中草药提取物和抗菌肽的抑菌机理

抗生素在疾病的预防和治疗、农业和畜牧业产品质量提升、食品及医药安全等方面发挥了积极作用，但传统抗生素的广泛应用，产生的耐药性及药物残留，严重影响了食品安全以及公共安全，因此研发绿色、安全、高效且不易产生耐药性产品迫在眉睫。据调查，抗生素的替代品主要有中草药提取物、益生菌、抗菌肽、酸化剂等，其中中草药提取物在肉禽养殖场中的使用普及率达到95%以上，如白头翁散、山银花、黄芪等应用较为广泛，益生菌的使用普及率在25%左右，抗菌肽的使用普及率在10%左右，酸化剂的使用普及率在5%左右。本文重点介绍了中草药提取物和抗菌肽的抑菌机理，供大家参考。1中草药提取物抑菌结构决定功能，植物提取物抗菌抑菌的主要机制是源于其结构上疏水性强。植物提取物可以通过让细菌细胞膜和线粒体上的磷脂结构分开、破坏细胞结构、增强细胞膜通透性，从而导致细胞内离子、内容物泄露，进而导致细菌细胞死亡。如山银花中提取的绿原酸，可以与大肠杆菌细胞膜结合，使细胞膜通透性增加，被处理的大肠杆菌菌液中碱性磷酸酶含量增加，且大肠杆菌细胞受损率达到40%左右。植物提取物还可通过抑制细菌肽聚糖的合成来使细菌形态受损，从而杀灭细菌，如千金藤提取物。此外，其抗菌机理还包括破坏或降解细菌的细胞壁、破坏细胞质膜，并破坏细胞膜蛋白质结构，还可使细菌细胞质凝聚，使细胞质子运动减弱，还可通过增强肠上皮防御功能来起到抵抗细菌侵染的效果。如盐酸小檗碱会使金葡菌所分泌的α-溶血素细胞发生扭曲变形，使得细胞表面凹凸不平，营养物质和遗传物质泄露。大量的试验研究证实，单一的活性成分抗菌效果没有完整的植物提取物的效果好，说明植物提取物中各成分在体内产生的影响是相互促进的。不同植物提取物对肠道菌群的调节方式不同，有些可以直接通过不同途径抑杀有害菌，也有促进益生菌生长而间接抑制有害菌繁殖。植物提取物中的有些成分如寡糖，具有明显益生作用，在体内和体外都表现出促进双歧杆菌、乳酸菌等有益菌生长繁殖的作用，最终有益菌的数量增多，有害菌的数量减少。如丝兰提取物可降低肉鸡肠道中拟杆菌属和真杆菌属等有害菌的数量，提高肠道中螺杆菌属的数量（苏俊玲等，2016）；芦荟提取物可减少肉鸡因沙门氏菌感染而引起的死亡，降低肠道中沙门氏菌的数量（薛静秀等，2020）；马齿苋提取物可降低盲肠中大肠杆菌的数量，提高乳酸杆菌和双歧杆菌的数量。2抗菌肽抗菌肽又称抗菌生物肽或肽抗菌素，是机体先天性免疫系统的主要成分之一。抗菌肽来源广泛，大多数以α-螺旋和β-折叠的抗菌结构为主（王娅娅等，2020）。抗菌肽多为阳离子型，带+2~+9个净电荷，具有两亲性分子结构。随着肽分子在细胞膜表面累积到一定浓度后，其结合细胞膜的静电吸引和渗透作用加强，会在膜表面自行组装，形成跨膜孔隙模型或非孔隙模型，前者在膜上形成“桶-板”型或“环孔”型孔洞破坏细胞膜，后者在膜表面形成“地毯”裂解脂质双分子层。最终导致膜去极化，至使细胞死亡。一般来说，抗菌肽的疏水性越强，膜干扰越强，细胞选择性越差，而电荷密度越高，肽与膜之间的静电作用越显著，对哺乳动物细胞毒性越弱。研究表明，抗菌肽在水中随机形成α-螺旋肽与膜的相互作用。在环境刺激下，抗菌肽二级结构的改变可以导致更有效的膜渗漏，对低电荷膜的影响更为明显。同时发现长度增加的抗菌肽对膜的破坏更大。抗菌肽被认为是新一代抗生素、有前途的抗菌药物。但是，抗菌肽膜作用模型与抗菌肽体外靶向结合研究不能完全清楚地反映抗菌肽在体内复杂环境条件下的活性与抑菌状况，需结合体内抑菌机制加以研究，推动抗菌肽的开发应用（陈晨，2020）。而且，抗菌肽的安全性（毒性、溶血性）和稳定性（包括抗菌肽在体内半衰期、酶解稳定性、盐