A szerves savak antimikrobiális tulajdonságai elsősorban azt eredményezik, hogy a savas, kedvezőtlen körülmények között a legtöbb patogén baktérium nem él meg és nem növekszik. Ezek alapján minél savasabb a közeg, vagy erősebb a sav, az antimikrobiális hatás annál erősebb. Ezt bakteriosztatikus hatásnak hívják, mivel a baktérium direkt nem pusztul el, hanem az életfunkciói gátoltak, így szaporodása jelentősen lelassul.
Természetesen vannak olyan savak, amelyek elpusztítják a baktériumot azáltal, hogy behatolnak a baktériumsejtbe és felborítják az alapvető életfolyamatokat, mint például a DNS replikáció vagy átírás. Ahhoz, hogy a szerves sav át tudjon hatolni a baktérium külső sejtmembránján, disszociálatlan formában kell lennie, ami függ a kémiai szerkezettől és a környezet pH-jától. Amint a sav bejut a baktérium sejtplazmájába, ott disszociál és a savas közeg olyan méregtelenítő reakciókat indít el a baktérium sejten belül, amelynek nagy energiaszükséglete miatt a szaporodás leáll, és a sejt elpusztul. Ezt a folyamatot bakteriolízisnek nevezik.
Szalmonella
A szalmonella (1. ábra) az egyik legelterjedtebb élelmiszer eredetű megbetegedéseket okozó tényező és számos országban gyakran a sertéshús az egyik fertőzési forrás. Az élő állatban a szalmonella általában szubklinikai fertőzési formában van jelen enyhe hasmenést és lassabb növekedést okozva. Súlyosabb, klinikai esetekben szeptikémiát és elhullást is okozhat, bár a szalmonella leggyakoribb előfordulása mégis a szubklinikai fertőzés.
Az ember fertőződhet az élő állatoktól, amennyiben azok közelében tartózkodik. A legnagyobb valószínűséggel azonban akkor fertőződik meg, amikor nem megfelelően elkészített húst fogyaszt. Az étkezési sertéshúsban található szalmonella vagy a fertőzött állattól vagy a vágóhídi rossz higiéniai körülményekből származik. Ámbár a múltban is folyamatosan javították a vágóhídi higiéniai körülményeket, de csak napjainkban tudatosult koordinált intézkedések formájában az állatok fertőzöttségének minimalizálása.
Tény, hogy az Európai Unió jelenlegi szabályozásai speciális célokat határoznak meg az elkövetkező évekre az élő sertések szalmonella fertőzöttségének csökkentésére. Az elsődleges cél, hogy egy kezelhető szintre redukálják az élelmiszer eredetű humán szalmonella fertőzés szintjét, különösen annak tükrében, hogy a jelenleg használatos antibiotikumokkal szemben egyre nagyobb mértékű rezisztencia alakul ki a baktérium törzsek körében. A társadalom általános egészségügyi állapota szempontjából szükséges, hogy hatékony intézkedéseket vezessenek be az állattartó telepeken.
Szerves savak
Az állattenyésztési gyakorlat és az élelmiszeripar meglévő ismeretanyaga alapján az első intézkedés, amit a sertéstelepek szalmonella elleni küzdelmében alkalmaznak annak meghatározása, hogy melyik szerves sav a leghatékonyabb az adott baktérium ellen. Két lépés szükséges. Az első az in vitro (laboratóriumi) vizsgálat, amelyben fertőzött állatokból származó szalmonella törzseket kezelnek szerves savakkal. A második lépés az in vivo kísérlet, mikor is élő állatokon vizsgálják, hogy az in vitro eredmények működnek-e a gyakorlatban. Mindez igen munkaigényes folyamat és ahhoz, hogy a gyakorlat által elfogadható eredményekhez jussunk, csak a legjobban felszerelt és képzett szakemberekkel rendelkező kutató állomások megfelelőek.
In vitro vizsgálat
A DSM kutató központjában (CRNA – Research Center for Animal Nutrition) nemrég fejeződött be egy széles körű in vitro kísérletsorozat, amelyben 10 szerves sav hatását vizsgálták eltérő körülmények között. A kísérletekhez 3 – fertőzött sertések bélcsatornájából származó szalmonella szerotípust használtak. Ezek – typhimurium, derby, és enteritidis – a három világszerte leggyakoribb szalmonella fertőzést okozó törzs. A kísérleti táptalaj 105 CFU baktériumot tartalmazott, amely elég egy malac szalmonella fertőzéséhez. Két mutatót használtak minden egyes szerves sav szalmonella elleni hatékonyságának méréséhez. Az egyik a Minimális Inhibitor Koncentráció (MIC), ami azt a minimális sav koncentrációt adja meg, ami a szalmonella növekedését megállítja (bakteriolitikus hatás). A második a Növekedést Gátló (GR) index, amely a baktérium növekedésének egy adott idő alatti százalékos csökkenését mutatja (bakteriosztatikus hatás). A kombinált vizsgálat kifejezte, hogy mely sav a leghatékonyabb a szalmonella ellen.
