■彭險峰 易家紅 肖 燦
(廣州英賽特生物技術有限公司,廣東廣州 510663)
1946年首次報道了鏈霉素可刺激雛雞生長[1],1950年美國食品與藥物管理局首次批準抗生素用作飼料添加劑。此后,抗生素作為飼料添加劑被大范圍的推廣和應用,從而導致了細菌耐藥性、食品動物產(chǎn)品中殘留和環(huán)境污染及危害人的健康等問題[2-3]。歐盟已于2006年開始全面禁止在飼料中使用抗生素作為動物生長促進劑[4],許多國家或地區(qū)也在推進禁用促生長抗生素。因此,有效的抗生素替代產(chǎn)品的研究開發(fā)正成為飼料添加劑工業(yè)發(fā)展的一個重要方向。對百里香酚為百里香酚的同分異構(gòu)體,化學名為3-甲基-4-異丙基苯酚,分子式為C10H14O,分子量為150.218,熔點112℃,不溶于水,易溶于乙醇、甲醇等有機溶劑。研究發(fā)現(xiàn),對百里香酚比百里香酚有更強的抗菌活性、更低的揮發(fā)性、更高的安全性、具有更好的適口性及促生長效果。試驗研究對百里香酚對大鼠的急性毒性、體外抗菌活性及肉雞飼養(yǎng)。
對百里香酚,純度≥98%,批號20130806,由廣州英賽特生物技術有限公司提供。百里香酚、香芹酚購自Sigma公司,分析純。金霉素為市售預混劑,含量15%。
培養(yǎng)基:LB液體培養(yǎng)基、TSB液體培養(yǎng)基、FT培養(yǎng)基,由廣東環(huán)凱生物科技有限公司提供。
測試菌株:大腸桿菌159、大腸桿菌020、大腸桿菌147、雞傷寒沙門氏菌206、鴨沙門氏菌118、豬霍亂沙門氏菌141、金黃色葡萄球菌871、金黃色葡萄球菌810、金黃色葡萄球菌837、產(chǎn)氣莢膜梭菌859、產(chǎn)氣莢膜梭菌795、產(chǎn)氣莢膜梭菌591,由廣州英賽特生物技術有限公司分離鑒定并保存。
試驗動物及飼料:Wistar大鼠,購自南方醫(yī)科大學實驗動物中心,體重150~180 g,雌、雄各半,自由采食和飲水,飼料為不含任何藥物的全價料。嶺南黃快大肉雞,由廣東省農(nóng)業(yè)科學院畜牧研究所種雞場提供;102型肉雞飼料(不含抗生素),廣東省農(nóng)業(yè)科學院畜牧研究所提供。
1.2.1 體外抗菌活性試驗
凍干菌種按菌種恢復培養(yǎng)方法[5]恢復培養(yǎng),采用試管二倍稀釋法[6]測定對百里香酚對雞傷寒沙門氏菌、鴨沙門氏菌、豬霍亂沙門氏菌、大腸桿菌、金色葡萄球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌的體外最小抑菌濃度(minimal inhibitory concentration,MIC),并比較百里香酚及香芹酚的抗菌活性差異。
1.2.2 經(jīng)口急性毒性試驗
采用簡化寇氏法[7]進行大鼠急性毒性試驗。動物在飼養(yǎng)觀察3 d后選用體重相近的健康大鼠進行預試,測定對百里香酚、百里香酚和香芹酚大鼠死亡率在0~100%的劑量范圍分別為4 000~8 000、500~1 200、500~1 400 mg/(kg·bw)。選用體重相近的健康大鼠隨機分成15組,每組10只,雌、雄各半,分別灌服不同劑量的對百里香酚、百里香酚及香芹酚。連續(xù)觀察7 d,記錄大鼠的中毒表現(xiàn)及死亡情況。根據(jù)試驗各組死亡率結(jié)果計算其LD50及95%可信限。
1.2.3 肉雞的飼養(yǎng)試驗
1.2.3.1 不同劑量對百里香酚對肉雞的促生長效果試驗
試驗設20、50、100、500 mg/kg 4個劑量組及一個空白對照組,250只肉雞隨機分成5組,每組50只。飼養(yǎng)21 d后統(tǒng)計各組試驗雞的存活率、增重及料肉比。
1.2.3.2 對百里香酚、百里香酚及金霉素對肉雞促生長比較試驗
600只肉雞隨機分成4組,每組3個重復,每個重復50只。各試驗組分別在飼料中添加100 mg/kg的對百里香酚、百里香酚及50 mg/kg的金霉素,空白對照組不加任何藥物,飼養(yǎng)21 d后統(tǒng)計各組的增重及料肉比。
