RESEARCH PAPER

Study on Anti-Diarrhea of Tenebrio molitor Powder of Mice

  • LIU Tingting ,
  • WANG Qiaoli ,
  • MA Yan ,
  • WANG Zhengli ,
  • ZHU Jianjun ,
  • CHEN Shuaihu ,
  • GAO Mingyang ,
  • ZHAO Hongfeng ,
  • WANG Sijia ,
  • SHEN Hong , * ,
  • WANG Jungang
Expand
  • College of Animal Science and Technology, Shihezi University, Shihezi 832061, China
* professor, E-mail:

Received date: 2024-06-05

  Online published: 2025-01-10

Abstract

In this study, different doses of Tenebrio molitor powder were added to the basal diet of mice with diarrhea to investigate their effects on improving diarrhea in mice. A total of 75 Kunming mice of similar weight and good health were selected and randomly divided into 5 groups, with 3 replicates in each group and 5 mice in each replicate. The 5 days before the experiment were the modeling period, during which all mice were fed the basal diet. The model group and high, medium, and low dose groups were injected with 0.02 mL/g of a suspension of 3×108 CFU/mL Escherichia coli in the peritoneal cavity to establish a diarrhea model, while the blank group was injected with 0.02 mL/g of normal saline. The days 6 to 15 of the experiment were the treatment period, during which the high, medium, and low dose groups were fed trial diets containing 8.0%, 5.0% and 2.5% of Tenebrio molitor powder added to the basal diet, respectively, while the blank group and the model group were fed the basal diet. After the treatment period, the feed intake, body weight, diarrhea rate, watery stool rate, immune organ indexes, Escherichia coli and total bacterial count in the ileum, cecum, and colon, and intestinal and serum enzyme activities were measured. The results showed on the day 15, the feed intake, water intake and body weight of diarrhea mice in the high and medium dose groups were significantly increased compared with the model group (P<0.05), and the rates of loose stools and diarrhea gradually decreased. As the addition of Tenebrio molitor powder increased, the total bacterial count and Escherichia coli count in the intestines of diarrhea mice significantly decreased (P<0.05). Compared with model group, the activities of cecal peroxidase (POD), colonic lipase (LPS), ileum catalase (CAT), acetylcholinesterase (ACHe) and LPS in high dose and medium dose groups were significantly increased (P<0.05), and the activities of cecal LPS and colonic ACHe in high dose group were significantly increased (P<0.05). Compared with model group, the activities of serum LPS, glutathione transferase (GSH), acid phosphatase (ACP), CAT, POD, lactic dehydrogenase (LDH), amylase (AMS) and superoxide dismutas (SOD) and ACHe in serum of high dose group and medium dose group were significantly increased (P<0.05). In conclusion, the use of Tenebrio molitor powder as a feed additive can improve the body weight, feed intake, water intake and immune organ indexes of mice with diarrhea, reduce the number of Escherichia coli and total bacteria in mice with diarrhea, and increase the activities of antioxidant enzymes, detoxification enzymes and digestive enzymes in serum, colon, cecum and ileum of mice with diarrhea. Under the experimental conditions, 8.0% Tenebrio molitor powder is the best additive.

Cite this article

LIU Tingting , WANG Qiaoli , MA Yan , WANG Zhengli , ZHU Jianjun , CHEN Shuaihu , GAO Mingyang , ZHAO Hongfeng , WANG Sijia , SHEN Hong , WANG Jungang . Study on Anti-Diarrhea of Tenebrio molitor Powder of Mice[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(1) : 581 -593 . DOI: 10.12418/CJAN2025.050

大肠杆菌是引起人类和动物腹泻的主要因素之一,不仅会造成机体肠道菌群失调,还会导致肠道功能紊乱[1]。畜牧业中常用抗生素来治疗腹泻,但随着抗生素长期大量的使用,会造成机体产生耐药性和药物残留,严重时会导致畜禽的死亡[2]。因此,开发绿色环保的抗生素替代品成为必然趋势。黄粉虫富含多种营养成分,其蛋白质含量最高可达48%,能够作为一种可再生的动物蛋白质资源,缓解动物饲料资源紧缺的问题[3]。Bussler等[4]研究发现,黄粉虫可以直接食用。黄粉虫繁殖能力强,养殖成本低,能够为制备黄粉虫粉提供大量的原材料。与黄粉虫相比,经过加工处理的黄粉虫粉的形式更适合作为饲料添加剂。大量研究表明,饲喂黄粉虫粉对促进动物生长发育、营养吸收、繁殖及增强动物的抗病力具有重要的作用。林晗[5]研究发现,饲喂黄粉虫粉能提高动物的体重,促进动物对蛋白质的消化与吸收;吴利楠[6]研究发现,饲喂黄粉虫能提高动物血清酸性、碱性酶活性,进而增强动物的抗氧化性;刘竹青等[7]研究发现,黄粉虫幼虫粉有降低大鼠高血脂的作用;李汉臣等[8]研究发现,饲喂黄粉虫能有效促进小鼠生长,还可抗疲劳和抗组织缺氧;辛二娜[9]研究发现,黄粉虫幼虫粉滤液对小鼠具有抗疲劳、延缓衰老、降低血脂、促进胆固醇代谢及提高外周淋巴细胞转化和降低骨髓微核率的作用。目前,关于黄粉虫治疗大肠杆菌性腹泻的研究中,主要集中在黄粉虫体内药用活性,但其昆虫粉是否存在此种药效,鲜见报导。因此,本试验在腹泻小鼠的基础饲粮中添加不同剂量的黄粉虫粉,通过测定其体重、抗腹泻能力、回肠、盲肠、结肠大肠杆菌和总菌数量及其肠道和血液中的抗氧化酶、消化酶和解毒酶活性来探究黄粉虫粉对小鼠腹泻的改善作用,为黄粉虫粉的临床应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 主要试剂

