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爱绿科技丨探索杜仲绿原酸:打开抗菌新世界

 雨季不再来0v2s 2023-09-26 发布于安徽

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在中医上,杜仲被列为中药上品已有2000多年的历史,既是我国特有的名贵中药材,又是“药食两用”物质,中医常以皮入药,具有降糖、降压、预防骨质疏松、抗氧化、抗衰老、抗癌等诸多功效。但杜仲皮资源短缺,价格昂贵,极大限制了杜仲资源的开发利用,研究表明杜仲叶与皮具有相似的功效,成分包括黄酮类、绿原酸、环烯醚萜类、多糖、多酚、木脂素等。关于杜仲叶的研究主要集中在药用领域,且以抗氧化活性的研究居多,近年来,一些研究人员对杜仲提取物的化学成分进行了整理与分析发现,杜仲提取物尤其是绿原酸具有抑菌、抗应激、抗病毒、清除自由基等功效,本期爱绿科技,技术服务部杨强老师将针对杜仲叶提取物的抗菌效果进行总结分析,欢迎大家关注!
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绿原酸作为植物来源的物质,体外抑菌效果不错,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌最小抑菌浓度大约为0.1mg/mL,达到1mg/mL对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌抑菌圈直径能达到15-20mm,达到敏感、极敏感水平(见表1)。
表1 绿原酸体外抑菌效果

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但我们按照0.1mg/mL进行折算,饲料里面需要添加绿原酸100g/t,5%绿原酸含量的杜仲叶提取物需要添加2kg/t,这个添加量在饲料中长期添加是用不起的。
事实上,饲料中也没有必要添加绿原酸含量5%的杜仲叶提取物2kg/t,一是绿原酸在肠道、在体内是以其代谢产物的形式发挥抗菌作用,绿原酸的许多代谢产物抗菌效果比绿原酸强;二是低于最小抑菌浓度剂量的绿原酸,在体内可以发挥降低病原菌致病力的作用;三是杜仲叶提取物不仅含有绿原酸,还含有桃叶珊瑚苷、槲皮素等抗菌物质;此外,杜仲多糖具有调节肠道菌群平衡的作用。
绿原酸的药代动力学研究得比较清楚,绿原酸的酯键是很不稳定的,在胃和小肠很快代谢为咖啡酸和奎尼酸,大约有1/3的绿原酸少量以绿原酸原型、大量以咖啡酸、奎尼酸的形式在胃和小肠被吸收,通过肝脏代谢成其他酸发挥抗菌作用(见图1),大约有2/3的绿原酸以咖啡酸、奎尼酸的形式进入盲肠,被肠道消化酶及微生物进一步代谢为其他酸发挥抗菌作用(图2)。

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图1 绿原酸在肝脏中的代谢

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图2 绿原酸在肠道中的代谢

绿原酸的代谢产物中咖啡酸、奎尼酸、阿魏酸、莽草酸、马尿酸等没有什么抗菌活性,而二氢咖啡酸、没食子酸、对羟基苯甲酸、对香豆酸、苯甲酸抗菌活性较强,樊荣等2020年对绿原酸的13种体内代谢产物体外抑菌实验研究结果表明,对肺炎克雷伯菌、埃希氏大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等而言,有很多绿原酸代谢产物抗菌作用增强,苯甲酸>对羟基苯甲酸>对香豆酸>二氢咖啡酸>没食子酸>绿原酸;二氢咖啡酸、没食子酸对金黄色葡萄球菌的抗菌作用相对于绿原酸提高了 33~66 倍(见表2)。陈少萍等2010年报道,尿中的代谢物马尿酸约占绿原酸及其代谢产物总量的50%, 由此推测由肠道代谢产生的苯甲酸量可能最多。

表2 绿原酸代谢产物抗菌活性比较

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(接上表)

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樊荣等2020年研究发现,绿原酸及其代谢产物低于最低抑菌浓度时具有降低病原菌致病力的作用,如绿原酸、奎尼酸和二氢咖啡酸(1/2 MIC~1/64 MIC)对铜绿假单胞菌产生的生物被膜具有消除作用;绿原酸(1/4 MIC)对铜绿假单胞菌弹性蛋白酶分泌具有抑制作用;绿原酸和奎尼酸(1/4 MIC~1/16 MIC)能显著下调铜绿假单胞菌群体感应系统中与细菌毒力因子释放密切相关的 lasR 和 rhiR 基因。
Li等2014年研究发现,桃叶珊瑚苷对金黄色葡萄球菌MIC为0.0313mg/mL,大约相当于绿原酸的2倍,杜仲叶提取物中桃叶珊瑚苷含量也不低,5%绿原酸含量的杜仲叶提取物桃叶珊瑚苷含量大约1%。此外,滕楠等2015年研究发现,槲皮素对金黄色葡萄球菌MIC为2mg/mL,对大肠杆菌MIC为2.4mg/mL。
此外,赵善廷等2022年研究表明,杜仲多糖具有促进丁酸菌属菌群增殖以及促进丁酸分泌的作用(见图3)。

Image图3 杜仲多糖对肠道菌群的调节作用

杜仲叶提取物饲用研究报道有很多,不同的报道中杜仲叶提取物绿原酸含量差异很大,最低0.67%,最高33.7%,加之研究目的不同,导致杜仲叶提取物添加剂量差异很大,最低100g/t,最高5kg/t(见表3)。

表3 杜仲叶提取物饲用研究报道

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也有不少绿原酸(含量85~99.5%)饲用研究报道,添加剂量差异也较大,最低100g/t,最高1kg/t(见表4)。

表4 绿原酸饲用研究报道

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根据表3、表4情况综合判断,杜仲叶提取物作为饲用,杜仲绿原酸是最主要的有效成分,但不能忽视杜仲多糖、桃叶珊瑚苷等其他有效成分的作用。
综合上述分析,结合生产实际情况,作为饲用,建议绿原酸含量5%的杜仲叶提取物按照表5推荐的剂量进行添加。

表5 5%杜仲绿原酸推荐添加剂量

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