Az eredmények azt mutatták, hogy nagy koncentrációban (25 mmol/l felett) mindegyik szerves sav egyforma hatékonysággal meg tudta állítani a szalmonella növekedését. A koncentráció csökkentésével azonban az alábbi hatékonysági sorrend alakult ki: 1. szorbinsav; 2. benzoesav; 3. citromsav. Valójában MIC50 (50% növekedés megállítás) ezekkel a savakkal fele, vagy még alacsonyabb koncentrációval volt elérhető, mint amennyi a többi savból szükséges volt a hasonló eredményhez. (1. táblázat). Ezek az eredmények mindhárom szerotípusnál közel hasonlóak voltak. A növekedésgátló eredmények szerint a benzoesav 32, a citromsav 17 és a szorbinsav 16%-kal jobb a többi savnál, amelyek gyakorlatilag nem voltak hatékonyak ezen a területen. Itt szintén hasonló eredményeket kaptak a három szerotípusnál. Semleges körülmények között, mint mikor a gyomorból érkező béltartalom eléri a vékonybelet, csak a szorbinsav (6%) és a benzoesav (13%) mutatott antimikrobiális aktivitást.
Az in vitro kísérleti eredmények alapján a kutató csapat a benzoesavat választotta ki a szalmonella fertőzés ellen, amit a következő – in vivo – kísérleti fázis is igazolt.
In vivo kísérletek
Mivel a téma a takarmányozás jelen fejlesztési területei közé tartozik, telepi kísérleti eredmények jelenleg is folyamatosan érkeznek. Habár a benzoesav nem új a malacok receptúrájában, a szalmonella elleni hatást csak mostanában értékelik ki alaposabban. Ezen erőfeszítések közül mutatunk be két etetési kísérletet.
Az elsőben 96 sertés vett részt, a kezdetkor kb. 42 kg-os élőtömeggel. Valamennyi állatot 109 CFU mennyiségű szalmonellával fertőzték, majd a súlygyarapodásukat vizsgálták a következő 90 napban. Ahogy várható volt, mindegyik fertőzött állat növekedése csökkent mértékű volt. Azoknak a sertéseknek csökkent legkevésbé a napi tömeggyarapodása, amelyek speciális szalmonella elleni antibiotikumos kezelést kaptak, ezek átlagosan elérték a napi 848 grammot. Az egyetlen másik csoport, amely jól ellenállt a tömeggyarapodásban jelentkező számottevő elmaradásnak az volt, amelyik 5 kg/tonna táp mértékű benzoesav kiegészítést kapott, itt átlagosan 830 g/nap súlygyarapodást mértek. Más kezelések, mint pl. élesztő kiegészítés, vagy növényi kivonatok alkalmazása, lényegében hatástalanok voltak, ezen esetekben az elmaradás komoly mértékű volt. Érdekes tapasztalat, hogy azonnal a fertőzés után tapasztalható visszaesés nem az antibiotikummal kezelt csoportnál volt legkisebb, ahogy feltételezték, hanem a benzoesavat kapó csoportnál.
Ezek alapján egy második kísérletet indítottak, amiben 120 malac (18 kg-os élőtömeggel) vett részt, amelyeket korábban természetes úton szalmonellával fertőztek, és sikeresen kezeltek antibiotikummal. A cél a benzoesav hatásának megfigyelése volt a felépülés szakaszában. A kísérletet 2X3-as konstrukció szerint kétféle benzoesav adaggal (nulla és 5 kg/tonna), valamint háromféle antibiotikum kezeléssel (semmi, virginiamycin 10 ppm, tylosin 110 ppm) kivitelezték. A sertéseket 42 nap után tesztelték szalmonella jelenlétére.
Tulajdonképpen ez a jelenlét variábilis volt, amit a korábbi fertőzések tovagyűrűző hatásának, maradványának tulajdonítanak. A 2. táblázat a benzoesav és az antibiotikumok elhullást csökkentő hatását mutatja a kontrollhoz képest. Nem volt lényeges interaktív hatás megfigyelhető a különböző kezelések között. A benzoesavas takarmány kiegészítés eredményezte a legalacsonyabb elhullási arányt (1,2% a negatív kontroll 6,1%-ához képest). Az első 28 napban a benzoesav és virginiamycin mellett volt tapasztalható a legnagyobb tömeggyarapodás. A kísérlet végére a benzoesavat fogyasztó sertések a kontrollnál jelentősen nagyobb élőtömeget értek el, de a tylosin nem specifikus légzőszervi megbetegedésekre kifejtett terápiai hatása nem volt helyettesíthető, ami egyértelműen jobb eredményeket nyújtott a virginiamycin antibiotikus hozamfokozó hatásánál is.
Hasonló eredmények voltak tapasztalhatók más árutermelő telepek körülményei között is. E. Sieverding és K. Bode 41 telep megfigyelése során jutott arra, hogy a hízlalás során alkalmazott 0,5%-os benzoesav kiegészítés szignifikánsan csökkenti a szalmonellák előfordulási arányát. Mind az anális tamponnal megmintázott sertések esetében, mind a szerológiai vizsgálatnak alávetett vágóhídi húsok levében kevesebb alkalommal találtak szalmonellát (2. ábra).
Következtetések
Egyértelmű, hogy a szerves savaknak számos előnyük van az élelmiszerekkel terjedő patogén mikroorganizmusok visszaszorításáért folytatott harcban, használatukkal nem alakul ki rezisztencia, mint az antibiotikumok alkalmazása során.
Szalmonellák esetében világosan bebizonyosodott, hogy in vitro és in vivo körülmények között is a VevoVitall®, az abszolút tiszta minőségű benzoesav, a leginkább hatékony készítmény a szerves savak közül, így közel olyan eredményeket mutat, mint a szalmonella elleni specifikus antibiotikumok.
A VevoVitall®, – amely már ismert a malacoknál kifejtett hozamfokozó hatásáról –, alkalmazása során eredményesnek mutatkozik a hízósertések tömeggyarapodásának maximalizálásában, az állattartás jövedelmezőségének helyreállításában és az emberi közegészségügy támogatásában is.
DSM Nutritional Products
