Ημ/νία: 17/02/2014

Βενζοϊκό οξύ και σαλμονέλα

Βενζοϊκό οξύ και σαλμονέλα

Οι πρόσφατοι κανονισμοί της Ευρωπαϊκής Ένωσης απαιτούν μείωση των επιπέδων μόλυνσης από σαλμονέλα στους ενσταβλισμένους χοίρους. Η συνεχής έρευνα δείχνει ότι η χρήση βενζοϊκού οξέος στη διατροφή των χοίρων αποτελεί την λύση.

Η αντιμικροβιακή δράση των οργανικών οξέων στα παθογόνα βακτηρίδια που αναπτύσσονται στις τροφές είναι γνωστή από την αρχαιότητα. Τα οργανικά οξέα χρησιμοποιούνται ακόμα σαν συντηρητικά τροφίμων και ζωοτροφών σε έναν μεγάλο αριθμό εφαρμογών που κυμαίνονται από τα κονσερβοποιημένα τρόφιμα έως το ενσίρωμα αραβοσίτου. Επιπλέον, η απαγόρευση της χρήσης αντιβιοτικών στις ζωοτροφές, τόσο στην Ευρωπαϊκή Ένωση όσο και αλλού εδραιώνει τα οργανικά οξέα ως τους πιο αποτελεσματικούς αυξητικούς παράγοντες.

Οι αντιμικροβιακές ιδιότητες των οργανικών οξέων πηγάζουν από τη δυνατότητά τους να δημιουργούν ένα όξινο, και συνεπώς δυσμενές, περιβάλλον μέσα στο οποίο τα παθογόνα βακτήρια δεν μπορούν να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν. Συνεπώς, όσο πιο όξινο είναι το περιβάλλον ή ισχυρότερο το οξύ, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντιβακτηριακή δράση. Αυτό περιγράφεται ως «βακτηριοστατική δράση» επειδή τα βακτήρια δεν θανατώνονται άμεσα, αλλά αντ’ αυτού αναστέλλονται οι λειτουργίες τους με αποτέλεσμα την καθυστέρηση στην ανάπτυξη των αποικιών τους .

Ωστόσο, υπάρχουν οργανικά οξέα, τα οποία εύκολα καταστρέφουν τα βακτήρια και το πετυχαίνουν αυτό με τη διείσδυσή τους εντός των βακτηριακών κυττάρων, καθώς αναστέλλουν ζωτικής σημασίας λειτουργίες, όπως, η αντιγραφή και η έκφραση του DNA. Για να είναι σε θέση να διαπεράσουν την εξωτερική βακτηριακή μεμβράνη, τα οργανικά οξέα πρέπει να αποτρέπεται η διάστασή τους, η οποία εξαρτάται από τη χημική δομή τους και από το περιβάλλον pH . Αρχικά, μέσα στο βακτηριακό κυτταρόπλασμα τα οργανικά οξέα υφίστανται διάσταση, δημιουργώντας ένα πιο όξινο περιβάλλον. Τα βακτηριακά κύτταρα αντιδρούν στα νέα δεδομένα γεγονός που τους κοστίζει σε ενέργεια με αποτέλεσμα την αναστολή του πολλαπλασιασμού και τελικά τον θάνατό τους. Η δράση αυτή αναφέρεται ως βακτηριολυτική.

Σαλμονέλα
Η σαλμονέλα είναι μια από τις συχνότερες διατροφικές ασθένειες και το χοιρινό κρέας αποτελεί την αιτία εμφάνισης σαλμονέλας σε ανθρώπους σε πολλές χώρες. Στους ζωντανούς χοίρους η σαλμονέλα μπορεί να είναι παρούσα ως υποκλινική μόλυνση, που προκαλεί ήπια διάρροια και μείωση των αποδόσεων. Σε σοβαρές κλινικές περιπτώσεις μόλυνσης η σαλμονέλα μπορεί να οδηγήσει σε οξεία σηψαιμία και θάνατο. Εντούτοις, η επικρατούσα μορφή σαλμονέλωσης είναι αυτή με την ήπια υποκλινική μόλυνση.

