Στο σύστημα κτηνοτροφικής παραγωγής, η κατάχρηση αντιβιοτικών όχι μόνο προκαλεί τη δημιουργία υπερμικροβίων, αλλά προκαλεί επίσης την ασφάλεια των κτηνοτροφικών προϊόντων και τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Επιπλέον, ορισμένα αντιβιοτικά έχουν ένα ευρύ φάσμα αντιβακτηριακής δράσης κατά των εντερικών μικροοργανισμών, σκοτώνοντας όχι μόνο επιβλαβή βακτήρια αλλά και ωφέλιμα βακτήρια. Επομένως, η μακροχρόνια χρήση αντιβιοτικών θα μειώσει την ποικιλομορφία των ζωικών μικροβιακών κοινοτήτων και θα αυξήσει τις πιθανότητες αποικισμού παθογόνων στην εντερική οδό. Το Υπουργείο Γεωργίας και Αγροτικών Υποθέσεων της Κίνας όρισε ότι από την 1η Ιουλίου 2020, οι παραγωγοί ζωοτροφών θα σταματήσουν να παράγουν εμπορικές ζωοτροφές που περιέχουν φαρμακευτικά πρόσθετα ζωοτροφών που προωθούν την ανάπτυξη (εκτός από την παραδοσιακή κινεζική ιατρική). Στο πλαίσιο αυτό, είναι ιδιαίτερα επείγον να βρεθούν πράσινες πρόσθετες ύλες ζωοτροφών που μπορούν να αντικαταστήσουν τα αντιβιοτικά. Τα φυτικά αιθέρια έλαια θεωρούνται πιθανά υποκατάστατα των αντιβιοτικών λόγω της σημαντικής αντιβακτηριδιακής τους δράσης. Τα αιθέρια έλαια εσπεριδοειδών (CEOs) είναι από τα μεγαλύτερα και πιο εμπορικά παραγόμενα, επειδή το κόστος τους είναι σχετικά χαμηλό και συμβάλλουν στην ευρεία παραγωγή. Οι CEOs αναφέρεται ότι έχουν επιλεκτική αντιβακτηριακή δράση και έχουν μικρή επίδραση στη δυναμική ανάπτυξης ωφέλιμων βακτηρίων, όπως ο Lactobacillus, και μεγάλη επιρροή σε επιβλαβή βακτήρια, όπως το Escherichia coli. Η εφαρμογή αυτής της ιδιότητας στη ζωική παραγωγή θα έχει μεγάλη αξία. Αυτή η εργασία εστιάζει στις αντιβακτηριδιακές δραστηριότητες των CEOs και στους μηχανισμούς δράσης τους για να παρέχει μια θεωρητική βάση για την εφαρμογή τους στη ζωική παραγωγή.
Α. Σύντομη εισαγωγή στους CEOs
Οι CEOs είναι αρώματα που εξάγονται από φυτά εσπεριδοειδών, τα οποία είναι φυσικά πράσινα, μη τοξικά, μη υπολειμματικά και μη ερεθιστικά και περιλαμβάνουν κυρίως αιθέριο έλαιο γλυκού πορτοκαλιού, αιθέριο έλαιο γκρέιπφρουτ, έλαιο λεμονιού, αιθέριο έλαιο περγαμόντο, αιθέριο έλαιο πορτοκαλιού και πικρό πορτοκάλι αιθέριο έλαιο φύλλων. Οι CEO προέρχονται από διαφορετικά μέρη φυτών, όπως φύλλα, λουλούδια, φρούτα και δέρματα. Οι συνήθεις μέθοδοι εκχύλισης και επεξεργασίας CEO είναι η απόσταξη, η μέθοδος διαλύτη, η μέθοδος συμπίεσης, η μέθοδος εκχύλισης υπερκρίσιμου διοξειδίου του αζώτου και η μοριακή απόσταξη, μεταξύ των οποίων η απόσταξη είναι η πιο κοινή και καθαρότερη μέθοδος και το 95% των φυτικών αιθέριων ελαίων μπορεί να εξαχθεί με απόσταξη. Οι CEOs έχουν ένα ευρύ φάσμα βιολογικών δραστηριοτήτων, συμπεριλαμβανομένων των αντιβακτηριακών, αντιοξειδωτικών και αντιφλεγμονωδών. Έχει καλή προοπτική εφαρμογής στα ζώα και τα πουλερικά γιατί μπορεί να εμποδίσει την ανάπτυξη μούχλας σε ζώα και πουλερικά, να