酿酒酵母对断奶大鼠生产性能、肠道发育、血液理化指标及免疫功能的影响

王蜀金，陈惠娜，张正帆，柏 雪，黄艳玲，郭春华

(西南民族大学 生命科学与技术学院，四川 成都 610041)

酿酒酵母对断奶大鼠生产性能、肠道发育、血液理化指标及免疫功能的影响

王蜀金，陈惠娜△，张正帆，柏 雪，黄艳玲，郭春华*

(西南民族大学 生命科学与技术学院，四川 成都 610041)

试验旨在研究断奶SD大鼠日粮中补充酿酒酵母发酵液，对其生产性能、肠道发育、血液理化指标及免疫功能的影响。随机选取30只断奶SD大鼠分成对照组、酿酒酵母组及抗生素组，饲喂16 d后，测定其肠道形态及黏膜总蛋白、DNA及RNA含量，血液理化指标及免疫功能。结果表明，酿酒酵母组SD大鼠生产性能要极显著高于对照组(P<0.01)，与抗生素组差异不显著(P>0.05)；酿酒酵母组其肠道黏膜总蛋白、DNA及RNA含量较对照组有极显著提高(P<0.01)，与抗生素组无差异(P>0.05)；酿酒酵母组血液理化指标降低(P<0.01)，与抗生素组无差异(P>0.05)；免疫功能和肠道形态，各组间无差异(P>0.05)。试验结果显示，在断奶SD大鼠日粮中添加酿酒酵母发酵培养液，能够明显提高其生产性能，促进肠道生长发育，同时也降低血液中乳酸脱氢酶及肌酸激酶水平，减少断奶后应激。

酿酒酵母；断奶大鼠；肠道发育；血液理化指标；免疫功能

在断奶动物日粮中添加抗生素及重金属，一方面促使病原菌产生耐药性导致肠道菌群结构发生变化，另一方面也会经排泄物对环境产生污染，在倡导健康养殖和保证肉质安全的今天，禁用抗生素的呼声越来越高，研发抗生素替代品势在必行。断奶动物肠道健康、血液理化指标及免疫功能与胃肠道内菌群结构有着极其重要关系，胃肠道菌群结构的平衡不仅有利于食物发酵及消化，还可以启动一些获得性免疫系统，从而促进动物肠道健康以提高生产性能[1]。强行的断奶行为引起哺乳动物肠道出现应激反应，如腹泻、易感染、消化不良及营养不良等症状，从而降低断奶动物存活率[2]。由此，维持断奶动物肠道微生物菌群结构的平衡状态具有重要意义。大量研究证实，酵母及其代谢产物是抗生素的理想替代品之一，对于断奶动物生产性能、肠道发育、血液生理及免疫功能等提高具有积极作用[3-6]。酿酒酵母培养物在发酵生产过程中，产生细胞壁多糖、活性有益菌、次级代谢产物、矿物质、维生素、氨基酸及未知促生长因子等有益于肠道微生态平衡及增强免疫功能的成分[7]，同时，酿酒酵母也是农业部发布《饲料添加剂品种目录(2013)》中批准可直接添加到饲料中使用的微生物制剂。

由此，本试验探究了在日粮中添加酿酒酵母发酵培养基对断奶大鼠生产性能、肠道发育、血液理化指标和免疫功能的影响，旨在为开发安全、高效、环保的无抗发酵饲料奠定理论参考和依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料与设备

酿酒酵母营养缺陷型菌株INVSc1(美国Invitrogen公司)、ELISA试剂盒(德国R-Biopharm公司)、TRIZOL试剂盒(美国Invitrogen公司)、BCA蛋白定量试剂盒(北京庄盟国际生物有限公司)、高效切片石蜡(上海华申康复器材有限公司)、Multlskan MK3型酶标仪(赛默飞世尔仪器有限公司)、UPH-Ⅱ-10T型优普超纯水(成都超纯科技有限公司)、DZKW-4型电子恒温水浴锅(北京中兴伟业仪器有限公司)、转轮式切片机(Leica-2016，德国)、TSJ-Ⅱ型全自动封闭式组织脱水机(常州市中威电子仪器有限公司)、BMJ-Ⅲ型包埋机(常州郊区中威电子仪器厂)、PHY-Ⅲ型病理组织漂烘仪(常州市中威电子仪器有限公司)、数码三目摄像显微镜(BA400Digital，麦克奥迪实业集团有限公司)、图像分析软件Motic Images Advanced。

