酪酸菌对小鼠有害气体排放的影响

潘藜捷, 余文兰, 任斌斌, 陈 嘉, 马晓莉, 张俊俊, 刘永伦, 刘忠华(华南农业大学, 广州 510642)

酪酸菌对小鼠有害气体排放的影响

潘藜捷, 余文兰, 任斌斌, 陈 嘉, 马晓莉, 张俊俊, 刘永伦, 刘忠华(华南农业大学, 广州 510642)

目的 探讨酪酸菌对小鼠有害气体排放的影响。方法 80只KM小鼠分4组，每组20只，雌雄各半，I组为对照组, II组、III组、IV组分别连续21 d灌胃酪酸菌500 mg/kg、1 000 mg/kg、1 500 mg/kg，每日测定独立通气笼内氨(NH3)和硫化氢(H2S)浓度，试验21 d测定各组小鼠生长性能、小鼠粪便中脲酶活性。结果 与对照组相比，III组、IV组小鼠的平均日增重略有提高，但没有统计学差异; 灌胃后7 d，III组、IV组笼内NH3含量明显低于I组和II组(P＜0.05)，各组均未检测到H2S。结论 酪酸菌可能会影响小鼠的生长性能和氨的排放。

酪酸菌; 小鼠; 有害气体; 脲酶

实验动物作为科学研究中“活的分析天平”已经广泛用于生物医药、食品科学等多个领域，其中小鼠是最常用的实验动物。但是，饲养实验过程中，实验小鼠排放的有害气体包括氨气、硫化氢等具有强烈的刺激性气味及毒性，会影响实验动物健康，从而影响动物实验质量，同时也可能工作人员的健康。酪酸菌作为微生态制剂研究，最早由宫入近治博士于1993年报道[1]。由于它具有高活性、高稳定性、耐热耐酸及对常用抗菌素有抗性等特点，在临床上广泛应用于治疗各种肠道疾病，是一种较理想的有开发前景的微生态制剂[2]。根据微生态理论，酪酸菌制剂能够在数量或种类上补充肠道内的正常微生物菌群，纠正肠道菌群紊乱，维持肠道内微生态平衡。本实验通过研究酪酸菌对实验动物小鼠粪便有害气体及脲酶活性的影响，旨在寻找新型除臭方法，降低有害气体对动物的影响，提高实验动物福利及科研质量。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SPF级KM小鼠80只，体质量(18±2) g，雌雄各半, 由广东省医学实验动物中心提供[SCXK(粤)2013-0002]，饲养于华南农业大学[SYXK(粤)2014-0136]独立通气笼内,每笼5只。每日定量给饲料，自由饮水。7d更换一次垫料。

1.2 试验仪器及药品

酪酸菌为湖北某生物公司赠送，活菌数≥2.0×108cfu/g; 10%尿素、甲苯、苯酚钠、次氯酸钠、丙酮均购自广州维宁生物科技有限公司; 氨气(NH3)检测仪(JSA8-NH3-X)、硫化氢(H2S)检测仪(JSA8-H2S-X)购自广州市渝通商贸有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 实验分组 将小鼠按雌雄各半原则分为4组,每组20只, 其中Ⅰ组为对照组, Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组分别按酪酸菌500 mg/kg、1000 mg/kg、1 500 mg/kg连续灌胃21 d。

1.3.2 小鼠生产性能的测定 每只小鼠每日定量给10 g饲料, 每日记录小鼠的耗料量, 试验开始和21 d结束时称重, 计算日采食量、日增重和饲料增重比。

1.3.3 NH3和硫化氢H2S的测定 通过NH3、H2S检测仪每日通过测试孔检测小鼠独立通气笼中的NH3和H2S的浓度。

1.3.4 粪样脲酶活性测定 实验21 d采集各组新鲜粪便，取 2 g 粪样, 加入0.5 mL甲苯15 min 后加入5 mL 尿素和 10 mL pH 6.7 柠檬酸盐缓冲液，摇匀,37 ℃培养 24 h，取上清，加水 2 mL, 4 000 r/min离心 5 min，取 1 mL 上清液采用靛酚蓝比色法测定脲酶活性(以 NH3-N 含量表示)。

1.4 统计分析

使用 SPSS 统计软件单因素方差分析(ANOVA)和最小显著差数法(LSD)进行分析处理，所有结果均采用平均值±标准差表示，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 酪酸菌对小鼠生产性能的影响

如表1，Ⅲ组、Ⅳ组小鼠平均日增重略高于对照组, 但无统计学差异(P＞0.05), 料重比略低于对照组(P＞0.05)，日采食量没有明显变化(P＞0.05)。

表 1 不同浓度酪酸菌对小鼠生产性能的变化

2.2 酪酸菌对小鼠粪便中NH3和H2S排放的影响

从表2可见, 灌胃后7 d, Ⅲ组、Ⅳ组中NH3的排泄量明显低于Ⅰ组和Ⅱ组(P＜0.05), 7 d更换垫料,重复2周，各组间笼内氨浓度与第一周没有明显差异(P＞0.05)。各组H2S浓度检测读数均为零。

表 2 灌胃不同浓度酪酸菌不同时间小鼠粪便中NH3的浓度 mg/m3

2.3 酪酸菌对小鼠粪便中脲酶的影响

如图1, Ⅲ组、Ⅳ组粪便中相对脲酶活性比Ⅰ组和Ⅱ组分别降低14.4%和11.8%，但无统计学差异(P＞0.05)。

图1 灌胃不同浓度酪酸菌对脲酶活性的影响

3 讨论

酪酸菌即丁酸梭菌，是归属于梭菌属的革兰阳性厌氧芽胞杆菌，在自然界中存在于人与动物粪便、天然酸奶、土壤等，同双歧杆菌、嗜酸乳杆菌及粪链球菌一样，是调节人体及动物体肠道微生态平衡的有益菌[3]。研究表明，酪酸菌能提高动物体内的免疫球蛋白和巨噬细胞活性，增强动物机体免疫功能，增强抗病能力，产生多种酶类和维生素, 提高动物对饲料的利用率[4]。刘来亭等[5]研究表明肉鸡饲粮中添加一定量的酪酸菌制剂能明显提高肉鸡平均日增重和日采食量, 降低发病率、死亡率和淘汰率。王保正等[6]研究表明, 在哺乳仔猪日粮中添加酪酸芽孢杆菌制剂可以提高动物抗病力和免疫力, 提高其成活率、增重率和饲料转化率。黄俊等[7]实验显示, 饲料中添加2%酪酸菌能提高猪日增重, 降低料肉比, 并显著降低粪便中NH3的含量本研究中表明, 1 000 mg/kg、1 500 mg/kg酪酸菌组的平均日增重和料重均略高于对照组, 表明一定浓度的酪酸菌可能会促进小鼠的生长; 1 000 mg/kg 1 500 mg/kg酪酸菌组小鼠NH3的排泄量明显低于对照组, 相对脲酶活性略低于对照组, 表明1 000 mg/kg酪酸菌可能降低小鼠NH3的排放, 这可能是因为添加酪酸菌能与肠道中乳酸菌、双歧杆菌等有益菌的共生, 抑制魏氏杆菌、沙门氏菌等有害菌的繁殖, 这些有害菌主要分解蛋白质产生NH3和H2S等有害气体。目前国内主要通过化学试剂或生物酶类进行环境除臭的方式控制实验动物有害气体排放，从肠道菌群角度降低有害气体排放的方法还未见报道。酪酸菌作为一种新型微生态制剂，进入肠道后能促进有益菌生长，促进肠道微生态平衡，能减少有害菌群分解蛋白质产生氨，能为控制实验动物有害气体的排放提供参考。

[1] 庄志发, 贺连智, 冯紫慧. 简述微生态活菌(酪酸菌)制剂的研究应用[J]. 山东食品发酵, 1999(1)：32-35.

[2] 朱晓慧, 唐宝英, 刘佳. 酪酸菌对肠道有益菌的增殖作用和共生关系研究[J]. 中国微生态学杂志, 2004, 16(4)：193-196.

[3] 王立生, 潘令嘉, 施理, 等. 双歧杆菌的完整肽聚糖对LPS激活裸鼠腹腔巨噬细胞功能的影响[J] .中华微生物学和免疫学杂志, 2000, 20(1)：4-6.

[4] 易中华, 敖清根. 饲用酪酸菌制剂的研发机器在动物生产中的应用[J]. 饲料研究, 2013, (5)：22-24.

[5] 刘来亭, 田鹏飞, 杜灵广, 等. 酪酸菌对肉鸡生产性能和死淘率及小肠形态结构的影响[J]. 河南农业科学, 2009, (7)：130-134.

[6] 王保正, 杨清付, 董晓东, 等. 酪酸菌对猪生长特性的影响[J]. 饲料工业, 2007, 28 (16)：39-40.

[7] 黄俊, 韩铭海, 陈小娥, 等. 新型微生物饲料添加剂的开发及应用效果研究[J]. 生物技术应用, 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

广东省科技计划项目(2014A030304028)

潘藜捷(1982-), 女, 硕士, 研究方向为实验动物学,E-mail： 164666607@qq.com

刘忠华(1970-), 男, 博士, 教授, 研究方向为实验动物学, E-mail： 1003280841@qq.com