NaCl、尹红美蓝培养基、琼脂粉、酵母浸提物、蛋白胨、超氧化物歧化酶(SOD)酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒、过氧化物酶(POD)ELISA试剂盒、过氧化氢酶(CAT)ELISA试剂盒、谷胱甘肽转移酶(GSH)ELISA试剂盒、乙酰胆碱酯酶(ACHe)ELISA试剂盒、酸性磷酸酶(ACP)ELISA试剂盒、乳酸脱氢酶(LDH)ELISA试剂盒、淀粉酶(AMS)ELISA试剂盒和脂肪酶(LPS)ELISA试剂盒(购自南京建成生物工程研究所)。

1.2 供试动物

昆明种雄鼠(18~22 g)购于石河子大学实验动物
养殖中心。黄粉虫由石河子大学生防实验室提供。

1.3 供试菌株

大肠杆菌标准菌株(ATCC 43255)由石河子大学生命科学学院微生物实验室提供。

1.4 试验方法

1.4.1 饲粮配制

基础饲粮购于石河子大学实验动物养殖中心,其组成见表1。将黄粉虫低温(-4 ℃)处死,用流动水洗掉其表面杂物,置于55 ℃恒温箱中烘至恒重,粉碎后与基础饲粮混合配制3种试验饲粮。根据预试验的结果,本试验中黄粉虫粉添加剂量分别为8.0%、5.0%、2.5%。基础饲粮和试验饲粮营养水平见表2
表1 基础饲粮组成(风干基础)

Table 1 Basal diet composition (air-dry basis)%

项目 Items 含量 Content
豆粕 Soybean meal 36.00
麦麸 Wheat bran 10.00
面粉 Wheat flour 19.00
鱼粉 Fish meal 23.00
植物油 Vegetable oil 11.00
添加剂 Additive 1.00
合计 Total 100.00

添加剂为每千克饲粮提供 Additive provided the following per kg of the diet: C14H19NO 0.5 g,Ca(H2PO4)2 2.5 g,CH3CH2COONa 1.8 g,NaHCO3 2.0 g,VA 9 000 IU,VD3 3 000 IU,VE 20.0 IU, VK3 3.0 mg,VB1 1.5 mg,VB2 4.0 mg,VB6 3.0 mg,VB12 0.2 mg。

表2 基础饲粮和试验饲粮营养水平(风干基础)

Table 2 Nutritional levels of basal diet and experimental diets (air-dry basis)%

项目
Items
基础饲粮
Basal diet
试验饲粮 Experimental diets
8.0%黄粉虫粉
8.0% Tenebrio
molitor meal
5.0%黄粉虫粉
5.0% Tenebrio
molitor meal
2.5%黄粉虫粉
2.5% Tenebrio
molitor meal
水分 Moisture 8.60 8.65 8.63 8.62
粗蛋白质 Crude protein 22.10 25.54 23.63 22.86
粗脂肪 Crude lipid 5.40 6.02 5.97 5.59
粗纤维 Crude fiber 3.40 3.13 3.23 3.32
粗灰分 Ash 7.70 7.76 7.74 7.72
钙 Ca 1.21 1.21 1.21 1.21
总磷 TP 0.96 0.97 0.97 0.96
赖氨酸 Lysine 1.40 1.29 1.33 1.37
蛋氨酸+半胱氨酸 Methionine+cystine 0.80 0.74 0.76 0.78

营养水平为测定值。

Nutrient levels were measured values.

1.4.2 试验设计及饲养管理

所有小鼠严格按照石河子大学动物科学技术学院动物实验伦理委员会的指导原则饲养和安乐死,批准号:2021-0021。选用体重为(20±2) g的健康雄性昆明种小鼠75只,随机分为5组,每组3个重复,每个重复5只。于试验第1、2、3、4、5天连续腹腔注射3×108 CFU/mL大肠杆菌悬液,剂量为0.02 mL/g,构建腹泻模型,空白组注射等剂量的无菌生理盐水,腹泻模型建成后再次将腹泻组分为模型组、高剂量组(饲粮含8.0%黄粉虫粉)、中剂量组(饲粮含5.0%黄粉虫粉)、低剂量组(饲粮含2.5%黄粉虫粉),治疗期间模型组和空白组饲喂不含黄粉虫粉的基础饲粮。试验期为15 d,其中腹泻模型期5 d,饲喂黄粉虫粉治疗期10 d。小鼠按饲养常规管理进行,饲粮投放量为55 g/笼,水150 mL/笼,保证供应充足。

