酪酸菌對小鼠有害氣體排放的影響

潘藜捷, 余文蘭, 任斌斌, 陳 嘉, 馬曉莉, 張俊俊, 劉永倫, 劉忠華(華南農業大學, 廣州 510642)

酪酸菌對小鼠有害氣體排放的影響

潘藜捷, 余文蘭, 任斌斌, 陳 嘉, 馬曉莉, 張俊俊, 劉永倫, 劉忠華(華南農業大學, 廣州 510642)

目的 探討酪酸菌對小鼠有害氣體排放的影響。方法 80只KM小鼠分4組，每組20只，雌雄各半，I組為對照組, II組、III組、IV組分別連續21 d灌胃酪酸菌500 mg/kg、1 000 mg/kg、1 500 mg/kg，每日測定獨立通氣籠內氨(NH3)和硫化氫(H2S)濃度，試驗21 d測定各組小鼠生長性能、小鼠糞便中脲酶活性。結果 與對照組相比，III組、IV組小鼠的平均日增重略有提高，但沒有統計學差異; 灌胃后7 d，III組、IV組籠內NH3含量明顯低于I組和II組(P＜0.05)，各組均未檢測到H2S。結論 酪酸菌可能會影響小鼠的生長性能和氨的排放。

酪酸菌; 小鼠; 有害氣體; 脲酶

實驗動物作為科學研究中“活的分析天平”已經廣泛用于生物醫藥、食品科學等多個領域，其中小鼠是最常用的實驗動物。但是，飼養實驗過程中，實驗小鼠排放的有害氣體包括氨氣、硫化氫等具有強烈的刺激性氣味及毒性，會影響實驗動物健康，從而影響動物實驗質量，同時也可能工作人員的健康。酪酸菌作為微生態制劑研究，最早由宮入近治博士于1993年報道[1]。由于它具有高活性、高穩定性、耐熱耐酸及對常用抗菌素有抗性等特點，在臨床上廣泛應用于治療各種腸道疾病，是一種較理想的有開發前景的微生態制劑[2]。根據微生態理論，酪酸菌制劑能夠在數量或種類上補充腸道內的正常微生物菌群，糾正腸道菌群紊亂，維持腸道內微生態平衡。本實驗通過研究酪酸菌對實驗動物小鼠糞便有害氣體及脲酶活性的影響，旨在尋找新型除臭方法，降低有害氣體對動物的影響，提高實驗動物福利及科研質量。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

SPF級KM小鼠80只，體質量(18±2) g，雌雄各半, 由廣東省醫學實驗動物中心提供[SCXK(粵)2013-0002]，飼養于華南農業大學[SYXK(粵)2014-0136]獨立通氣籠內,每籠5只。每日定量給飼料，自由飲水。7d更換一次墊料。

1.2 試驗儀器及藥品

酪酸菌為湖北某生物公司贈送，活菌數≥2.0×108cfu/g; 10%尿素、甲苯、苯酚鈉、次氯酸鈉、丙酮均購自廣州維寧生物科技有限公司; 氨氣(NH3)檢測儀(JSA8-NH3-X)、硫化氫(H2S)檢測儀(JSA8-H2S-X)購自廣州市渝通商貿有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗分組 將小鼠按雌雄各半原則分為4組,每組20只, 其中Ⅰ組為對照組, Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組分別按酪酸菌500 mg/kg、1000 mg/kg、1 500 mg/kg連續灌胃21 d。

1.3.2 小鼠生產性能的測定 每只小鼠每日定量給10 g飼料, 每日記錄小鼠的耗料量, 試驗開始和21 d結束時稱重, 計算日采食量、日增重和飼料增重比。

1.3.3 NH3和硫化氫H2S的測定 通過NH3、H2S檢測儀每日通過測試孔檢測小鼠獨立通氣籠中的NH3和H2S的濃度。

1.3.4 糞樣脲酶活性測定 實驗21 d采集各組新鮮糞便，取 2 g 糞樣, 加入0.5 mL甲苯15 min 后加入5 mL 尿素和 10 mL pH 6.7 檸檬酸鹽緩沖液，搖勻,37 ℃培養 24 h，取上清，加水 2 mL, 4 000 r/min離心 5 min，取 1 mL 上清液采用靛酚藍比色法測定脲酶活性(以 NH3-N 含量表示)。

1.4 統計分析

使用 SPSS 統計軟件單因素方差分析(ANOVA)和最小顯著差數法(LSD)進行分析處理，所有結果均采用平均值±標準差表示，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 酪酸菌對小鼠生產性能的影響

如表1，Ⅲ組、Ⅳ組小鼠平均日增重略高于對照組, 但無統計學差異(P＞0.05), 料重比略低于對照組(P＞0.05)，日采食量沒有明顯變化(P＞0.05)。

表 1 不同濃度酪酸菌對小鼠生產性能的變化

2.2 酪酸菌對小鼠糞便中NH3和H2S排放的影響

從表2可見, 灌胃后7 d, Ⅲ組、Ⅳ組中NH3的排泄量明顯低于Ⅰ組和Ⅱ組(P＜0.05), 7 d更換墊料,重復2周，各組間籠內氨濃度與第一周沒有明顯差異(P＞0.05)。各組H2S濃度檢測讀數均為零。

