一种通用型水基消泡剂的毒理学安全性研究

苑麟勇，安立龙，*，陈春亮

1.广东海洋大学农学院，湛江524088

2.广东海洋大学海洋资源与环境监测中心，湛江524088

一种通用型水基消泡剂的毒理学安全性研究

苑麟勇1，安立龙1，*，陈春亮2

1.广东海洋大学农学院，湛江524088

2.广东海洋大学海洋资源与环境监测中心，湛江524088

为了探讨一种通用型水基消泡剂DREWPLUS 5350 EP的毒理学安全性，以昆明系小鼠为研究对象，依据毒理学中国试验标准，通过小鼠急性毒性试验、蓄积毒性试验、骨髓微核试验、亚急性毒性试验方法，研究了其对小鼠的毒性，并对其进行了评价.结果表明：急性毒性试验小鼠经口LD50＞24414mg·kg-1（bw），属实际无毒级；蓄积毒性试验、小鼠微核试验为阴性；在高剂量大于等于5375mg·kg-1（bw）的试验条件下，亚急性毒性试验小鼠血清谷丙转氨酶与对照组相比差异极显著，肝脏系数差异极显著；其它检测指标均未观察到有毒理学意义的异常变化；小鼠经口摄入DREWPLUS 5350 EP消泡剂小于等于2688mg·kg-1（bw）是安全的.在使用过程中对环境不会造成二次污染.

消泡剂；毒理学；安全性

1 引言（Introduction）

各种工业生产中会产生大量的泡沫，为了消除生产中的危害泡沫，需要在生产中使用消泡剂（Joshietal.,2005;Denkov,2004;Bulland Kempe,2004;王芸等，2008;黄劲松和张庆怀，1999）.消泡剂可降低表面张力，消除泡沫，目前已广泛应用于食品加工、蔗糖生产、医药生产、饲料工业、酶制剂、微生态制剂等一些饲料添加剂的生产过程中（程玉来等，2006;覃先武等，2006;赵乐义，2001;石明理和张锐奋，1984;徐江伟，2002）.其中一些产品可被人或畜禽直接食用，或排入江河湖海等环境中，因此可能会对生态环境和人体健康造成影响.消泡剂卫生安全问题目前已引起广泛重视（黎鹰，2000;吴蕙岭和杨百南，1992;叶永茂，2005）.DREWPLUS 5350 EP消泡剂是一种通用型水基消泡剂，主要用于水处理系统，它的消泡性能基于德鲁独特的凝胶粒子技术，当水中的硬度比较高时，凝胶颗粒会变成非常疏水的颗粒，然后使泡沫破裂，使用效果较好.但该种消泡剂是否安全，对人、动物及环境是否有影响尚未见详细文献资料.为此本文选取DREWPLUS 5350 EP消泡剂，对其进行毒理学安全性研究，以便为消泡剂的安全利用提供参考.

2 材料与方法（Materials and methods）

2.1 材料及饲养条件

2.1.1 消泡剂

DREWPLUS 5350 EP消泡剂，由亚什兰管理（上海）有限公司提供.物理状态：粘性液体；颜色：白色；密度0.96g·cm-3，易溶于水.

2.1.2 样品处理

将样品用蒸馏水制备成各剂量组所需浓度.

2.1.3 试验动物

体重18～32g昆明系小鼠（KM小鼠），购于广东医学院实验动物中心（合格证号：2003A067）.

2.1.4 动物饲养环境

室温控制在（20～25）℃，相对湿度为50%～70%.

2.1.5 基础饲料

广东医学院实验动物中心提供的常备全价饲料，其中含蛋白质22%.

2.2 试验方法

根据GB1519.3-2003《急性毒性试验》进行.

2.2.1 急性毒性试验

（1）LD50的测定：选60只体重为（20±2）g健康小鼠，雌雄各半，禁食8h，不禁水，随机分为6组，每组10只，雌雄各半，分笼饲养.各组剂量分别为0、10000、12500、15625、19531、24414mg·kg-1（bw），按等容量法灌胃给药，于24h内分两次经口灌胃小鼠，对照组灌胃蒸馏水.连续观察7d小鼠中毒及死亡情况，清点各组的死亡小鼠数，按改良寇氏法计算LD50.

