),將會(huì)更受養(yǎng)殖生產(chǎn)者,包括有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者的青睞。總而言之,我們的研究表明,辛酸、反式肉桂醛、丁香酚、香芹酚作為膳食補(bǔ)充劑,以減少雞腸炎沙門氏菌和空腸彎曲菌的數(shù)量。此外,微列陣數(shù)據(jù)顯示,這些分子可能會(huì)通過(guò)抑制細(xì)菌的毒力和定殖的機(jī)制來(lái)減少病原菌的數(shù)量。