表 2 灌胃不同濃度酪酸菌不同時間小鼠糞便中NH3的濃度 mg/m3

2.3 酪酸菌對小鼠糞便中脲酶的影響

如圖1, Ⅲ組、Ⅳ組糞便中相對脲酶活性比Ⅰ組和Ⅱ組分別降低14.4%和11.8%，但無統計學差異(P＞0.05)。

圖1 灌胃不同濃度酪酸菌對脲酶活性的影響

3 討論

酪酸菌即丁酸梭菌，是歸屬于梭菌屬的革蘭陽性厭氧芽胞桿菌，在自然界中存在于人與動物糞便、天然酸奶、土壤等，同雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌及糞鏈球菌一樣，是調節人體及動物體腸道微生態平衡的有益菌[3]。研究表明，酪酸菌能提高動物體內的免疫球蛋白和巨噬細胞活性，增強動物機體免疫功能，增強抗病能力，產生多種酶類和維生素, 提高動物對飼料的利用率[4]。劉來亭等[5]研究表明肉雞飼糧中添加一定量的酪酸菌制劑能明顯提高肉雞平均日增重和日采食量, 降低發病率、死亡率和淘汰率。王保正等[6]研究表明, 在哺乳仔豬日糧中添加酪酸芽孢桿菌制劑可以提高動物抗病力和免疫力, 提高其成活率、增重率和飼料轉化率。黃俊等[7]實驗顯示, 飼料中添加2%酪酸菌能提高豬日增重, 降低料肉比, 并顯著降低糞便中NH3的含量本研究中表明, 1 000 mg/kg、1 500 mg/kg酪酸菌組的平均日增重和料重均略高于對照組, 表明一定濃度的酪酸菌可能會促進小鼠的生長; 1 000 mg/kg 1 500 mg/kg酪酸菌組小鼠NH3的排泄量明顯低于對照組, 相對脲酶活性略低于對照組, 表明1 000 mg/kg酪酸菌可能降低小鼠NH3的排放, 這可能是因為添加酪酸菌能與腸道中乳酸菌、雙歧桿菌等有益菌的共生, 抑制魏氏桿菌、沙門氏菌等有害菌的繁殖, 這些有害菌主要分解蛋白質產生NH3和H2S等有害氣體。目前國內主要通過化學試劑或生物酶類進行環境除臭的方式控制實驗動物有害氣體排放，從腸道菌群角度降低有害氣體排放的方法還未見報道。酪酸菌作為一種新型微生態制劑，進入腸道后能促進有益菌生長，促進腸道微生態平衡，能減少有害菌群分解蛋白質產生氨，能為控制實驗動物有害氣體的排放提供參考。

[1] 莊志發, 賀連智, 馮紫慧. 簡述微生態活菌(酪酸菌)制劑的研究應用[J]. 山東食品發酵, 1999(1)：32-35.

[2] 朱曉慧, 唐寶英, 劉佳. 酪酸菌對腸道有益菌的增殖作用和共生關系研究[J]. 中國微生態學雜志, 2004, 16(4)：193-196.

[3] 王立生, 潘令嘉, 施理, 等. 雙歧桿菌的完整肽聚糖對LPS激活裸鼠腹腔巨噬細胞功能的影響[J] .中華微生物學和免疫學雜志, 2000, 20(1)：4-6.

[4] 易中華, 敖清根. 飼用酪酸菌制劑的研發機器在動物生產中的應用[J]. 飼料研究, 2013, (5)：22-24.

[5] 劉來亭, 田鵬飛, 杜靈廣, 等. 酪酸菌對肉雞生產性能和死淘率及小腸形態結構的影響[J]. 河南農業科學, 2009, (7)：130-134.

[6] 王保正, 楊清付, 董曉東, 等. 酪酸菌對豬生長特性的影響[J]. 飼料工業, 2007, 28 (16)：39-40.

[7] 黃俊, 韓銘海, 陳小娥, 等. 新型微生物飼料添加劑的開發及應用效果研究[J]. 生物技術應用, 2003, 24(12)：40-43.

Influence of Butyric Acid Bacteria on Harmful Gas Emissions in Mice

PAN Li-jie, YU Wen-lan, REN Bin-bin, CHEN Jia, MA Xiao-li,ZHANG Jun-jun, LIU Yong-lun, LIU Zhong-hua
(South China Agricultural University, GuangZhou 510642, China)

Objective To explore the influence of butyric acid bacteria on harmful gas emissions in KM mice. Methods Eighty KM mice were randomly divided into four groups (group I, II, III and IV)with equal number of females and males in each group. The mice in group II, III and IV were fed with butyric acid bacteria at the dose of 500 mg/kg、1000 mg/kg、1500 mg/kg by gavage for 21 d,respectively, and group I as control. The concentration of ammonia and hydrogen sulfide were monitored every day, and the growth performance, the activity of urease in faeces in each group were tested at 21 d.Result Compared to the control group, the average daily weight gain of group III and group IV were improved. On day 7 of gavage, the ammonia emission of group III and IV were significantly lower than that of group I and group II (P＜0.05), while the H2S emission were not edfected. The urease activities of group III and IV were lower than group I and II, but not significantly (P＞0.05).Conclusion The butyric acid bacteria may improve the production performance and reduce the ammonia emission of mice.

Butyric acid bacteria; Mice; Harmful gas; Urease

Q95-336

A

1674-5817(2017)04-0292-03

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.04.007

2017-07-16

廣東省科技計劃項目(2014A030304028)

潘藜捷(1982-), 女, 碩士, 研究方向為實驗動物學,E-mail： 164666607@qq.com

劉忠華(1970-), 男, 博士, 教授, 研究方向為實驗動物學, E-mail： 1003280841@qq.com