复合益生菌对昆明小鼠生长性能和肠道酶活性的影响

叶红玲， 刘 冬， 叶 明， 黄守敏

(1.安庆职业技术学院园林园艺系，安徽安庆 246003；2.合肥工业大学生物与食品工程学院，安徽合肥 230009)



复合益生菌对昆明小鼠生长性能和肠道酶活性的影响

叶红玲1， 刘 冬1， 叶 明2， 黄守敏1

(1.安庆职业技术学院园林园艺系，安徽安庆 246003；2.合肥工业大学生物与食品工程学院，安徽合肥 230009)

[目的]探讨饲料中添加复合益生菌对断奶小鼠的安全性及其肠道酶活性的影响。[方法]以蜡样芽孢杆菌B1-1、蜡样芽孢杆菌JC128和乳酸杆菌SL1-5制备复合益生菌剂。以复合益生菌饲喂昆明小鼠，评价其安全性，并分析其对断奶昆明小鼠生长性能、肠道纤维素酶活和蛋白酶活力的影响。[结果]此3株菌株制备的复合益生菌安全的较好，能显著提高昆明小鼠日增重。试验组的小鼠在饲喂含有复合益生菌制剂的添加剂后，其肠道内的蛋白酶活和纤维素酶活都明显高于对照组。[结论]复合益生菌能够显著提高昆明小鼠的生长性能和肠道内酶活力。

复合益生菌；生长性能；蛋白酶；纤维素酶

Fuller[1]将益生菌定义为“活着的、对宿主有益的、能够维持肠内微生态平衡的微生物饲料添加剂”。Havenaar等[2]于1994年对益生菌的定义进行了修订：益生菌是含活菌和死菌，包括其组分和产物的微生物制品，经口腔或其他黏膜途径摄入，旨在改善粘膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特异性或非特异性免疫机制。目前益生菌是泛指对人和动物机体有益的微生物，是一种通过改善肠道菌群平衡而对动物产生有益作用的活微生物饲料添加剂，包括乳酸菌、芽孢杆菌、双歧杆菌、酵母菌等多种复合或单一培养物。

益生菌因其安全、高效、不产生耐药性等特点而具有巨大的潜能。益生菌主要通过以下途径在动物和人机体内发挥其作用：①补充有益菌群，维持消化道菌群平衡，预防和治疗菌群失调[3]；②直接产生氨基酸、维生素等营养物质，补充机体营养成分，促进畜禽生长[4]；③协助机体消除毒素和有害代谢产物[5]；④提高机体免疫力；⑤产生多种有助于消化吸收的酶类(如蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等)，从而增加宿主总酶活性。将益生菌作为饲料添加剂，可以提高饲料利用率，降低成本，在促进动物生长、减少粪便排放、改善生态环境和动物疾病防治等方面效果明显，在饲料领域受到极大关注[6]。此外，抗生素在饲料中的滥用会通过食物链传递间接被人体吸收，抗生素的毒性反应对肾脏和肝脏等脏器有损害，同时还会造成耐药菌株不断产生[7]。有研究人员以蜡样芽孢杆菌作为益生菌替代饲料，饲喂断奶仔猪能够提高其体重，促进饲料转化率，降低断奶仔猪的腹泻率和死亡率，因此已被广泛用作畜牧场的饲料添加剂[8]。乳酸杆菌在国际上被广泛应用于发酵食品及饲料中，没有明显的副作用。此外，乳酸杆菌的毒性也可能依附在芽孢杆菌和乳酸杆菌这些菌株中。因此，在畜禽生产中添加益生菌作为饲料添加剂前，使用实验动物研究菌株的安全性是很有必要的[9]。随着人民生活水平和消费水平的提高，对农产品国际市场竞争力压力的增加以及对滥用抗生素危害认识的深入，益生菌制剂受到越来越多的关注，其在饲料和功能食品领域必将具有十分广阔的发展空间[10]。笔者使用蜡样芽孢杆菌B1-1、蜡样芽孢杆菌JC128和乳酸杆菌SL1-5益生菌进行动物试验，评价其安全性，分析其对昆明小鼠生长性能、肠道纤维素酶活性和蛋白酶活性的影响。