1.5 指标测定

1.5.1 饲粮营养水平测定

依据GB 5009.3—2016测定水分含量,GB/T 6432—2018测定粗蛋白质(CP)含量,GB 5009.4—2016测定粗灰分(Ash)含量,GB/T 14772—2008测定粗脂肪(EE)含量,GB 5009.87—2016测定总磷(TP)含量,GB 5009.92—2016测定钙(Ca)含量,GB 14924.3—2001测定氨基酸含量,GB/T 6434—2022测定粗纤维含量。

1.5.2 测定腹泻小鼠的采食量、饮水量与体重。

每天观察小鼠采食情况,定时饲喂和清理鼠笼,于试验第1、3、5、7、9、11、13、15天定时(16:00—18:00)分别称量小鼠体重、采食量、饮水量,计算其体重、采食量、饮水量。
单只采食量=(投喂食物量-剩余食物量)/5只;
单只饮水量=(供给水量-剩余水量)/5只。

1.5.3 测定腹泻小鼠的稀便率与腹泻率

判断小鼠腹泻的依据为:正常粪便质地略微干燥;稀便呈水样或浆糊状,失去正常的形状和质地[10]。在试验过程中,观察并记录小鼠在试验第1、3、5、7、9、11、13、15天的腹泻只数及稀便只数,计算稀便率及腹泻率,公式如下:
稀便率(%)=(稀便只数/动物排便总数)×100;
腹泻率(%)=(腹泻只数/动物总数)×100。

1.5.4 测定腹泻小鼠的免疫器官指数

小鼠治疗期结束后(第15天),称其体重,取其肝脏、脾脏、胸腺,用4 ℃生理盐水洗净表面,滤纸吸干其表面水分并称重,计算肝脏、脾脏、胸腺指数,公式如下;
肝脏指数=肝脏(mg)/体重(g);
脾脏指数=脾脏(mg)/体重(g);
胸腺指数=胸腺(mg)/体重(g)。

1.5.5 测定腹泻小鼠肠道菌落数量、肠道酶活性和血清酶活性

治疗期结束后,在每组的3个重复中分别选取3只健康状况相近的小鼠,用适量戊巴比妥麻醉后,采用2 mL的注射器穿透心脏采血,置于2 mL的无菌EP管中,立即在1 342×g离心10 min,取血清,放于4 ℃的冰箱中,用于测定血清中SOD、POD、CAT、GSH、ACP、ACHe、AMS、LPS、LDH的活性。采血结束后,解剖小鼠,收集各组回肠、盲肠、结肠内容物于无菌的EP管中,置于-80 ℃的冰箱中用于测定其回肠、盲肠、结肠中总菌和大肠杆菌数量。大肠杆菌、总菌分别采用伊红美蓝培养基、琼脂培养基培养,数量测定步骤与方法参考周琼等[11]。采集小鼠回肠、盲肠、结肠组织,用4 ℃无菌生理盐水冲洗其表面及肠道内容物,称取回肠、盲肠、结肠组织各0.2 g于研钵,倒入液氮研磨,加入1.8 mL 4 ℃无菌生理盐水,制成组织匀浆液,1 342×g离心10 min,取上清液于4 ℃ 2 mL无菌EP管中,采用ELISA试剂盒测定回肠、盲肠、结肠中SOD、POD、CAT、GSH、ACP、ACHe、AMS、LPS、LDH的活性。

1.6 数据统计与分析

试验数据均用平均值±标准差表示,采用SPSS 26.0统计软件中one-way ANOVA进行方差分析,用LSD和SNK法进行多重比较,P<0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 黄粉虫粉对腹泻小鼠采食量的影响

表3可知,各剂量组在试验第1~9天的采食量无显著差异(P>0.05),但第11天时,高、中、低剂量组小鼠采食量分别为29.38、31.29、30.91 g,均显著低于空白组(P<0.05);高剂量组采食量均低于中、低剂量组(P>0.05),与模型组无显著差异(P>0.05)。第13天时,低剂量组的采食量显著低于空白组(P<0.05),但高、中、低剂量组间无显著差异(P>0.05)。第15天时,高、中、低剂量组采食量分别为34.92、29.26、25.65 g,均显著低于空白组(P<0.05),空白组与模型组相差19.82 g,可见大肠杆菌严重引起腹泻小鼠采食量下降。
表3 黄粉虫粉对腹泻小鼠采食量的影响

