■李學科 張春暉 唐春紅 王春青 李 俠
(1.中國農業(yè)科學院農產品加工研究所,北京100193;2.重慶工商大學環(huán)境與生物工程學院,重慶400067)
磷作為動物所必需的礦物元素之一,具有重要的生理功能,在信號傳導和骨骼礦化等過程中也發(fā)揮著重要作用[1-2]。雞體攝磷不足可導致磷缺乏癥,影響增重和骨質發(fā)育[3]。對此,許多研究致力于提高飼料中磷的有效利用率,但肉雞生長速度快,對磷的需求量高,因此需要在飼糧中添加無機磷來滿足其對磷的需要;然而,目前無機磷的添加使用并沒有準確的限量范圍,其適宜的添加水平和對肉質的影響也不明確。朱連勤等[4]報道,肉雞含磷過高會導致脛骨軟骨發(fā)育不良。Pablo等[5-7]也曾報道高磷會導致心血管疾病,甚至會出現(xiàn)慢性腎病。其實,高磷飼糧可能并沒有被有效利用或充分代謝吸收,所以攝入過量可能會導致磷排放過多而污染環(huán)境,并且飼糧磷水平對肉雞血清生化指標等的影響也尚不清楚。愛拔益加(AA)肉雞以生長速度快、屠體品質好和生產性能卓越等優(yōu)點占有較大的肉雞市場份額,而其生產性能、骨的強度等都將影響雞肉品質。所以,本試驗選取AA肉雞為試驗對象,旨在研究飼糧中不同無機磷添加水平對肉雞生長性能、脛骨質量、血清生化特性以及堿性磷酸酶活性的影響,同時為改善雞肉品質積累更多的資料。
試驗動物選用200只1日齡健康的AA肉仔雞(母雞)(購自北京華都肉雞公司)。試驗采用玉米-豆粕型基礎飼糧,營養(yǎng)水平參考NRC(1994)[8]和我國《雞飼養(yǎng)標準》(NY/T 33—2004)[9]配制飼料,分1~21日齡和22~42日齡兩個階段,基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
試驗將200只1日齡健康的AA肉仔雞隨機分成4組,每組5個重復,每個重復10只雞,各組試驗雞初始體重差異不顯著(P>0.05)。試驗對照組采用基礎飼糧,試驗組在基礎飼糧中分別添加不同水平的無機磷(KH2PO4),KH2PO4為飼料級(HG/T 2860—2011)[10],1~21日齡和22~42日齡處理組飼糧磷水平相同,總磷水平分別為0.95%、1.25%和1.55%(即試驗1組、試驗2組、試驗3組),對應有效磷水平為0.7%、1.0%和1.3%,其他營養(yǎng)水平各處理組之間基本一致。試驗在中國農業(yè)科學院農產品加工研究所動物試驗場進行,試驗雞采用自由采食與飲水,按常規(guī)程序進行免疫,試驗期為42 d。
1.3.1 測定指標
以重復為單位,每日觀察試驗雞的采食情況并對日采食量進行記錄,并分別于每周末對試驗雞進行稱重,記錄增重情況。分別從每個重復隨機選取3只試雞,在21日齡、31日齡和試驗結束時從試驗雞翅下靜脈采血,待測血清生化指標。在試驗結束時進行全部宰殺,分別從每個重復隨機取體重相近的試雞2只,剝離脛骨,左側脛骨-20℃冷凍保存,用于測定脛骨粗灰分及鈣、磷含量等,右側脛骨用于測定骨密度和骨斷裂強度。剝離肋骨,-20℃冷凍保存,用于骨堿性磷酸酶活性的測定。
表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)
1.3.2 脛骨質量
采用雙能X線吸收儀(QDR-2000型,HOLOGIC公司,美國)測定右側脛骨密度(Bone mineral densi?ty),然后采用嫩度儀(TMS-Pro,Stable Micro System公司,英國)對測定骨密度后的骨樣進行脛骨斷裂強度(Bone breaking strength,BRS)測定[11]。左側脛骨樣品去除肌肉和腓骨,稱鮮重后于烘箱中70℃烘72 h,然后用無水乙醚抽提72 h脫脂,脫脂的骨樣再于105℃烘箱中烘12 h后稱骨樣脫脂烘干重,測定脫脂脛骨干重。脫脂骨樣于馬弗爐600℃灼燒3 h測得脫脂骨灰分含量。灰分用鹽酸溶解后,鈣含量采用火焰原子吸收分光光度法測定,磷含量采用釩鉬酸銨分光光度法測定。
