ارزیابی برون‌تنی اثرات ضد باکتریایی و ضد قارچی اسیدی‌کننده‌ها و اسانس‌های گیاهی مورد استفاده در صنعت خوراک طیور

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

چکیده

 
پیشینه: اسانس‌های روغنی و اسیدی‌کننده‌های آلی به عنوان جایگزین‌های طبیعی ضد میکروب برای افزودنی‌های شیمیایی در خوراک طیور استفاده می‌شوند. عواملی مانند سالمونلا و اشریشیا کلی خطرات جدی ایجاد می‌کنند. اگرچه اسانس‌های روغنی خواص ضدباکتریایی و ضد قارچی قوی دارند، اسیدی‌کننده‌های تجاری (ترکیبی از اسیدهای فرمیک، پروپیونیک و لاکتیک) نیز معمولاً برای کاهش آلودگی میکروبی خوراک به کار می‌روند. با این حال، داده‌های مقایسه‌ای درباره میزان تأثیرگذاری آن‌ها بر عوامل بیماری‌زای کلیدی طیور همچنان محدود است. هدف: مطالعه حاضر به بررسی اثرات ضد باکتریایی و ضد قارچی چند اسیدی‌کننده تجاری پرمصرف در خوراک طیور می‌پردازد و همچنین این اثرات را با خواص ضد باکتریایی اسانس‌های روغنی مقایسه می‌کند. روش کار: اثرات ضد باکتریایی پنج اسیدی‌کننده تجاری و سه اسانس روغنی (دارچین، آویشن و میخک) علیه سالمونلا تیفی موریوم و اشریشیا کلی ارزیابی شد. اثر ضد قارچی فقط برای اسیدی‌کننده‌ها و علیه فوزاریوم اکسیسپوروم بررسی شد. از دو روش میکروپلیت و چاهک استفاده شد. اسیدی‌کننده‌ها در غلظت‌های ۱، ۲ و ۵ برابر دوز پیشنهادی سازنده و اسانس‌ها در غلظت‌های ۲ و ۵ درصد (حجمی/حجمی) آزموده شدند. زمان‌های نمونه‌برداری برای اندازه‌گیری pH خوراک و شمارش میکروب‌ها شامل روزهای ۰، ۷ و ۲۱ بود. همه آزمایش‌ها سه بار و هر بار دو مرتبه تکرار شدند. همچنین تأثیر اسیدی‌کننده‌ها بر pH خوراک بررسی شد. نتایج: اسیدی‌کننده‌ها حتی در غلظت‌هایی پنج برابر بیشتر از میزان توصیه شده، تأثیر بازدارندگی ناچیزی بر عوامل بیماری‌زای هدف نشان دادند. در مقابل، اسانس‌های روغنی اثر بازدارندگی قابل توجهی از خود بروز دادند. افزون بر این، اضافه کردن اسیدی‌کننده‌ها به خوراک تأثیری بر pH آن نداشت. نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان می‌دهد که اسانس‌های روغنی دارچین، آویشن و میخک خواص ضدباکتریایی نیرومندی در برابر عوامل بیماری‌زای رایج طیور دارند. در مقایسه، اسیدی‌کننده‌های تجاری اثربخشی محدودی از خود نشان دادند. افزودن اسانس‌های روغنی به خوراک طیور می‌تواند به عنوان جایگزین‌های مؤثر برای افزودنی‌های شیمیایی، سلامت و ایمنی حیوان را بهبود بخشد. با این حال، برای بهینه‌سازی کاربرد و دستیابی به بیشترین مزایای ضد میکروبی این ترکیبات، به تحقیقات بیشتری نیاز است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Abd El-Hack, ME; El-Saadony, MT; Saad, AM; Salem, HM; Ashry, NM; Ghanima, MMA; Shukry, M; Swelum, AA; Taha, AE and El-Tahan, AM (2022). Essential oils and their nanoemulsions as green alternatives to antibiotics in poultry nutrition: a comprehensive review. Poult. Sci., 101: 101584. doi: 10.1016/j.psj.2021.101584.
Aguiar Campolina, G; D as Graças Cardoso, M; Rodrigues-Silva-Caetano, A; Lee Nelson, D and Mendes Ramos, E (2023). Essential oil and plant extracts as preservatives and natural antioxidants applied to meat and meat products: a review. Food Technol. Biotechnol., 61: 212-225. doi: 10.17113/ftb.61.02.23.7883.