Table 3 Effects of Tenebrio molitor powder on feed intake of diarrhea miceg

组别
Groups
第1天
Day 1
第3天
Day 3
第5天
Day 5
第7天
Day 7
第9天
Day 9
第11天
Day 11
第13天
Day 13
第15天
Day 15
空白组 Blank group 31.34±6.84 31.30±6.11 32.30±7.23 30.74±4.64 33.73±3.55 41.40±2.73a 41.25±1.49a 41.06±2.74a
模型组 Model group 20.25±2.31 22.87±0.01 22.93±0.11 22.54±1.40 26.94±0.48 22.41±1.90c 23.08±1.23b 21.24±1.53d
高剂量组 High dose group 19.88±2.68 21.85±1.46 21.92±1.51 24.80±0.09 28.80±2.55 29.38±2.04bc 35.09±2.72ab 34.92±1.95b
中剂量组 Medium dose group 28.78±6.95 27.77±8.13 27.99±7.84 26.95±7.17 29.42±9.20 31.29±0.83b 35.31±2.92ab 29.26±0.46bc
低剂量组 Low dose group 24.63±7.81 21.47±5.00 21.48±4.76 20.02±4.15 27.90±1.31 30.91±2.73b 27.89±5.96b 25.65±0.17cd

同列数据肩标相同或无小写字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

In the same column, values with the same or no small letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 黄粉虫粉对腹泻小鼠饮水量的影响

表4可知,第1~11天时,各剂量组间的饮水量无显著差异(P>0.05),高剂量组饮水量高于其他治疗组;第13天时,低剂量组与模型组的饮水量分别为10.25、10.50 mL,显著低于对照组(P<0.05);第15天时,高、中剂量组和空白组饮水量分别为23.00、23.00、28.50 mL,3组之间差异不显著(P>0.05),但均显著高于模型组(P<0.05)。
表4 黄粉虫粉对腹泻小鼠饮水量的影响

Table 4 Effects of Tenebrio molitor powder on water intake of diarrhea micemL

组别
Groups
第1天
Day 1
第3天
Day 3
第5天
Day 5
第7天
Day 7
第9天
Day 9
第11天
Day 11
第13天
Day 13
第15天
Day 15
空白组 Blank group 11.50±5.50 13.50±0.50 14.50±0.50 11.50±0.50 14.50±0.50 30.00±1.00 28.00±2.00a 28.50±3.50a
模型组 Model group 3.00±0.00 9.00±0.00 10.00±0.00 15.00±2.00 18.00±4.00 12.75±0.25 10.50±0.50b 12.75±0.25b
高剂量组 High dose group 3.50±1.50 12.75±0.25 11.50±0.50 14.00±3.00 19.50±6.50 20.00±6.00 19.50±5.50ab 23.00±3.00a
中剂量组 Medium dose group 3.50±1.50 10.00±1.00 10.00±1.00 11.00±2.00 15.75±3.25 18.00±6.00 18.00±5.00ab 23.00±1.00a
低剂量组 Low dose group 3.50±0.50 7.50±3.50 9.75±2.75 11.75±1.25 14.25±0.75 12.50±5.00 10.25±2.25b 14.50±0.50b

2.3 黄粉虫粉对腹泻小鼠体重的影响

表5可知,第1~5天时,各组小鼠的体重均无显著差异(P>0.05);第7天时,高、低剂量组的小鼠体重分别为21.17、20.65 g,显著低于空白组(P<0.05);第9、11、13天时,低剂量组的小鼠体重显著低于空白组(P<0.05),但各剂量组与模型组之间均没有显著差异(P>0.05);第15天时,高、中剂量组和空白组小鼠体重分别为27.59、28.42、29.54 g,均高于模型组。由此可见,黄粉虫粉可以在一定程度上增加腹泻小鼠体重。
表5 黄粉虫粉对腹泻小鼠体重的影响

Table 5 Effects of Tenebrio molitor powder on body weight of diarrhea miceg

组别
Groups
第1天
Day 1
第3天
Day 3
第5天
Day 5
第7天
Day 7
第9天
Day 9
第11天
Day 11
第13天
Day 13
第15天
Day 15
空白组 Blank group 19.81±0.50 22.03±0.56 23.22±0.47a 24.60±0.40a 26.08±0.51a 27.24±0.27a 28.58±0.27a 29.54±0.35a
模型组 Model group 20.29±0.59 20.61±0.46 21.02±0.33ab 22.12±0.36ab 23.54±0.42ab 24.59±0.60ab 24.53±0.52b 24.23±0.74c
高剂量组 High dose group 18.97±0.21 19.42±0.36 19.66±0.38ab 21.17±0.66b 23.62±1.02ab 25.35±0.72ab 26.77±0.70ab 27.59±0.48ab
中剂量组 Medium dose group 20.85±0.74 21.66±1.10 21.82±0.89ab 22.42±0.95ab 25.47±1.10a 26.51±1.19a 28.00±1.12a 28.42±1.46a
低剂量组 Low dose group 20.23±0.61 20.87±0.63 21.52±0.75ab 20.65±0.41b 21.76±0.84b 22.67±0.75b 24.53±0.44b 25.41±0.34bc

2.4 黄粉虫粉对腹泻小鼠腹泻率与稀便率的影响

表6可知,除空白组外,其他组小鼠腹泻率均在20%以上,其中模型组腹泻率从第5天开始保持在80%以上。到治疗第7~15天,各剂量组小鼠腹泻率明显低于模型组,第15天时,高剂量组腹泻率分别是模型组、中剂量组、低剂量组的25%、50%、40%,取得显著治疗效果。
表6 黄粉虫粉对腹泻小鼠腹泻率的影响