1.3.3 堿性磷酸酶
血清堿性磷酸酶活性采用全自動生化分析儀(日立7020)測得。肋骨剝離干凈肌肉和骨膜后,參照王鳳來等[12]的方法制樣,勻漿、超速離心,收集上清液后于全自動生化分析儀上測定肋骨堿性磷酸酶活性。
1.3.4 血樣采集及血清生化指標測定
分別從每個重復隨機選取3只試雞,試驗第21日齡、31日齡和試驗結束時在前1 d 21:00斷料,次日08:00空腹于翅下靜脈采血,收集離心管中,于離心機(Allegra X-12,BECKMAN公司,美國)中4℃4 000 r/min離心15 min分離血清,-20℃保存待測血清生化指標。血清樣品分析用全自動生化分析儀(日立7020)測定血清中葡萄糖(GLU)水平,磷酸肌酸激酶(CK)活性、乳酸脫氫酶(LDH)活性,總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、總膽固醇(TCH)、甘油三酯(TG)水平,丙氨酸轉氨酶(ALT)活性及鎂(Mg)、鈣(Ca)和磷(P)水平。
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進行ANOVA單因子方差分析(one-way ANOVA),并進行Duncan's法多重比較,統(tǒng)計顯著性水平為P<0.05。各組試驗數(shù)據(jù)均以“平均值±標準差(means±SD)”表示。
表2 飼糧中不同磷水平對肉雞生長性能的影響
由表2可知,試驗雞始重差異不顯著(P=0.637);在試驗前期(1~21日齡),各組間平均日增重、平均日采食量和料重比均有極顯著性差異(P<0.01),隨著飼糧磷水平的提高,日增重和日采食量明顯減小,而料重比逐漸增大;在試驗后期(22~42日齡),平均日增重和平均日采食量仍呈極顯著性差異(P<0.01),而各組間料重比差異不顯著(P=0.537);在整個試驗期(1~42日齡),各組間平均日增重、平均日采食量和料重比均呈顯著差異(P<0.05),其中試驗1組(總磷水平為0.95%)日增重、日采食量和料重比與對照組均無顯著差異(P>0.05)。整個試驗中可以發(fā)現(xiàn),飼糧中不同磷水平顯著影響試驗雞的生長性能,并且飼糧中添加高水平無機磷較對照組對試驗雞的生長性能有不利影響。
圖1 飼糧不同磷水平對肉雞臟器系數(shù)的影響
由圖1可知,臟器系數(shù)由大到小依次為肝臟、心臟和脾臟。由于肝臟是雞體內最大的消化腺,所以其臟器系數(shù)最大,而磷水平對脾臟系數(shù)無顯著影響(P>0.05)。不同磷水平對心臟和肝臟系數(shù)有不同程度的影響,試驗3組(磷水平為1.55%)顯著高于對照組和試驗1組(P<0.05)。
表3 飼糧不同磷水平對肉雞脛骨質量的影響
脛骨灰分、脛骨礦物密度以及脛骨斷裂強度對飼糧中不同磷水平影響肉雞骨質的反應敏感[13]。由表3可知,脛骨鮮重(P=0.008)、脛骨密度(P<0.001)、脛骨斷裂強度(P<0.001)、脛骨脫脂干重(P<0.001)、脛骨脫脂灰分含量(P<0.001)、脫脂脛骨鈣含量(P=0.01)和脫脂脛骨磷含量(P=0.001)均受飼糧中無機磷水平的顯著影響。隨著飼糧中無機磷水平的升高,脛骨鮮重、骨密度、骨斷裂強度、脫脂干重和脫脂灰分含量均逐漸降低,而除骨斷裂強度外,試驗1組(總磷水平為0.95%)和對照組間無顯著差異(P>0.05)。隨著磷水平的升高,脫脂脛骨鈣含量和磷含量呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢,試驗1組(總磷水平為0.95%)的脛骨鈣、磷含量均較低,可見飼糧磷水平與脛骨磷含量并未呈正相關變化。
表4 飼糧不同磷水平對肉雞堿性磷酸酶活性的影響(U/l)
堿性磷酸酶(ALP)主要合成部位是肝臟和骨骼,約40%~75%的血清ALP來自于骨骼,而骨源ALP主要參與骨骼的鈣磷代謝。因此,血清ALP可以反映骨骼的代謝狀況[14]。由表4可知,飼糧中不同磷水平對血清ALP活性無顯著影響,對照組和各試驗組間差異均不顯著(P>0.05)??偭姿綖?.55%試驗組的血清ALP活性最高,較對照組高17.04%,但差異不顯著(P>0.05)。
