橄榄油废水多酚对鸡肠道及垫料微生物组的影响:安全高效废弃物资源化的新策略

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Heliyon 3.4

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  本研究针对橄榄油废水(OWW)的环境污染问题,创新性地将其多酚提取物作为饲料抗氧化剂替代维生素E,通过16S rRNA和ITS2测序技术分析鸡肠道(盲肠/粪便)及垫料微生物组变化。结果显示C1-P4L多酚显著降低多重耐药菌比例(5类抗生素),并促进拮抗病原菌的真菌Dipodascus生长,为农业废弃物高值化利用和养殖场生物安全提供新思路。

  

橄榄油生产过程中产生的废水(OWW)含有高浓度有机污染物,直接排放会引发严重环境问题。传统处理方式成本高昂,而其中富含的多酚类物质具有优异抗氧化活性,这为废弃物资源化提供了新思路。在畜禽养殖领域,维生素E作为饲料抗氧化剂被广泛使用,但其对动物肠道微生物组和抗生素耐药性的影响尚不明确。更值得关注的是,养殖场垫料作为潜在的病原菌和耐药基因库,其微生物群落结构直接影响动物健康和环境安全。

为解决这一系列问题,来自意大利的研究团队在《Heliyon》发表创新性研究,首次系统评估了两种OWW多酚提取物(EP和C1-P4L)替代维生素E对罗斯308肉鸡肠道微生物组及垫料菌群的调控作用。研究采用Illumina MiSeq平台进行16S rRNA(V3-V4区)和ITS2高通量测序,结合传统微生物分离培养和7种抗生素(5大类)的药敏试验,对180只肉鸡的盲肠内容物、粪便及垫料样本进行多维度分析。

研究首先通过HPLC定量分析发现,C1-P4L提取物的总酚含量(8.56 μg g-1)显著高于EP(3.35 μg g-1),其中羟基酪醇(HT)和橄榄苦苷(OLA)等活性成分差异显著。在微生物多样性方面,垫料样品展现出最高的α多样性指数(Shannon=4.24),而盲肠内容物中真菌群落最为简单(Shannon=1.28)。

在抗氧化剂干预效果方面,C1-P4L表现出独特优势:使垫料中潜在致病菌Staphylococcus相对丰度降低3.5%,同时显著提升Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia菌群(增加3.1%)——这类细菌在植物促生方面具有重要作用。更值得注意的是,通过传统培养法分离的耐药菌分析显示,维生素E组垫料中多重耐药菌(5/5类抗生素)比例高达50%,而C1-P4L组仅8%。

微生物互作网络分析揭示了有趣现象:优势真菌Dipodascus(占垫料菌群17%)与Escherichia/Shigella(r=?0.78)、Enterococcus(r=?0.83)等耐药菌呈显著负相关,暗示多酚可能通过促进拮抗性真菌生长间接抑制病原菌。相比之下,维生素E显著增加了致病酵母Diutina的丰度(25.08%),后者与多种耐药菌存在正相关。

这项研究为农业废弃物资源化提供了重要范式:OWW多酚不仅可替代传统抗氧化剂,更能优化养殖场微生物环境,降低抗生素耐药性传播风险。特别是C1-P4L提取物的双重功效——既维持饲料抗氧化需求,又塑造更安全的垫料菌群结构,使其成为循环经济下的理想选择。未来研究需进一步解析多酚-真菌-细菌的三方互作机制,并为制定基于微生物组管理的养殖场生物安全标准提供理论依据。

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