曹銀娣 張旭暉 孫智遠(yuǎn) 汪貴斌 曹福亮*
(1.南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心,南京210037;2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)科技處,青島266109;3.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畜牧獸醫(yī)學(xué)院,句容212400)
由于畜禽類飼糧全面禁抗政策的實(shí)施,化學(xué)合成抗氧化劑對人類健康亦有潛在威脅,人們將視角轉(zhuǎn)向可飼用天然產(chǎn)物飼料添加劑的開發(fā)[1]。目前,將銀杏-杜仲葉復(fù)合發(fā)酵物(GEL)作為飼料添加劑,研究其對肉雞生長性能和抗氧化等方面的研究報(bào)道在國內(nèi)外都比較少[2]。在畜牧生產(chǎn)中,微生物發(fā)酵是一種從植物產(chǎn)品中去除抗?fàn)I養(yǎng)因子的有效手段,同時(shí)是能夠產(chǎn)生具有生物活性物質(zhì)的有效途徑,可以促進(jìn)動(dòng)物的生長和健康。大量研究發(fā)現(xiàn),功能性植物資源作為飼料添加劑能夠增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體的抗氧化能力[3-4],改善肉品風(fēng)味,顯著提高肉品質(zhì)。近年來大量研究表明,以植物資源如杜仲、銀杏、辣木、黃芪等為原料生產(chǎn)功能性添加劑,添加到動(dòng)物飼糧中,可以有效改善動(dòng)物的生產(chǎn)性能,減少氧化損傷[5-8],并提高肉品質(zhì)[9-11]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵銀杏葉可以提高肉雞的抗氧化能力,改善肌肉系水力和肉品質(zhì)[12-14]。
發(fā)酵過程中,微生物將銀杏-杜仲葉復(fù)合原料中不易消化吸收的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化變成小分子,容易被腸黏膜吸收,加速血液中的有效成分達(dá)到有效濃度,從而提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能和肉品質(zhì)。本試驗(yàn)選用愛拔益加(AA)肉雞作為研究對象,研究飼糧中添加不同水平的GEL對肉雞抗氧化功能和肉品質(zhì)的影響,并設(shè)未發(fā)酵物[未發(fā)酵銀杏-杜仲葉(NGEL)]組作為對照,為銀杏-杜仲葉生物飼料添加劑用于肉雞生產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1)10月份于南京林業(yè)大學(xué)銀杏園采摘的銀杏葉,自然晾曬,備用;12月份于河南理工大學(xué)杜仲園收集的杜仲落葉,自然晾曬,備用;
2)分別將銀杏葉和杜仲葉60 ℃烘干,磨粉過40目篩,裝入自封袋密封保存;
3)接種2.0%黑曲霉菌和1.0%產(chǎn)朊假絲酵母混合發(fā)酵銀杏葉和杜仲葉配比為2∶1的復(fù)合物,添加麩皮20%(g/g總干料),含3.0%(NH4)2SO4、2.0%葡萄糖、2.0% KH2PO4、0.5% MgSO4·7H2O,物料初始pH為5,濕度為60%,發(fā)酵溫度為28 ℃,發(fā)酵時(shí)間為96 h。
通過黑曲霉和產(chǎn)阮假絲酵母生物轉(zhuǎn)化后的GEL,營養(yǎng)豐富,總黃酮和綠原酸含量達(dá)到最優(yōu),分別由發(fā)酵前的1.67%和0.42%提高至2.13%和0.50%,提高幅度為27.55%和19.48%。代謝能為13.15 MJ/kg,粗蛋白質(zhì)含量為25.23%。
選取1日齡健康A(chǔ)A肉仔雞360只(由山東煙臺(tái)蘇佳麗禽業(yè)有限公司提供),平均體重為(49.24±3.89) g,差異不顯著(P>0.05)。
