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有机酸作为一种防腐剂在食品工业中应用已有近百年历史,它可有效杀灭食品腐败菌如大肠杆菌Escherichiacoli、李 斯特氏菌 Listeria monocyto- gene,延长保质期。短链脂肪酸(shortchainfat- tyacids,SCFA)和在α-C 上含羟基的有机酸如乳酸、苹果酸、酒石酸和柠檬酸等在特定条件下具抑制细菌活性,含有双键的不饱和脂肪酸如反丁烯二酸和山梨酸具抑制真菌活性。
有机酸可降低肠道pH,为动物提供适消化道环境,有利于营养消化吸收及肠道疾病预防。饲用有机酸已成为继抗生素之后与益生素、酶制剂并重的饲料添加剂,可显著改善动物健康状况,提高抵抗疾病能力、个体生长速度和日粮利用效率,改善屠体品质]。
有机酸能够有效抑制消化道内有害细菌增殖, 且不影响乳酸杆菌等益生菌生长代谢。表1中给出 了动物肠道常见细菌及其生长适 pH,从中可知相对于大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌等有害菌,酵 母菌、芽孢杆菌、乳杆菌等益生菌对低pH 耐受性更强。初研究认为有机酸可显著降低胃肠道 pH, 使胃肠道微环境不利于病原菌生长,然而近年研究 发现有机酸抑菌作用具有新的特征:近中性或偏碱性有机酸盐也具有和有机酸相似的抑菌效果, Kirchgessner等研究发现pH 呈中性的甲酸钙对肠道中大肠杆菌Escherichia、肠球菌Enterococci和拟杆菌 Bacteriodaceae 具有与甲酸相似的抑菌活性;相同pH 环境下,不同有机酸抑菌活性存在差异,如pH 4.0时甲酸对E.coli抑菌活性是乳酸的4倍。迄今有机酸抑菌作用的分子机制涉及到能量竞争、透化细菌外膜、提高胞内渗透压、抑制生物大分子合成、诱导宿主产生抗菌肽等5个方面。
本文在消化前人研究结果与结论的基础上尝试对有机酸抑菌的可能综合机制进行总结,并采用 ChemBio- Draw Ultra11.0软件绘制得出了有机酸抑菌分子机理的示意图(图1),下文以此示意图为主线对上述5个方面的机理细节逐一展开论述。