συγκρατήσει ή να σκοτώσει τη σαλμονέλα και άλλα επιβλαβή βακτήρια, να βελτιώσει την περιβαλλοντική καθαριότητα και την άνεση των ζώων και των πουλερικών. Με την εμβάθυνση της έρευνας για την υποκατάσταση και την απαίτηση πράσινων, απαλλαγμένων από ρύπανση, μη υπολειμματικών φυσικών αντιβακτηριακών παραγόντων, γίνονται όλο και περισσότερες μελέτες για τις αντιβακτηριδιακές βιολογικές δραστηριότητες των CEOs, ειδικά η έρευνα για τις επιλεκτικές αντιβακτηριακές τους δράσεις έχει προσελκύσει την προσοχή της ερευνητικής ομάδας και σχεδιάζεται να διεξαχθούν πιο εις βάθος μελέτες.
Β. Χημική σύνθεση CEOs
Οι CEOs είναι σύνθετοι υδρογονάνθρακες και μείγματα παραγώγων τερπενίων και μη τερπενίων που περιέχουν οξυγόνο, που αποτελούνται από λειτουργικές ομάδες, συμπεριλαμβανομένων αλδεΰδων, αλκοολών, κετονών και άλλων πολύπλοκων μορίων, όπως εστέρες και οργανικά οξέα. Οι Διευθύνοντες Σύμβουλοι διαφέρουν ως προς τη σύνθεση ανάλογα με την ποικιλία, την εποχή και την τοποθεσία και ανάλογα με το στάδιο ωρίμανσης των καρπών και περιέχουν μια ποικιλία ενώσεων, όπως λιμονένιο, -πινένιο, -πινένιο, -τερπινένιο, σαβινένιο, -μυρκένιο και λιναλοόλη (Εικόνα 1). Συνήθως, κάθε Διευθύνων Σύμβουλος περιέχει 20 έως 60 ενώσεις, από τις οποίες το 85 έως 99 τοις εκατό είναι πτητικές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων κυρίως των μονοτερπενίων, των σεσκιτερπενίων και των σεσκιτερπενίων. Τα μονοτερπένια είναι οι πιο σημαντικές πτητικές ενώσεις, που αποτελούνται κυρίως από δύο ισοπρένια (C5H8). Το D-limonene είναι ένα μονοτερπένιο και είναι το κύριο δραστικό συστατικό των CEO, η ποσότητα του οποίου ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο των CEOs. Για παράδειγμα, το αιθέριο έλαιο περγαμόντο περιέχει 32 τοις εκατό έως 45 τοις εκατό D-λιμονένιο, το έλαιο λεμονιού 45 τοις εκατό έως 76 τοις εκατό και το γλυκό έλαιο πορτοκαλιού 68 τοις εκατό έως 98 τοις εκατό D-λιμονένιο. Κατανοώντας τη χημική σύνθεση των CEOs, είναι χρήσιμο να μελετηθούν περαιτέρω τα αποτελεσματικά ενεργά συστατικά των CEO που ασκούν βιολογική δραστηριότητα.
Γ. την αντιβακτηριδιακή δράση των CEOs
Τα τελευταία χρόνια, τα φυτικά αιθέρια έλαια έχουν δοθεί ευρέως στις αντιβακτηριακές τους ιδιότητες λόγω της αντιβακτηριδιακής δράσης ευρέος φάσματος και της χαμηλής υπολειμματικής τοξικότητάς τους. Οι διευθύνοντες σύμβουλοι και οι περισσότερες από τις ενώσεις τους έχουν αντιβακτηριακή δράση, για παράδειγμα, το D-limonene έχει αντιβακτηριδιακές, αντιφλεγμονώδεις, αντιοξειδωτικές και αντικαρκινικές επιδράσεις και το -pinene και -pinene έχουν αντιβακτηριδιακές, αντιφλεγμονώδεις και αντιοξειδωτικές επιδράσεις και όλο και περισσότερα έχουν γίνει μελέτες για την αντιβακτηριδιακή δράση των CEOs τα τελευταία χρόνια. Επομένως, αυτό το άρθρο εστιάζει στην αντιμικροβιακή δράση αρκετών σημαντικών CEO.
