植物炭黑（百草霜）毒理学安全评价试验_李忠荣.pdf

福建畜牧兽医第45卷第1期2023年植物炭黑（百草霜）毒理学安全评价试验李忠荣1廖建玲2*陈鑫珠1柯林富2岳稳1缪伏荣1邱华玲1林勤（1.福建省农业科学院畜牧兽医研究所福州350013；2.福建省百草霜生物科技有限公司福建南平353200）摘要本试验旨在对植物炭黑进行毒理学安全评价。小鼠急性毒性试验（LD50测定）按植物炭黑5 000 mg/kg体重剂量经口灌胃，观察试验期内小鼠中毒症状、大体剖检及死亡情况。小鼠骨髓细胞染色体畸变试验及小鼠精子畸形试验以环磷酰胺40 mg/kg体重为阳性对照组、1%羧甲基纤维素钠为阴性对照组，植物炭黑设5 000 mg/kg体重、2 500 mg/kg体重、1 250 mg/kg体重3个剂量组，经口灌胃，观察试验小鼠股骨骨髓细胞染色体结构及数目异常细胞，观察雄性小鼠两侧附睾精子形态及各类畸形精子。结果表明：1）按5 000 mg/kg体重剂量经口灌胃，观察期内小鼠无中毒症状、大体剖检无异常变化、死亡率为0%。2）阳性对照组小鼠染色体畸变细胞率极显著高于阴性对照组（P0.05）。3）阳性对照组小鼠精子畸形率极显著高于阴性对照组（P0.05）。植物炭黑对小鼠经口急性毒性试验的LD50大于5 000 mg/kg体重，植物炭黑在1 250 mg/kg5 000mg/kg体重剂量经口染毒后，小鼠骨髓细胞染色体畸变试验结果及小鼠精子畸形试验结果均为阴性。关键词植物炭黑百草霜毒理学安全评价文献标识码：A文章编号：1003-4331（2023）01-0018-05Study on toxicological safety evaluation of plant carbon(plant soot)Li Zhongrong1Liao Jianling2*Chen Xinzhu1Ke Linfu2Yue Wen1Miao Furong1Qiu Hualing1Lin Qin1(1.Animal Husbandry and Veterinary Medicine Institute,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou 350013;2.Fujian Baicaoshuang Biotech Co.Ltd,Fujian Nanping 353200)Abstract This experiment was conducted to evaluate the toxicological safety of plant carbon.The acute toxicity test of mice(LD50de-termination)was performed by oral gavage at a dose of 5 000 mg/kg.BW of plant carbon.The poisoning symptoms,gross anatomy anddeath of mice were observed during the test period.Mouse bone marrow cell chromosome aberration test and mouse sperm malforma-tion test were performed with cyclophosphamide 40 mg/kg.BW as positive control group and 1%sodium carboxymethyl cellulose asnegative control group.Plant carbon was set up in three dose groups of 5 000 mg/kg.BW,2 500 mg/kg.BW and 1 250 mg/kg.BW.Allmedicine were orally administered to observe the chromosomal structure and number of abnormal cells in the femur bone marrow cellsof the test mice,and to observe the bilateral epididymal sperm morphology and various types of abnormal sperm of the male mice.Theresults showed as follows:1)The mice were fed with 5 000 mg/kg.BW by oral gavage.During the observation period,the mice had notoxic symptoms,no abnormal changes in gross anatomy,and the mortality rate was 0%.2)The rate of chromosome aberration cells inthe positive control group was significantly higher than that in the negative control group(P0.05).3)The sperm deformity rate of the positive control group was significantly higher than that of the negative control group(P0.05).The LD50of plant carbon in acute oral toxicity test in mice was greater than 5 000 mg/kg.BW.After oral exposure of plant car-bon in the dose range of 1 250 mg/kg.BW 5 000 mg/kg.BW,the results of chromosome aberration test and sperm deformity test inmice were negative.Key words Plant carbon Plant soot Toxicology Safety evaluation传统百草霜为稻草、麦秸、杂草燃烧后附于锅底或烟囱内的黑色烟灰，别名月下灰、灶突墨、锅底黑（灰）等。