Table 6 Effects of Tenebrio molitor powder on diarrhea rate of diarrhea mice

组别
Groups
第1天 Day 1 第3天 Day 3 第5天 Day 5 第7天 Day 7 第9天 Day 9 第11天 Day 11 第13天 Day 13 第15天 Day 15
腹泻只数
Number
of diarrhea
腹泻率
Diarrhea
rate/%
腹泻只数
Number
of diarrhea
腹泻率
Diarrhea
rate/%
腹泻只数
Number
of diarrhea
腹泻率
Diarrhea
rate/%
腹泻只数
Number
of diarrhea
腹泻率
Diarrhea
rate/%
腹泻只数
Number
of diarrhea
腹泻率
Diarrhea
rate/%
腹泻只数
Number
of diarrhea
腹泻率
Diarrhea
rate/%
腹泻只数
Number
of diarrhea
腹泻率
Diarrhea
rate/%
腹泻只数
Number
of diarrhea
腹泻率
Diarrhea
rate/%
空白组
Blank group
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
模型组
Model
3 20 9 60 14 93 13 86 12 80 12 80 12 80 12 80
高剂量组
High dose group
3 20 11 73 13 86 9 60 8 53 5 33 3 20 3 20
中剂量组
Medium dose group
5 33 9 60 14 93 11 73 9 60 8 53 8 53 6 40
低剂量组
Low dose group
3 20 3 20 13 86 12 80 11 73 9 60 9 60 8 53
表7可知,除空白组外,其他组小鼠稀便率在15%~70%,其中模型组稀便率在第1天达到69.23%,高于其他组,且没有低于48.15%。治疗第7~15天,除第9天低剂量组稀便率高于模型组外,各剂量组小鼠稀便率均显著低于模型组,第15天时,高剂量组稀便率最低,为16.67%,大约是模型组的1/4,取得显著疗效。
表7 黄粉虫粉对腹泻小鼠稀便率的影响

Table 7 Effects of Tenebrio molitor powder on loose stools rate of diarrhea mice

组别
Groups
第1天 Day 1 第3天 Day 3 第5天 Day 5 第7天 Day 7 第9天 Day 9 第11天 Day 11 第13天 Day 13 第15天 Day 15
稀便只数
Number of
loose
stools
稀便率
Loose
stools
rate/%
稀便只数
Number of
loose
stools
稀便率
Loose
stools
rate/%
稀便只数
Number of
loose
stools
稀便率
Loose
stools
rate/%
稀便只数
Number of
loose
stools
稀便率
Loose
stools
rate/%
稀便只数
Number of
loose
stools
稀便率
Loose
stools
rate/%
稀便只数
Number of
loose
stools
稀便率
Loose
stools
rate/%
稀便只数
Number of
loose
stools
稀便率
Loose
stools
rate/%
稀便只数
Number of
loose
stools
稀便率
Loose
stools
rate/%
空白组
Blank group
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
模型组
Model
10 66 8 53 8 53 9 60 7 46 8 53 9 60 10 66
高剂量组
High dose group
7 46 8 53 9 53 9 60 6 40 5 33 4 26 2 13
中剂量组
Medium dose group
6 40 8 53 9 60 8 53 7 46 5 33 5 33 4 26
低剂量组
Low dose group
6 40 9 60 9 60 8 53 7 46 7 46 6 40 6 40

2.5 黄粉虫粉对腹泻小鼠免疫器官指数的影响

表8可知,高剂量组脾脏指数最高,达到11.79 mg/g,与模型组有显著差异(P<0.05),且比空白组增加了1.57 mg/g。高剂量组肝脏指数最大,达到78.16 mg/g,显著高于其他各组(P<0.05)。模型组胸腺指数最小,仅有1.57 mg/g,显著低于高、中剂量组和空白组(P<0.05)。整体来看,黄粉虫粉可以增加腹泻小鼠免疫器官指数,且随着添加剂量增加而增加。
表8 黄粉虫粉对腹泻小鼠免疫器官指数的影响

Table 8 Effects of Tenebrio molitor powder on immune organ indexes of diarrhea micemg/g

组别 Groups 脾脏指数 Spleen index 肝脏指数 Liver index 胸腺指数 Thymus index
空白组 Blank group 10.22±0.60ab 67.49±0.89b 3.85±0.41a
模型组 Model group 4.80±0.06c 57.14±2.14c 1.57±0.12b
低剂量组 Low dose group 6.67±0.34c 64.58±1.69bc 2.51±0.24ab
中剂量组 Medium dose group 7.44±1.45bc 66.13±2.44b 3.16±0.28a
高剂量组 High dose group 11.79±1.90a 78.16±4.78a 3.77±0.32a

