不同剂量酵母锗对小鼠的毒性试验

2019-01-04郭建强白晓凯安松文

饲料工业 2018年11期

■郭建强白晓凯张敏* 安松文

（1.延边大学，吉林延吉133002；2.延吉市畜牧站，吉林延吉 133000）

依目前国际的发展趋势来看，很多西方国家开始限制或即将限制某些抗生素饲料添加剂使用，以及检测畜禽产品抗生素残留量的要求倾向愈发严格的趋势[1]。为了提高我国动物性产品的国际竞争力，给人们带来绿色健康的动物食品，一些健康环保、安全无毒、无残留的抗生素饲料添加剂替代品——生物(微生态)制剂开始得到人们的青睐，并得到了广泛的推广和研究[2]。

本试验创新点在于通过酿酒来发酵酵母，使锗从无机形式转化为有机形式，然后富集在酵母中，从而让它健康存在动物体内被动物体吸收利用，或者用来运输储存一些动物性产品。这样做的好处在于此类酵母菌是通过微生物发酵制备而来，它具有活性好、无毒害、成本低，除了补充动物体内的锗还可以让动物体补充一些微生物和氨基酸，因此该酵母的制备有很大的发展前景[3]。目前国内还未见有富锗酵母的研究及相关报道，在对人类及动物危害严重的化学饲料添加剂泛滥的年代，新型绿色无公害饲料添加剂的研究越来越受到人们的重视[4]。本试验利用生物富集技术，将无机锗转化为有机锗，解决了无机锗不易消化吸收的弊端，提高了小肠对锗的吸收[5]。同时，避免了动物使用抗生素产生的耐药性，符合新型饲料添加剂安全、高效、环保的要求，更符合畜牧业健康、绿色生产的要求，促进了饲料添加剂的多样化发展，为以后的研究工作打下了基础[6]。

1 材料与方法

1.1 试验锗来源

酵母菌具有易生长、生长周期短、兼性厌氧、对无机微量元素富集率高的特点，是理想的微量元素富集载体[7]。酵母菌富集微量元素和无机微量元素相比，更容易被动物机体吸收发挥微量元素的生理活性，且能够提高动物采食量、饲料转化率，并能减少动物应激[8]。作为优质蛋白，酵母菌富集微量元素与螯合性氨基酸矿物质相比，其制作工艺更简单，成本更低，在为动物提供高活性有机微量元素外，还能提供全面性的营养物质，具有很高的经济价值[9]。生物锗的优势在于，酵母菌、乳酸菌等微生物可以在对动物饲料发酵的过程中完成无机锗的富集转化，还会在发酵过程中产生多糖、氨基酸、促生长因子等成分。目前研究较多的是酵母菌对于无机锗的富集转化[10]。

本试验选用对金属具有较高耐受性且发酵后动物喜食的啤酒酵母。

培养基组成：固体培养基：PDA培养基。

种子合成培养基：酵母膏3 g、蛋白胨0.5 g、葡萄糖 40 g、糊精 2.75 g、甘油 2.35 g、NH4Cl 2.37 g、(NH4)2SO40.5 g、K2HPO41.92 g、MgSO4·7H2O 0.44 g、蒸馏水1 L。

发酵培养基：米糠、营养液（葡萄糖20 g、马铃薯粉20 g、蒸馏水1 000 ml）。

1.2 试验设计及供试动物的选择

将40只小鼠，雌雄各半，随机分为4个组，每组10只。分别为对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组，试验组每天酵母锗的摄入量分别为40、60 mg/(kg·d)和90 mg/(kg·d)，共计40 d，观察小鼠的健康状况和生理活动等变化。每天记录每组小鼠的饲料采食情况、死亡状况及中毒特征，分别称量试验开始和结束时小鼠的体重。

1.3 供试小鼠各阶段日粮组成及营养水平（见表1）

表1 基础日粮配方及营养水平

1.4 供试动物的饲养管理

试验前需对鼠笼及周边环境消毒，整个试验过程需保证小鼠有充足的饲料和饮水，且保持饲养环境相对安静，光照相对一致，温度保持在(25±3)℃，湿度为55%。饲养员做好相关记录，如饲料添加量、剩余量及损耗量，各试验组小鼠每天的酵母锗摄入量应当相同，换料期间应当做到轻拿轻放，尽可能减小外界刺激，以免给小鼠造成应激反应，定时定点对鼠笼及周边场所清理和消毒。

1.5 试验测定指标

用肉眼观察各组小鼠的活动度、反应灵敏度、精神状况、瞳孔、毛皮颜色、怠度、呼吸状况等，以及小鼠的死亡情况。

通过对各组小鼠的平均日增重和平均日采食量的测定来评定小鼠的生长性能。平均日采食量是根据饲料剩余量、添加量和损耗量来计算的；平均日增重是根据初始和结束小鼠空腹重量来计算的；以小鼠平均日增重和采食量来计算料重比。所以在正式试验开始前，为每组小鼠做好标记，并准确记录每组每只小鼠的初始体重。正式试验开始后，每天记录每组小鼠的采食量，试验结束后称取、记录每只小鼠的体重，以计算料重比。

