新型饲料添加剂乳酸菌
- 格式:ppt
- 大小:743.00 KB
- 文档页数:10
5040卷第12主题策划F E A T U R E1 引言青贮饲料可成为反刍动物一年四季的绿色饲料。
在青贮饲料的传统发酵过程中,水溶性碳水化合物主要是被乳酸菌(Lactic Acid Bacteria ,LAB )转化为有机酸混合物,使发酵物pH 值下降,并能够厌氧保存。
乳酸菌是青贮饲料发酵和保存的重要因素,为了进一步提高发酵质量,人们开发了不同的LAB 接种剂来提高青贮发酵的质量,并探究这些LAB 对青贮发酵过程和动物生产性能的影响。
LAB 接种剂之所以在青贮技术中得到广泛应用,是因为它可通过改善青贮发酵过程和有氧稳定性来保证青贮饲料的品质,并且有利于饲料保存。
在饲料作物的青贮过程中,微生物群落的变化与发酵状态密切相关,发酵不良或受污染的青贮饲料可能滋生致病菌和有害微生物。
通过分析青贮过程细菌群落的变化,可以对LAB 接种剂的质量进行评估。
研究报道,LAB 接种剂能够调节青贮过程中微生物群落的动态变乳酸菌对青贮饲料微生物群落结构和功能的影响张 蕾,陈 亮,兰世捷,苗 艳,沈思思,李 丹,徐艳霞,马志刚,黄宣凯,王佳辉,张 艳,白长胜,张 红,李 莉(黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院,黑龙江 齐齐哈尔 161000)基金项目:黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院自拟课题(ZNKT202212);齐齐哈尔市科技计划创新激励项目(CNYGG-2023019,CNYGG-2022004)作者简介:张蕾(1990—),女,河北故城人,兽医师,硕士,主要从事畜禽疾病诊疗研究化和功能变化,并且,青贮中LAB 产生的代谢物也会直接影响发酵品质。
新型功能性LAB 不仅具有益生作用,并有望应用于工业生产和动物保健,因此,学者们对这类LAB在青贮技术领域进行了许多研究。
二代测序(NGS )和PacBio 单分子实时测序技术(SMRT )不仅能够做到高通量分析,还能获得群落中绝大多数微生物群和各种微生物的相对丰度,基于这些技术的研究揭示了LAB 对各类青贮饲料中微生物群落结构和功能的影响。
微生物饲料添加剂作为新一代环保型饲料,经有关科研机构、生产单位在北京、河北、天津、甘肃、宁夏等地使用,取得了良好的效果。
它的主要成分是乳酸菌、枯草杆菌、放线菌、酵母菌等多种有益菌,是从肥沃的土壤中分离出来的经培育、扩繁而制成,它可以作为猪、鸡、牛、鸭及鱼、虾等养殖业的辅助饲料使用。
微生物饲料添加剂的基本作用原理:动物的消化系统特别是肠内有上百种、数百亿的细菌形成肠内菌丛,它与动物健康有着密切的关系。
肠内菌丛在发挥各种营养生理学作用的同时,还可以抑制病原菌增殖等防御感染的作用。
家畜的大肠菌症、沙门氏菌症以及梭状芽孢杆菌肠炎的发生都与肠内菌的状态有密切关系。
因此,使肠内菌丛的平衡保持正常对维护动物健康是必不可少的。
它与畜禽生产中的各项指标的提高和改善有密切关系。
微生物饲料添加剂是一种取代或平衡动物生态系统中一种或多种菌系的微生物制品。
狭义上讲,它是一种能激发自身有益菌种繁殖增长,同时抵制有害菌系生长的微生物制品。
其中含有大量的乳酸菌、酵母菌等多种有益微生物,作为饲料进入畜禽体内后,能迅速繁殖,一方面投入菌种的代谢物中和肠内毒素,抑制了其它有害菌丛的生长,另一方面在宿主体内形成了正常微生物菌群,为宿主合成主要的维生素,提供营养和阻止致病菌的入侵。
微生物进入一个微生态系统(畜禽体内)后,能否在那里定居,生长繁殖并成为正常菌群而形成一个由微生物、宿主、环境三者之间呈生态平衡的稳定的微生态系统;这要看做生物和宿主双方是否具备定植条件。
一般来说,畜禽在幼年时期最容易接受外来有益微生物的影响,加速体内正常种群的建立,有利于有机体的生长和抗病能力的提高。
在试验过程中,我们也发现,当从幼雏鸡开始饲喂微生物饲料添加剂饲料时,其效果最好,其原因也即在此。
因此,在使用微生物饲料添加剂时应掌握好使用时间,例如猪应在产前就对母猪使用,鸡最好在育雏时即使用。
微生态制剂应用最早见于日本,50年代就有“表飞鸣”、“乳酶生”,其成分是粪链球菌,用于治疗肠道疾病。
农业部第105号公告允许使用的饲料添加剂品种目录一、细菌和真菌发酵产物类该类饲料添加剂品种主要是利用细菌和真菌的发酵产生的产物,对饲料进行调理和改良。
这些产物广泛应用于饲料生产中,能够提高饲料的营养价值、增加饲料的消化利用率,并且能够改善动物的生长性能。
目前,已经允许使用的品种有益生菌、酵母菌、乳酸菌等。
二、氨基酸类该类饲料添加剂品种主要是提供动物所需的必需氨基酸,以弥补饲料中的缺失。
通过使用这些品种,可以提高饲料的蛋白质含量,增加饲料的利用率,并且能够改善动物的生长性能。
目前,已经允许使用的品种有赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等。
三、维生素类该类饲料添加剂品种主要是为动物提供必需的维生素,以满足其身体的需要和生长发育的要求。
这些品种在饲料中的添加量较小,但是对于动物的生长和健康具有重要的作用。
目前,已经允许使用的品种有维生素A、维生素B、维生素C等。
