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【产品资讯】天然植物精油系列研究之八:肉桂醛体外抑制奶牛乳房炎主要致病菌的研究
Date:2017/10/20 Number:1029

        肉桂醛是肉桂科植物提取物的主要生物有效物质,为单一有机化合物。肉桂醛液体无色或淡黄色,有强烈的香气,难与水混匀,易与醇、醚混匀,易挥发,易氧化,对酸、碱不稳定。肉桂醛能较好抑制各种菌生长,并能杀灭各种细菌,同时也是抗真菌的活性物质。有研究发现肉桂醛能特异性破坏细菌细胞壁葡聚糖和几丁质的合成,从而损伤细胞壁,进入细胞内,进而损伤细胞内的微结构而消灭细菌。


肉桂醛体外抑制奶牛乳房炎主要致病菌的研究

程浩,周梦洁,胡飞,叶葱葱,彭本英,张佳兰


试验目的

        本研究结合肉桂醛的抑菌、低毒及应用于牛饲料添加剂的特点,研究天然化合物肉桂醛对奶牛乳房炎主要病原菌的体外抑菌作用,以期为肉桂醛防治奶牛乳房炎提供依据。

试验菌株

       试验菌株及试剂试验所用的金黄色葡萄球菌( S.aureus) 、大肠杆菌( E.coli) 和无乳链球菌( S.agalactiae) 均为本实验从鲜乳样中分离纯化并鉴定得到。同时购买标准菌种大肠杆菌( ATCC 43890)和金黄色葡萄球菌( ATCC 29213) 做对照。

菌液及药液配制

        从液氮中取出40%甘油保护的各个菌株贮备菌液100 μL 混匀于各自相应的培养基,于37 ℃,200 r/min 的恒温摇床扩繁至快速生长阶段。然后在各自对应的固体、液体培养基中连续划线接种、扩繁两次来保证菌株旺盛的生命力( 使用固体培养基37 ℃,0.5 ~1 d) 。

        无菌条件下分别挑取各个菌株的单菌落并在菌株对应的液体培养基中于37 ℃,200 r/min 的恒温摇床扩繁至快速生长阶段( 722E 分光光度计测定OD600 nm = 0.3) ,后用倍比稀释法在显微镜下计数,用各个菌株对应的液体培养基稀释菌液为1×10^8CFU/mL,冷藏用作试验。98%肉桂醛用75%酒精1:9稀释,使肉桂醛浓度为741.5 mmol/L,-20 ℃保存备用。


试验方法

1、肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌的抑制作用

1.1肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌的最小抑菌浓度( MIC)

       采用各个菌株对应的液体培养基稀释法测定肉桂醛抑制奶牛乳房炎主要致病菌的最小浓度。将每13 个灭菌试管排一列,每一列试管按表1 加各个菌株对应的液体培养基、肉桂醛及稀释菌液,使细菌为5×10^5 CFU/mL,恒温( 37 ℃) 培养0.5 ~ 1 d。光下肉眼观察试管中液体,以试管中液体透明、不分层和培养前一样的最小肉桂醛浓度作为其MIC,且重复三次MIC 相同。

表1.jpg

1.2肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌生长曲线的影响

       无菌条件下从各个菌株固体培养基分别挑单菌落置于装有3 mL 各自适宜液体培养基的试管内,并置于生化培养箱 中( 37 ℃,12 h) 静置培养。然后无菌条件下将3 mL 的过夜培养的液体培养基菌液转接至97 mL 相应的液体培养基中,并置于全温震荡器中37 ℃、200 r/min 培养至快速生长阶段( OD600 nm= 0.3,722E 分光光度计) 。将上述将制备的菌液分别分装于6 个50 mL的三角锥形瓶中,每个锥形瓶15 mL,其中5 个三角锥形瓶中肉桂醛终浓度分别为1/16 MIC、1/8MIC、1/4 MIC、1/2 MIC 和1 MIC;一个乙醇浓度为0.05%。将这6 个50 mL 三角锥形瓶置于全温震荡器中37 ℃、200 r/min 培养,分别于0、1、2、3、4、6、8、10、12 h 测量一次OD600 nm( 722E 分光光度计) 值,然后绘制OD 值- 时间曲线。

2、肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌的杀灭作用

2.1肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌的最小杀灭浓度

        类似于前面的处理,每7 个灭菌试管排一列,试管的处理见表2,恒温( 37 ℃) 培养0. 5~1 d 后,光下肉眼观察试管中液体。把肉眼观察全部透明、不分层试管的液体通过接种环取液划线各个菌株对应的固体培养平板上,恒温( 37 ℃) 培养2 d。查看细菌生长情况,以菌落数不大于5 个时的肉桂醛浓度为最小杀菌浓度( MBC) 。

表2.jpg

2.2肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌杀菌曲线的影响

       菌种准备、扩大培养、分装及培养同上面。其中5 个三角锥形瓶中肉桂醛终浓度分别为1/8 MBC、1/4 MBC、1/2 MBC、MBC 和2 MBC; 一个乙醇浓度为0.05%。在0、1、3、5、7、9、12、18 h取样并稀释,用平板法计其活菌数,绘出细菌数-时间曲线。


结果与分析

1、肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌的抑制作用

        肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌活性均有抑制,其中金黄色葡萄球菌和标准金黄色葡萄球菌的MIC 为3.2 mmol、L 和1.6 mmol/L;链球菌的MIC为1. 6 mmol/L;大肠杆菌和标准大肠杆菌的MIC分别为6.4 mmol/L 和3.2 mmol/L。稀释剂对照组加入最大剂量的稀释剂,试验结果表明,稀释剂不影响奶牛乳房炎主要致病菌的生长。

        肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌生长曲线的影响见图1、图2 和图3。如图所示,1/16 MIC、1/8MIC 浓度的肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌的生长几乎没有影响; 1/4MIC、1/2 MIC 浓度的肉桂醛使奶牛乳房炎主要致病菌的生长曲线滞后,而MIC浓度的肉桂醛能有效抑制大肠杆菌和链球菌的生长,对金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用。

2、肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌的杀灭作用

        肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌均有杀灭作用,其中金黄色葡萄球菌和标准金黄色葡萄球菌的MBC 分别为25.6 mmol/L 和12.8 mmol/L;链球菌的MBC 为12.8 mmol/L;大肠杆菌标准大肠杆菌的MBC 为25.6 mmol/L 和12.8 mmol/L。对照组添加0.05%的乙醇,7 h 时,大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和链球菌的细菌数约是原来的10倍,因此,稀释剂乙醇对细菌没有杀灭作用。肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌的杀灭效果和趋势相似( 图4、图5 和图6) 。1/8 MBC 浓度的肉桂醛仅能抑制奶牛乳房炎主要致病菌的生长; 1/4 MBC 浓度的肉桂醛杀菌作用较弱;1/2 MBC 浓度的肉桂醛18 h 内不能完全杀灭细菌; 当肉桂醛的浓度为1MBC 和2 MBC 时,7 h 内能杀灭这3 种奶牛乳房炎主要致病菌,且2 MBC 的杀菌效果强于1MBC,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭效果优于无乳链球菌。


结论

        本试验结果表明肉桂醛对奶牛乳房炎主要致病菌(金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、大肠杆菌)有较强的抑菌和杀菌作用,且无耐药性,说明肉桂醛是一种潜在的奶牛乳房炎的临床治疗药物。肉桂醛是否具有较好的临床治疗效果还有待进一步的研究。