肉眼觀察有無細菌生長,陽性可見混濁生長,陰性可見澄清。對百里香酚對大腸桿菌、沙門氏桿菌、金色葡萄球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌最小抑菌濃度(MIC)均為100 μg/ml,且抗菌活性較百里香酚和香芹酚強1~2倍,結(jié)果見表1。
表1 對百里香酚、百里香酚及香芹酚的抗菌活性比較研究結(jié)果(MIC,μg/ml)
表2 對百里香酚、百里香酚及香芹酚對大鼠的急性毒性試驗結(jié)果
對百里香酚、百里香酚和香芹酚對大鼠的LD50分別為6 174.9、835.4、968.1 mg/(kg·bw),95%可信限分別為5 701.4~6 687.8、764~913.3、878.8~1 066.4 mg/(kg·bw),結(jié)果顯示,對百里香酚比百里香酚和香芹酚的安全性分別提高約7倍和6倍。
2.3.1 不同劑量對百里香酚對肉雞的促生長試驗結(jié)果(見表3)
表3 不同劑量的對百里香酚對肉雞促生長試驗的結(jié)果
雞飼養(yǎng)試驗結(jié)果表明,各組均未出現(xiàn)動物死亡,存活率均為100%,且不同劑量的對百里香酚對肉雞均有促生長作用。與空白對照組相比,各試驗組的相對增重率提高了4.66~7.39個百分點,且與添加量呈正相關。此外,添加對百里香酚的試驗組還能不同程度地改善飼料報酬,與空白對照組相比,料肉比降低0.061~0.108。
2.3.2 對百里香酚、百里香酚及金霉素對肉雞促生長的比較試驗結(jié)果(見表4)
表4 對百里香酚、百里香酚及金霉素對肉雞促生長的比較試驗結(jié)果
在飼料中分別添加各100 mg/kg的對百里香酚、百里香酚或50 mg/kg的金霉素后,與空白對照組相比,對百里香酚有明顯的促生長作用,相對增重率提高6.73個百分點,平均料肉比降低0.096;而百里香酚和金霉素試驗組的相對增重率僅分別提高2.69個百分點和4.11個百分點,平均料肉比分別降低0.037和0.054,其促生長效果低于對百里香酚試驗組。
從對百里香酚、百里香酚和香芹酚對4種常見細菌的抗菌活性可見,對百里香酚對革蘭氏陽性菌(金黃色葡萄球菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌)和革蘭氏陰性細菌(大腸桿菌和沙門氏菌)均有抗菌活性,最小抑菌濃度為100 μg/ml,優(yōu)于百里香酚和香芹酚。大鼠急性中毒時,其主要癥狀腹瀉的程度與給藥劑量有關,即有劑量效應關系,隨著劑量的增加,腹瀉程度加重,動物的死亡均因腹瀉引起的脫水、衰竭所致。最初排出的糞便呈乳白色(對百里香酚的顏色)油狀,腹瀉重癥在第2~4 d死亡,輕癥可達7 d之久,耐過者逐漸恢復正常。致瀉原因是給藥劑量較大,造成胃擴張,引起消化、吸收不良;同時對百里香酚不溶于水,用玉米油制成混懸液,過量的玉米油也可引起腹瀉。對百里香酚對大鼠的LD50為6 174.9 mg/(kg·bw),按化合物經(jīng)口急性毒性分級標準屬相對無毒級范疇[相對無毒大鼠口服LD50為5 000~ 50 000 mg/(kg·bw)][8]。
腸道微生物的組成受飼糧成分的影響,而腸道微生物又可通過影響?zhàn)B分的利用和胃腸道系統(tǒng)的發(fā)育來影響宿主的營養(yǎng)、健康和生長,這種相互作用十分復雜。對百里香酚通過破壞細菌細胞膜pH值穩(wěn)態(tài)和無機離子平衡,導致細菌死亡。本研究的肉雞促生長試驗結(jié)果表明,在飼料中添加100 mg/kg的對百里香酚能顯著提高相對增重率和降低料肉比,優(yōu)于添加100 mg/kg的百里香酚和50 mg/kg的金霉素。
試驗結(jié)果顯示,對百里香酚比百里香酚和香芹酚的抗菌活性提高了1~2倍,安全性提高了6~7倍,促生長效果明顯優(yōu)于百里香酚和金霉素,因此,對百里香酚作為促生長添加劑可替代金霉素。