Possibility of enrichment probiotics for ruminants in plant oils for improving their activity agains harmful bacteria

• Autorzy: Piasecka-Jóźwiak K. , Chabłowska B. , Olczak M. , Kliszcz M. , Szkudzińska-Rzeszowiak E.

Warianty tytułu

PL

Ocena możliwości wzbogacania preparatów probiotycznych dla przeżuwaczy w substancje roślinne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Among proposed alternatives to antibiotic growth promoters (AGPs), most effective in improving of efficiency of farming and having positive impact on animal welfare are probiotic preparations containing selected strains of lactic acid bacteria (LAB). It is known that essential oils exert ability to inhibit pathogenic bacteria. The aim of this study was to assess the pos-sibility of enrichment of probiotic preparations for animals in selected substances of vegetable origin, in order to increase the effectiveness of antimicrobial activity LAB directed against pathogenic microorganisms. The impact of three selected essential oils (thyme, sage and peppermint) on the capacity to growth, viability and antibacterial activity of probiotic or potentially probiotic strains of lactic acid bacteria (LAB) was evaluated. The assessment of the antibacterial activity of the LAB was conducted in relation to the bacteria strains pathogenic for animals (indicatory strains). The results show that the reaction of lactic acid bacteria strains for the presence of vegetable oils is very individual, depending on both the strain and the type of oil. All the tested plant’s oils inhibited the growth of strains of lactic acid bacteria. The minimum inhibitory concentration of essential oils varied. In the case of peppermint oil and thyme oil LAB growth inhibition was observed at a concentration of 0.1% (v/v) and in relation to the sage oil this effect was found with 0.2 %.(v/v) average in medium. The viability of the tested LAB was observed in media containing higher concentrations up to several per cent of essential oils. In the presence of oils in concentrations affecting growth of LAB strains antimicrobial activity against pathogenic bacterial species was not observed. The addition of essential oils did not increase the antimicrobial activity of lactic acid bacteria. It was observed that some of indicatory pathogenic bacteria strains were resistant to higher dilution of oils than LAB. There was no synergistic interaction found between LAB and essential oils what suggest the possibility of using essential oils with LAB only to increase the flavor qualities of preparation which will contribute to a better feed intake by the farm animals.

PL

W grupie proponowanych zamienników antybiotykowych stymulatorów wzrostu (ASW) największą skutecznością działania w podwyższaniu efektywności hodowli i pozytywnym wpływaniu na dobrostan zwierzą charakteryzują się preparaty probiotyczne, zawierające wyselekcjonowane szczepy bakterii fermentacji mlekowej (LAB). Wiadomo również, że roślinne olejki hamują wzrost niektórych bakterii patogennych. Celem pracy była ocena możliwości wzbogacenia preparatów probiotycznych dla zwierząt w wybrane substancje pochodzenia roślinnego, tak aby zwiększyć skuteczność antymikrobiologicznego oddziaływania LAB, skierowaną przeciw drobnoustrojom patogennym. Zbadano wpływ trzech wybranych olejków eterycznych (tymiankowego, szałwiowego i miętowego) na wzrost, przeżywalność i aktywność antybakteryjną probiotycznych lub potencjalnie probiotycznych szczepów bakterii fermentacji mlekowej (LAB). Ocenę aktywności antybakteryjnej lab przeprowadzono w odniesieniu do panelu szczepów patogennych dla zwierząt hodowlanych. Otrzymane wyniki wskazują, że reakcja szczepów bakterii fermentacji mlekowej na obecność olejków roślinnych jest bardzo indywidualna, zależna zarówno do szczepu jak i rodzaju olejku. Wszystkie badane olejki eteryczne hamowały wzrost szczepów bakterii fermentacji mlekowej, jednakże stężenia olejków hamujące wzrost były zróżnicowane. W przypadku olejku miętowego i tymiankowego hamowanie wzrostu LAB obserwowano już przy stężeniu 0,1%, a w przypadku olejku szałwiowego taki efekt stwierdzono przy jego obecności w podłożu w stężeniu 0,2%. Natomiast przeżywalność badanych LAB obserwowano w podłożach zawierających wysokie, sięgające kilku procent stężeniach olejków eterycznych.. Aktywność antybakteryjną szczepów LAB wobec gatunków bakterii patogennych obserwowano w obecności nie wpływających na wzrost stężeń olejków. Dodatek olejków eterycznych nie powodował zwiększenia aktywności antymikrobiologicznej bakterii fermentacji mlekowej. Wykazano możliwość stosowania olejków eterycznych, w odpowiednich stężeniach, jako jednego z komponentów wieloskładnikowych preparatów probiotycznch przeznaczonych dla zwierząt. Dodatek olejku eterycznego miałby na celu uatrakcyjnienie walorów zapachowych preparatu a przez to jego lepsze pobieranie przez zwierzęta hodowlane