1.2 试验方法

1.2.1 试验动物与分组 为探究活性酿酒酵母对断奶大鼠生产性能、肠道发育、血液理化指标及免疫功能等的影响，按体重相近原则，选取同品种、同批次的21日龄断奶SD大鼠30只，平均体重(63.27±2.45)g；按体重和性别随机分为三组(每组3个重复，每个重复3～4只)：对照组(基础日粮+空白培养液)、酿酒酵母组(基础日粮+酿酒酵母培养液)、抗生素组(基础日粮+抗生素)。其中酿酒酵母组为每千克日粮中添加 200 mL 液体发酵培养液，抗生素组为每千克日粮补充 20 mg 硫酸黏杆菌素+40 mg 杆菌肽锌；试验周期15 d。本试验中断奶SD大鼠基础日粮组成及营养成分见表1。

1.2.2 饲养管理及样本采集 所有参试SD大鼠均做标记，同一重复的SD大鼠同笼饲养，定期更换垫料，自由采食和饮水，室温(25±0.06)℃，湿度56%，光照12 h。饲喂15d后，禁食12 h，眼动脉取血，低温离心取血清。采血后立即颈断处死，取十二指肠及其黏膜组织。

表1 试验基础日粮配方及营养成分Table 1 Formula and nutrients content of the diets

注：①矿物质预混料为每千克日粮提供: 硫酸亚铁251.41 mg;胆矾23.81 mg;硫酸锰55.37 mg;锌矾132.59 mg;亚硒酸钠0.22 mg;碘化钾0.40 mg。②维生素预混料为每千克日粮提供: 维生素A 4 000 IU;维生素D31000 IU;维生素E 50 IU;维生素B16.00 mg;核黄酸 6.00 mg;烟酸30.00 mg;泛酸16.00 mg;维生素B67.00 mg;叶酸 2.00 mg;钴胺素 0.01 mg;生物素 0.20 mg;维生素K32.00 mg。③营养水平为计算值。

Notes：①Mineral premix provides the following in per kg of diet: FeSO4.7H2O 251.41 mg;CuSO4.5H2O 23.81 mg;MnSO4·H2O 155.37 mg;ZnSO4.7H2O 132.59 mg;Na2SeO30.22 mg;KI 0.40 mg.②Vitamin premix provides the following per kg of diet: VA 4 000 IU;VD31000 IU;VE 50 IU;VB16.00 mg;VB26.00 mg;VB330.00 mg;VB516.00 mg;VB67.00 mg;VB112.00 mg;VB120.01 mg;VH 0.20 mg;VK32.00 mg.③Nutrition level are the calculated values.

1.3 测定指标

1.3.1 平均日采食量、平均日增重及料肉比 每天记录各笼饲料消耗量，并计算其平均日采食量；每两天测定SD大鼠体重，并计算其平均日增重；料重比=平均日采食量/平均日增重。

1.3.2 肠道发育(绒毛高度、隐窝深度及黏膜总蛋白、DNA及RNA含量) 大鼠十二指肠(2.5 cm)于10%甲醛溶液中固定，HE染色，光学显微镜下观察，并计算绒毛高度及隐窝深度(成都里来生物实验室)；同时，十二指肠黏膜称重并提取肠道黏膜总RNA、DNA及总蛋白，紫外分光光度法测定总RNA及DNA浓度(OD260nm吸光值)，BCA法测定总蛋白浓度。

1.3.3 血液理化指标及免疫功能 血液生化指标(肌酸激酶及乳酸脱氢酶)及免疫功能指标(IgA、IgM及IgG)由成都里来生物实验室测定。

1.4 统计分析

试验数据采用(SAS V9) 单因素方差分析，数据以(平均值±标准差)表示，以不同字母表示在0.05水平上差异显著。

2 结果与分析

2.1 对断奶SD大鼠生产性能的影响

由表2可知，就日均采食量及日均增重而言，酿酒酵母组明显高于对照组(P<0.01)，与抗生素组无显著性差异(P>0.05)；酿酒酵母组的料重比显著低于对照组(P<0.01)，且与抗生素组无生物学统计差异(P>0.05)。由此，可以初步推断，断奶SD大鼠日粮中添加酿酒酵母发酵物，可以显著提高其生产性能且效果与抗生素组相当。

表2 酿酒酵母对断奶SD大鼠生产性能的影响Table 2 Effect of S.cerevisiaeon the performance of early-weaned SD rat

注：同行数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

Notes: Values in the same row with different superscripts indicate the significant difference(P<0.05).The same as below.