1　材料与方法

1.1菌株和培养基纤维素酶产生菌B1-1和蛋白酶产生菌JC128 使用LB液体培养基培养，乳酸杆菌SL1-5 在MRS液体培养基上，37 ℃下培养24 h后达到稳定期。制备含有蜡样芽孢杆菌B1-1、蜡样芽孢杆菌JC128和乳酸杆菌SL1-5的培养物，且近似浓度达到1×108CFU/mL或1×109CFU/mL。使用LB和MRS培养基检测活菌数。

1.2试验动物及其饲养管理40只健康的断奶昆明小鼠，雌雄各半，体重为13～15 g(平均体重为14 g)，分成4笼，每笼10只小鼠。使用标准的实验室饲料饲喂小鼠，自由饮水。在试验期间维持光照和黑暗按照常态旋回，控制温度在(22±2)℃，湿度(55±2)%。

1.3试验设计在试验条件下驯化小鼠24 h。每天补充饮用水，并更换饲料。毒物学研究持续10 d，而促生长试验持续14 d。尽管每天记录每只小鼠的体重，在试验末期也要留心观察小鼠毛发的光泽。在试验结束前，所有的小鼠都使用颈部脱臼致死。

1.4亚急性毒性试验将40只小鼠随意分成4组，每组10只小鼠，并在试验开始前对每只小鼠进行称重。试验组Ⅰ小鼠饮用无菌蒸馏水，试验组Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的小鼠分别饮用浓度1×108CFU/mL 或1×109CFU/mL的菌株B1-1、JC128和SL1-5的菌悬液，通过针管(长5 cm，直径3 mm)灌胃，每天3次，持续10 d ( 3×108CFU/d或3×109CFU/d) 。每天记录试验小鼠的生长和死亡情况，观察每只小鼠脏器的肉眼病理学特征。取小鼠的脾和肝，并精确称重。

1.5复合益生菌制剂蜡样芽孢杆菌B1-1、蜡样芽孢杆菌JC128在LB培养基上培养，乳酸杆菌SL1-5在MRS培养基中生长，37 ℃下培养24 h，以获得稳定期。离心分离后获得菌株，使用无菌水洗涤2次，悬浮1次。乳酸杆菌SL1-5的接种物浓度约1×108CFU/mL或1×109CFU/mL。

通过口腔灌胃的方法，每天给小鼠饲喂浓度为1×108CFU/mL或1×109CFU/mL复合益生菌制剂，持续14 d。试验动物饲喂标准的实验室饲料，自由饮水。对照组动物饮用无菌的蒸馏水。

1.6生长性能评价每天使用电子天平(Sartorius BP2100)称量试验动物的体重。增重为每只小鼠的最终体重减去最初体重的平均值。比生长速率(SGR)反映小鼠的生长速率。每天每笼饲料摄取(FI)及水摄取可以表示为每个动物在整个时期分配饲料或水消耗除去动物的数目。消耗指数等于FI与WG的比值。

1.7肠道酶活力的测定剥离出各个片段粗糙的肠混合物于4 ℃下保存。分离肠的样品用冷蒸馏水漂洗。蛋白酶活力的测定参照Lowry等[11]的方法，采用福林-酚法；纤维素酶活力的测定依据Lungisa等[12]和Zhou等[13]的方法。

1.8数据统计与分析使用SPSS 16.0统计软件对试验数据进行Duncan’s多重比较和ANOVA方差分析。P<0.05表示差异显著。

2　结果与分析

2.1亚急性毒性试验整个试验期间，试验动物没有腹泻、疾病或死亡。在试验期末，所有饲喂细菌的小鼠都活着且是健康的。然而，处理组和对照组试验动物的毛发光泽没有明显的差异。处理组小鼠毛发光滑且洁白。从图1可以看出，饲喂不同细菌和水对小鼠的肝重/体重、脾重/体重、脾重/肝重没有显著影响(P>0.05)。

图1　益生菌对小鼠的肝重/体重、脾重/体重和脾重/肝重的影响Fig. 1　Effects of compound probiotics on the liver weight/body weight, spleen weight/body weight and spleen weight/liver weight of mice