Άνθρωποι μπορεί να μολυνθούν όσο είναι κοντά σε εκτροφή μολυσμένων χοίρων. Πιθανότερη για το γενικό πληθυσμό, ωστόσο, είναι η προσβολή μέσω της κατανάλωσης μολυσμένου χοιρινού κρέατος που δεν ήταν επαρκώς μαγειρευμένο. Η παρουσία σαλμονέλας στα εδώδιμα προϊόντα χοιρινού κρέατος είναι αποτέλεσμα της μόλυνσης των ζώων και των κακών συνθηκών υγιεινής στο σφαγείο. Αν και συνεχώς καταβάλλονται προσπάθειες βελτίωσης των συνθηκών στα σφαγεία, πρόσφατα μόνο υπάρχει μια σοβαρή σκέψη για την μείωση του επιπέδου της μόλυνσης των ζώων με έναν πιο συντονισμένο τρόπο.

Πρόσφατοι κανονισμοί της Ευρωπαϊκής Ένωσης απαιτούν να τεθούν συγκεκριμένοι στόχοι προκειμένου να μειωθούν τα επίπεδα μόλυνσης στους ζωντανούς χοίρους μέσα στα επόμενα χρόνια. Ο τελικός στόχος, είναι η μείωση του κινδύνου της ανθρώπινης - μέσω της τροφής μόλυνσης, σε πιο διαχειρίσιμα επίπεδα. Ειδικότερα στις μέρες μας που πρόσφατα στοιχεία, αναδεικνύουν μια αυξανόμενη ανθεκτικότητα στελεχών της σαλμονέλας στα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται στην ανθρώπινη ιατρική. Συνεπώς, είναι επιτακτική, από την άποψη της υγείας του γενικού πληθυσμού, η ανάγκη να ληφθούν αποτελεσματικά μέτρα σε επίπεδο κτηνοτροφικής μονάδας.

Οργανικά Οξέα
Η πρακτική εμπειρία από την ζωική παραγωγή, σε συνδυασμό με την υπάρχουσα γνώση από την βιομηχανία της ανθρώπινης τροφικής αλυσίδας, έχουν δείξει ότι οι πρώτες προσπάθειες για την αντιμετώπιση της σαλμονέλας στις χοιροτροφικές μονάδες έχουν επικεντρωθεί γύρω από τον προσδιορισμό των αποτελεσματικότερων οργανικών οξέων ενάντια σε αυτό το ιδιαίτερο βακτήριο. Για το σκοπό αυτό, δύο ουσιαστικά βήματα απαιτούνται. Το πρώτο αφορά στην in vitro (εργαστηριακή) μικροβιολογική εξέταση των οργανικών οξέων χρησιμοποιώντας τα στελέχη της σαλμονέλας που έχουν συλλεχθεί από μολυσμένους χοίρους. Το δεύτερο αφορά στην in vivo προσέγγιση χρησιμοποιώντας ζώα για να ελέγξει τα αποτελέσματα της in vitro εξέτασης στην πράξη. Αυτό είναι πράγματι μια επίπονη διαδικασία και μόνο κάποιος που υποστηρίζεται από το καλύτερα εξοπλισμένο και επανδρωμένο ερευνητικό κέντρο θα πετύχει εμπορικά-αποδεκτά αποτελέσματα.

In vitro μελέτη
H μικροβιολογική ομάδα του DSM CRNA (ερευνητικό κέντρο για την Διατροφή των ζώων της DSM ) πρόσφατα διεξήγαγε μια εκτενή in vitro έρευνα με δέκα (10) οργανικά οξέα κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Για την έρευνα αυτή συλλέχθηκαν τρεις ορότυποι σαλμονέλας από το εντερικό περιεχόμενο μολυσμένων χοίρων. Αυτοί οι τρεις - typhimurium, derby and enteridis - ευθύνονται κυρίως για την σαλμονέλωση στους χοίρους παγκοσμίως. Το εξεταζόμενο αιώρημα περιελάμβανε 105 CFU (μονάδες αποικιών) που είναι ένας επαρκής αριθμός για την πρόκληση μόλυνσης στους νέους χοίρους. Δύο δείκτες χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας κάθε οργανικού οξέος ενάντια στη σαλμονέλα. Ο πρώτος ήταν η Ελάχιστη Ανασταλτική Συγκέντρωση (MIC) που αντιπροσωπεύει την ελάχιστη συγκέντρωση του κάθε οργανικού οξέος που απαιτείται για να σταματήσει η ανάπτυξη της σαλμονέλας (βακτηριολυτική επίδραση). Ο δεύτερος ήταν ο δείκτης Καθυστέρησης της Ανάπτυξης (GR), που αντιπροσωπεύει το ποσοστό μείωσης της ανάπτυξης της σαλμονέλας σε ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα (βακτηριοστατική επίδραση). Η συνδυασμένη ανάλυση αποκάλυψε το αποτελεσματικότερο οξύ για την καταπολέμηση της σαλμονέλας.


Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις (πάνω από 25 mmol/l) όλων των οργανικών οξέων ήταν εξίσου ικανές να σταματήσουν την ανάπτυξη της σαλμονέλας. Ωστόσο, όταν η συγκέντρωση μειώθηκε ως πιο αποτελεσματικά οξέα αποδείχθηκαν το σορβικό, το βενζοϊκό και το κιτρικό. Πράγματι, MIC50 (δηλαδή 50% αναστολή της ανάπτυξης) με αυτά τα οξέα επιτεύχθηκε με περίπου την μισή ή και λιγότερη από την συγκέντρωση που απαιτείται για όλα τα άλλα οξέα. Αυτά τα αποτελέσματα ήταν λίγο πολύ συγκρίσιμα μεταξύ των τριών προτύπων.

Τα αποτελέσματα από τη μελέτη του δείκτη Καθυστέρησης της Ανάπτυξης αποκάλυψαν ότι το βενζοϊκό οξύ, εν συνεχεία το κιτρικό και τέλος το σορβικό οξύ, καθυστερούν την ανάπτυξη κατά 32%, 17% και 16% περισσότερο από τα άλλα οργανικά οξέα, τα οποία ήταν ουσιαστικά αναποτελεσματικά από αυτή την άποψη. Παρόμοια αποτελέσματα προέκυψαν και στους τρεις οροτύπους που εξετάστηκαν. Υπό ουδέτερες συνθήκες, όπως εκείνες όταν τα περιεχόμενα του στομάχου φθάνουν στο λεπτό έντερο, μόνο το σορβικό (6%) και το βενζοϊκό οξύ (13%) διατήρησαν την αντιμικροβιακή τους δράση. Μετά από τα αποτελέσματα αυτά, η ομάδα μας επέλεξε το βενζοϊκό οξύ ως το καλύτερο ενάντια στην μόλυνση από σαλμονέλα. Αυτό εν συνεχεία αποδείχθηκε και με τα in vivo πειράματα. 

In vivο μελέτες

Δεδομένου ότι αυτές είναι πρόσφατες εξελίξεις στη διατροφή των ζώων, αποτελέσματα από έρευνες σε επίπεδο μονάδας (δηλ. στην καθημερινή πρακτική) εμφανίζονται συνεχώς. Παρόλο που η χρήση του βενζοϊκού οξέος στην διατροφή των χοιριδίων δεν είναι νέα, η χρήση του ενάντια στην σαλμονέλα μόλις πρόσφατα αξιολογήθηκε. Από αυτές τις έρευνες, δύο σημαντικά πειράματα παρουσιάζονται εδώ.

Στο πρώτο πείραμα συμμετείχαν 96 χοίροι, περίπου 42 κιλών ζώντος βάρους. Όλα τα ζώα μολύνθηκαν με 109 CFU σαλμονέλας και η απόδοση τους ελέγχθηκε κατά τη διάρκεια των επόμενων 90 ημερών. Όπως ήταν αναμενόμενο, μειώθηκε η ανάπτυξη όλων των μολυσμένων ζώων. Σε εκείνα (στα οποία χορηγήθηκαν) αντιβιοτικά ενάντια στην σαλμονέλα παρατηρήθηκε η μικρότερη μείωση στην ανάπτυξη και η ημερήσια αύξηση του σωματικού τους βάρους (DLWG) ήταν κατά μέσο όρο 848 γρ. Η μόνη ομάδα που αντιστάθηκε στην μείωση της ανάπτυξης εκτός από την ομάδα με τα αντιβιοτικά ήταν αυτή στην οποία χορηγήθηκε βενζοϊκό οξύ (5 κιλά/τόνο τροφής), με μια μέση αύξηση του ημερήσιου σωματικού βάρους (DLWG) κατά 830 γρ. Άλλες επεμβάσεις, συμπεριλαμβανομένης της προσθήκης μιας ζύμης και ενός εκχυλίσματος φυτών, ήταν ουσιαστικά αναποτελεσματικές, καθώς η αναστολή της ανάπτυξης ήταν πολύ σημαντική σε αυτές τις περιπτώσεις. Αξίζει να σημειωθεί ότι η μικρότερη μείωση της ανάπτυξης, κατά την περίοδο αμέσως μετά την μόλυνση, παρατηρήθηκε στην ομάδα που έλαβε βενζοϊκό οξύ και όχι στην ομάδα που έλαβε τα αντιβιοτικά, όπως θα ανέμενε κανείς.