四、矿物元素类该类饲料添加剂品种主要是为动物提供必需的矿物元素,以满足其身体的需要和生长发育的要求。
这些品种在饲料中的添加量较小,但是对于动物的生长和健康具有重要的作用。
目前,已经允许使用的品种有钙、磷、铁等。
五、其他类该类饲料添加剂品种主要是在动物饲料中添加的其他物质,不包括细菌、真菌发酵产物、氨基酸、维生素和矿物元素。
这些物质具备多种功能,如抗生素、促生长剂、防霉剂等。
目前,已经允许使用的品种有酶制剂、益生元等。
在这份目录中,列举了上述几类饲料添加剂的具体品种和使用条件。
通过这份目录,农业部对饲料添加剂的使用和管理进行了规范,从而保障了饲料的质量和安全性,提高了动物饲养的效益。
同时,这份目录也为相关企业和生产者提供了参考,帮助他们选择合适的饲料添加剂,提高饲料的品质,促进了畜禽养殖业的发展。
总体而言,农业部第105号公告的发布,标志着我国饲料添加剂的使用和管理进入了一个新的阶段。
这份目录的发布,为我国饲料添加剂的研发、生产和使用提供了明确的指导,使得我国的畜禽养殖业能够更好地发展,为我国的农业生产做出更大的贡献。
实用技术—用药指导责任编辑 李振龙56 《中国水产》2009年第10期等品种,整个种植过程中提倡使用有机肥,尽量不使用化肥和农药。
三、鱼种放养1.放养规格与放养密度田鱼放养:冬片(50g/尾~100g/尾)300~600尾/亩,夏花(15g/尾~20g/尾)1000~1500尾/亩;泥鳅放养:泥鳅(5g/尾~7.5g/尾)10kg/亩。
2.放养与收获时间田鱼3月初放养冬片,6月底收获上市;7月再放养夏花,养至12月份捕出符合规格的商品鱼,留下小规格的作为次年的冬片鱼种。
四、养殖管理1.饵料管理因瓯江流域水田内水质清瘦,饵料生物贫乏,因此采用农家青饲料与精饲料合理搭配投喂。
投饵量前期按照鱼体重1.5%投喂,中期按照3%投喂,后期按照5%投喂。
其间可根据水质情况适当追加一些有机肥。
投喂原则:天气晴朗多投喂,雨天少投喂;天气凉爽多投喂,闷热雷雨少投喂;鱼类活动正常多投喂,缺氧浮头少投喂;水质好水色正常时多投喂,水质恶化时少投喂。
2.水质管理保持适当的水位:水稻种植初期水位保持在4cm~5cm,以利于水稻分蘖,随稻苗生长逐渐加深水位。
春秋两季水位保持在10cm~15cm,夏季水位保持在20cm~30cm。
控制水流量:控制适当的水流量,保证养殖水体的溶解氧充足和适宜的水温,原则上3~5天换水一次。
水质调节:肥水采用发酵后的有机肥,尽量不使用化肥。
3.病害管理每隔20天~30天泼洒生石灰l次,用量10g/m 2~20g/m 2,每月投喂l次含恩诺沙星0.03%一0.06%的药饵,每次3天~5天。
4.日常管理每天早晚各巡田1次,查看防逃设施是否破损,堤坝进排水系统是否漏水,观察鱼摄食、活动情况,及时消除敌害生物,并做好记录。
五、收获采用笼捕和网笼相结合的方法收获泥鳅,最后排干田沟中的水收捕田鱼。
经近三年的养殖试验,通过不断优化养殖环境,对稻、鱼种养比例不断调整,疏种水稻,合理放养泥鳅,收到了良好的经济、生态效益,真正实现了稻鱼双收。
新型生物抑菌剂苯乳酸的抑菌性研究与应用宋满满㊀刘志国㊀索艳丽(辽宁威兰生物技术有限责任公司ꎬ沈阳110033)㊀㊀摘㊀要:苯乳酸是近年来发现的一种新型天然抑菌物质ꎬ可由乳酸菌等多种微生物代谢产生ꎬ具有广谱抑菌性㊁高稳定性㊁高溶解性㊁安全无毒等优点ꎮ研究表明:苯乳酸不仅能够抑制如致病性大肠杆菌㊁单增李斯特菌和金黄色葡萄球菌等多种食源性致病菌ꎬ而且对如赭曲霉㊁疣孢青霉和桔青霉的腐败菌包括产毒素的丝状真菌有很广泛的作用ꎮ因此ꎬ苯乳酸在食品工业㊁医药领域等的应用具有广阔的前景ꎮ本文对苯乳酸的理化性质㊁抑菌性以及应用领域进行了综述ꎮ关键词:苯乳酸ꎻ抑菌性ꎻ应用StudyandApplicationofaNewBiologicalBacteriostaticAgentPhenyllacticAcidSongManman㊀LiuZhiguo㊀SuoYanli(LiaoningVetlandBio-technologyCo.Ltd.Shenyangꎬ110033)Abstract:Phenyllacticacid(PLA)isfoundanovelnaturalantimicrobialcompoundinre ̄centyearsꎬwhichcanbeproducedbyavarietyofmicrobialmetabolismꎬsuchaslactobacillusꎬandithastheadvantagesofbroad-spectrumantimicrobialresistanceꎬhighstabilityꎬhighsolubili ̄tyꎬsafeandnontoxic.StudieshaveshownthattheinhibitorypropertiesofPLAhavebeendemon ̄stratedagainstsomefood-bornepathogenicbacteriasuchasEscherichiacoliꎬListeriamonocyto ̄genesandStaphylococcusaureusꎬandagainstseveralfungalspeciesincludingsomemycotoxigen ̄icspeciesꎬnamelyAspergillusochraceusꎬPenicilliumverrucosumandPenicilliumcitrinum.ThereforeꎬtheapplicationofPLAinfoodindustryandmedicinehasbroadprospects.Thephysi ̄cal/chemicalpropertiesꎬantimicrobialactivityꎬandapplicationofPLAwerereviewedinthispa ̄per.KeyWords:PhenyllacticAcid(PLA)ꎻAntibacterialActivityꎻApplication1㊀苯乳酸的结构和理化性质1.1㊀苯乳酸的结构苯乳酸(phenyllacticacid)PLAꎬ又称3-苯基乳酸或β-苯基乳酸ꎬ也称作2-羟基-3-苯基丙酸ꎮ其分子式是C9H10O3ꎬ相对分子质量是166.17ꎬ是一种小分子抑菌物质[1]ꎮ苯乳酸的第二个碳原子为手性碳原子ꎬ因此有两种对映异构体即D-苯乳酸和L-苯乳酸(见图1)ꎮ1.2㊀苯乳酸的理化性质苯乳酸外观为淡黄色粉末ꎬ略有特殊性气味ꎬ对热和酸的稳定性也较好ꎬ熔点为121ħ~125ħꎬ并于121ħ条件下可保持20min不被破a.S-(-)-苯基乳酸或L-(-)-3-苯基乳酸b.R-(+)-苯基乳酸或D-(+)-3-苯基乳酸图1㊀3-苯基乳酸的对映异构体结构坏ꎬ可在广泛的pH值范围内保持稳定[2]ꎮ一般常见生物防腐剂如乳酸链球菌素等亲水性较差ꎬ不易扩散ꎬ在中性㊁碱性条件下几乎不溶解ꎬ其稳定性依赖于温度和pHꎬ而苯乳酸的亲水性较强ꎬ能够在各种食品体系中均匀分散ꎮ苯乳酸在水中的溶解度随温度升高而增大ꎬ易溶于甲醇㊁乙醚㊁丙酮等有机溶剂ꎮ一对对映体除空间结构方向相反以外ꎬ其它物理性质如熔点㊁沸点㊁相对密度以及在非手性溶剂中的溶解度等都完全相同ꎮ而由于构成生物体的有机物大都是有旋光活性的ꎬ所以对映体间极为重要的区别是ꎬ它们对生物体的作用不同ꎬD-苯乳酸的抑菌效果就强于L-苯乳酸ꎬ两者在化工㊁医药等领域的应用也各不相同ꎬ作为天然存在的抑菌化合物和重要有机酸ꎬ自苯乳酸首次从蜂蜜和发酵食品中分离而出以来[3]ꎬ它已经成为化学性抗生素的天然㊁绿色替代品ꎮ2㊀苯乳酸的抑菌性苯乳酸是一种天然抑菌化合物ꎬ其抑菌特性受到了研究者的广泛关注ꎮ许多实验表明苯乳酸对许多种真菌㊁细菌具有抑制作用ꎬ它是一种具有广谱抗菌性的物质ꎮ2.1㊀苯乳酸的抑菌谱苯乳酸的抑菌谱广ꎬ对革兰氏阳性细菌㊁革兰氏阴性细菌和真核微生物均有抑制作用ꎮ研究人员发现将新西兰麦卢卡树的麦卢卡蜂蜜敷于腿部溃烂处时ꎬ具有良好的疗效ꎬ可起到独特的抑菌作用[4]ꎮ经过Molan[5]ꎬRusse1[6]以及Wilkins等[7]对蜂蜜主要抑菌物质的逐步研究发现其中丁香酸和PLA具有较强的抗菌能力ꎮDieuleveux[3]发现ꎬ苯乳酸可抑制多种食源性致病菌ꎬ革兰氏阳性致病菌如S.aureus㊁L.monocy ̄togenesꎻ革兰氏阴性致病菌如致病性大肠杆菌(EscherichiacoliO157:H7)㊁沙门氏菌(Salmo ̄nellaenterica)㊁斯氏普罗威登斯菌(Providenciastuartii)ꎬ产酸克雷伯菌(Klebsiellaoxytoca)ꎮLa ̄vermicocca[8]研究了苯乳酸对多种引起焙烤食品腐败的真菌的作用ꎬ其中包括某些产生毒素的真菌ꎬ结果显示苯乳酸对真菌具有宽广的抑菌谱ꎮ如曲霉属的黑曲霉(Aspergillusniger)㊁黄曲霉(Aspergillusflavus)㊁赭曲霉(Aspergillusochra ̄ceus)㊁土曲霉(Aspergillusterreus)ꎻ青霉属的娄地青霉(Penicilliumroqueforti)㊁桔青霉(Penicil ̄liumcitrinum)㊁团青霉(P.commune)㊁疣孢青霉(P.verrucosum)㊁产黄青霉(P.chrysogenum)以及红色散菌霉(Eurotiumrubrum)㊁匍匐散囊菌(Eurotiumrepens)㊁好食丛梗孢菌(Moniliasito ̄phila)㊁镰刀菌(Fusariumsp.)等ꎮ由此可见ꎬ苯乳酸是一种广谱抑菌物质ꎬ这与乳酸链球菌肽(Nisin)等细菌素显著不同ꎮ大部分细菌素只对与产生菌分类学上相近的细菌有作用ꎬ虽然Ni ̄sin对许多革兰氏阳性菌(除乳酸菌外)具备抑制效果ꎬ但对绝大部分革兰氏阴性菌㊁真菌(如酵母菌以及霉菌)等无抑制效果[2]ꎮ2.2㊀作用机制及联合抑菌作用抑菌机理是研究和开发新型天然防腐剂的理论基础ꎮ当前抑菌机制的研究主要集中各种细胞壁和细胞膜系统㊁遗传物质或遗传微粒结构㊁细胞内的酶系统或功能蛋白三个方面ꎮ抑菌物质的抑菌机理各有不同[9]ꎮ目前关于苯乳酸抑菌机理的研究报道较少ꎬ早在1998年Dieu ̄leveux[10]等就发现苯乳酸的抑菌靶位之一细胞壁ꎮStrom[11]等于2005年研究苯乳酸对丝状真菌A.nidulans蛋白质组学的影响ꎬ发现苯乳酸改变了其蛋白质的表达ꎬ推测苯乳酸可能的作用位点之一是真菌细胞中的苯丙氨酸脱氢酶ꎬ该酶催化苯丙氨酸脱氢产生嘧啶以合成核苷ꎬ根据是苯乳酸与苯丙氨酸脱氢酶的一般底物相似而产生抑制ꎮ2009年孟祥晨课题组得到同样的结论:细胞壁是苯乳酸的抑菌靶位ꎮ那么苯乳酸是否对核酸产生作用ꎬ细胞壁是否是苯乳酸的唯一作用位点ꎬ目前对此相关报道还很少ꎬ因此本文通过研究苯乳酸与食源性致病菌中单增李斯特菌(革兰氏阳性菌:Listeriamonocytogenes10403s)和大肠杆菌(革兰氏阴性菌:E.coli44752)基因组胞内和胞外的作用方式探究苯乳酸对核酸的作用机制ꎬ为进一步研究苯乳酸与食源性致病菌的抑菌机理打下理论基础[12]ꎮ研究证实ꎬ苯乳酸菌发酵液的保鲜作用机制是由于该菌在代谢过程中能合成一些天然活性物质ꎬ如有机酸(乳酸㊁醋酸㊁甲酸㊁丙酸㊁丁酸与γ-氨基丁酸等)ꎬ可降低食品的pH值ꎬ从而抑制大部分腐败微生物的生长繁殖[13-14]ꎮ因为苯乳酸增加了环境中氢离子的浓度ꎬ山梨酸钾和苯甲酸钠的抑菌活性会随介质pH降低而增加ꎬ因此苯乳酸可以增强苯甲酸钠和山梨酸钾的抑菌作用效果ꎻ此外ꎬ苯甲酸钠的作用机理是抑制微生物细胞呼吸酶系的活性ꎬ尤其能够阻碍乙酰辅酶A缩合反应ꎬ从而起到抑菌作用ꎻ山梨酸钾的抑菌机制在于它能与微生物细胞中酶的巯基形成共价键ꎬ使酶丧失活性ꎬ破坏许多重要酶系[15]ꎻ苯甲酸钠和山梨酸钾顺利进入微生物细胞是发挥抑菌作用的前提ꎬ苯乳酸能够破坏细菌的屏障结构 细胞壁[3]ꎬ从而有利于苯甲酸钠和山梨酸钾进入细胞内发挥抑菌作用ꎮ因此ꎬ苯乳酸与山梨酸钾和苯甲酸钠联合使用具有协同抑菌作用ꎮ另据文献报道ꎬ苯乳酸菌可分泌广谱抗菌多肽或蛋白质ꎬ对大多数食品腐败菌和致病菌均有强烈的生长抑制作用[16-17]ꎬ有望成为天然食品生物防腐剂研究的新宠ꎮ3㊀苯乳酸的合成方法目前ꎬ主要合成PLA的方式包括化学合成和生物合成两种ꎮPLA的化学合成法例如:李光兴等[18]用苯丙酮酸催化氢化的方法成功合成了β-苯基乳酸ꎮ该方法以甲醇为溶剂ꎬ在70ħꎬ3.0MPa条件下ꎬ苯丙酮酸经Raney-Ni催化氢化反应1h后得到了β-苯基乳酸的白色针状结晶ꎬ收率91%ꎬ转化率91%ꎻ哩酮的形成和酸裂解㊁苯丙酮酸的形成以及Clemmensen还原ꎮEdward等[19]报道了使用二氢恶哩酮的Clemmensen还原来制备苯乳酸ꎮ邓喜玲等[20-21]于2001年㊁2005年分别采用了苯甲醛和对羟基苯甲醛进行Clemmensen还原合成了苯乳酸和羟基苯乳酸ꎮKazuaki等[22]将苯丙氨酸重氮化㊁水解后得到PLA和甲苯等有机溶剂的混合液ꎬ然后经结晶化学合成PLAꎮ显然ꎬ采用化学合成苯乳酸合成的步骤比较复杂㊁技术路线繁琐㊁污染环境严重等缺点ꎮ因此ꎬ近年来对PLA的合成方法趋向于生物合成法的开发与研究ꎮPLA的生物合成法主要为微生物发酵合成PLAꎬ即利用菌株在发酵代谢过程中产生的酶类ꎬ将前体物质转化成PLAꎮ1986年ꎬKamata等用经诱变选育的乳糖发酵短杆菌发酵生产了PLAꎬ研究得出其产量为1940mg/Lꎬ并且申请了专利ꎮ这是最早关于利用菌种发酵法生产PLA的研究ꎮ2002年ꎬThierry等[23]报导费氏杆菌(Propionibacteriunfreudenreichii)在奶酪发酵过程中产生了3-苯基乳酸ꎬ这些3-苯基乳酸可能是由苯基丙酮酸在羟基酸脱氢酶作用下还原而得到的[24]ꎮ由于乳酸菌是GRAS级微生物ꎬ长久以来被用于食品加工及保藏ꎬ更适于工业化生产ꎬ因而近年来作为乳酸菌来源的PLA成为研究的热点ꎮ2007年ꎬ博士李兴峰[25]从中国传统食品泡菜中ꎬ筛选得到一株植物乳杆菌ꎬ并对该菌株进行鉴定ꎮ该菌株在MRS培养基中30ħ培养72hꎬ苯乳酸的产量可达91mg/Lꎮ同时发现添加苯丙氨酸可以提高苯乳酸的产量ꎬ苯丙氨酸是苯乳酸合成的前体物质ꎮ添加苯丙氨酸后ꎬ乳酸菌SK007利用苯丙氨酸的合成苯乳酸可能的代谢途径见图2ꎮ2008年ꎬ张莉力等[26]于传统发酵制品中分离获取的植物乳杆菌P421ꎬ研究得出其PLA产量为81mg/Lꎻ2010年ꎬ王立梅等[27]于干酪中分离获取的副干酪乳杆菌W2ꎬ研究得出其PLA产量为572mg/Lꎻ2011年ꎬZhang等[28]于豆豉中图2㊀乳酸菌SK007利用苯丙氨酸合成苯乳酸可能的代谢途径分离获取的植物乳杆菌YM-5-2ꎬ研究得出其PLA产量为147.91mg/Lꎻ2012年ꎬ李士龙等[29]于泡菜中分离获取的植物乳杆菌LY78ꎬ研究得出其PLA产量为246mg/Lꎻ2012年ꎬ刘长健等[30]于猪的十二指肠中分离获取的植物乳杆菌R53ꎬ研究得出其PLA产量为321.7mg/Lꎻ2014年ꎬZhang等[31]于120株乳酸菌中分离获取的植物乳杆菌IMAU10124ꎬ研究得出其PLA产量为229mg/Lꎻ由此可知ꎬ乳酸菌中植物乳杆菌产PLA占的比例最多ꎬ但其产PLA能力差异很大ꎮ上述结果表明ꎬ生物合成法相较于化学合成法反应条件更加的温和ꎬ产物更易回收ꎬ这些优势使其应用于生产PLA的研究更加的广泛ꎮ4㊀苯乳酸的应用苯乳酸是天然存在的新型抑菌物质ꎬ有较广的抑菌谱ꎬ对人和动物安全无毒性ꎬ因此其在食品㊁医药㊁化妆品及饲料等行业具有颇高的研究价值ꎮ4.1㊀苯乳酸在食品中的应用食品安全问题是世界公认的问题ꎮ微生物污染是导致食品腐败变质的一个重要原因ꎬ尤其是食源致病菌单核细胞增生李斯特菌㊁金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌(Escherichiczcoli)等甚至会导致食源性疾病的暴发ꎮ苯乳酸是一种天然防腐剂ꎬ有较广的抑菌谱ꎬ苯乳酸可以抵抗革兰氏阳性细菌㊁阴性细菌和真菌等致病菌ꎮ尤其苯乳酸对真菌的抑制性远远强于化学防腐剂苯甲酸钠和山梨酸钾ꎬ可延长食品的货架期ꎻ苯乳酸稳定性高ꎬ具有宽广的pH范围和热稳定性ꎮ并且溶解性较好ꎬ易于在各种食品体系中扩散ꎻ为其在食品工业中的应用提供了广阔的前景ꎮ4.1.1㊀乳品工业乳制品在现在已经成为货架上必不可少的商品ꎬ其优点是营养丰富㊁食用方便ꎬ缺点为极易腐败变质ꎮ灭菌和冷藏的方法可延长保存期ꎬ但是例如单核细胞增生李斯特菌等一些嗜冷菌在低温4ħ时仍能存活ꎬ这对于乳制品的保存是非常不利的ꎮDieuleveux等人[10]将苯乳酸按照添加量为1mg/mL用于UHT乳(超高温瞬时灭菌乳)ꎬ可延长L.monocytogenes迟滞期并抑制其生长ꎻ而将苯乳酸按照7mg/mL添加ꎬ在5天内完全抑制灭菌乳中L.monocytogenes的生长ꎬ其菌落数下降了4.5个对数值ꎬ并且其杀菌作用不受菌体生长状态的限制ꎮ另外ꎬ有研究表明ꎬ在干酪中添加适量的苯乳酸ꎬ也能抑制其生长ꎮ4.1.2㊀焙烤工业面包工业中限制使用化学防腐剂ꎬ其又具有营养丰富易受霉菌污染而变质的特点ꎬ因此使用生物防腐剂非常适合ꎬ苯乳酸对通过食品传播的包括黄曲霉(AspergillusfLavus)在内的各种霉菌有很强的抑制作用ꎬ可以通过抑制霉菌的生长ꎬ延长食品的货架期ꎮLavermicoca等[11]研究了苯乳酸对来自于面包㊁小麦而粉㊁焙烤制品和谷物中霉菌的抑制性ꎮ测试菌株分别属于曲霉属青霉属㊁和镰孢霉属的14个种23株菌ꎮ结果表明ꎬ当苯乳酸的浓度低于7.5mg/mL时ꎬ就能抑制90%的霉菌生长ꎮ与其他常用食品防腐剂比较ꎬ0.3~3mg/mL的丙酸钙无抑制真菌活性ꎬ而欧盟标准对切片面包和黑面包中丙酸钙的指导限量为3mg/mLꎻ山梨酸钠在3mg/mL时才有抑制真菌活性ꎬ欧盟标准对山梨酸钾的指导限量为2mg/mLꎬ这一浓度并不抑制A.niger㊁P.roqueforti等真菌ꎮ由此可见ꎬ苯乳酸可用于面包㊁面制品㊁谷物食品等焙烤食品ꎬ以防止霉菌的污染ꎬ延长食品的保藏期限ꎮ4.1.3㊀其㊀他Schniirer等[12]在饮料和其他食品中添加苯乳酸㊁二羟基碳酸盐和山梨酸钾组成的抗菌混合物ꎬ研究结果表明该混合物能够有效抑制饮料中微生物的滋生和繁殖ꎮWarmerdam等[13]在香肠和干酪中添加苯乳酸和抗菌素制成的粉剂ꎬ香肠在12ħ下至少可以保存60天ꎮ4.2㊀苯乳酸在医药中的应用丹参是常用大宗药材之一ꎬ丹参素ꎬ又称β-3ꎬ4-二羟基基苯乳酸ꎬ是在丹参中含量较高㊁活性较强的水溶性成分ꎬ具有扩张冠状动脉的作用ꎬ是丹参调整医治冠心病的主效物质之一[14]ꎮ由于丹参素来源有限ꎬ其分离提取工艺比较繁琐ꎬ而PLA作为丹参素的衍生物二者具有相似的药物机理ꎬ因此在临床上PLA可以替代丹参素进行冠心病的治疗[15~16]ꎮ据薛芬等人[17]报道ꎬ苯乳酸能抵抗炎症ꎬ具有良好的止血止痛疗效ꎬ在临床上可以治疗带节育器出血的症状ꎮ苯乳酸可用于合成降血糖制剂Englitazone[18]ꎮYamamoto等研究表明R-3-苯基乳酸能提高人体肝内3α-羟基类固醇脱氢酶DD4的活性ꎬ1mol/LR-苯基乳酸能使活力提高2倍ꎮ3α-羟基类固醇脱氢酶分布于人体的组织中ꎬ能合成和降解类固醇ꎬ所以R-3-苯基乳酸对人体内的类固醇的水平有一定的调节作用ꎮ江明华等[36]导了苯乳酸能抑制离体小鼠子宫平滑肌的自发收缩ꎬ以及雌激素预处理和早孕小鼠的离体子宫平滑肌的张力降低ꎬ其作用呈剂量依赖性ꎬ其子宫平滑肌的抑制作用与Ca2+㊁垂体后叶素无关ꎬ苯乳酸的子宫平滑肌的抑制作用与β-肾上腺素受体无关ꎻ王珏英等[37]在动物临床上研究分析PLA的药用效果发现ꎬPLA具有扩张冠状动脉的作用ꎬ对急性心肌梗塞和缺血性心脏病等症状有良好的疗效ꎮ此外ꎬ可用于合成低毒高效的驱肠虫药PF1022A[38]ꎻ可合成非蛋白氨基酸Sta ̄tine[39]ꎻ并且PLA还可应用于合成抗人类免疫缺陷病毒试剂[40]以及可应用于制作致病菌绿脓杆菌的拮抗剂[41-42]ꎮ4.3㊀苯乳酸在化妆品中的应用在化妆品行业中ꎬ由于苯乳酸具有广谱抑菌特性ꎬ因此可以用于延长化妆品的保质期ꎬ防止因微生物感染引起的负面效果ꎬ且对人体无毒无害ꎮYu[43-44]等人报道了苯乳酸可以作为化妆品用于人类皮肤的抗皱ꎬ经实验表明ꎬ周期性地应用一段时间就足以达到至少实质上消除皱纹的功效ꎮ果酸是从各种水果中提炼出的有机酸ꎮ据美国研究公布ꎬ现在已经提取出来并申请专利的有21种果酸ꎮ苯乳酸作为果酸的一种ꎬ可以美容去皱ꎬ提亮肤色[45]ꎮ此外ꎬ苯乳酸还可用于合成苯丙氨酸[46]ꎬ合成治疗干燥皮肤的乳膏或制剂ꎬ及合成抗HIV试剂[43]等ꎮ4.4㊀苯乳酸在饲料行业中的应用在饲料行业中ꎬWang等人[44-45]研究发现ꎬ苯乳酸可以取代抗生素添加到动物饲料中ꎬ有利于家畜的生长ꎮ他们研究发现ꎬ在家畜的饲料中添加一定量苯乳酸ꎬ一段时间后ꎬ实验家畜体内大肠杆菌数量显著下降ꎬ且体内与免疫相关的细胞数量增加ꎬ明显改善动物的生长状况ꎮ5㊀展㊀望随着科学技术的发展和人们生活水平的提高ꎬ食品安全越来越受到重视ꎬ化学防腐剂(例如山梨酸钾㊁苯甲酸钠等)将渐渐被市场所淘汰ꎬ天然防腐剂的研究和开发利用成为食品工业的一个热点和发展趋势ꎮ其具有高效㊁广谱㊁安全等优点ꎬ在未来食品防腐剂中有很高的应用前景ꎮ苯乳酸作为一种新型的生物防腐剂ꎬ具有安全性高㊁抑菌能力强的特点ꎮ从1998年发现苯乳酸的抑菌性质到目前为止ꎬ时间较短ꎮ苯乳酸的研究尚处于起步阶段ꎬ国内对苯乳酸的研究非常少ꎮ关于苯乳酸的抑菌机理尚未阐明ꎮ苯乳酸是如何破坏细胞壁?苯乳酸是否存在其他作用靶位及又是如何作用的?这些问题的深入研究对阐明苯乳酸的抑菌机理尤为重要ꎮ当前世界食品工业飞速发展ꎬ我国则更要加快开展苯乳酸的研究脚步ꎬ开发拥有独立自主知识产权的生产技术ꎬ进而开发苯乳酸作为生物防腐剂在食品工业应用ꎬ一方面将苯乳酸添加到食品中抑制食源性致病菌㊁腐败菌以延长食品的货架期ꎻ另一方面筛选能够产生苯乳酸的安全菌株用于发酵食品的生产ꎬ也可以有效防止微生物的污染达到生物防腐的目的ꎮ随着新的分离㊁分析方法的建立和生物合成法研究的深入ꎬ将会大大拓宽苯乳酸的应用范围ꎬ使其在食品工业或其他领域发挥新的作用ꎮ参考文献[1]DieulevenxVꎬderVanPꎬChaLaudJꎬetal.Purifica ̄tionandcharacterizationofanLi-ListeriacompoundsproducedbyGeotrichumcandidum[J].ApplEnvironMicrobio1ꎬ1998ꎬ64(2):800-803.[2]李兴峰ꎬ江波ꎬ潘蓓蕾.新型生物防腐剂-苯乳酸在食品中的研究与应用[J].食品与发酵工业2007ꎬ33(5):87-91.[3]VDieuleveuxꎬS.LemarinierꎬM.Gueguen.Antimicro ̄bialspectrumandtargetsiteofD-3-phenyllacticacid[J].InternationalJournalofFoodMicrobiologyꎬ1998ꎬ40(3):177-183.[4]李兴峰ꎬ刘豆ꎬ薛江超ꎬ等.天然食品防腐剂的协同抗菌作用[J].中国食品学报ꎬ2014ꎬ14(3):140-144.[5]MolanPꎬRussellK.Non-peroxideantibacterialactivityinsomeNewZealandhoneys[J].JournalofApicultur ̄alResearchꎬ1988ꎬ27(1):62-67.[6]RussellKMꎬMolanPCꎬWilkinsALꎬetal.Identifi ̄cationofsomeantibacterialconstituentsofNewZealandmanukahoney[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistryꎬ1990ꎬ(38):10-13.[7]WilkinsALꎬLuYꎬMolanPC.ExtractableorganicsubstancesfromNewZealandunifloralmanuka(Lepto ̄spemmscoparium)honeys[J].JournalofApiculturalResearchꎬ1993ꎬ32:3-9.[8]LavermicoccaPꎬValerioFꎬViscontiA.Antifungalac ̄tivityofphenyllacticacidagainstmoldsisolatedfrombakeryproducts[J].AppliedandEnvironmentalMi ̄crobiologyꎬ2003ꎬ69(1):634-640.[9]李兴峰.乳杆菌生物合成苯乳酸的研究[D]无锡:江南大学ꎬ2008.[10]DieuleveuxVꎬGueguenM.AntimicrobialEffectsofD-3-PhenyllacticAcidonListeriaMonocytogenesinTsb-YeMediumMilkꎬandCheese[J].JournalofFoodProtection1998ꎬ61(10):1281-1285.[11]BrunhuberNMꎬThodenJBꎬBlanchardJSꎬetal.RhodococcusL-henylalaninedehydrogenase:Kineticsꎬmechanismꎬandstructuralbasisforcatalyticspecificity[J].Biochemistryꎬ2000ꎬ39(31):9174-9187.[12]袁景环ꎬ贡汉生ꎬ孟祥晨.苯乳酸的抗菌作用及其抗菌机理的初步研究[J].食品工业ꎬ2009ꎬ(5):14-17.[13]DeVuystLꎬLeroyF.Bacteriocinsfromlacticacidbacteria:productionꎬpurificationꎬandfoodapplica ̄tions[J].JMolMicrobiolBiotechnolꎬ2007ꎬ(13):194-199.[14]Sobrino-LopezAꎬMartin-BellosoO.Review:useofnisinandotherbacteriocinsforpreservationofdairyproducts[J].IntDairyJꎬ2008ꎬ(18):329-343. [15]侯振建.食品添加剂及应用技术[M].北京:化学工业出版社ꎬ2004.[16]易华西.分泌广谱抗菌肤乳酸菌的筛选及高效表达的调控研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学ꎬ2010. [17]樊星ꎬ张昊ꎬ郭慧媛ꎬ等.乳酸菌抑菌功能的研究进展[J].中国乳业ꎬ2012ꎬ129(9):52-54.[18]李光兴ꎬ张秀兰ꎬ纪元.苯丙酮酸催化氮化合成β-苯基乳酸[J].合成化学ꎬ2004ꎬ10(6):513-514. [19]BublECandButtsJS.Amethodofsynthesisofphe ̄nyllacticacidandsubstitutedphenyllacticacids[J].JamChemSocꎬ1951ꎬ73:4972-4972.[20]邓喜玲ꎬ陈学敏ꎬ周淑芳ꎬ等.β-苯基乳酸的合成[J].西北药学杂志ꎬ2001ꎬ16(1):36-37.[21]邓喜玲ꎬ王新兵ꎬ相颖ꎬ等.β-(4-羟基苯基)乳酸的合成[J].石河子大学学报(自然科学版)ꎬ2005ꎬ23(1):11-13.[22]KazuakiNꎬMamoruI.Methodforproducingopticallyactivephenyllacticacid:JPꎬ2003192633A[P].2003-07-09.[23]TherryAꎬMaillardMB.ProductionofCheeseFlavourCompoundsDerivedfromAminoAcidCatabolismbyPropionibacteriunfreudenreichii[J].INRAEDPSci ̄enceꎬ2002ꎬ17.[24]YvonMꎬRijnenL.Cheeseflavourformationbyaminoacidcatabolism[J].InternationalDairyJournalꎬ2001ꎬ(11):185.[25]李兴峰ꎬ江波ꎬ潘蓓蕾ꎬ等.苯丙氨酸及苯丙酮酸对lactobacillussp.SK007合成苯乳酸的影响[J].过程工程学报ꎬ2007ꎬ7(6):1202-1206.[26]张莉力ꎬ柴虹宇.产苯乳酸乳酸菌的筛选及鉴定[J].安徽农业科学ꎬ2008ꎬ38(5):2590-2592. [27]王立梅ꎬ郑丽雪ꎬ梅艳珍ꎬ等.一株乳酸杆菌菌株及其应用:中国ꎬ101906392[P].2010-12-08.[28]ZhangZHꎬWuSXꎬYinJZꎬetal.Ahighphenyl ̄lacticacidproducingLactobacillusplantarumstrainiso ̄latedfrom`Douchi'-atraditionalfermentedsoybeanfoodinYunnanProvinceofChina[A].20115thInterna ̄tionalConferenceonBioinformaticsandBiomedicalEn ̄gineering[C]ꎬ2011.[29]李士龙ꎬ陈明霞ꎬ田雪娇.LactobacillusplantarumLY-78产苯乳酸发酵培养基优化的研究[J].黑龙江八一农垦大学学报ꎬ2012ꎬ24(4):46-51.[30]刘长建ꎬ闰建芳ꎬ刘秋ꎬ等.猪消化道中产苯乳酸乳酸菌的益生特性研究[J].微生物学通报ꎬ2012ꎬ39(6):804-810.[31]ZhangXQꎬZhangSLꎬShiYꎬetal.Anewhighphe ̄nyllacticacid-yieldingLactobacillusplantarumIMAU10124andacomparativeanalysisoflactatedehy ̄drogenasegene[J].FEMSMicrobiologyLettersꎬ2014ꎬ356:89-96.[32]LavermicoccaPꎬValerioFꎬViscontiA.Antifungalactivityofphenyllacticacidagainstmoldsisolatedfrombakeryproducts[J].AppliedandEnvironmentalMi ̄crobiologyꎬ2003ꎬ69(1):634-640.[33]SchnurcrJꎬMagnussonJ.Antifungallacticacidbacte ̄riaasbiopreservatives[J].TrendsinFoodScience&Technologyꎬ2005ꎬ16(1):70-78.[34]WarmcrdamMꎬDcHaanB.Methodforthecoveringoffoodwithpolycncantifungalcompositions:U.S.Pa ̄tentApplication10/523ꎬ881[P].2003-8-6.[35]宋婕.丹参迷迭香酸合成途径相关基因的功能研究[D].西安:陕西师范大学ꎬ2011.[36]江明华ꎬ林华ꎬ施勤ꎬ等.β-苯基乳酸对离体小鼠子宫的平滑肌作用[J].上海医科大学学报ꎬ1990ꎬ17(5):350-354.[37]李德茂ꎬ李从发ꎬ刘四新ꎬ等.3-苯基乳酸的研究进展[J].药物生物技术ꎬ2004ꎬ11(5):344-347. [38]薛芬ꎬ邵以德.