（2）最大耐受量（MTD）的测定：选30只体重为（20±2）g健康小鼠，随机分为3组，每组10只，雌雄各半，以24000、21500、19265mg·kg-1（bw）3个剂量，分3次于24h内对小鼠进行灌服给药.实验前禁食8h，不禁水.连续观察7d，记录动物反应情况，以不产生死亡的最大剂量为最大耐受量.

2.2.2 蓄积毒性试验

取体重为（20±2）g的小鼠50只，随机分为5组，每组10只，雌雄各半，设4个暴露组和1个对照组，按0、1000、2000、4000、8000mg·kg-1（bw）的剂量连续灌胃给药20d，给药期间观察小鼠的精神、食欲、饮水及死亡情况和有无异常反应，并定期测定各组小鼠的体重和采食量.给药停止后7d内观察小鼠的死亡情况及体重的一般变化.

2.2.3 小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验

选健康小鼠50只，体重为25～30g，随机分成5组，每组10只，雌雄各半（分笼喂养），3个暴露组分别按1/30 MTD、1/3 MTD、MTD剂量灌胃药液；阴性对照组灌等量蒸馏水；每天同一时间给药，连续给药5d.阳性对照组一次给予环磷酰胺（40mg·kg-1（bw））.最后一次给药后24h处死动物，取股骨，用2%柠檬酸钠将骨髓细胞冲入离心管，洗涤离心3次，最后一次离心后弃去上清液，留少量悬浮细胞液进行涂片.片晾干后在甲醇中固定10min，用10%Giemsa应用液染色5min左右，以常水冲洗干净，在油镜下选择细胞分散好，形态完整，染色良好的部位，按一定顺序进行计数.每只小鼠计数嗜多染红细胞（PCE为蓝灰色）及含微核细胞（MN-PCE）共1000个，计算微核的千分率（‰）（公式：嗜多染红细胞微核率（‰）=（含微核的嗜多染红细胞数/嗜多染红细胞总数）×1000‰）.

2.2.4 亚急性毒性试验

根据国家行业标准NY/T 1031-2006《饲料安全性评价亚急性毒性试验》进行.

选50只体重为（20±2）g健康小鼠，随机分为5组，每组10只，雌雄各半（分笼喂养）.3个暴露组分别按1/8 MTD、1/4 MTD和1/2 MTD剂量灌胃药液；阴性对照组灌等量蒸馏水；阳性对照组给予环磷酰胺（40mg·kg-1（bw））.每天同一时间给药，连续给药14d.

1）测定小鼠体重变化与饲料利用率：给药后每天观察小鼠的体重变化、采食量和行为等情况.在试验开始时各组称重1次，以后每周末称1次体重，在第35d试验结束时称重1次.

2）血液生化指标：于试验结束时，空腹12h眼球取血，采用南京建成生物工程研究所的试验盒，722S分光光度计（上海精密科学仪器有限公司生产）进行谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）测定.

3）脏器系数测定：于试验结束处理动物前称体重，处死小鼠后取肝、肾脾、心脏、脾、心脏精确称重，计算相应的脏体比（以百克体重计算），脏器系数（%）=（脏器重量/体重）×100%.

4）病理组织学：试验结束处理动物，除肉眼观察外，取肝、肾、脾、心脏放入波恩氏液中固定，石蜡切片，H·E·染色，在显微镜下观察组织形态的变化.

3 结果与分析（Results and analysis）

3.1 急性毒性试验结果

小鼠经口毒性试验，随着剂量的加大，拉稀、精神不振趋于明显.24414mg·kg-1（bw）组中个别可见轻微中毒反应，并有一只雄性小鼠死亡，其它各组生长状况良好，均无死亡发生（表1）.由表1可知小鼠经口LD50（半数致死量）>24414mg·kg-1（bw）.根据国家标准GB1519.3-2003，DREWPLUS 5350 EP消泡剂属实际无毒级.由于无法测出LD50，需进行最大耐受量的测定.

表1 DREWPLUS 5350 EP消泡剂急性毒试验结果Table 1The acute toxicity test results of defoamer DREWPLUS 5350 EP

3.2 最大耐受量测定结果

当以24000mg·kg-1（bw）剂量灌胃小鼠后，有一只小鼠死亡.当以21500mg·kg-1（bw）剂量灌胃小鼠后，小鼠活动明显减少，24h后活动状态恢复正常，观察期间除有个别小鼠出现拉稀、精神不振外，无死亡发生.因此本试验确定此消泡剂对小鼠的经口MTD为21500mg·kg-1（bw）.

