近年來,植物素已被作為抗生素生長促進劑的替代品,用於家禽和畜牧業中。植物素的有益作用歸因於其抗菌、抗氧化,與抗炎症的特性。
我們在文章《#121 精油對病原菌的作用機理》中討論了植物素的抗菌作用機理。植物素作為抗菌劑使用時,通常認為其殺滅革蘭氏陽性菌的效果比殺滅革蘭氏陰性菌的效果更好,但實際上植物素具有更廣泛的作用。
由於植物素與有機酸具有協同作用,通常將兩者結合使用,以增強植物素對於革蘭氏陰性菌的作用效果。另外一個更高效的方案是研發含有植物素與增透劑(permeabilizers)的產品,我們的新產品植物學家系列(PhytoLogist©)就是利用這種方案研製的。
革蘭氏陰性菌:抗菌藥物的挑戰
革蘭氏陰性菌可使畜禽患多種傳染性疾病,包括大腸桿菌和沙門氏菌在內的幾種病原菌,都是食源性疾病的常見原因。
眾所周知,革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌具有不同的細胞壁結構。在革蘭氏陽性菌中,質膜被厚厚的由肽聚醣組成的細胞壁覆蓋。像植物素這樣的疏水性分子,能夠輕鬆穿透肽聚醣層,並發揮其抗菌作用。
另一方面,在革蘭氏陰性菌中,肽聚醣層較薄,並由一層被稱為外膜的脂多醣厚層覆蓋。外膜是親水性的,因此植物素和其他疏水性抗菌劑難以穿透,從而使革蘭氏陰性細菌對植物素的抵抗力更強。
使用增透劑弱化外膜
因此可以使用某些稱為增透劑的物質弱化革蘭氏陰性菌的外膜。
增透劑的作用是使脂多醣層瓦解,同時增加外膜對疏水性物質(如植物素)的滲透性。增透劑本身可能不是抗菌劑,但它們可以與疏水性抗菌劑協同作用以增強其抗菌活性。
實驗室證明「普維動保」創新產品中含有增透劑成分,可加強抗菌效果
通過監測測試產品對菌液的生長抑製作用,來評估增透劑對革蘭氏陰性細菌的增透活性。
2019年10月在普維動保實驗室中,我們測試了含有植物素,及植物素加添增透劑的兩種產品,也就是芬力生(PhytoDigestive)和芬特力(PhytoForce),對大腸桿菌生長的抑製作用。
實驗材料
試驗菌株:大腸桿菌ATCC25922
對其培養及稀釋,製備含有3×10E6 cfu/ml的大腸桿菌稀釋液。
試驗產品:
菌液製備
準備50ml的產品溶液,使用腦心浸出液作為培養基,並進行一定濃度梯度的產品測試,選擇僅能輕微抑制細菌的生長的濃度,以便能夠測量大腸桿菌的生長曲線。
將50ml一定濃度的產品溶液加入到50ml濃度為3x10E6 cfu /mL的大腸桿菌菌液中,使大腸桿菌最終濃度為1.5×10E6,置於37℃下培養,分別在0小時,2小時,4小時,8小時和24小時時,取出5ml,檢測以下指標。
大腸桿菌生長曲線
取5ml培養物置於離心管中,5000r離心5min,棄去上清液,在底部殘渣中加入5ml生理鹽水,混勻,在560nm下測量吸光值。(由於細胞膜通透性的改變,大腸桿菌的生長受到抑制)
吸光值越高,菌液濃度越大。
實驗結果
從上圖可以看出,與僅具有植物生長素的配方(吸光值較高)相比,芬力生和芬特力中含有植物生長素和增透劑的配方(吸光值較低)更能有效抑制大腸桿菌的生長。
結論
將增透劑添加到含有植物素的配方中,能夠使植物素對革蘭氏陰性菌更有效,並確保其具有更廣泛的作用範圍。含有植物素和增透劑的產品是抗生素促生長劑的有效替代品。