本草纲目记载，灶突墨乃灶额及烟炉中墨烟也，其质轻细，故谓之霜。百草霜药性辛温，归脾、肺、胃经，主要有止血消积作用1，其止血成分主要是附结在烟灰中的“烟气”或“火性”2。在畜禽养殖应用方面，百草霜具有止血、收敛、解毒功能，主治便血、衄血、积滞泄痢、咽喉口舌诸疮，外治外伤出血；马、牛用量930 g，羊、猪用量1.59 g3。利用百草霜、白头翁、灶心土各30 g研末后开水冲服，每日一基金项目：福建省科技计划公益类专项（2020R1026003）、福建省科技计划公益类专项（2022R1026007）。作者简介：李忠荣(1968-)，男。研究员，研究方向：动物营养与饲料开发，E-mail:。*通信作者：廖建玲(1963-)，男。工程师，研究方向：中草药资源开发利用，E-mail:。18福建畜牧兽医第45卷第1期2023年剂、连用2剂，可治愈猪肠炎腹泻4，将百草霜与其他药物适当配伍，用于畜禽风寒外感、脾胃虚寒、大便溏泻、损伤出血诸症的治疗5。随着社会的现代化发展，传统的烧柴灶已逐步被以电或燃气为热源的新型灶具所取代，以传统方法刮取或收集百草霜变得非常有限和困难。植物炭黑以原木材加工中产生的杉木屑、松木屑或竹屑为原料，在高温（9001 200）、低氧条件下，经炭化、活化等工艺制得6。植物炭黑是一种无定形炭，主成分90%以上为碳，外观为黑色粉末，无臭、无味，具有与传统百草霜相同的“火性”及功效。植物炭黑微孔结构多、比 表面积大（8001 500 m2/g），对饲料霉菌毒素、致病菌（如大肠杆菌）等具有强吸附作用，可促进养殖动物肠道健康、提高生产性能等。饲料中添加0.1%植物炭黑可缓解脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）导致的断乳仔猪生长性能及血清抗氧化性能的下降7，添加1.5 g/kg植物炭黑可缓解玉米赤霉烯酮（ZEN）造成的大鼠生长性能下降及繁殖系统紊乱等8，饲料中添加0.1%0.5%百草霜（植物炭黑）可显著提高大刺鳅生长性能及酶活性9。将植物炭黑（活性炭）与中草药提取物配伍形成复合物，在断乳仔猪日粮中添加5001 000 mg/kg复合物，可提高断乳仔猪生长性能、减轻腹泻、改善肠道形态10；可优化仔猪脂质代谢，保护机体免受氧化应激的影响11；在肉鸡日粮中添加500 mg/kg复合物对肉鸡生长性能、免疫状态及肠道菌群组成均有良好的影响12。为评估植物炭黑（百草霜）的饲用安全性，福建省百草霜生物科技有限公司与农业农村部兽药安全监督检验测试中心（北京）开展合作，先后开展了百草霜SD大鼠急性毒性试验、亚慢性毒性试验13。本试验按照相关试验指导原则14，对植物炭黑开展小鼠急性毒性试验（LD50测定）、小鼠骨髓细胞染色体畸变试验及小鼠精子畸形试验等毒理学安全评价试验，为植物炭黑（百草霜）的开发应用提供理论参考。1材料与方法1.1实验动物试验用SPF级ICR小鼠（购自北京维通利华动物科技有限公司）。1.2饲养管理实验动物饲养于农业农村部兽药安全监督检验测试中心（北京）动物房，自由采食和饮水，饲料为试验小鼠专用颗粒饲料，饮用水为无菌水，雌雄分笼饲养。动物房环境温度2025、相对湿度50%60%、氨浓度14 mg/m3以下、噪声50 dB以下，采用人工光照、明暗各12 h，光照强度200300 Lux。1.3评价方法兽药急性毒性试验（LD50测定）指导原则（农业部公告第1247号-7）；兽药小鼠骨髓细胞染色体畸变试验指导原则（农业部公告第1247号-10）；兽药小鼠精子畸形试验指导原则（农业部公告第1247号-11）。1.4试验操作1.4.1植物炭黑（百草霜）小鼠经口急性毒性试验（LD50测定)1.4.1.1预试验操作12只56周龄、体重1618g试验小鼠随机分为3个剂量组，每组4只（雌雄各半）。以5 000 mg/kg体重为高剂量组（组），按5倍依次递减分别设置中剂量组1 000 mg/kg体重（组）、低剂量组200 mg/kg体重（组），以期找出植物炭黑（百草霜）对试验小鼠4/4致死剂量和0/4致死剂量。将植物炭黑用1%羧甲基纤维素钠配制成混悬液，经口对ICR小鼠进行灌胃染毒，灌胃体积为0.2 mL/10 g体重，连续灌胃14 d，每天注意观察、记录各组试验小鼠死亡情况。1.4.1.2正式试验操作30只56周龄、体重1618 g试验小鼠随机分为3组，每组10只（雌雄各半），按5 000 mg/kg体重染毒剂量，将植物炭黑用1%羧甲基纤维素钠配制成混悬液，经口对小鼠进行灌胃染毒，灌胃体积为0.2 mL/10 g体重，连续灌胃7 d（实验动物染毒后一般观察7 d，若染毒4 d后仍有受试动物死亡，则需观察14 d）。每天注意观察试验小鼠一般表现、中毒症状和死亡情况，并做好记录，中毒观察项目见表1。观察期间如有试验小鼠死亡，应对死亡小鼠进行剖检并做好记录；如均未出现死亡，试验结束时每组随机挑选2只（雌雄各半）试验小鼠进行大体剖检并做好记录，检剖观察内容主要为心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胃肠道等组织器官。1.4.2植物炭黑（百草霜）小鼠骨髓细胞染色体畸变试验80只712周龄、体重2530 g试验小鼠随机分为5组，每组16只（雌雄各半）。5个组分别为植物炭黑高剂量组（5 000 mg/kg体重）、植物炭黑中剂量组（2 500 mg/kg体重）、植物炭黑低剂量组（1 250 mg/kg体重）、阴性对照组、阳性对照组（环磷酰胺40 mg/kg体重）。植物炭黑组用1%羧甲基纤维素钠配制成各组测试浓度的混悬溶液，采用经口灌