Słowa kluczowe

EN

essential oil; probiotic; ruminants; LAB

PL

olejek eteryczny; probiotyk; przeżuwacze; LAB

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, nr 4
• Strony: 56--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Piasecka-Jóźwiak K.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego, ul. Rakowiecka 35, 05-822 Warszawa, Poland

autor

Chabłowska B.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego, ul. Rakowiecka 35, 05-822 Warszawa, Poland

autor

Olczak M.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego, ul. Rakowiecka 35, 05-822 Warszawa, Poland

autor

Kliszcz M.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego, ul. Rakowiecka 35, 05-822 Warszawa, Poland

autor

Szkudzińska-Rzeszowiak E.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego, ul. Rakowiecka 35, 05-822 Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] Adams M.R., Hall C.J.: Growth inhibition of food - borne pathogens by lactic and acetic acid and their mixtures. Inter-national Journal of Food Science and Technology, 1998, 23: 278-291.
• [2] Barbosa T.M.: The impact of antibiotic use on resistance development and persistence. Drug Resistance Updates, 2000, 3: 303-311.
• [3] Burt S.: Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods - a review. International Journal of Food Microbiology, 2004, 94: 223-253.
• [4] Chabłowska B., (2006). Unpublished research, the symbol IBPRS 1.2.7. Charakterystyka biotechnologiczna nowo wyizolowanych szczepów bakterii fermentacji mlekowej.
• [5] Chalannavar, R.K, Baijnath, H., Odhav, B.: Chemical con-stituents of the essential oil from Syzygium cordatum (Myr-taceae). Afr. J. Biotechnol, 2011, 10 (14): 2741-2745.
• [6] Cox, S. D., Mann, C. M., Markham, J. L., Bell, H. C., Gustafson, J. E., Warmington, J. R., Wyllie, S. G., (2000). The mode of antimicrobial action of the essential oil of Melaleuca alternifolia (tea tree oil). Journal of Applied Microbiology, 88: 170-175.
• [7] Delaquis, P. J., Stanich, K., Girard, B., Mazza, G.: Antimicrobial activity of individual and mixed fractions of dill, cilantro, coriander and eucalyptus essential oils. International Journal of Food Microbiology, 2002, 74: 101-109.
• [8] Di Pasqua R., Betts G., Hoskins N., Edwards M., Ercolini D., Mauriello G.: Membrane toxicity of antimicrobial compounds from essential oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55, 4863-4870.
• [9] Govaris, A., Solomakos, N., Pexara, A., Chatzopoulou, P.S.: The antimicrobial effect of oregano essential oil, nisin and their combination against Salmonella enteritidis in minced sheep meat during refrigerated storage. Int. J. Food Microbiol., 2009, 137 (2-3): 175-180.
• [10] Gustafson, J. E., Liew, Y. C., Chew, S., Markham, J. L., Bell, H. C., Wyllie, S. G., Warmington, J. R.: Effects of tea tree oil on Escherichia coli. Letters in Applied Microbiology, 1998, 26: 194-198.
• [11] Hać-Szymańczuk, E., Roman, J., Bednarczyk, K.: Przeciwbakteryjne działanie rozmarynu lekarskiego (Rosmarinus officinalis). Postęp w wytwarzaniu i ocenie żywności, XXXIX sesja Komitetu Nauk o Żywności PAN, Poznań, 2009, p. 60.