2.6 黄粉虫粉对腹泻小鼠肠道大肠杆菌和总菌数量的影响

2.6.1 黄粉虫粉对腹泻小鼠回肠、结肠、盲肠大肠杆菌数量的影响

表9可知,模型组大肠杆菌数量显著高于其他各组,其中模型组盲肠中的大肠杆菌数量最多,达到220.9×106 CFU/mL,是空白组盲肠菌数量的2.90倍;高剂量组回肠、结肠、盲肠中的大肠杆菌数量与空白组均无显著差异(P>0.05),而高、中、低剂量组大肠杆菌数量均随着黄粉虫粉剂量的增加而减少。整体看来,黄粉虫粉对腹泻小鼠大肠杆菌的生长有一定的抑制效果。
表9 黄粉虫粉对腹泻小鼠肠道大肠杆菌数量的影响

Table 9 Effects of Tenebrio molitor powder on the number of enteric Escherichia coli of diarrhea miceCFU/mL

组别 Groups 回肠 Ileum(×104) 盲肠 Cecum(×106) 结肠 Colon(×104)
空白组 Blank group 34.30±4.39c 76.30±9.99d 124.00±9.99d
模型组 Model group 148.90±16.14a 220.90±13.20a 224.30±11.06a
低剂量组 Low dose group 70.10±4.38b 178.80±7.85b 190.60±7.14b
中剂量组 Medium dose group 53.10±1.32bc 135.40±9.50c 155.40±3.57c
高剂量组 High dose group 35.30±2.49c 69.50±7.08d 113.80±9.23d

2.6.2 黄粉虫粉对腹泻小鼠回肠、结肠、盲肠总菌数量的影响

表10可知,模型组总菌数量高于其他各组,其中模型组盲肠中的总菌数量最大,达到620.6×106 CFU/mL,高剂量组回肠中的总菌数量最少,仅有28.6×104 CFU/mL;除低剂量组盲肠中的总菌数量与其模型组差异不显著(P>0.05),回肠、结肠、盲肠各剂量组总菌数量均与其对应的模型组差异显著(P<0.05),且各剂量组总菌数量随着黄粉虫粉剂量增加而减少。由此可见,黄粉虫粉可在一定程度上抑制腹泻小鼠肠道总菌数量的增加。
表10 黄粉虫粉对腹泻小鼠回肠、结肠、盲肠总菌数量的影响

Table 10 Effects of Tenebrio molitor powder on the number of total bacteria of ileum, colon and cecum of diarrhea miceCFU/mL

组别 Groups 回肠 Ileum(×104) 盲肠 Cecum(×106) 结肠 Colon(×104)
空白组 Blank group 31.80±9.93d 69.70±10.86c 139.80±39.85c
模型组 Model group 216.10±15.57a 620.60±62.51a 1 377.30±97.03a
低剂量组 Low dose group 125.80±7.05b 525.30±22.93a 659.30±28.89b
中剂量组 Medium dose group 84.70±9.11d 356.20±19.92b 542.50±22.78b
高剂量组 High dose group 28.60±9.11d 172.80±37.14c 269.80±68.79c

2.7 黄粉虫粉对腹泻小鼠肠道酶活性的影响

表11可知,与模型组相比,其他各组回肠、结肠和盲肠SOD活性显著升高(P<0.05);高、中、低剂量组回肠和结肠的POD活性、结肠和盲肠CAT活性显著高于模型组的(P<0.05)。与模型组相比,其他各组回肠、盲肠和结肠的GSH和ACP活性显著升高(P<0.05);高、中剂量组回肠ACHe活性显著高于模型组(P<0.05);各剂量组盲肠ACHe活性显著高于模型组(P<0.05)。与模型组相比,高、中、低剂量组结肠、回肠和盲肠LDH的活性显著提高(P<0.05);高剂量组盲肠LPS活性显著高于中、低剂量组和模型组(P<0.05);高、中、低剂量组回肠、盲肠、结肠AMS活性显著高于模型组(P<0.05)。以上结果表明,在腹泻小鼠的基础饲粮中添加不同剂量的黄粉虫粉对其回肠、盲肠和结肠的抗氧化能力、解毒代谢能力和消化能力起到了积极的作用。
表11 黄粉虫粉对腹泻小鼠肠道酶活性的影响

Table 11 Effects of Tenebrio molitor powder on intestinal enzyme activities of diarrhea miceU/mg prot

