探秘百里香精油:奶牛乳房局部涂抹对牛奶品质影响的系统生物学解析

【字体: 时间:2025年02月08日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决抗生素耐药问题,研究人员开展 “Thymus capitatus 精油(TCEO)局部涂抹对奶牛牛奶品质影响” 的研究。结果显示,10% TCEO 局部涂抹未显著改变牛奶品质、菌群组成等。该研究为奶牛业安全使用 TCEO 提供依据。

  在畜牧业中,抗生素的广泛使用引发了严峻的抗菌耐药性(AMR)问题。2019 年,AMR 导致 495 万人死亡,预计到 2050 年,每年将有 1000 万人因此过早离世,经济损失高达 3.4 万亿美元。传统抗生素疗法不仅效果有限,还会促使细菌产生耐药性。在此背景下,植物提取物如精油(EO)作为抗生素的潜在替代品,受到了广泛关注。精油具有抗菌、抗炎等特性,且毒性低、副作用小、不易产生耐药性。
百里香(Thymus capitatus)是一种地中海地区特有的多年生灌木,其精油(TCEO)具备抗氧化、抗菌、抗病毒和抗炎等多种功效。然而,TCEO 对奶牛牛奶品质和微生物群的影响尚不明确。为了深入探究这一问题,来自法国、意大利、西班牙等多个国家科研机构的研究人员展开了相关研究,研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,通过体外实验对比 TCEO 与其他 9 种精油对大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的抗菌活性。然后,选取 12 头荷斯坦奶牛,分为对照组和实验组,在奶牛泌乳期末,对实验组奶牛乳房皮肤每天两次涂抹 10% TCEO,持续 7 天。期间,在不同时间点采集牛奶和皮肤样本。利用 16S rRNA 测序技术分析牛奶和皮肤微生物群;采用液相色谱 - 四极杆飞行时间质谱技术测定牛奶脂质组;同时检测牛奶的炎症生物标志物、感官特性和品质指标 。

研究结果如下:

  1. 微生物群分析
    • 牛奶微生物群:TCEO 处理后,牛奶可培养微生物含量无显著变化。16S rRNA 测序显示,牛奶微生物群 α 多样性指数在 T21 和 T28 时受时间影响显著,处理组和对照组在属水平有细微变化,如 T21 时,处理组 Eubacterium coprostanoligenes 和 Romboutsia 减少,Acinetobacter 增加;T28 时,Romboutsia 呈现相反趋势,Ruminococcus 1 减少,Acinetobacter 进一步增加 。
    • 皮肤微生物群:TCEO 处理对皮肤微生物群 α 多样性指数影响不显著,仅在与处理相关时存在差异。两组细菌物种多样性仅与时间相关,在门和属水平变化有限 。

  2. 牛奶品质评估:TCEO 处理对牛奶的整体组成、感官特性、酪蛋白胶束平均流体动力学直径和粘度均无显著影响。
  3. 脂质组分析:TCEO 对牛奶脂质组影响有限,主要在 T21 时影响二酰甘油(DAG)。T7 时,多数变化脂质在处理组牛奶中浓度较低;T21 时,15 种脂质丰度改变,主要涉及 DAG 家族;T28 时,9 种脂质丰度变化,MG 15:0 丰度增加 。
  4. 牛奶炎症参数检测:TCEO 处理后,牛奶体细胞计数(SCC)、白细胞介素 8(IL - 8)和触珠蛋白(Hp)浓度均无显著变化,乳铁蛋白(Lf)浓度受处理和时间点交互作用影响 。

研究结论表明,10% TCEO 局部涂抹在奶牛乳房上,不会显著改变牛奶微生物群、皮肤微生物群、牛奶脂质组、牛奶成分或理化性质,且处理组和对照组牛奶中的炎症标志物水平相似。这说明在奶牛场将 10% 的百里香精油作为抗菌替代品使用是安全且无副作用的,但仍需进一步研究来证实其在健康奶牛中的安全性。该研究为奶牛业中安全使用 TCEO 提供了重要依据,有助于推动畜牧业向更加绿色、可持续的方向发展,减少对抗生素的依赖,保障动物和人类健康。

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