3.1 Αντιμικροβιακή δράση πολλών κύριων CEOs
3.1.1 Αιθέριο έλαιο γλυκού πορτοκαλιού
Το αιθέριο έλαιο γλυκού πορτοκαλιού είναι ένα από τα λίγα αιθέρια έλαια που έχει ηρεμιστική δράση. Το αιθέριο έλαιο γλυκού πορτοκαλιού αναστέλλει την ανάπτυξη μιας ποικιλίας βακτηρίων, όπως ο Staphylococcus aureus, η Listeria Monocytogenes, το Vibrio Parahaemolyticus, η Salmonella typhimurium και άλλα Typhimurium). Και αρκετοί μύκητες, όπως Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus terreus και ούτω καθεξής.
3.1.2 λάδι λεμονιού
Το λεμονέλαιο είναι ένα ανοιχτό κίτρινο υγρό με αρώματα εσπεριδοειδών, δροσιστικό και φρέσκο. Το έλαιο λεμονιού έχει αποτελεσματική αντιβακτηριακή δράση κατά των Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecalis κ.λπ. Έχει αντιμυκητιακή δράση στους Aspergillus Niger, Penicillium verrucosum και Kluyveromyces fragilis.
Αιθέριο έλαιο γκρέιπφρουτ
Γκρέιπφρουτ δροσερό, με ζέστη, αποτέλεσμα δίψας. Το αιθέριο έλαιο γκρέιπφρουτ μυρίζει φρέσκο και γλυκό, με αρώματα εσπεριδοειδών. Το αιθέριο έλαιο γκρέιπφρουτ παρασκευάζεται από φρέσκια φλούδα και ψυχρή έκθλιψη με απόδοση ελαίου {{0}},5 τοις εκατό ~1,0 τοις εκατό . Το αιθέριο έλαιο γκρέιπφρουτ έχει ισχυρή αντιβακτηριδιακή δράση κατά των Bacillus cereus, Enterococcus faecalis, Escherichia coli και Klebsiella pneumoniae. Έχει ισχυρή αντιμυκητιακή δράση κατά των Aspergillus Niger και Candida albicans.
3.1.4 Αιθέριο έλαιο Περγαμόντο
Εξάγεται από τη φλούδα του περγαμόντου, το αιθέριο έλαιο είναι ανοιχτό πράσινο και έχει φρέσκια γεύση, παρόμοια με το γλυκό πορτοκάλι και το λεμόνι. Το αιθέριο έλαιο περγαμέτου αναστέλλει την ανάπτυξη μιας ποικιλίας βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων των Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus και Salmonella, και έχει αντιμυκητιακή δράση κατά των Hanseniaspora guilliermondii, Kluvyces crispii και Candida albicans.
3.1.5 Αιθέριο έλαιο πορτοκαλιού
Το αιθέριο έλαιο πορτοκαλιού έχει μια χαρακτηριστική γεύση φλούδας εσπεριδοειδών με μια νότα λουλουδιών. Το αιθέριο έλαιο πορτοκαλιού είναι γνωστό για την ευρέως φάσματος αντιβακτηριδιακή και αντιμυκητιακή δράση του. Αναστέλλει την ανάπτυξη πολλών βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων των Escherichia coli, Bacillus subtilis, Pseudomonas Aeruginosa και Staphylococcus aureus. Αναστέλλουν την ανάπτυξη πολλών μυκήτων, συμπεριλαμβανομένων των Penicillium italicum, Aspergillus flavus και Alternaria alternata.
