沈起兵，劉麗燕，劉同方，曾萍，陳少強，于燕波*

1. 深圳市綠航星際太空科技研究院（深圳 518117）；2. 李錦記（新會）食品有限公司（江門 529156）

在人和動物的腸道中棲息著數(shù)量巨大的微生物，統(tǒng)稱為腸道菌群，其跟宿主的生理、代謝和免疫，甚至情緒和認知能力都有關聯(lián)[1]，腸道菌群一旦失調會對宿主的健康產生影響。國內外航天微生態(tài)學的研究結果表明，航天特因環(huán)境會導致航天員腸道菌群失調[2-5]。雙歧桿菌是一種重要的腸道有益微生物，在維持腸道微生態(tài)平衡和腸道功能中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，水蘇糖能被腸道內的雙歧桿菌利用，促進有益菌雙歧桿菌的增殖[6]。水蘇糖作為一種天然植物功能成分，具有食用安全性高、功能性強、性價比好等優(yōu)點[7]，是極具開發(fā)潛力的航天功能食品原料，能作為載人飛行尤其是中長期飛行任務的有效防護措施，在一定程度上緩解航天特因環(huán)境對航天員腸道菌群的不利影響。采用尾吊模擬失重環(huán)境，通過在大鼠飼料中添加水蘇糖，觀察食用水蘇糖對大鼠腸道雙歧桿菌的影響，為從膳食營養(yǎng)途徑維護失重條件下腸道微生態(tài)的平衡提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與分組

SD大鼠：SPF級，24只，雄性，體重120±10 g，斯貝福（北京）生物技術有限公司，動物生產許可證號SCXK（京）2019-0010。試驗大鼠按體重隨機分為4組，分別為地面對照組（FC組，飼喂基礎飼料）、地面處理組（FTK組，飼喂添加水蘇糖的飼料）、尾吊對照組（SC組，飼喂基礎飼料）、尾吊處理組（STK組，飼喂添加水蘇糖的飼料），SC組和STK組大鼠尾部懸吊，后肢離地無負擔，軀體縱軸與水平呈25°～30°夾角，大鼠前肢接觸籠底，可以自由活動和飲食。

所有大鼠均飼養(yǎng)在SPF級動物房。飼養(yǎng)條件：單養(yǎng)，1只/籠，飼養(yǎng)溫度21～25 ℃，濕度45%～55%，采用12 h/12 h晝夜間斷照明，飼養(yǎng)室條件始終保持穩(wěn)定，以保證試驗結果的可靠性。試驗期間大鼠全天自由進食飲水，飼料根據(jù)分組情況而定，添加水蘇糖的飼料為定制大鼠全價營養(yǎng)飼料，水蘇糖添加量0.56 g/100 g，所用原料為承德京天食品科技有限公司提供的P80型水蘇糖，所喂飼料均是SPF級飼料，飲用水為純凈水。

1.2 樣本采集

分別在試驗開始后的第7，第14，第21和第28天（D7，D14，D21和D28）采用逼迫法取大鼠新鮮糞便樣品，移至事先稱重的無菌試管中，盛裝糞便樣品后的試管再次稱重，差減求得樣本質量，加入1 mL生理鹽水稀釋，用渦旋振蕩器振蕩混勻，制成混懸液，用生理鹽水以10倍的稀釋比稀釋成系列梯度稀釋樣品。

1.3 培養(yǎng)基制備

選用通用雙歧桿菌選擇性培養(yǎng)基TPY，嚴格按檢驗手冊要求制備[8]。

1.4 接種與厭氧培養(yǎng)

取0.01 mL上述制備的系列梯度稀釋樣品，接種到TPY培養(yǎng)基上，置于厭氧環(huán)境中培養(yǎng)，在37 ℃下厭氧培養(yǎng)48 h后，觀察記錄菌落數(shù)。

1.5 計算與數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

菌落計數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果以對數(shù)值表示，按式（1）計算。

所有數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準差（x±s）表示，應用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，采用組間兩兩比較的單因素方差分析方法，檢驗水平α=0.05。

1.6 一般臨床觀察與體重

每天觀察并記錄大鼠的一般狀態(tài)1次，每周稱量體重1次。

2 結果與分析

2.1 一般臨床觀察與體重

試驗期間，無動物死亡，各組大鼠生活習性無明顯改變，除SC組外各組大鼠一般臨床觀察未見異常，SC組大鼠在試驗中、后期出現(xiàn)一定程度的病理表現(xiàn)，如毛色發(fā)黃不光潔、脫毛等。

試驗期間大鼠體重變化見表1。各組大鼠體重均有所增長，與非尾吊組（FC組、FTK組）相比，尾吊組（SC組、STK組）大鼠體重增長有降低的趨勢，說明尾吊在一定程度上影響大鼠體重，但各組間體重差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表1 試驗期間大鼠體重變化情況（單位：g，x±s，n=6，♂）

2.2 糞便樣品中雙歧桿菌檢測結果

試驗期間，各組大鼠糞便樣本雙歧桿菌檢測結果見表2。與FC組比較，SC組雙歧桿菌數(shù)量在試驗過程中各時間點差異均具有顯著性或極顯著性（P＜0.05或P＜0.01），說明模擬失重條件可導致大鼠腸道內雙歧桿菌明顯減少；與FC組比較，F(xiàn)TK組雙歧桿菌數(shù)量在D7，D14和D21這3個時間點顯著性增加（P＜0.05），說明在非模擬失重條件下，水蘇糖能促進大鼠腸道內雙歧桿菌的增殖；與SC組比較，STK組雙歧桿菌在試驗過程中各時間點均顯著性增加（P＜0.05），說明在模擬失重條件下，水蘇糖也能促進大鼠腸道內雙歧桿菌的增殖。

表2 大鼠糞便雙歧桿菌檢測結果 [x±s，x=log（CFU/g），n=6，♂]

3 討論與結論

在航天特因環(huán)境下，多種內外部因素都會對腸道菌群的穩(wěn)態(tài)特別是對腸道菌群結構與代謝活動產生持續(xù)而又復雜的影響[9]。保持腸道微生態(tài)平衡對于航天員的健康非常重要，通過觀察水蘇糖對模擬失重條件下雙歧桿菌的影響，對于開展航天特因環(huán)境下的腸道微生態(tài)防護具有明確的指導意義。

水蘇糖是天然存在的一種四糖，由α-葡萄糖、β-果糖和2個α-半乳糖以α-1, 6糖苷鍵連接組成，與其他功能性低聚糖一樣，水蘇糖是腸道內有益菌的增殖因子，有效攝入量較低[10]，其中最明顯的增殖對象是雙歧桿菌，能促進形成有益菌在腸道內的優(yōu)勢菌群地位，其發(fā)酵終產物為短鏈脂肪酸，也具有重要生理活性作用。

試驗觀察到，在模擬失重條件下，大鼠腸道內雙歧桿菌的生長受到抑制，數(shù)量顯著降低，這與文獻報道一致[4,11]。雙歧桿菌的減少不僅會影響腸道整體的功能，還會增加發(fā)生腸道內源性或外源性感染的風險[12]，因此必須采取有針對性的防護措施。食用水蘇糖能夠明顯促進腸道有益菌雙歧桿菌的增殖，無論在模擬失重條件下還是非模擬失重條件下，均有促進腸道微生態(tài)平衡的作用，能在一定程度上減輕模擬失重導致的大鼠腸道微生態(tài)失調。