组别
Groups
超氧化物歧化酶
SOD
过氧化物酶
POD
过氧化氢酶
CAT
谷胱甘肽转移酶
GSH
乙酰胆碱酯酶
ACHe
酸性磷酸酶
ACP
乳酸脱氢酶
LDH
淀粉酶
AMS
脂肪酶
LPS
回肠
Ileum
空白组
Black group
172.66±8.05a 4.32±0.27a 24.80±2.19a 293.25±14.50ab 1.67±0.35a 566.59±12.63a 3 166.95±124.68a 0.44±0.02a 249.21±13.00a
模型组
Model group
86.51±3.31d 1.84±0.13b 4.40±0.61c 199.67±6.12d 0.24±0.03c 220.17±6.78d 708.11±87.82b 0.33±0.01c 50.86±12.11c
高剂量组
High dose group
187.59±4.21ab 4.15±0.22a 31.86±2.10a 302.92±18.13a 1.66±0.13a 552.24±11.27a 3 102.99±123.81a 0.47±0.01a 253.71±54.32a
中剂量组
Medium dose group
164.77±3.23b 3.76±0.23a 23.51±0.83b 262.98±7.10bc 0.96±0.05b 475.80±5.63b 2 983.45±94.05a 0.39±0.01b 184.04±39.15ab
低剂量组
Low dose group
158.11±5.08c 3.66±0.24a 14.94±0.96c 257.23±6.81c 0.81±0.08bc 419.59±14.65c 2 901.97±70.66a 0.38±0.01b 110.84±14.46bc
盲肠
Cecum
空白组
Black group
574.93±34.36a 96.25±8.33a 59.23±5.25a 1076.93±60.59a 4.28±0.29a 816.77±54.74a 7 735.05±471.58a 1.13±0.05a 871.65±74.95a
模型组
Model group
274.47±45.66c 25.68±4.05c 10.95±0.92c 257.50±32.43c 0.77±0.09d 185.49±30.16c 3 177.89±503.50c 0.53±0.06c 237.81±23.88b
高剂量组
High dose group
609.67±40.37a 80.91±7.62a 58.58±5.64a 1034.02±39.23a 4.41±0.48a 727.49±57.22a 7 560.17±323.19a 1.09±0.09a 832.94±108.25a
中剂量组
Medium dose group
468.27±6.38b 51.60±3.80b 33.45±5.63b 801.60±14.83b 3.01±0.33b 460.50±11.88b 5 546.46±96.25b 0.83±0.02b 464.86±92.06b
低剂量组
Low dose group
383.59±5.63b 40.35±2.83bc 31.93±2.21b 705.63±20.05b 1.92±0.10c 379.57±24.91b 4 999.93±125.64b 0.72±0.02b 413.28±54.92b
结肠
Colon
空白组
Black group
243.70±10.58a 41.95±1.54a 19.93±0.54a 395.34±22.34a 2.64±0.23a 260.12±6.32a 4 642.77±98.25a 0.65±0.04a 619.98±73.35a
模型组
Model group
166.40±5.29d 26.17±1.68c 8.60±0.33d 147.11±8.75c 0.81±0.12b 134.07±11.24c 1 600.66±68.51c 0.38±0.01c 297.68±30.00b
高剂量组
High dose group
235.32±7.21ab 40.30±1.10a 18.48±0.65ab 402.38±17.58a 2.23±0.19a 260.85±11.18a 4 721.23±158.41a 0.62±0.04a 621.26±66.10a
中剂量组
Medium dose group
215.70±8.10b 32.36±1.14b 15.62±0.36bc 327.62±17.08b 1.14±0.18b 198.25±8.88b 4 188.70±67.99b 0.48±0.02b 539.35±90.55b
低剂量组
Low dose group
189.82±3.67c 31.82±1.58b 12.54±0.76c 308.86±28.34b 0.96±0.19b 172.73±6.64b 3 937.76±106.93b 0.47±0.01b 308.61±32.19b

2.8 黄粉虫粉对腹泻小鼠血清酶活性的影响

表12可知,与模型组相比,高、中、低剂量组血清SOD活性显著提高(P<0.05)。高剂量组血清POD和CAT活性显著高于模型组(P<0.05)。高剂量组血清GSH、ACP、ACHe和LPS活性显著高于中、低剂量组和模型组(P<0.05)。高、中剂量组血清LDH和AMS活性显著高于模型组(P<0.05)。以上结果表明,在腹泻小鼠基础饲粮中添加黄粉虫粉能够提高其血清中抗氧化酶、保护酶和消化酶的活性。
表12 黄粉虫粉对腹泻小鼠血清酶活性的影响

Table 12 Effects of Tenebrio molitor powder on serum enzyme activities of diarrhea miceU/mL

组别
Groups
超氧化物歧化酶
SOD
过氧化物酶
POD
过氧化氢酶
CAT
谷胱甘肽转移酶
GSH
乙酰胆碱酯酶
ACHe
酸性磷酸酶
ACP
乳酸脱氢酶
LDH
淀粉酶
AMS
脂肪酶
LPS
空白组
Blank group
119.71
±2.96b
670.37
±65.97a
70.94
±11.54a
30.34
±2.31a
9.61
±1.32a
2.26
±0.23a
15 477.66
±613.93a
715.57
±6.70a
387.08
±55.4a
模型组
Model group
65.57
±8.51d
193.52
±10.08b
21.12
±0.92c
4.07
±0.63b
2.20
±0.57c
1.24
±0.08b
5 505.15
±437.55d
640.98
±22.07c
73.05
±15.48b
高剂量组
High dose group
140.70
±2.31a
589.63
±45.06a
53.74
±1.52ab
25.79
±2.01a
10.63
±0.35a
2.25
±0.06a
10 219.93
±430.85b
717.49
±4.29a
385.66
±40.68a
中剂量组
Medium dose group
111.80
±3.65b
292.63
±17.11b
27.86
±3.47bc
11.74
±0.82b
7.09
±0.90b
1.59
±0.07b
7 793.81
±660.16c
695.29
±3.76ab
172.19
±11.11b
低剂量组
Low dose group
94.82
±7.28c
225.97
±18.92b
24.01
±4.33c
6.77
±1.48b
5.03
±0.33b
1.47
±0.09b
5 747.42
±670.70d
672.95
±11.61bc
120.61
±11.68b