選取360只1日齡的健康A(chǔ)A肉雞,隨機(jī)分成6組,即對照組、NGEL組[在基礎(chǔ)飼糧中添加NGEL,前期(1~21日齡)添加0.3%,后期(22~24日齡)添加0.6%]及4個(gè)GEL組(GEL1、GEL2、GEL3、GEL4組,即在基礎(chǔ)飼糧中添加GEL,前期GEL分別添加0.2%、0.3%、0.4%和0.5%,后期分別添加0.4%、0.6%、0.8%和1.0%),每組6個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10只雞。試驗(yàn)期42 d。采用玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧,其組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗(yàn)采用重量替代法,用麩皮在不同的飼糧中補(bǔ)齊試驗(yàn)添加物的量。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
分別于21、42日齡08:00開始進(jìn)行采樣。前1天19:00開始斷糧,保持飲水供應(yīng)。每組中每個(gè)重復(fù)取1只雞,每組共6只,先進(jìn)行稱重,后采用5 mL離心管進(jìn)行頸靜脈采血,并于低溫3 500 r/min離心15 min制備血清,置-20 ℃冰箱保存,待測。在每只雞的大體一致的相應(yīng)部位采集胸肌樣品,去除脂肪和結(jié)締組織,每只雞各取4塊,分別用于測定24和48 h的滴水損失(10 g)、45 min和24 h的pH(50 g)、肉色(15 g)、烹飪損失和嫩度(剪切力)(30 g)。
1.5.1 血清中α-生育酚(α-TOH)含量的測定
采用Kayden等[15]的方法測定血清α-TOH的含量。取100 μL血清樣品與2.0%連苯三酚充分混勻,置70 ℃的恒溫振蕩水浴中2 min;加入3.6 mmol/L KOH 0.25 mL,再置70 ℃恒溫振蕩水浴中30 min。冰水浴冷卻后,加入正己烷2 mL和蒸餾水0.5 mL,2 min劇烈振蕩,將1 mL最上層的正己烷α-TOH抽提液轉(zhuǎn)移至4 mL玻璃試管中,制備1、2、4、6、8和10 μg/mL的α-TOH標(biāo)準(zhǔn)品,分別加2.0%菲羅啉200 μL到樣品管和標(biāo)準(zhǔn)品管中,充分混勻,再加1 mmol/L FeCl3200 μL,1 min渦旋混勻,再加H3PO4200 μL,渦旋混勻,在534 nm處比色法讀取吸光值。由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各樣品中的α-TOH含量。
1.5.2 血清和組織中抗氧化與脂質(zhì)過氧化指標(biāo)的測定
采用硫代巴比妥酸(TBA)法測定血清、肝臟和胸肌中丙二醛(MDA)含量;按Noguchi等[16]的方法測定血清和肝臟中還原型谷胱甘肽(GSH)含量及胸肌中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性;根據(jù)鐵離子(Fe3+)還原法測定胸肌總抗氧化能力(T-AOC);使用黃嘌呤氧化法測定胸肌總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性。試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
1.6.1 pH的測定
分別于45 min和24 h時(shí),用嫩度儀取樣器在備存肉樣上鉆1個(gè)小孔,將用便攜式數(shù)顯pH計(jì)的電極直接插入小孔中,使電極頭完全被包埋在肉樣中,讀取pH(pH45 min和pH24 h)。每測1個(gè)樣品后,均用蒸餾水充分沖洗電極,并注意校正。
1.6.2 系水力的測定
烹飪損失:每個(gè)樣取胸肌約10 g(M),用錫箔紙包住,置75 ℃水中煮15 min,稱重(m)。
烹飪損失(%)=[(M-m)/M]×100。