一种带节育器出血的治疗药物及其制备方法[P].CN1141772.[39]UrbanFJꎬMooreBS.Synthesisofopticallyactive2-benzyldihydrobenzopyransforthehypoglycemicagentEn ̄glitazone[J].JHeterocyclicChemꎬ1992ꎬ(29):431. [40]王珏英ꎬ邵以德ꎬ张渊博ꎬ等.β-苯基乳酸对心血管系统的实验研究[J].上海医科大学学报ꎬ1991ꎬ18(4):295.[41]WeckwerkhWꎬMiyamotoKꎬLinumaKꎬetal.Bio ̄synthesisofPF1022AandRelatedCyclooctadepsipep ̄tides[J].JournalofBiologicalChemistryꎬ2000ꎬ275(23):17909.[42]KanoSꎬYuasaYꎬYokomatsuTꎬetal.Highlystereo ̄controlledsynthesisofthefourindividualstereoisomersofStatine[J].TheJournalofOrganicChemistryꎬ1988ꎬ(3):3865-3868.[43]HashimotoYꎬKobayashiEꎬEndoTꎬetal.Conver ̄sionofaCyanhydrinCompoundintoS-(-)-3-Phenyl ̄lacticAcidbyEnantioselectiveHydolyticActivityofPseudomonassp.BC-18[J]BioscienceBiotechnologyandBiochemistryꎬ1996ꎬ60(8):279.[44]ChifiriucMCꎬVeronicaLꎬDraceaOꎬetal.DrasticattenuationofPseudomonasaeruginosapathogenicityinaholoxenicmouseexperimentalmodelinducedbysub ̄inhibitoryconcentrationsofphenyllacticacid[J].Inter ̄nationalJournalofMolecularSciencesꎬ2007ꎬ8(7):583-592.[45]DonlanRMꎬCostertonJW.Biofilms:Survivalmech ̄anismsofclinicallyrelevantmicroorganisms[J].Clini ̄calMicrobiologyReviewsꎬ2002ꎬ15(2):167-193. [46]YuRueyJꎬVanScottEugeneJ.Therapeutictreatmentofdryskin[P].UnitedStatesPatentꎬ4105783.1978-8.[47]YuRueyJꎬVanScottEugeneJ.MethodofTreatingWrinklesusing2-phenyllacticacid[P].TristrataTech ̄nologyꎬInc.UnitedStatesPatentꎬ5599843.1997-2. [48]孟琳ꎬ白云平ꎬ葛双启.果酸在化妆品中的应用[J].化学与生物工程ꎬ2005ꎬ22(4):45-46.[49]SatoKꎬItoHꎬEiH.Microbialconversionofphenyl ̄lacticacidtoL-phenylalanine[P].BrevEtꎬAjinomotoCoꎬInc.JapanPatentꎬ86212293ꎬ1986-9.[50]J.P.WangꎬꎬJ.S.YooꎬJ.H.Leeꎬetal.Effectsofphenyllacticacidongrowthperformanceꎬnutrientdi ̄gestibilityꎬmicrobialsheddingandbloodprofileinpigs[J].JournalofAnimalScienceꎬ2009ꎬ87(10):3235-3243.[51]李兴峰ꎬ江波ꎬ潘蓓蕾ꎬ等.乳酸菌产生的新型抗菌物质一苯乳酸的抑菌性质及作用机理研究[J].乳业科学与技术ꎬ2011ꎬ34(2):94-98.。
双乙酸钠在奶牛上的应用
双乙酸钠在奶牛上的应用可以有以下几个方面:
1. 乳酸菌促进剂:双乙酸钠可以作为一种乳酸菌促进剂,通过调节奶牛肠道内的微生物群落,促进有益菌(如乳酸菌)的生长,抑制有害菌的繁殖,从而提高奶牛的消化吸收能力,增加奶牛的乳制品产量。
2. 抗菌剂:双乙酸钠具有一定的抗菌作用,可以有效地抑制革兰阳性菌和革兰阴性菌的生长,防止奶牛因细菌感染引发的疾病,保障奶牛的健康。
3. 乳酸调节剂:双乙酸钠可以调节奶牛体内的酸碱平衡,维持奶牛血液和组织液的酸碱度,减少奶牛发生乳热病的风险。
4. 饲料添加剂:双乙酸钠可以作为一种饲料添加剂,用于改善饲料的质量,提高饲料的保存性能,防止饲料变质发霉,从而确保奶牛摄入的饲料安全无害。
需要注意的是,在使用双乙酸钠时,应严格按照生产厂家的用药指导和剂量要求进行使用,避免过量使用或不当使用导致不良反应的发生。
同时,还应根据奶牛的具体品种、生理状态和环境条件等因素进行合理调整和适应。