3.3 蓄积毒性试验结果

在给药期间及停药7d内，小鼠未出现死亡，除刚灌胃后出现精神萎靡不振和个别小鼠拉稀外无异常表现.各组小鼠的体重变化和摄入的饲料量及药物量见表2.

表2 DREWPLUS 5350 EP消泡剂对小鼠生长的影响Table 2Effects of defoamer DREWPLUS 5350 EP on the growth of mice

由表2可知，连续给药20d后各剂量组小鼠未出现死亡，在停止给药后7d内动物仍未出现死亡，经20d给药后，各剂量组小鼠的平均增加体重与对照组相比较差异均不显著（p>0.05）.结果显示该消泡剂对小鼠无蓄积毒性.

3.4 小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验结果

小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验镜检结果见表3.

表3 DREWPLUS 5350 EP消泡剂对小鼠微核率的影响Table 3Effects of defoamer DREWPLUS 5350 EP on mouse micronucleus rate

由表3结果可见，环磷酰胺阳性对照组微核发生率明显高于各剂量组，随着剂量的增大，微核细胞数有增多的趋势，但各试验组与阴性对照组比较无显著性差异（p＞0.05），各试验组之间也无显著差异（p＞0.05）.说明DREWPLUS 5350 EP消泡剂对小鼠体细胞染色体无致突变作用.

3.5 亚急性毒性试验结果

3.5.1 对生长状况的影响

试验期间观察各组动物摄食、饮水、粪便均正常，未出现中毒性临床症状.各组小鼠的生长状况、采食量、饲料利用率如表4所示.

表4 DREWPLUS 5350 EP消泡剂对小鼠体增重、采食量、饲料利用率的影响Table 4Effects of defoamer DREWPLUS 5350 EP on mouse body weight gain,feed intake and feed utilization

由表4可知，各试验组与对照组之间的体增重、采食量与饲料利用率差异均不显著（p＞0.05），各试验组之间差异也不显著（p＞0.05）.表明该消泡剂对小鼠体增重、采食量、饲料利用率没有明显影响.

3.5.2 血液生化指标检测结果

试验结束时第35d采血，检测小鼠血液生化指标.结果如表5所示.

由表5得知，各剂量组与对照组之间血清谷草转氨酶、尿素氮、肌酐含量差异不显著（p＞0.05），各试验组之间谷草转氨酶、尿素氮、肌酐含量差异也不显著（p＞0.05）.而1/2 MTD、1/4 MTD剂量组谷丙转氨酶含量和对照组之间差异极显著（p＜0.01）；1/2 MTD、1/4 MTD剂量组谷丙转氨酶含量和1/8 MTD之间差异极显著（p＜0.01）；1/8 MTD剂量组谷丙转氨酶含量与对照组之间差异不显著（p＞0.05）；1/4 MTD、1/2 MTD剂量组之间谷丙转氨酶含量差异不显著（p＞0.01）.各剂量组谷丙转氨酶/谷草转氨酶＜1.表明当对小鼠经口灌胃5375、10750mg·kg－1（bw）剂量时对肝功能有一定的影响.

3.5.3 对脏器发育的影响

试验结束时第35d采血后，处死受试小鼠，取心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏称重，进行脏器系数计算.结果如表6所示.

表6 DREWPLUS 5350 EP消泡剂对小鼠各脏体的影响Table 6Effects of defoamer DREWPLUS 5350 EP on mouse organs

由表6可知，各试验组与对照组之间的心脏系数、脾脏系数、肺脏系数、肾脏系数差异均不显著（p＞0.05），各试验组之间的心脏系数、脾脏系数、肺脏系数、肾脏系数差异也不显著（p＞0.05）.1/4 MTD、1/2 MTD剂量组与对照组之间的肝脏系数差异极显著（p＜0.01）；1/4 MTD、1/2 MTD剂量组与1/8 MTD剂量组之间的肝脏系数差异极显著（p＜0.01）.表明当对小鼠经口灌胃5375mg·kg－1（bw）剂量时对肝脏发育有一定影响.对心脏、脾脏、肺脏、肾脏发育无影响.

3.5.4 解剖及病理组织学检查结果

大体解剖各组小鼠各脏器未见明显异常.组织学检查小鼠心脏、肝、肾、脾、肺，未见其他特异性病理学改变.说明该消泡剂对小鼠心脏、肝、肾、脾、肺无实质性损害.