滴水損失:分別取胸肌約10 g,稱重(W1),置于充氣的塑料袋中,封口,避免肌肉塊貼壁,吊掛于4 ℃冰箱內(nèi),24 h后取出胸肌,拭去肌肉表面水分,稱重(W2)。
24 h滴水損失(%)=[(W1-W2)/W1]×100。
稱量后的肉樣重新放入充氣的塑料袋中,封口,掛回4 ℃冰箱,經(jīng)24 h再取出肉樣,擦干肉樣表層水分,稱重(W3)。
48 h滴水損失(%)=[(W1-W3)/W1]×100。
1.6.3 胸肌剪切力(嫩度)的測定
將沿左側(cè)胸肌取的樣品,去除肉樣表面附著的脂肪及多余的結(jié)締組織,于塑料袋中密封,在溫度15~16 ℃下進(jìn)行尸僵前處理24 h。4 ℃下再熟化24 h。取出熟化充分的肉樣,室溫放置1 h,解除塑料袋包裝,將溫度計(jì)插入肌肉中心部,然后包扎好,袋口朝上,置于80 ℃水浴鍋中,進(jìn)行加熱,當(dāng)肌肉中心溫度達(dá)到70 ℃時(shí),取出肉樣,冷卻至室溫。將每塊肌肉沿肌纖維方向修成1 cm×1 cm×3 cm的長條,3~5塊,測定剪切力3次(Salter剪切力儀,G2R Elec. Mf g. Co.),取平均值。
1.6.4 肉色評定
分別取出肉樣,沿肌纖維方向,切取2 cm×2 cm的胸肌樣品,用色差儀(CHROMA METER CR-400, KONZCAminOLTA SENSING, INC,日本)測定亮度(L*)、紅度(a*)和黃度(b*)值。
1.6.5 胸肌脂肪酸含量的測定
分別稱取0.2 g經(jīng)過凍干處理的樣品,放入試管中;加內(nèi)標(biāo)1 mL,加NaHCO3/甲醇溶液4 mL,混勻,50 ℃放20 min后,加鹽酸/甲醇溶液2 mL,80 ℃下孵育1 h;充分振蕩;冷至室溫,先后加入水2 mL和正己烷6 mL,充分振蕩,離心分層;取200 μL上層溶液,加600 μL正己烷,用氣相色譜儀進(jìn)行分析。
GC-14C氣相色譜儀:附帶N-2000雙通道色譜工作站軟件(浙江大學(xué)智能信息工程有限公司);色譜柱:長30 m,內(nèi)徑0.22 mm,柱溫195 ℃;載氣:氫氣流速22.5 mL/min,空氣流速80 mL/min,氮?dú)饬魉? mL/min;進(jìn)樣器溫度:250 ℃;進(jìn)樣量:0.5~1.0 μL;分流比60∶1。
總脂肪酸含量(mg/g)=(峰總體積-內(nèi)標(biāo)體積)/
內(nèi)標(biāo)體積×(內(nèi)標(biāo)重量,mg/g
樣品的干重)[17]。
數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2010整理后,采用SPSS 22.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA),差異顯著時(shí)采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較,最后采用SPSS 22.0軟件做線性回歸分析,差異顯著性水平設(shè)為P<0.05。
由圖1可知,GEL1、GEL2、GEL3和GEL4組血清α-TOH含量分別比對照組提高了9.43%、20.54%、35.02%和57.24%,這4組分別比NGEL組提高了7.62%、18.54%、32.78%和54.64%;且GEL3和GEL4組均顯著高于對照組和NGEL組(P<0.05);線性回歸分析結(jié)果表明,隨著飼糧GEL添加水平的提高,血清α-TOH含量呈顯著線性增加(P<0.05)。
由圖2可知,與對照組相比,4個(gè)GEL組的血清GSH含量分別顯著提高了14.10%、23.50%、25.21%和24.35%(P<0.05),而各GEL組間均無顯著差異(P>0.05);GEL2、GEL3和GEL4組的肝臟GSH含量最高,分別比對照組和NGEL組提高了33.24%、32.97%、32.42%和24.68%、24.42%、23.92%(P<0.05)。
數(shù)據(jù)柱標(biāo)注不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下圖同。