• [12] Jedlickova Z., Mottl O., Sery V.: Antibacterial properties of Vitnamese Cajeput oil and Ocimum oil in combination with antibacterial agents. Journal of Hygiene, Epidemiology, Microbiology and Immunology, 1992, 36: 303-309.
• [13] Kalemba D.: Przeciwbakteryjne i przeciwgrzybowe właściwości olejków eterycznych. Postępy mikrobiologii, 1998, 38(2), 185-203.
• [14] Kalemba, D., Kunicka, A.: Antibacterial and Antifungal Properties of Essential Oils. Current Med. Chem., 2003, 10: 813-829.
• [15] Koreleski, J., Świątkiewicz, S.: Zakaz stosowania antybiotyków paszowych - co dalej. Biuletyn Polskiego Związku Producentów Pasz, 2006, 45: 22-29.
• [16] Koscová, I., Nemcová, R.: Inhibition of colonization by Salmonella enterica var. Dusseldorf in chicks with plant extracts and Lactobacillus strain. Materiały z konferencji Proeurohealth, Warszawa, kwiecień 2005, sesja plakatowa (plakat nr 27).
• [17] Kusiak A., Kędzia A., Molęda-Ciszewska B., Kędzia A.W., Maciejewska K., Włodarkiewicz A., Kwapisz E.: Działanie olejku z mięty pieprzowej na bakterie beztlenowe. Dental and Medical Problems, 2010, 47(3), 334–338.
• [18] Mazanowski, A., (2008): http://www.portalhodowcy.pl/hodowca-drobiu/38-numer-2-2008/96-dodatki-ziol-i-wyciagow-roslinnych-w-zywieniu-drobiu (30.10.2013).
• [19] Moreira, M.R., Ponce, A.G., del Valle, C.E., Roura, S.I.: Inhibitory parameters of essential oils to reduce a foodborne pathogen. LWT, 2005, 38: 565-570.
• [20] Oussalah, M., Caillet, S., Saucier, L., Lacroix, M.: Inhibitory effects of selected plant essential oils on the growth of four pathogenic bacteria: E. coli O157 :H7, Salmonella Typhimurium, Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Food Control, 2007, 18: 414-420.
• [21] Pilet M., Dusset X., Barre R., Novel G., Desmazeaud M., Piard J.: Evidence for two bacteriocins produced by Carnobacterium piscicola and Carnobacterium divergens isolated from fish and active against Listeria monocytogenes. J.Food Pro-tect, 1995, 58: 256-262.
• [22] Rial D.R.: The role of probiotic cultures in the control of gas-trointestinal health. Journal of Nutrition, 2000, 130, 396-420.
• [23] Różański, H., Drymel, W.: Naturalne alternatywy dla antybiotykowych stymulatorów wzrostu. Polskie Drobiarstwo, listopad 2009: 54-57.
• [24] Samie, A., Nefefe, T., Gundidza, M., Mmbengwa, V., Magwa, M., Mtshali, S.: Antimicrobial activities and time kill profiles of five essential oils from Southern Africa against selected bacterial and fungal organisms. African Journal of Pharmacy and Pharmacology, 2012, 6 (44): 3086-3095.
• [25] Santos, M. B., Robinson, P. H., Williams, P., Losa, R.: Effects of addition of an essential oil complex to the diet of lactacing dairy cows on whole tract digestion of nutrients and productive performance. Anim. Feed Sci. Technol., 2010, 157, (1, 2): 64-71.
• [26] Si W., Gong J., Tsao R., Zhou T., Yu H., Poppe C., Johnson R., Du Z.: Antimicrobial activity of essential oils and struc-turally related synthetic food additives towards selected pathogenic and beneficial gut bacteria. Journal of Applied Microbiology, 2006, 100, 296-305.
• [27] Sienkiewicz, M., Denys, P., Kowalczyk, E.: Antibacterial and immunostimulatory effect of essential oils. Int. Rev. Allergol. Clin. Immunol., 2011, 17 (1-2): 40-44.
• [28] www.greenvilage.pl, data pobrania 2013-06-15.