Aliverdi-Nasab, K; Zhandi, M; Yousefi, AR; Zahedi, V and Rafieian-Naeini, HR (2023). The effect of acidifier supplementation on egg production performance and intestinal histology of Japanese quail (Coturnix japonica). Vet. Med. Sci., 9: 263-271. doi: 10.1002/vms3.1043.
Andrade-Ochoa, S; Chacón-Vargas, KF; Sánchez-Torres, LE; Rivera-Chavira, BE; Nogueda-Torres, B and Nevárez-Moorillón, GV (2021). Differential antimicrobial effect of essential oils and their main components: insights based on the cell membrane and external structure. Membranes. 11: 405. doi: 10.3390/membranes11060405.
AOAC (2005). Official methods of analysis (18th Edn.), Association of Official Analytical Chemists, Gaithersburg, MD.
Bernardini, L; Barbosa, E; Charão, MF and Brucker, N (2022). Formaldehyde toxicity reports from in vitro and in vivo studies: a review and updated data. Drug Chem. Toxicol., 45: 972-984. doi: 10.1080/01480545.2020. 1795190.
Brown, KJ; Tannock, GW; Elliott, RB andLines, DR (1980). Comparison of liquid and agar-solidified defined media regarding the physiological mechanism by which β-2-thienylalanine inhibits growth of Escherichia, Shigella, and Salmonella cultures. Microbiol. Immunol., 24: 603-615. doi: 10.1111/j.1348-0421.1980.tb00664.x.
Burt, S (2004). Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods—a review. Int. J. Food Microbiol., 94: 223-253. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2004.03. 022.
Casalino, G; Dinardo, FR; D’Amico, F; Bozzo, G; Bove, A; Camarda, A; Lombardi, R; Dimuccio, MM and Circella, E (2023). Antimicrobial efficacy of cinnamon essential oil against avian pathogenic Escherichia coli from poultry. Animals. 13: 2639. doi: 10.3390/ani13162639.
Chaieb, K; Hajlaoui, H; Zmantar, T; Kahla-Nakbi, AB; Rouabhia, M; Mahdouani, K and Bakhrouf, A (2007). The chemical composition and biological activity of clove essential oil, Eugenia caryophyllata (Syzigium aromaticum L. Myrtaceae): a short review. Phytother. Res., 21: 501-506. doi: 10.1002/ptr.2124.
Chen, L; Zhao, X; Li, R and Yang, H (2022). Integrated metabolomics and transcriptomics reveal the adaptive responses of Salmonella enterica serovar Typhimurium to thyme and cinnamon oils. Food Res. Int., 157: 111241. doi: 10.1016/j.foodres.2022.111241.
Choroszy-Król, I; Futoma-Kołoch, B; Kuźnik, K; Wojnicz, D; Tichaczek-Goska, D; Frej-Mądrzak, M; Jama-Kmiecik, A and Sarowska, J (2023). Exposing Salmonella Senftenberg and Escherichia coli strains isolated from poultry farms to formaldehyde and lingonberry extract at low concentrations. Int. J. Mol. Sci., 24: 14579. doi: 10.3390/ijms241914579.
Eslami, N; Anzabi, Y and Nourazar, MA (2022). The role of Thymus vulgaris essential oil on the rate of fecal excretion of Salmonella typhimurium in broilers infected with bacteria. J. Zoonotic Dis., 6: 157-167. doi: 10.22034/jzd. 2022.15683.
Evangelista, AG; Corrêa, JAF; Pinto, ACSM and Luciano, FB (2022). The impact of essential oils on antibiotic use in animal production regarding antimicrobial resistance – a review. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 62: 5267-5283. doi: 10.1080/10408398. 2021.1883548.
Farouk, MM; El-Molla, A; Salib, FA; Soliman, YA and Shaalan, M (2020). The role of silver nanoparticles in a treatment approach for multidrug-resistant Salmonella species isolates. Int. J. Nanomed., 15: 6993-7011. doi: 10.2147/IJN.S270204.
Friedman, M (2017). Chemistry, antimicrobial mechanisms, and antibiotic activities of cinnamaldehyde against pathogenic bacteria in animal feeds and human foods. J. Agric. Food Chem., 65: 10406-10423. doi: 10.1021/acs. jafc.7b04344.
Gosling, RJ; Mawhinney, I; Richardson, K; Wales, A and Davies, R (2021). Control of Salmonella and pathogenic E. coli contamination of animal feed using alternatives to formaldehyde-based treatments. Microorganisms. 9: 263. doi: 10.3390/microorganisms9020263.