2.2生长性能从图2可以看出，饲喂复合益生菌制剂的小鼠体增重比对照组明显增加。考虑到试验结果，在后来的试验中选择大麦饲料和清洁的复合益生菌。

图2　复合益生菌制剂对小鼠体增重的影响Fig. 2　Effects of by adding compound probiotics on the weight gain of mice

使用最佳剂量(108CFU复合益生菌制剂)来研究小鼠的生长性能。从图3可以看出，饲喂复合益生菌剂的小鼠体增重较仅摄取水有较大提高。试验期内，处理组饲喂复合益生菌制剂的小鼠体增重较对照组提高了28%。未经处理小鼠的消耗指数达到2.64，而饲喂复合益生菌制剂处理组小鼠的消耗指数达到1.2。由此可见，饲喂复合益生菌制剂和水的小鼠体增重没有显著差异。饲喂复合益生菌制剂和水的小鼠的消耗指数也没有显著差异。

图3　复合益生菌制剂对小鼠生长性能的影响Fig. 3　Effects of compound probiotics preparations on growth performance of mice

2.3肠道酶活性由表1可知，B1-1菌株对小鼠肠道内的纤维素酶活有一定的促进效果，JC128菌株对蛋白酶活有一定的促进效果。B1-1和JC128菌株混合饲喂，纤维素酶活和蛋白酶活的升高幅度最大，与对照组相比小鼠CMC酶、FPA酶和蛋白酶活性分别升高了48.70%、30.15%和30.23%。此外，B1-1菌株还具有蛋白酶活性，JC128菌株具有纤维素酶活性，且并非单纯的加减作用。究其原因，可能是因为2种菌存在协同效应，B1-1菌株丰富的代谢产物刺激JC128菌株生长，JC128菌株生长耗氧创造适宜B1-1菌株生长的厌氧环境，从而2菌种均大量生长，酶活较高。

表1　芽孢杆菌对小鼠肠道酶活性的影响±SD,n=10)

注：*表示与对照组差异显著(P<0.05)，**表示与对照组差异极显著(P<0.01)。

Note: * indicated significant differences compared with the control (P<0.05); and ** indicated extremely significant differences compared with the control (P<0.01).

3　结论

由蜡样芽孢杆菌B1-1、蜡样芽孢杆菌JC128和乳酸杆菌SL1-5制备的复合益生菌安全性较好，且对小鼠的生长性能有促进作用。该研究结果表明饲喂108CFU益生菌细胞可以显著提高小鼠的体重。此外，复合益生菌制剂能够显著提高小鼠的消化能力、饲料利用率和肠道内酶活力。

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Effects of Compound Probiotics on Growth Performance and Intestinal Protease Activity in Konmin Mice

YE Hong-ling1,LIU Dong1，YE Ming2et al

(1. Department of Garden and Horticulture, Anqing Vocational and Technical College, Anqing, Anhui 246003; 2. College of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology,Hefei,Anhui 230009)

[Objective] To research the effects of adding compound probiotics in feed on the growth performance and intestinal protease activity in post-weaning Konmin mice. [Method] Three probiotic strains (BacilluscereusB1-1,BacilluscereusJC10-8 andLactobacillusSL1-5) were prepared for compound probiotics. Konmin mice were fed by the compound probiotics so as to evaluate its safety. Effects of compound probiotics on the growth performance,protease activity and cellulase activity of post-weaning Konmin mice were researched. [Result] These strains were secure,and significantly increased the daily body weight gain of Konmin mice. After adding compound probiotics in mice feed in test group,the protease activity and cellulase activity were significantly higher than those in control group. [Conclusion] Compound probiotics greatly enhances the growth performances and intestinal enzyme activities in Konmin mice.

Compound probiotics; Growth performance; Protease; Cellulase

安徽省高等学校省级自然科学研究重点项目(KJ2014A148)；安徽省重大教学改革研究项目(2015zdjy181)。

叶红玲(1981- )，女，安徽安庆人，工程师，硕士，从事农业微生物研究。

2016-05-25

S 865.1

A

0517-6611(2016)19-173-03