Αυτό οδήγησε στο δεύτερο πείραμα, στο οποίο 120 χοίροι (18 κιλών ζώντος βάρους), αφού προηγουμένως μολύνθηκαν φυσικά από σαλμονέλα και θεραπεύθηκαν επιτυχώς με αντιβιοτικά, παρατηρήθηκαν προκειμένου να επισημανθούν οι επιδράσεις του βενζοϊκού οξέος κατά τη διάρκεια της ανάρρωσης. Ο πειραματικός σχεδιασμός περιλάμβανε δύο επίπεδα βενζοϊκού οξέος (0 και 5 κιλά/τόνο) και τρεις διαφορετικές επεμβάσεις με αντιβιοτικά. Μετά από 42 ημέρες οι χοίροι εξετάστηκαν για ύπαρξη σαλμονέλας .

Στην πραγματικότητα, η παρουσία σαλμονέλας επιβεβαιώθηκε και αποδόθηκε σε μεταφορά της μόλυνσης από προηγούμενες μολύνσεις. Η επέμβαση με το βενζοϊκό οξύ πέτυχε χαμηλότερο ποσοστό θνησιμότητας (1,2% έναντι 6,1% στον μάρτυρα). Κατά τη διάρκεια των πρώτων 28 ημερών, το βενζοϊκό οξύ και η τυλοσίνη (tylosin) οδήγησαν σε υψηλότερες αποδόσεις. Στο τέλος του πειράματος, οι χοίροι που έλαβαν θεραπευτικά αντιβιοτικά ή βενζοϊκό οξύ ήταν 7 και 4 κιλά βαρύτεροι αντίστοιχα από τους χοίρους του μάρτυρα. Αν και το βενζοϊκό οξύ δεν αντικατέστησε τις θεραπευτικές ιδιότητες του αντιβιοτικού (σε αυτήν την περίπτωση το tylosin) για μη συγκεκριμένες αναπνευστικές ασθένειες, προφανώς βοήθησε στον έλεγχο της ασθένειας δίνοντας άριστα αποτελέσματα, καλύτερα από αυτά όπου το virginiamycin χρησιμοποιήθηκε ως αντιβιοτικός αυξητικός παράγοντας.

Παρόμοια αποτελέσματα έχουν παρατηρηθεί κάτω από άλλες περισσότερο εμπορικές συνθήκες εκτροφής: η μελέτη 41 μονάδων από τους Ε. Sieverding και Κ. Bode έδειξε ότι η προσθήκη στην τροφή 0,5% βενζοϊκού οξέος κατά τη διάρκεια της πάχυνσης, μείωσε σημαντικά την συχνότητα εμφάνισης της σαλμονέλας. Η ανίχνευση σαλμονέλας σε δείγματα κόπρου χοίρων και το ορολογικό ποσοστό στο χυμό του κρέατος κατά την σφαγή μειώθηκαν.

Συμπεράσματα

Είναι γεγονός ότι τα οργανικά οξέα προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα στην εξάλειψη των παθογόνων που αναπτύσσονται στα τρόφιμα, καθώς μάλιστα αυξάνεται ολοένα και περισσότερο ο κίνδυνος ανθεκτικότητάς τους στα αντιβιοτικά. Εν κατακλείδι, και ειδικά για την περίπτωση της σαλμονέλας, είναι σαφές -τόσο in vitro όσο και in vivo- ότι το VevoVitall, ένα προϊόν υψηλής καθαρότητας βενζοϊκού οξέος, είναι το πιο ισχυρό και αποτελεσματικό οργανικό οξύ, δίνοντας ανάλογα αποτελέσματα με τα εξειδικευμένα αντιβιοτικά για τη σαλμονέλα. Συνεπώς, αυτό το βενζοϊκό οξύ, που είναι ήδη γνωστό για τις αυξητικές ιδιότητές του στα χοιρίδια, μπορεί να αποτελέσει ταυτόχρονα ένα αποτελεσματικό εργαλείο για την διατήρηση των αποδόσεων σε ότι αφορά την ανάπτυξη των ζώων, την επίτευξη κερδοφορίας, και κυρίως για την διασφάλιση της δημόσιας υγείας.



DSM Nutritional Products Hellas
Παραδείσου 14, 151 25 Μαρούσι
Τηλ.: 210 8774000, Fax: 210 6850624
www.dsm.com


Μπορείτε να διαβάσετε όλο το κείμενο της DSM μαζί με τους πίνακες πατώντας στην πηγή
Share this:
Πηγή: