不同劑量酵母鍺對(duì)小鼠的毒性試驗(yàn)

■郭建強(qiáng) 白曉凱 張 敏* 安松文

（1.延邊大學(xué)，吉林延吉133002；2.延吉市畜牧站，吉林延吉 133000）

依目前國(guó)際的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，很多西方國(guó)家開(kāi)始限制或即將限制某些抗生素飼料添加劑使用，以及檢測(cè)畜禽產(chǎn)品抗生素殘留量的要求傾向愈發(fā)嚴(yán)格的趨勢(shì)[1]。為了提高我國(guó)動(dòng)物性產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，給人們帶來(lái)綠色健康的動(dòng)物食品，一些健康環(huán)保、安全無(wú)毒、無(wú)殘留的抗生素飼料添加劑替代品——生物(微生態(tài))制劑開(kāi)始得到人們的青睞，并得到了廣泛的推廣和研究[2]。

本試驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)在于通過(guò)釀酒來(lái)發(fā)酵酵母，使鍺從無(wú)機(jī)形式轉(zhuǎn)化為有機(jī)形式，然后富集在酵母中，從而讓它健康存在動(dòng)物體內(nèi)被動(dòng)物體吸收利用，或者用來(lái)運(yùn)輸儲(chǔ)存一些動(dòng)物性產(chǎn)品。這樣做的好處在于此類酵母菌是通過(guò)微生物發(fā)酵制備而來(lái)，它具有活性好、無(wú)毒害、成本低，除了補(bǔ)充動(dòng)物體內(nèi)的鍺還可以讓動(dòng)物體補(bǔ)充一些微生物和氨基酸，因此該酵母的制備有很大的發(fā)展前景[3]。目前國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)有富鍺酵母的研究及相關(guān)報(bào)道，在對(duì)人類及動(dòng)物危害嚴(yán)重的化學(xué)飼料添加劑泛濫的年代，新型綠色無(wú)公害飼料添加劑的研究越來(lái)越受到人們的重視[4]。本試驗(yàn)利用生物富集技術(shù)，將無(wú)機(jī)鍺轉(zhuǎn)化為有機(jī)鍺，解決了無(wú)機(jī)鍺不易消化吸收的弊端，提高了小腸對(duì)鍺的吸收[5]。同時(shí)，避免了動(dòng)物使用抗生素產(chǎn)生的耐藥性，符合新型飼料添加劑安全、高效、環(huán)保的要求，更符合畜牧業(yè)健康、綠色生產(chǎn)的要求，促進(jìn)了飼料添加劑的多樣化發(fā)展，為以后的研究工作打下了基礎(chǔ)[6]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)鍺來(lái)源

酵母菌具有易生長(zhǎng)、生長(zhǎng)周期短、兼性厭氧、對(duì)無(wú)機(jī)微量元素富集率高的特點(diǎn)，是理想的微量元素富集載體[7]。酵母菌富集微量元素和無(wú)機(jī)微量元素相比，更容易被動(dòng)物機(jī)體吸收發(fā)揮微量元素的生理活性，且能夠提高動(dòng)物采食量、飼料轉(zhuǎn)化率，并能減少動(dòng)物應(yīng)激[8]。作為優(yōu)質(zhì)蛋白，酵母菌富集微量元素與螯合性氨基酸礦物質(zhì)相比，其制作工藝更簡(jiǎn)單，成本更低，在為動(dòng)物提供高活性有機(jī)微量元素外，還能提供全面性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[9]。生物鍺的優(yōu)勢(shì)在于，酵母菌、乳酸菌等微生物可以在對(duì)動(dòng)物飼料發(fā)酵的過(guò)程中完成無(wú)機(jī)鍺的富集轉(zhuǎn)化，還會(huì)在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生多糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子等成分。目前研究較多的是酵母菌對(duì)于無(wú)機(jī)鍺的富集轉(zhuǎn)化[10]。

本試驗(yàn)選用對(duì)金屬具有較高耐受性且發(fā)酵后動(dòng)物喜食的啤酒酵母。

培養(yǎng)基組成：固體培養(yǎng)基：PDA培養(yǎng)基。

種子合成培養(yǎng)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、蒸餾水1 L。

發(fā)酵培養(yǎng)基：米糠、營(yíng)養(yǎng)液（葡萄糖20 g、馬鈴薯粉20 g、蒸餾水1 000 ml）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及供試動(dòng)物的選擇

將40只小鼠，雌雄各半，隨機(jī)分為4個(gè)組，每組10只。分別為對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅱ組、試驗(yàn)Ⅲ組，試驗(yàn)組每天酵母鍺的攝入量分別為40、60 mg/(kg·d)和90 mg/(kg·d)，共計(jì)40 d，觀察小鼠的健康狀況和生理活動(dòng)等變化。每天記錄每組小鼠的飼料采食情況、死亡狀況及中毒特征，分別稱量試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)小鼠的體重。

1.3 供試小鼠各階段日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（見(jiàn)表1）

表1 基礎(chǔ)日糧配方及營(yíng)養(yǎng)水平

1.4 供試動(dòng)物的飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)前需對(duì)鼠籠及周邊環(huán)境消毒，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程需保證小鼠有充足的飼料和飲水，且保持飼養(yǎng)環(huán)境相對(duì)安靜，光照相對(duì)一致，溫度保持在(25±3)℃，濕度為55%。飼養(yǎng)員做好相關(guān)記錄，如飼料添加量、剩余量及損耗量，各試驗(yàn)組小鼠每天的酵母鍺攝入量應(yīng)當(dāng)相同，換料期間應(yīng)當(dāng)做到輕拿輕放，盡可能減小外界刺激，以免給小鼠造成應(yīng)激反應(yīng)，定時(shí)定點(diǎn)對(duì)鼠籠及周邊場(chǎng)所清理和消毒。

1.5 試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)

用肉眼觀察各組小鼠的活動(dòng)度、反應(yīng)靈敏度、精神狀況、瞳孔、毛皮顏色、怠度、呼吸狀況等，以及小鼠的死亡情況。

通過(guò)對(duì)各組小鼠的平均日增重和平均日采食量的測(cè)定來(lái)評(píng)定小鼠的生長(zhǎng)性能。平均日采食量是根據(jù)飼料剩余量、添加量和損耗量來(lái)計(jì)算的；平均日增重是根據(jù)初始和結(jié)束小鼠空腹重量來(lái)計(jì)算的；以小鼠平均日增重和采食量來(lái)計(jì)算料重比。所以在正式試驗(yàn)開(kāi)始前，為每組小鼠做好標(biāo)記，并準(zhǔn)確記錄每組每只小鼠的初始體重。正式試驗(yàn)開(kāi)始后，每天記錄每組小鼠的采食量，試驗(yàn)結(jié)束后稱取、記錄每只小鼠的體重，以計(jì)算料重比。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用SPSS20.0軟件處理，差異顯著性檢驗(yàn)采用單因素方差分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同劑量酵母鍺對(duì)小鼠體況、生理狀態(tài)的影響（見(jiàn)表2）

表2 不同劑量酵母鍺對(duì)小鼠體況及生理狀態(tài)的影響

由表2可知，試驗(yàn)中小鼠沒(méi)有出現(xiàn)死亡現(xiàn)象；試驗(yàn)?zāi)┢?，試?yàn)三組50%母鼠毛色暗淡無(wú)光、活動(dòng)懶散怠動(dòng)，其它小組小鼠均無(wú)明顯變化。由此表明酵母鍺劑量過(guò)高會(huì)對(duì)小鼠的健康造成不利影響。

2.2 不同劑量酵母鍺對(duì)母鼠生長(zhǎng)性能的影響(見(jiàn)表3)

表3 不同劑量酵母鍺對(duì)母鼠生長(zhǎng)性能的影響

由表3可知，飼喂低劑量的酵母鍺可以適當(dāng)提高母鼠的生長(zhǎng)性能。與對(duì)照組母鼠相比，試驗(yàn)Ⅰ組母鼠平均日增重極顯著增加(P＜0.01)，比對(duì)照組增加了20.83%，比試驗(yàn)Ⅱ組、Ⅲ組分別增加了20.83%、26.09%。試驗(yàn)Ⅰ組母鼠平均日采食量顯著性增加(P＜0.05)，比對(duì)照組增加了11.48%。試驗(yàn)Ⅰ組母鼠料重比顯著降低(P＜0.05)，比對(duì)照組降低了7.49%。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅱ組、試驗(yàn)Ⅲ組各項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)顯著差異(P＞0.05)。

2.3 不同劑量酵母鍺對(duì)公鼠生長(zhǎng)性能的影響(見(jiàn)表4)

表4 不同劑量酵母鍺對(duì)公鼠生長(zhǎng)性能的影響

由表4可知，飼喂中劑量的酵母鍺，能夠有效提高公鼠的生長(zhǎng)性能。與對(duì)照組相比，三個(gè)試驗(yàn)組公鼠增重均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中試驗(yàn)Ⅱ組公鼠平均日增重比對(duì)照組增加了27.45%，有顯著性差異(P＜0.05)，試驗(yàn)各組平均日采食量都有一定增加但無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，試驗(yàn)Ⅱ組公鼠料重比比對(duì)照組低降了8.11%，有顯著性差異(P＜0.05)。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅲ組各項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)顯著差異(P＞0.05)。