2.2 对断奶SD大鼠肠道发育的影响

由表3可知，就十二指肠黏膜总蛋白、DNA及RNA含量而言，酿酒酵母组显著高于对照组(P<0.01)，与抗生素组无生物学统计差异(P>0.05).然而，酿酒酵母组的断奶SD大鼠十二指肠绒毛高度与隐窝深度较对照组有所提高，但无明显生物学统计差异(P>0.05)，且与抗生素组也无明显差异(P>0.05)。因此，可初步推断，在断奶SD大鼠日粮中补充酿酒酵母发酵物能够刺激肠道黏膜生长从而促进大鼠肠道生长发育。

表3 酿酒酵母对断奶SD大鼠肠道发育的影响Table 3 Effect of S.cerevisiae on intestinal development of early-weaned SD rat

2.3 对断奶SD大鼠血液理化指标及免疫功能的影响

据表4所示，就血液生化指标(如：白蛋白、球蛋白及葡萄糖)而言，各组之间无显著性差异(P>0.05)，而酿酒酵母组大鼠血液中肌酸激酶及乳酸脱氢酶显著低于对照组(P<0.01)，与抗生素组无生物统计学差异(P>0.05)。此外，酿酒酵母组的大鼠血液中IgA、IgG及IgM含量较对照组有所提高，但未达到显著性水平(P>0.05)，同时与抗生素组也无明显差异(P>0.05)。以上结果说明，在断奶SD大鼠日粮中补充酿酒酵母发酵物虽然能够明显改变血液中肌酸激酶及乳酸脱氢酶含量，但并不影响其免疫功能。

表4 酿酒酵母对断奶SD大鼠血液生化指标及免疫功能的影响Table 4 Effect of S.cerevisiae on biochemical indexes and immune function of blood in early-weaned SD rat

3 讨 论

3.1 酿酒酵母对断奶SD大鼠生产性能的影响

目前，酿酒酵母直接用于断奶动物饲料中还不普遍，酿酒酵母本身及其代谢产物在肠道环境中能促进乳酸菌的繁殖，产生丰富的乳酸，以促进动物采食；同时还能够降低肠道pH，提高消化力[3-7]。本研究发现，在断奶SD大鼠日粮中补充酿酒酵母发酵物可提高日均采食量、日均增重并降低料重比。这一研究结果与Jurgens等[8]、Mathew等[9]、Denli等[10]、Van-Heugten等[11]报道一致。Jurgens等[8]报道，在断奶仔猪日粮中添加活性酵母能明显改善其日增重和料重比；Mathew等[9]也报道，在断奶仔猪日粮中补充酵母培养物可提高其采食量及生长速度，从而提高生产性能；Van-Heugten等[11]进一步研究发现，断奶仔猪饲喂活性酵母可以明显提高其生产性能。随着断奶动物胃肠道的微生物构成、定植规律及其与宿主关系的研究不断深入，通过调控胃肠道微生物区系来增强机体免疫力，改善动物健康状况将成为营养学家研究的热点。本试验结果也表明，酿酒酵母组与抗生素组对断奶SD大鼠生产性能的影响无明显差异。胡新旭等[5]也报道，向断奶仔猪日粮中补充无抗发酵饲料对其生产性能的影响与含抗生素组也无差异。而在断奶动物日粮中添加抗生素虽可促进其生长发育，但抗生素会使动物产生耐药性和食品安全，那么补充酿酒酵母等有益菌于饲料中将会是一种潜在发展的趋势。

3.2 酿酒酵母对断奶SD大鼠肠道发育的影响

早期断奶导致乳源性生长因子及免疫球蛋白等物质供给突然消失，使断奶动物免疫力下降，病原菌大量增殖，导致胃肠道微生物菌群失调，导致腹泻。本试验结果发现，断奶SD大鼠日粮中补充酿酒酵母，可明显提高十二指肠黏膜总蛋白、DNA及RNA含量，从而维持胃肠道微生物菌群结构的平衡及促进肠道生长发育。Oyofo等[12]及Spring等[13]研究发现，酵母甘露聚糖能干扰革兰氏阴性细菌与肠上皮细胞表面的结合，阻止病原菌在消化道表面的定植，维持肠道健康状况。然而，Stanley等[14]与Mathew等[9]研究发现，酿酒酵母对于维护消化道微生物区系的稳定意义不大，在断奶动物日粮中添加酿酒酵母对肠道微生物生态环境及消化道的短链脂肪酸和pH没有影响。事实上，在断奶动物日粮中补充抗生素可有效抑制病原菌大量增殖，但会破坏胃肠道微生物菌群结构[21]。本试验中，酿酒酵母组与抗生素组对断奶SD大鼠的肠道生长发育影响无明显差异。酿酒酵母作为有益菌，在增殖过程中能竞争性抑制有害病原的繁殖，而对肠道菌群结构起到保护作用[11]。此外，酿酒酵母也能在体内产生有机酸等物质，降低肠道pH，抑制大肠杆菌等病原菌在肠道上定植[3]。然而，对于酿酒酵母对肠道菌群结构及肠道发育的影响还需进一步深入研究。