圖2 飼糧添加GEL對肉雞血清和肝臟GSH含量的影響
由圖3所示,飼糧添加GEL對血清和肝臟MDA含量的影響趨勢是一致的。與對照組和NGEL組相比,GEL2、GEL3、GEL4組的血清或肝臟的MDA含量均顯著降低(P<0.05)。
由表2可知,隨著飼糧中GEL添加水平的增加,胸肌中T-SOD的活性和T-AOC呈線性增加,而MDA含量呈線性降低;GEL2、GEL3和GEL4組胸肌中T-SOD活性顯著高于對照組和NGEL組(P<0.05),而各組間的胸肌GSH-Px活性無顯著差異(P>0.05);就胸肌中T-AOC而言,GEL2、GEL3和GEL4組顯著高于對照組(P<0.05);與對照組相比,不同的飼糧處理均對胸肌MDA含量產(chǎn)生顯著影響(P<0.05),GEL3組的胸肌MDA含量顯著低于NGEL組和GEL1組(P<0.05)。
由表3可知,飼糧中添加GEL對胸肌的pH24 h、24和48 h的滴水損失、48 h的烹飪損失和剪切力均產(chǎn)生顯著影響(P<0.05)。同時(shí),隨飼糧GEL添加水平的增加,24 h滴水損失、48 h滴水損失和剪切力呈顯著線性降低(P=0.021和P=0.039、P=0.016);同時(shí),GEL2、GEL3和GEL4組的剪切力、24 h滴水損失和48 h滴水損失顯著低于對照組(P<0.05)。GEL2和GEL3組的烹飪損失顯著低于對照組(P<0.05)。
圖3 飼糧添加GEL對肉雞血清和肝臟MDA含量的影響
表2 飼糧添加GEL對肉雞胸肌抗氧化和脂質(zhì)過氧化指標(biāo)的影響
表3 飼糧添加GEL對肉雞胸肌肉品質(zhì)的影響
如表4可見,飼糧處理對C16∶0(P=0.033)、C18∶0(P=0.001)、C18∶2(P=0.001)、C18∶3(P=0.001)、C20∶4(P=0.001)和總多不飽和脂肪酸(PUFA)(P=0.001)含量產(chǎn)生了顯著影響。與對照組或NGEL組相比,GEL2、GEL3和GEL4組的胸肌C16∶0和C18∶0含量顯著降低(P<0.05),就總PUFA、C18∶2、C18∶3和C20∶4含量而言,4個(gè)GEL組均比對照組和NGEL組有顯著升高(P<0.05),同時(shí),GEL3、GEL4組與GEL1組間的總PUFA、C18∶2、C18∶3和C20∶4含量均有顯著差異(P<0.05);隨著飼糧中GEL添加水平的增加,C16∶0(P=0.033)、C18∶0(P=0.001)和總飽和脂肪酸(P=0.041)含量呈顯著線性降低(P<0.05),而總PUFA、C18∶2、C18∶3和C20∶4含量呈顯著線性增加(P<0.05)。
表4 飼糧添加GEL對肉雞胸肌脂肪酸組成的影響
發(fā)酵是飼糧生產(chǎn)中常用的一種處理工藝,通過微生物可產(chǎn)生具有促進(jìn)健康作用的生物活性物質(zhì)。經(jīng)過微生物發(fā)酵處理的植物資源,含有豐富的酶、維生素和生長因子[18],銀杏黃酮甙元在發(fā)酵后更容易被動(dòng)物腸道消化吸收[19]。本試驗(yàn)已發(fā)表數(shù)據(jù)揭示了飼糧中添加GEL能夠顯著提高肉雞飼料效率,且有效改善腸道結(jié)構(gòu),提高消化酶的活性,進(jìn)而增強(qiáng)腸道消化吸收功能,從而提高了肉雞的生長性能[20]。
抗氧化酶防御主要包括SOD、CAT和GSH-Px,它們在預(yù)防脂質(zhì)過氧化的有害影響方面起著重要作用[21]。MDA含量用于評估脂質(zhì)過氧化程度[22-23]。SOD是動(dòng)物機(jī)體抗氧化損傷系統(tǒng)中的重要成員之一,在生物體內(nèi)它是一種以自由基為底物的酶,可以平衡氧化和抗氧化過程,通過SOD活性能夠間接反映機(jī)體清除自由基的能力。T-AOC能夠反映機(jī)體清除自由基的能力。就氧化還原而言,本試驗(yàn)結(jié)果顯示,肉雞飼糧中添加不同水平的GEL能提高胸肌T-SOD活性和T-AOC,降低血清、肝臟及胸肌MDA的含量,這和GEL中的總黃酮、綠原酸對細(xì)胞自由基和抗氧化平衡的調(diào)控相關(guān)。黃酮類化合物是具有多種酚類結(jié)構(gòu)的一類天然物質(zhì),酚類物質(zhì)具有很高的抗氧化活性,能夠通過穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的自由基,起到抗氧化的作用[24-25]。