Gupta, C; Garg, AP; Uniyal, RC and Kumari, A (2008). Comparative analysis of the antimicrobial activity of cinnamon oil and cinnamon extract on some food-borne microbes. Afr. J. Microbiol. Res., 2: 247-251.
Hąc-Wydro, K; Flasiński, M and Romańczuk, K (2017). Essential oils as food eco-preservatives: model system studies on the effect of temperature on limonene antibacterial activity. Food Chem., 235: 127-135. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.05.051.
Irawan, A; Hidayat, C; Jayanegara, A and Ratriyanto, A (2021). Essential oils as growth-promoting additives on performance, nutrient digestibility, cecal microbes, and serum metabolites of broiler chickens: a meta-analysis. Anim. Biosci., 34: 1499-1513. doi.: 10.5713/ab.20.0668.
Khwaza, V and Aderibigbe, BA (2025). Antibacterial activity of selected essential oil components and their derivatives: a review. Antibiotics. 14: 68. doi: 10.3390/antibiotics14010068.
Kissels, W; Wu, X and Santos, R (2017). Interaction of the isomers carvacrol and thymol with the antibiotics doxycycline and tilmicosin: in vitro effects against pathogenic bacteria commonly found in the respiratory tract of calves. J. Dairy Sci., 100: 970-974. doi: 10.3168/ jds.2016-11536.
Liu, T; Kang, J and Liu, L (2021). Thymol as a critical component of Thymus vulgaris L. essential oil combats Pseudomonas aeruginosa by intercalating DNA and inactivating biofilm. LWT. 136: 110354. doi: 10.1016/j.lwt. 2020.110354.
Loan, NVT; Thong, HT and Duc, HV (2023). Acidifiers as alternatives for antibiotics reduction and gut health improvement for poultry and swine. In: Babinszky, L; Oliveira, J and Santos, EM (Eds.), Feed additives - recent trends animal nutrition. IntechOpen London, UK. PP: 1-22. doi: 10.5772/intechopen.112963.
Magi, G; Marini, E and Facinelli, B (2015). Antimicrobial activity of essential oils and carvacrol, and synergy of carvacrol and erythromycin, against clinical, erythromycin-resistant Group A Streptococci. Front. Microbiol., 6: 165. doi: 10.3389/fmicb.2015.00165.
Mantzios, T; Tsiouris, V; Kiskinis, K; Economou, V; Petridou, E; Tsitsos, A; Patsias, A; Apostolou, I; Papadopoulos, GA and Giannenas, I (2023). In vitro investigation of the antibacterial activity of nine commercial water disinfectants, acidifiers, and glyceride blends against the most important poultry zoonotic bacteria. Pathogens. 12: 381. doi: 10.3390/pathogens12030381.
Mincheva, N; Oblakova, M; Ivanova, I and Hristakieva, P (2025). Economic evaluation of broiler diets supplemented with either selected herbs or their associated essential oils. Black Sea J. Agric., 8: 3-4. doi: 10.47115/bsagriculture. 1564174.
Morshdy, AEM; El-Tahlawy, AS; Qari, SH; Qumsani, AT; Bay, DH; Sami, R; Althubaiti, EH; Mansour, AM; Aljahani, AH and Hafez, AE-SE (2022). Anti-biofilms’ activity of garlic and thyme essential oils against Salmonella typhimurium. Molecules. 27: 2182. doi: 10.3390/molecules27072182.
Movahedi, F; Nirmal, N; Wang, P; Jin, H; Grøndahl, L and Li, L (2024). Recent advances in essential oils and their nanoformulations for poultry feed. J. Anim. Sci. Biotechnol., 15: 110. doi: 10.1186/s40104-024-01067-8.
Mucha, W and Witkowska, D (2021). The applicability of essential oils in different stages of production of animal-based foods. Molecules. 26: 3798. doi: 10.3390/molecules26133798.
Nehme, R; Andrés, S; Pereira, RB; Ben Jemaa, M; Bouhallab, S; Ceciliani, F; López, S; Rahali, FZ; Ksouri, R and Pereira, DM (2021). Essential oils in livestock: from health to food quality. Antioxidants. 10: 330. doi: 10.3390/antiox10020330.
Nguyen, DH; Seok, WJ and Kim, IH (2020). Organic acids mixture as a dietary additive for pigs—a review. Animals. 10: 952. doi: 10.3390/ani10060952.