由表4可知,飼糧中不同磷水平對肋骨ALP活性影響明顯,肋骨ALP在各組間差異極顯著(P<0.001),且總體趨勢是隨著飼糧中磷水平的升高而逐漸增大,試驗組的肋骨ALP活性較對照組分別升高了35.89%、58.15%和53.38%,且試驗組與對照組間均差異顯著(P<0.05)。
由表5可知,21日齡、31日齡和試驗結束時對照組和各試驗組之間血清葡萄糖(GLU)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)和鈣濃度(Ca)差異不顯著(P>0.05),總膽固醇(TCH)除31日齡外差異也不顯著(P>0.05),不同磷水平對血清鈣濃度無顯著影響。與對照組相比,隨飼糧磷水平的增加,21日齡、31日齡和試驗結束時血清谷丙轉氨酶(ALT)和乳酸脫氫酶(LDH)活性均呈先下降后上升的變化趨勢,且ALT活性差異極顯著(P<0.01)。31日齡和試驗結束時血清甘油三酯和鎂濃度差異顯著(P<0.05),且甘油三酯隨磷水平的增加而上升,鎂濃度隨磷水平的增加而下降。由31日齡和試驗結束時結果可以發(fā)現(xiàn),飼糧中不同磷水平對血清磷酸肌酸激酶(CK)活性影響顯著(P<0.05),但是其并未與飼糧磷水平呈相關性變化。血清無機磷受飼糧磷水平影響極顯著(P<0.01),并呈先下降后上升的趨勢,除31日齡外,對照組無機磷濃度為最高。
本試驗通過向基礎飼糧中添加飼料級磷酸二氫鉀的方式提高飼糧中的有效磷水平。結果表明,1~21日齡、22~42日齡和整個試驗階段的平均日增重和平均日采食量隨著飼糧中無機磷添加量的提高而顯著降低,料重比在1~21 d和整個試驗階段顯著上升,對照組仍然表現(xiàn)出最好的生長性能,這與Rama等[15]報道飼糧中鈣和有效磷分別為0.9%和0.45%時試雞表現(xiàn)出最好的生長性能結果一致。與對照組比較,試驗組磷水平抑制了肉雞的生長,在磷水平為1.55%時表現(xiàn)尤為突出,整個試驗階段日增重僅為對照組的46.23%。在1~21日齡、22~42日齡和整個試驗階段,平均日采食量顯著降低,磷水平為1.55%的日采食量分別為對照組的59.99%、53.91%和53.98%,可見導致肉雞增重降低的主要原因是試雞采食量的下降。Carew等[16]發(fā)現(xiàn),低磷飼糧試驗雞采食量低,認為低磷飼糧通過改變垂體的代謝,影響生長激素的產生,導致采食量降低。由本試驗結果可知,飼糧中高無機磷水平可能與上述低磷飼糧的作用機理相同,高磷水平影響生長激素的分泌,進而降低受試雞的食欲,使得肉雞采食量下降,最終導致其生長緩慢。動物臟器系數(shù)是重要的生物學特性指標之一,其相對質量的大小與動物的生長狀態(tài)、代謝水平都有密切關系,從一定程度上可說明其功能的強弱[17]。飼糧磷水平對脾臟系數(shù)影響不顯著,除磷水平為1.55%的試驗組外,磷水平對心臟和肝臟系數(shù)也無顯著影響,試驗說明飼糧中高無機磷水平對肉雞臟器發(fā)育和生長并無不利影響。
表5 飼糧不同磷水平對肉雞血清生化特性的影響
提高飼糧磷水平極顯著降低了脛骨重、脛骨密度和脛骨斷裂強度,而試雞體增重可能是造成脛骨鮮重降低的主要原因。從結果發(fā)現(xiàn),脛骨中鈣濃度呈下降趨勢,可能是過量的可溶性磷酸鹽降低了鈣的利用率,導致體內鈣磷代謝出現(xiàn)障礙,最終影響了脛骨斷裂強度。也有研究[18]表明,骨礦化程度影響骨的強度,而組成骨骼有機質的礦物質主要是鈣和磷,由試驗結果可以發(fā)現(xiàn),飼糧高磷水平導致脛骨鈣、磷濃度降低,使肉雞的骨礦化程度降低,從而降低了脛骨斷裂強度。James等[19]則認為,飼糧磷水平對肉雞的脛骨灰分沒有影響,本試驗與此研究結果不同。骨骼作為機體礦物元素的儲備庫,能起到維持機體元素穩(wěn)態(tài)的作用,飼糧磷水平的增高,影響了組織的鈣磷代謝,進而引發(fā)甲狀旁腺機能亢進,破骨細胞活性增強,導致脛骨鈣、磷被釋放到血液中,阻礙了其在骨中的沉積,從而導致脛骨灰分、鈣、磷含量降低[20]。隨著飼糧中無機磷添加量的提高,脛骨灰分呈極顯著降低,且試驗組脛骨鈣、磷含量均低于對照組。但本試驗結果不同的是,血清中鈣濃度無顯著變化,且無機磷呈先下降后上升趨勢,這說明鈣、磷并未完全沉積到血液中。
肉仔雞生長速度快,骨骼代謝旺盛。當機體鈣磷代謝受到影響,導致骨骼生長對磷的需求得不到滿足時,骨源性堿性磷酸酶(ALP)就會促進磷酸單酯水解,給機體提供無機磷[21-22],優(yōu)先滿足骨骼礦化需要。由表4可知,肋骨ALP活性隨飼糧磷水平的增加而顯著升高(P<0.001),這與上述脛骨鈣、磷含量結果一致,高磷飼糧導致脛骨鈣和磷含量降低,骨礦化程度不足,所以骨源性堿性磷酸酶(ALP)活性隨磷水平的提高而顯著增強。
血清葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)和總膽固醇(TCH)含量的變化與機體新陳代謝、機能狀態(tài)和營養(yǎng)狀況密切相關,在機體生命活動中起著重要作用[23]。血清總蛋白和白蛋白含量是動物機體蛋白質吸收、合成和分解狀況的綜合反映[24]。本試驗結果表明,各組間血清葡萄糖(除21 d 1.55%組外)、總蛋白和白蛋白(除31 d 1.25%組外)無顯著差異,說明飼糧高水平無機磷并沒有對雞體內糖代謝和蛋白質代謝造成顯著影響。血清甘油三酯可以反映機體脂類的代謝狀態(tài),血清中膽固醇含量的下降會自動調節(jié)脂蛋白的分解,而來自被分解脂蛋白的甘油三酯使得血清中的甘油三酯含量得以提高[25],試驗結果中飼糧高水平無機磷提高了血清甘油三酯含量,造成血液中脂肪沉積,甚至可能會引起動脈粥樣硬化和造成血管堵塞等。
血清中谷丙轉氨酶活性(ALT)是反映肝功能狀態(tài)的重要指標[26-27],是檢測肝功能的最敏感指標之一,在正常情況下,肝細胞內的轉氨酶僅有少量被釋放到血漿中,當肝臟被破壞時,會有大量的谷丙轉氨酶從細胞內逸出進入血液,使血清中轉氨酶的活性升高[28]。試驗組谷丙轉氨酶活性隨磷水平的提高而逐漸增大,磷水平為1.55%試驗組時達到最高,這可能對肝功能產生了一定程度的損傷。
試驗結果表明,隨著飼糧中磷水平的提高,血清無機磷含量呈先下降后上升的變化趨勢,脛骨磷含量變化趨勢為試驗組低于對照組。Hurwitz等[29]研究報道,高磷飼糧影響了組織鈣、磷的代謝,破壞了甲狀旁腺機能,影響骨骼與血液間磷的交換,由結果可以發(fā)現(xiàn),高磷飼糧破壞了磷的代謝平衡。除試驗初期(21日齡)外血清中鎂含量顯著降低,原因可能是高磷水平抑制了血清中鎂的存在,而肝功能損傷和甲狀腺機能亢進也可能會引起鎂的排泄增加。
血清堿性磷酸酶活性作為生化特性指標,其敏感程度僅次于骨骼灰分、灰分鈣磷和骨骼的機械性能[30]。Boyd等[31]研究證實,血清ALP活性是評定飼料原料磷利用最有效且最敏感的指標。因此,血清ALP可以協(xié)助評定飼糧磷水平的適宜程度。Lima等[32]研究報道,飼糧磷水平顯著影響肉仔雞血清ALP的活性。本試驗中,飼糧高磷水平提高了血清中磷的濃度,血清磷源充足,所以各組間血清ALP活性差異不顯著,說明飼糧磷水平對血清ALP活性無明顯影響。
①飼糧中磷水平過高(總磷0.95%、有效磷0.7%以上)會抑制肉雞的生長,對生長性能有不利影響。飼糧高磷水平對肉雞采食量的顯著影響是導致日增重降低,料重比增高的主要原因,而其對內臟的生長發(fā)育并無明顯影響。
②隨著飼糧磷水平的升高,脛骨鮮重、骨密度、骨斷裂強度、脫脂干重和脫脂灰分含量均極顯著降低。脛骨鈣磷濃度降低使得肉雞的骨礦化程度下降,從而骨源性堿性磷酸酶(ALP)活性極顯著增強。
③飼糧中磷水平的提升顯著提高了血清甘油三酯的含量,這可能造成血脂的沉積。高磷水平并沒有對機體糖代謝和蛋白質代謝造成顯著影響,各組間血清ALP活性也無顯著差異。