3.3 酿酒酵母对断奶SD大鼠肠道血液理化指标及免疫功能的影响

肌酸激酶是器官特异性酶，乳酸脱氢酶是糖酵解代谢途径中的重要酶，两者在肌细胞中含量相当丰富[15]。断奶动物因肠道微生物生态环境遭到破坏，出现腹泻，导致采食量降低从而引起肌肉能量供应不足，肌酸激酶及乳酸脱氢酶从肌细胞中逸出，致使血液中两者水平升高。由此，血液中肌酸激酶和乳酸脱氢酶水平能够较好地反映断奶动物肠道健康状况。本研究结果也证实，在断奶SD大鼠日粮中补充酿酒酵母能够显著降低血液中肌酸激酶和乳酸脱氢酶水平，证明酿酒酵母菌可以缓解和改善断奶行为对幼龄动物的应激反应；另一方面，在断奶SD大鼠日粮中补充酿酒酵母能够未能明显提高血清中IgA、IgM及IgG水平，这与岳支华等[16]、周淑芹等[17]、肖曼等[18]研究报道结果不一致，这可能由于酿酒酵母提高动物免疫机能的作用机制极其复杂有关，关于酿酒酵母对断奶动物免疫功能的影响还需进一步深入探索与研究。酿酒酵母细胞及其代谢产物通过改善断奶动物胃肠道内环境和菌群结构，提高营养物质消化吸收，增强机体免疫功能[6]。试验结果表明，在断奶SD大鼠中补充酿酒酵母对其血液理化指标及免疫功能等的影响与抗生素组无明显差异。事实上，酿酒酵母提高动物免疫力的作用机制与抗生素是不相同的。酿酒酵母作为益生菌，能促进动物免疫器官的生长、成熟，增加T细胞、B淋巴细胞的数量，启动免疫应答，此外，酿酒酵母也能代谢合成乳多肽类抗生物质等细菌素，刺激免疫应答反应，激活免疫系统[19]。

4 结 论

在断奶SD大鼠日粮中添加酿酒酵母发酵物，能够明显提高大鼠生产性能；促进肠道生长发育；降低血液中乳酸脱氢酶及肌酸激酶水平但并不影响其免疫功能；减少断奶应激，这为研发断奶动物无抗饲粮提供了强有力的理论依据与数据支撑。

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EffectofSaccharomycesCerevisiaeonProductionPerformance,GutDevelopment,Physio-biochemicalandImmuneFunctionofEarlyWeanedRat

WANG Shu-jin,CHEN Hui-na△,ZHANG Zheng-fan,BAI Xue,HUANG Yan-lin,GUO Chun-hua*
(CollegeofLifeScienceandTechnology,SouthwestUniversityforNationalities,Chengdu,Sichuan610041,China)

To study the effects ofSaccharomycescerevisiaeon growth performance,intestine development,physio-biochemical and immune function of early weanedrat,a total of 30 weaned-SD rats were randomly divided into 3 treatments as follows: the control group,theS.cerevisiaegroup,and the antibiotic group in the current research.The intestine development,physio-biochemical and immune function were assayed after 15 days.The results showed that the growth performance of weanedrat was significantly improved in theS.cerevisiaegroup compared with the control group(P<0.01),but not so evidently compared with that of the antibiotic group(P>0.05).The contents of total protein,DNA,and RNA in theS.cerevisiaegroup revealed the same tendency as above when compared with the control group(P<0.01)and the antibiotic group(P>0.05).The physio-biochemical of the S.cerevisiae group was significantly decreased than the control group(P<0.01),but was comparable with that in the antibiotic group(P>0.05).Additionally,the immune function and intestine development had no differences in theS.cerevisiaegroup compared with the control group and antibiotic group(P>0.05).The weanedrat diet supplement withS.cerevisiaewas effective to enhance growth performance,stimulate intestine development and reduce the stress in conclusion.

saccharomycescerevisiae;weaned rat;intestine development;physio-biochemical index immune function

2014-05-11，

2014-06-04

西南民族大学研究生创新型科研项目(No.CX2013SZ44)

王蜀金(1988-)，男，重庆开县人，硕士研究生，研究方向：分子营养学。E-mail：137638758@qq.com △为并列第一作者。

*[通讯作者]郭春华(1957-)，男，四川内江人，博士，教授，研究方向：分子营养学。E-mail：531893818@qq.com

S811.6

A

1005-5228(2014)10-0041-05