4 讨论（Discussion）

DREWPLUS 5350 EP消泡剂含有脂肪醇、液体石蜡及微量的1,2-苯并异噻唑-3-酮（BIT）、氢氧化钠等成份.其中BIT是重要的工业杀菌防霉、防腐剂.毒性研究表明，BIT大白鼠急性经口LD50为1400mg·kg－1；亚急性慢性毒性研究未发现致癌、致畸、致突变性，被认为是安全、无害的绿色环保产品之一（倪越等，2004）.氢氧化钠有详细的毒理学资料，经小鼠腹腔注射LD50为40mg·kg－1.但在DREWPLUS 5350 EP消泡剂中氢氧化钠浓度低于0.1%，故对该消泡剂毒性影响不大.脂肪醇是表面活性剂的原料之一，直链脂肪醇的毒性随链长的增加（体积增大）而增大，但是研究表明，从正十三醇开始，毒性明显降低（王树兰等，1996）.然而，由于时间和试验经费的限制，每一种脂肪醇的毒性不可能都通过试验而获得，因此，王连生和支正良（1992）已采用分子连接性指数法对其进行了研究并获得了较好的结果.另一成份液体石蜡，文献资料显示急性毒性试验结果属于低毒（王遵尧等，2004），液体石蜡油有泻药的作用.所以本试验中经口灌胃的小鼠有拉稀现象发生，可能与液体石蜡有关.

本次毒理学试验，除对DREWPLUS 5350 EP消泡剂进行了急性毒性和蓄积毒性的检测外，还探讨了亚急性试验期间未观察到毒性效应的剂量水平，并为慢性试验寻找了灌胃剂量及观察指标，此外还采用小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验，对其致突变性进行了研究.实验结果显示，DREWPLUS 5350 EP消泡剂毒性分级属实际无毒级；无蓄积毒性；微核试验检测为阴性，表明其对细胞染色体无明显的致突变性效应.但在亚急性试验中，当大剂量灌胃1/4 MTD（5375mg·kg－1（bw））、1/2 MTD（10750mg·kg－1（bw））时，血清谷丙转氨酶、肝脏系数明显升高，与对照组有极显著差异，然而病理组织学检查未观察到其他特异性病理学改变，提示当对小鼠灌胃高剂量1/4 MTD（5375mg·kg－1（bw））、1/2 MTD（10750mg·kg－1（bw））时，该消泡剂对肝脏的功能和发育会有一定的影响，但对肝脏没有实质性的损害.综上所述，小鼠经口摄入DREWPLUS 5350 EP消泡剂小于等于2688mg·kg－1（bw）是安全的.DREWPLUS 5350 EP消泡剂具有生物可降解性，在实际应用时使用剂量很低，对环境不会造成二次污染.

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Study on the Toxicological Safety of a Common Type of Water-Based Defoamer

YUAN Lin-yong1，AN Li-long1，*，CHEN Chun-liang2

1.Agricultural College,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088
2.Monitoring Center for Marine Resources and Environments,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088

In order to explore the toxicological safety of a common type of water-based defoamer DREWPLUS 5350 EP,Kunming mice was used in the study.Acute toxicity test,accumulation toxicity test,bone marrow micronucleus test and subacute toxicity test were carried out according to the China's toxicity test standards.Results showed that the LD50＞24414mg·kg-1（bw）,through acute oral toxicity test in mice,and the defoamer belonged to the actual non-toxic level substance.Theaccumulationtoxicitytestandthemicronucleustestinmicewerenegative.Thereweresignificant differences in blood alanine aminotransferase（ALT）and extremely significant differences in liver coefficient between exposuregroups（≥5375mg·kg-1（bw））andcontrol insubacutetoxicitytest.Otherindicatorswerenotdetected toxicological significance changes.Oral administration of≤2688mg·kg-1（bw）of DREWPLUS 5350 EP was relatively safe.The use of DREWPLUS 5350 EP could not cause secondary pollution.

defoamer；toxicology；security

26 February 2009accepted17 March 2009

1673-5897（2010）1-143-06

R991

A

2009-02-26录用日期：2009-03-17

广东省科技攻关计划（No.2007B020815011）；广东省科技计划项目（No.2008B022900006）

苑麟勇（1978—），男，硕士研究生；*通讯作者（Corresponding author），E-mail:anlilong@126.com

安立龙（1966—），博士，主要从事动物生物技术与动物遗传繁育及动物环境与营养等方面的教学与科研工作.