多不飽和脂肪酸的提高通常增加脂質(zhì)過氧化的水平。GSH參與細(xì)胞防御體系,是天然活性氧(ROS)在細(xì)胞內(nèi)的清除劑,可以保護(hù)組織不受氧化損傷,能夠有效防止脂肪酸過氧化[26-27]。作為一種免疫調(diào)節(jié)分子,脂肪酸能夠介導(dǎo)細(xì)胞通訊、膜流動(dòng)性、第二信使傳遞[28]。血清α-TOH和GSH含量隨著GEL添加水平的提高有顯著提高,原因可能是在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的微生物酶類,作用于植物細(xì)胞壁,使具有抗氧化功能的酚類物質(zhì)釋放出來[29-30]。酚酐被β-葡萄糖苷酶分解成苷元,苷元具有親油性,有利于通過細(xì)胞膜磷脂雙層膜,所以很容易被上皮細(xì)胞吸收[29,31]。
眾所周知,肌肉pH能夠影響多種肉質(zhì)特性,如肉色、嫩度、系水力(滴水損失和蒸煮損失)及其他肌肉性狀,是最重要的宰后因素之一。此外,屠宰后肉的pH迅速下降能夠?qū)е碌鞍踪|(zhì)變性,進(jìn)而導(dǎo)致肉色蒼白和系水力降低[24]。在本試驗(yàn)中,屠宰后胸肌肉pH24 h隨著飼糧GEL添加水平的增加呈線性增加。該結(jié)果提示飼糧GEL能夠?qū)⑷獾膒H維持在相對較低的范圍內(nèi)。肉的系水力是直接與肌內(nèi)脂肪和水分含量相關(guān)的。較低的系水力說明通過滲出損失的營養(yǎng)成分較多,最終導(dǎo)致肉較干較硬。降低的pH能夠影響系水力。嫩度(剪切力)可能是決定消費(fèi)者對肉的可接受性的最重要的食用品質(zhì)指標(biāo)[32]。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,系水力和剪切力的變化趨勢與pH是吻合的。杜仲葉中的綠原酸可以使細(xì)胞膜的脂質(zhì)層避免過氧化自由基的干擾,進(jìn)而減少細(xì)胞膜上的載體通道,減緩脂質(zhì)的過氧化,抑制亞鐵離子(Fe2+)誘導(dǎo)MDA的形成[33],阻止肌肉過快氧化,降低肌肉滲水性和肌肉反光,維持胴體性狀及肉品質(zhì)的相對穩(wěn)定。飼糧中添加杜仲提取物能不同程度地降低肉產(chǎn)品的滴水損失,改善肉色和嫩度,增添肉的多汁性和風(fēng)味;此外,杜仲葉中含有蘇氨酸和蛋氨酸,它們能夠加快脂肪代謝、改善肉質(zhì)性狀[33]。
本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),飼糧中添加GEL能夠有效改變脂肪酸的組成,表現(xiàn)在增加或保護(hù)不飽和脂肪酸(UFA)的氧化,或降低胸肌總飽和脂肪酸(SFA)的含量。SFA含量的降低是由于C16∶0和C18∶0含量顯著降低所致,這可能與飼糧GEL的添加對血清膽固醇(TC)含量的降低作用有關(guān)[12]。由于胸肌中C18∶2、C18∶3和C20∶4含量的增加,胸肌中總PUFA含量顯著增加。這可能是由于過氧化物酶能夠降低總UFA氧化,它的活性增強(qiáng),總PUFA含量就增加了。臨床數(shù)據(jù)顯示,冠狀心臟疾病(CHD)與飼糧TC和SFA的攝取呈顯著相關(guān)[26]。本試驗(yàn)中,肉雞飼糧添加GEL后42 d,與對照組相比,其胸肌總SFA含量較低,且本試驗(yàn)中,脂肪酸組成的結(jié)果與增強(qiáng)的T-AOC和增加的SOD活性的結(jié)果相互支持。
飼糧中添加GEL(前期添加0.2%~0.5%,后期添加0.4%~1.0%)可提高42日齡肉雞血清的抗氧化能力,降低脂質(zhì)過氧化水平,改善胸肌品質(zhì)和脂肪酸組成。