1.6 数据处理

所有数据采用SPSS20.0软件处理，差异显著性检验采用单因素方差分析。

2 结果分析

2.1 不同剂量酵母锗对小鼠体况、生理状态的影响（见表2）

表2 不同剂量酵母锗对小鼠体况及生理状态的影响

由表2可知，试验中小鼠没有出现死亡现象；试验末期，试验三组50%母鼠毛色暗淡无光、活动懒散怠动，其它小组小鼠均无明显变化。由此表明酵母锗剂量过高会对小鼠的健康造成不利影响。

2.2 不同剂量酵母锗对母鼠生长性能的影响(见表3)

表3 不同剂量酵母锗对母鼠生长性能的影响

由表3可知，饲喂低剂量的酵母锗可以适当提高母鼠的生长性能。与对照组母鼠相比，试验Ⅰ组母鼠平均日增重极显著增加(P＜0.01)，比对照组增加了20.83%，比试验Ⅱ组、Ⅲ组分别增加了20.83%、26.09%。试验Ⅰ组母鼠平均日采食量显著性增加(P＜0.05)，比对照组增加了11.48%。试验Ⅰ组母鼠料重比显著降低(P＜0.05)，比对照组降低了7.49%。与对照组相比，试验Ⅱ组、试验Ⅲ组各项指标均无显著差异(P＞0.05)。

2.3 不同剂量酵母锗对公鼠生长性能的影响(见表4)

表4 不同剂量酵母锗对公鼠生长性能的影响

由表4可知，饲喂中剂量的酵母锗，能够有效提高公鼠的生长性能。与对照组相比，三个试验组公鼠增重均呈现增加趋势，其中试验Ⅱ组公鼠平均日增重比对照组增加了27.45%，有显著性差异(P＜0.05)，试验各组平均日采食量都有一定增加但无显著性差异(P＞0.05)，试验Ⅱ组公鼠料重比比对照组低降了8.11%，有显著性差异(P＜0.05)。与对照组相比，试验Ⅰ组、试验Ⅲ组各项指标均无显著差异(P＞0.05)。

3 讨论

3.1 不同剂量酵母锗对小鼠体况、生理状态的影响

酵母锗就是将无机形态的锗化合物添加到土壤或者微生物培养基中，通过生物富集的作用，把锗元素固定于植物或者微生物细胞中，使它具有生理活性，转化成有机锗。经研究发现，大豆、绿豆、大蒜、大麦等粮食作物具有一定的生物富集作用，可以生产出富锗经济作物；微生物如酵母菌、乳酸菌对于锗的富集研究较多，利用微生物的发酵作用对添加有一定浓度锗化合物的动物饲料进行发酵，不但能够得到生物锗，还能改变饲料的营养性状[11]。小鼠的体况和生理状态与小鼠的健康状况有关，通过对小鼠毛色、怠度、瞳孔和呼吸状况的观察，可以从表观上了解小鼠的中毒情况，以探究试验物质的毒性[12]。从表2中能看出，在低、中、高三个剂量酵母锗中，均未出现死亡。且在中、低剂量的酵母锗，对小鼠的影响不显著，无明显变化，可能是毒性较轻，未能表现出来。在饲喂高剂量的酵母锗后，试验Ⅲ组母鼠毛色变的暗淡，且活动量较少，变的怠动，说明高剂量时，对母鼠毒性较大，但对公鼠无明显影响。可能是公鼠的体质较母鼠有一定差异，比母鼠有更强的抵抗力。

3.2 不同剂量酵母锗对小鼠生长性能的影响

锗能够提高机体内碘和三碘甲腺原氨酸(T3)以及四碘甲腺原氨酸(T4)的含量，从而能够增强机体代谢，促进动物生长发育[13]；锗可以通过增强机体免疫系统功能，从而增强机体免疫能力。张景媛等（1994）研究了酵母菌3属7株酵母菌的富锗能力。试验结果表明，酵母菌对锗具有一定的耐受能力，且最适的锗富集浓度范围为300～500 μg/g。锗被酵母菌吸收后，并非暂时性地滞留在细胞壁表面，而是酵母菌的主动吸收使得无机锗进入到细胞内部，与细胞内多糖、蛋白质、有机酸等大分子物质结合，形成均有生物活性的有机锗。锗还提高了酵母菌细胞内抗氧化物质的活性，还使得细胞内蛋白质含量增加[14]。牛竹叶等（2009）在研究β-羧乙基锗倍半氧化物对肉仔鸡生长性能的影响发现，中高剂量的β-羧乙基锗倍半氧化物在肉仔鸡的22～42日龄的生长过程中，显著提高了肉仔鸡的日均增重，降低了肉仔鸡的料重比[15]；陈林囡等（1999）在研究富锗灵芝和普通灵芝对小鼠强壮益智作用的影响时发现，富锗灵芝可以显著增加小鼠体重，并对小鼠有显著的益智作用[16]。本试验中，中剂量组公鼠平均日增重显著增加，料重比显著降低，这可能是酵母锗增强了小鼠的免疫能力，促进了小鼠的生长发育所致。低剂量组母鼠的生长性能各项指标均显著改善，而在摄入中、高剂量酵母锗后，试验Ⅱ、Ⅲ组的母鼠体重和采食量呈下降趋势，结果表明高浓度的酵母锗对雌性小鼠机体生理代谢产生了一定影响。