3 讨论

机体腹泻是由多种因素导致的,大肠杆菌性腹泻是较为普遍的一种。家畜腹泻不仅使养殖成本增加,而且使养殖效益降低。昆虫体内含有丰富的蛋白质,将其添加于家禽饲粮中有助于家禽生长指标的提高[12]。蒋腾[13]在良凤花肉鸡的基础饲粮中添加黄粉虫粉,发现黄粉虫粉可以显著提高肉鸡的日增重、免疫器官指数、血清总抗氧化能力、肠道有益菌丰度。Elahi等[14]研究表明,在白羽肉鸡基础饲粮中添加4%的黄粉虫粉能够显著提高肉鸡的饲料转化率和血清中的各种酶活性。Su等[15]研究表明,在黄颡鱼的饲料中添加18%的黄粉虫粉,可以显著提高其血清中抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,并增加免疫相关基因mRNA表达量。基于此,本研究在腹泻小鼠的基础饲粮中添加不同剂量(2.5%、5.0%、8.0%)的黄粉虫粉,用于治疗腹泻小鼠。结果表明,黄粉虫粉可以增加腹泻小鼠的体重,提高采食量、饮水量和免疫器官指数,降低小鼠的腹泻率和稀便率。
动物肠道内有一个稳定的、复杂的微生物群落,在动物机体内发挥重要的作用,其中包括增强宿主脂肪和短链脂肪酸的积累,以及调节黏膜免疫系统[16]。大量添加剂具有调节和改善肠道微生物群落稳定的功能,且大多添加剂的功能都集中在改善肠道细菌数量[17-18]。王巧利等[19]研究表明,添加美洲大蠊粉于小鼠的基础饲粮中能够降低腹泻小鼠结肠的大肠杆菌和总菌数量。本研究结果表明,添加不同剂量的黄粉虫粉可以降低腹泻小鼠回肠、盲肠和结肠大肠杆菌和总菌的数量,其中8.0%的黄粉虫粉添加量效果最好。
在制备腹泻小鼠模型的过程中,大肠杆菌破坏了小鼠体内酶系统和非酶系统的动态平衡,造成了小鼠肠道、血清酶活性、肠道菌落数量的紊乱,引起肠道的病变,导致制造和释放保护酶、解毒酶和消化酶的细胞膜遭到破坏[20]。当人体及幼畜的酶系统受损时,机体防御系统的功能会降低,引起了相应疾病的发生。保护酶能有效分解过氧化物和有毒物质达到保护机体的作用[21]。其中,SOD是机体内存在的一种重要的抗氧化酶,它可以催化超氧阴离子的转化,以此减少这种自由基可能造成的损害[22]。因此,SOD活性的高低间接反映了机体清除超氧阴离子的能力。POD能清除机体内活性高的有毒物质,降低细胞的损伤[23]。CAT能加速体内过氧化物的分解,以免机体受过氧化物的损伤[24]。任兰兰[25]研究表明,添加5%的蝇蛆粉能够显著增加大口黑鲈仔稚鱼的抗氧化酶活性,提高抗氧化能力;仲崇华等[26]在四川白鹅的饲粮中添加黑水虻幼虫粉发现可以提高白鹅的生长性能和抗氧化能力。本研究的结果表明,添加黄粉虫粉可以提高腹泻小鼠肠道和血清的抗氧化酶活性,其中8.0%黄粉虫粉剂量组效果最好,与前人研究结果相一致。解毒酶能有效降低有害化学物质危害,是保证机体正常运转的因素之一[27]。ACP的去磷酸化存在于多种组织和体液中,具有彻底水解磷酸基团的作用[28]。ACHe在多种组织及细胞质中,降低了细胞持续去极化的不利影响[29]。消化酶主要参与机体消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代谢的功能,不仅参与水解,还可参与细胞内的消化[30]。消化酶可分解大分子(糖和脂肪)使其更容易被吸收[31]。LDH是机体重要的代谢酶,在病变的组织及血液中活性较高[32]。AMS是一种重要的糖水解酶,影响淀粉和糖原的水解[33]。本试验通过测定腹泻小鼠肠道和血清解毒酶和消化酶活性,发现添加不同剂量的黄粉虫粉可以提高腹泻小鼠肠道解毒酶和消化酶的活性,表明黄粉虫粉具有改善小鼠腹泻的作用。

4 结论

以黄粉虫粉作为饲料添加剂可以提高腹泻小鼠的体重、采食量、饮水量和免疫器官指数,降低腹泻小鼠体内的大肠杆菌和总菌数量,同时提高腹泻小鼠血清、结肠、盲肠和回肠中抗氧化酶、解毒酶和消化酶活性。本试验中,8.0%黄粉虫粉添加量效果最佳。
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Outlines

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