Omidi, A; Mosleh, H and Rahimi-Kakolaki, M (2024). Comparative evaluation of disinfectants’ efficacy in reducing bacterial and fungal contamination in livestock feed production. Iran. J. Vet. Med., 19: 385-396. doi: 10.32598/ijvm.19.2.1005480.
Pearlin, BV; Muthuvel, S; Govidasamy, P; Villavan, M; Alagawany, M; Ragab Farag, M; Dhama, K and Gopi, M (2020). Role of acidifiers in livestock nutrition and health: a review. J. Anim. Physiol. Anim. Nutr., 104: 558-569. doi: 10.1111/jpn.13232.
Polycarpo, GV; Andretta, I; Kipper, M; Cruz-Polycarpo, VC; Dadalt, JC; Rodrigues, PHM and Albuquerque, RD (2017). Meta-analytic study of organic acids as an alternative performance-enhancing feed additive to antibiotics for broiler chickens. Poult. Sci., 96: 3645-3653. doi: 10.3382/ps/pex178.
Selles, SMA; Kouidri, M; Belhamiti, BT and Ait Amrane, A (2020). Chemical composition, in-vitro antibacterial and antioxidant activities of Syzygium aromaticum essential oil. J. Food Meas. Charact., 14: 2352-2358. doi: 10.1007/ s11694-020-00482-5.
Shaji, S; Selvaraj, RK and Shanmugasundaram, R (2023). Salmonella infection in poultry: a review on the pathogen and control strategies. Microorganisms. 11: 2814. doi: 10.3390/microorganisms11112814.
Sharafi, H; Moradi, M and Sharafi, K (2023). A systematic review and meta-analysis of the use of plant essential oils and extracts in the development of antimicrobial edible films for dairy application. Vet. Res. Forum. 14: 179-194. doi: 10.30466/vrf.2022.1986122.3730.
Shen, S; Zhang, T; Yuan, Y; Lin, S; Xu, J and Ye, H (2015). Effects of cinnamaldehyde on Escherichia coli and Staphylococcus aureus membrane. Food Control. 47: 196-202. doi: 10.1016/j.foodcont.2014.07.003.
Stevanović, ZD; Bošnjak-Neumüller, J; Pajić-Lijaković, I; Raj, J and Vasiljević, M (2018). Essential oils as feed additives—future perspectives. Molecules. 23: 1717. doi: 10.3390/molecules23071717.
Tugnoli, B; Giovagnoni, G; Piva, A and Grilli, E (2020). From acidifiers to intestinal health enhancers: How organic acids can improve growth efficiency of pigs. Animals. 10: 134. doi: 10.3390/ani10010134.
Turek, C and Stintzing, FC (2013). Stability of essential oils: a review. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., 12: 40-53. doi: 10.1111/1541-4337.12006.
Van, TTH; Smooker, PM; Wu, S and Wu, Z (2023). Bacterial diseases in poultry: Biology, virulence and prevention in the age of reduced antibiotic use. Front. Vet. Sci., 10: 1189315. doi: 10.3389/fvets.2023.1189315.
Vertiprakhov, V and Grozina, A (2019). Exocrine pancreatic function in chickens as a result of adding feed acidifiers to their diet. Sib. Herald Agric. Sci., 48: 63-69. doi: 10.26898/0370-8799-2018-6-9.
Vinolya, RE; Balakrishnan, U; Yasir, B and Chandrasekar, S (2021). Effect of dietary supplementation of acidifiers and essential oils on growth performance and intestinal health of broiler. J. Appl. Poult. Res., 30: 100179. doi: 10.1016/j.japr.2021.100179.
Visvalingam, J; Palaniappan, K and Holley, RA (2017). In vitro enhancement of antibiotic susceptibility of drug resistant Escherichia coli by cinnamaldehyde. Food Control. 79: 288-291. doi: 10.1016/j.foodcont.2017.04.011.
Waghmare, S; Gupta, M; Bahiram, K; Korde, J; Bhat, R; Datar, Y; Rajora, P; Kadam, M; Kaore, M and Kurkure, N (2025). Effects of organic acid blends on the growth performance, intestinal morphology, microbiota, and serum lipid parameters of broiler chickens. Poult. Sci., 104: 104546. doi: 10.1016/j.psj.2024.104546.
Yin, L; Dai, Y; Chen, H; He, X; Ouyang, P; Huang, X; Sun, X; Ai, Y; Lai, S and Zhu, L (2022). Cinnamaldehyde resist Salmonella typhimurium adhesion by inhibiting type I fimbriae. Molecules. 27: 7753. doi: 10.3390/molecules 27227753.