3 討論

3.1 不同劑量酵母鍺對(duì)小鼠體況、生理狀態(tài)的影響

酵母鍺就是將無(wú)機(jī)形態(tài)的鍺化合物添加到土壤或者微生物培養(yǎng)基中，通過(guò)生物富集的作用，把鍺元素固定于植物或者微生物細(xì)胞中，使它具有生理活性，轉(zhuǎn)化成有機(jī)鍺。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，大豆、綠豆、大蒜、大麥等糧食作物具有一定的生物富集作用，可以生產(chǎn)出富鍺經(jīng)濟(jì)作物；微生物如酵母菌、乳酸菌對(duì)于鍺的富集研究較多，利用微生物的發(fā)酵作用對(duì)添加有一定濃度鍺化合物的動(dòng)物飼料進(jìn)行發(fā)酵，不但能夠得到生物鍺，還能改變飼料的營(yíng)養(yǎng)性狀[11]。小鼠的體況和生理狀態(tài)與小鼠的健康狀況有關(guān)，通過(guò)對(duì)小鼠毛色、怠度、瞳孔和呼吸狀況的觀察，可以從表觀上了解小鼠的中毒情況，以探究試驗(yàn)物質(zhì)的毒性[12]。從表2中能看出，在低、中、高三個(gè)劑量酵母鍺中，均未出現(xiàn)死亡。且在中、低劑量的酵母鍺，對(duì)小鼠的影響不顯著，無(wú)明顯變化，可能是毒性較輕，未能表現(xiàn)出來(lái)。在飼喂高劑量的酵母鍺后，試驗(yàn)Ⅲ組母鼠毛色變的暗淡，且活動(dòng)量較少，變的怠動(dòng)，說(shuō)明高劑量時(shí)，對(duì)母鼠毒性較大，但對(duì)公鼠無(wú)明顯影響?？赡苁枪蟮捏w質(zhì)較母鼠有一定差異，比母鼠有更強(qiáng)的抵抗力。

3.2 不同劑量酵母鍺對(duì)小鼠生長(zhǎng)性能的影響

鍺能夠提高機(jī)體內(nèi)碘和三碘甲腺原氨酸(T3)以及四碘甲腺原氨酸(T4)的含量，從而能夠增強(qiáng)機(jī)體代謝，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育[13]；鍺可以通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)功能，從而增強(qiáng)機(jī)體免疫能力。張景媛等（1994）研究了酵母菌3屬7株酵母菌的富鍺能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，酵母菌對(duì)鍺具有一定的耐受能力，且最適的鍺富集濃度范圍為300～500 μg/g。鍺被酵母菌吸收后，并非暫時(shí)性地滯留在細(xì)胞壁表面，而是酵母菌的主動(dòng)吸收使得無(wú)機(jī)鍺進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部，與細(xì)胞內(nèi)多糖、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸等大分子物質(zhì)結(jié)合，形成均有生物活性的有機(jī)鍺。鍺還提高了酵母菌細(xì)胞內(nèi)抗氧化物質(zhì)的活性，還使得細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量增加[14]。牛竹葉等（2009）在研究β-羧乙基鍺倍半氧化物對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能的影響發(fā)現(xiàn)，中高劑量的β-羧乙基鍺倍半氧化物在肉仔雞的22～42日齡的生長(zhǎng)過(guò)程中，顯著提高了肉仔雞的日均增重，降低了肉仔雞的料重比[15]；陳林囡等（1999）在研究富鍺靈芝和普通靈芝對(duì)小鼠強(qiáng)壯益智作用的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，富鍺靈芝可以顯著增加小鼠體重，并對(duì)小鼠有顯著的益智作用[16]。本試驗(yàn)中，中劑量組公鼠平均日增重顯著增加，料重比顯著降低，這可能是酵母鍺增強(qiáng)了小鼠的免疫能力，促進(jìn)了小鼠的生長(zhǎng)發(fā)育所致。低劑量組母鼠的生長(zhǎng)性能各項(xiàng)指標(biāo)均顯著改善，而在攝入中、高劑量酵母鍺后，試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組的母鼠體重和采食量呈下降趨勢(shì)，結(jié)果表明高濃度的酵母鍺對(duì)雌性小鼠機(jī)體生理代謝產(chǎn)生了一定影響。

4 結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)酵母鍺攝入劑量在40 mg/(kg·d)時(shí)，對(duì)雌雄小鼠的健康均無(wú)影響，并且有促進(jìn)生長(zhǎng)性能的作用。推薦酵母鍺最高安全攝入劑量為40 mg/(kg·d)。