徐自強(qiáng),劉金松,孫耀威,史永浩,吳艷萍,張瑞強(qiáng)*

(1.浙江農(nóng)林大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院·動(dòng)物醫(yī)學(xué)院 浙江省畜禽綠色生態(tài)健康養(yǎng)殖應(yīng)用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 動(dòng)物健康 互聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)浙江省工程實(shí)驗(yàn)室,杭州 311300;2.惠嘉綠色動(dòng)物保健品重點(diǎn)農(nóng)業(yè)企業(yè)研究院 浙江惠嘉生物科技股份有限公司,安吉 313300)

在過(guò)去的幾十年里,抗生素被添加到飼料中以提高家禽的生長(zhǎng)性能及防治疾病[1]。但抗生素的濫用,造成了一系列的問(wèn)題,如耐藥細(xì)菌的增加、動(dòng)物產(chǎn)品中藥物的殘留、環(huán)境污染等,不僅嚴(yán)重威脅著食品安全,還提高了人類(lèi)生存風(fēng)險(xiǎn)[1]。從2020年7月1日開(kāi)始,中國(guó)已禁止促生長(zhǎng)類(lèi)抗菌藥物添加劑(除中草藥外)添加在動(dòng)物飼料中,因此,安全、高效的綠色抗生素替代品受到行業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注[2]。

月桂酸(LA)是一種初級(jí)中鏈脂肪酸(MCFAs),含有12個(gè)碳原子,存在于多種天然產(chǎn)品中,在椰子油、棕櫚仁和咖啡籽中含量豐富[3]。月桂酸對(duì)動(dòng)物的生理活動(dòng)有積極影響,如:調(diào)節(jié)新陳代謝、增強(qiáng)免疫能力等[3]。近年來(lái),中鏈脂肪酸已逐漸被用作飼料補(bǔ)充劑,用來(lái)改善腸道菌群結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)腸道pH,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),進(jìn)而改善動(dòng)物性食品的質(zhì)量[3]。本團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加月桂酸能夠顯著增加家禽的采食量,促進(jìn)腸道發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)吸收,改善動(dòng)物生長(zhǎng)性能[1]。但關(guān)于月桂酸調(diào)控肉雞的屠宰性能和肌肉品質(zhì)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究以AA肉雞為試驗(yàn)對(duì)象,通過(guò)在飼料中添加抗生素或不同劑量月桂酸,研究其對(duì)肉雞屠宰性能、肌肉品質(zhì)和抗氧化功能的影響,解析月桂酸對(duì)肉雞肌肉品質(zhì)調(diào)控的替抗效果,為月桂酸在飼料中的合理應(yīng)用和促進(jìn)肉雞生產(chǎn)高質(zhì)量發(fā)展及食品安全提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

一日齡AA肉仔雞(常州玉成禽苗批發(fā)基地有限公司)、月桂酸(浙江惠嘉生物科技股份有限公司)、金霉素(粉劑,純度20%,浙江萬(wàn)方生物科技有限公司),色差儀(CX0857,ColorFlexEZ,HunterLab)、分光光度計(jì)(T6新世紀(jì),北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)、pH計(jì)(HI99121,Hanna Instruments公司)、酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀(iMark,美國(guó)伯樂(lè)公司)、Prime ScriptTMRealtime PCR kit試劑盒(TaKaRa公司)、RNAiso試劑(TaKaRa公司),總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、總蛋白(total protein,TP)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)、總超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase,T-SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)檢測(cè)試劑盒(南京建成生物工程研究所)。

1.2 試驗(yàn)方法

隨機(jī)選取體重均勻、健康的1日齡AA肉仔雞(公雞)480只,隨機(jī)分為4組,每組8個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)15只雞。分別飼喂基礎(chǔ)飼糧(對(duì)照組)、基礎(chǔ)飼糧添加75 mg·kg-1金霉素(抗生素組)、基礎(chǔ)飼糧添加500 mg·kg-1月桂酸(月桂酸低劑量組;LA500)、基礎(chǔ)飼糧添加1 000 mg·kg-1月桂酸(月桂酸高劑量組;LA1000)的試驗(yàn)飼糧?；A(chǔ)飼糧參照NRC(1994)營(yíng)養(yǎng)需要配制,基礎(chǔ)日糧成分及營(yíng)養(yǎng)成分如表1所示。

表1 基礎(chǔ)飼糧營(yíng)養(yǎng)水平和組成(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air dry basis) %

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)在浙江惠嘉生物科技股份有限公司試驗(yàn)基地進(jìn)行,試驗(yàn)雞飼養(yǎng)于同一雞舍內(nèi),每個(gè)重復(fù)為1籠,全程自由采食和飲水,給予24 h光照(白天自然光照,晚上白熾燈補(bǔ)光),第1周飼養(yǎng)環(huán)境溫度保持在34～36 ℃,之后每周減少2～3 ℃,最終溫度為20 ℃左右,疾病預(yù)防、消毒及免疫接種程序按常規(guī)進(jìn)行。

1.4 樣品采集

試驗(yàn)第42天,從每個(gè)重復(fù)中各選取1只接近平均體重的肉雞屠宰采樣。宰前對(duì)每只雞分別稱(chēng)重并記錄。采用頸靜脈放血屠宰,摘除肝、胰腺、脾、法氏囊和胸腺,除去血液,濾紙吸干,記錄全凈膛重。按黃翠翠等[4]描述的方法測(cè)定肉雞胸肌的肌間脂肪寬和皮下脂肪厚度。采集胸肌樣品用于后續(xù)測(cè)定。

1.5 屠宰性能

屠宰率(%)=(屠體重/宰前體重)×100;全凈膛率(%)=(全凈膛重/宰前體重)×100;胸肌率(%)=(胸肌重/全凈膛重)×100;腹脂率(%)=(肌胃外脂肪重+腹脂重)/全凈膛重×100。

1.6 肉雞胸肌肉品質(zhì)的測(cè)定

1.7 肉雞胸肌常規(guī)化學(xué)成分的測(cè)定

按照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[6-9]描述的方法測(cè)定肉雞胸肌中的粗脂肪(ether extract, EE)、粗蛋白質(zhì)(crude protein, CP)、灰分(ash)和水分(moisture)含量,并計(jì)算肌肉有機(jī)物水平。

1.8 肉雞胸肌抗氧化指標(biāo)的測(cè)定

參考Wang等[10]描述的方法測(cè)定肉雞胸肌T-SOD、GPX和CAT活性,MDA含量和T-AOC。取0.16～0.20 g胸肌于2 mL勻漿管中,向勻漿管中加入適量的鋯珠和9倍體積預(yù)冷的生理鹽水,使用勻漿機(jī)進(jìn)行勻漿,隨后使用離心機(jī)4 000×g、4 ℃離心10 min,取上清液分裝于離心管中,嚴(yán)格依據(jù)試劑盒說(shuō)明書(shū)測(cè)定胸肌中T-AOC(Fe2+還原法)、T-SOD(黃嘌呤氧化酶法)、CAT(鉬酸銨法)、GPX(酶促比色法)和MDA(硫代巴比妥酸法)的水平。

1.9 肉雞胸肌中相關(guān)基因表達(dá)的測(cè)定

參考Guo等[11]描述的方法測(cè)定肉雞胸肌相關(guān)基因表達(dá)量。使用RNAiso試劑進(jìn)行胸肌RNA的提取和洗滌,RNA的純度和濃度使用微量分光光度計(jì)測(cè)定。利用商業(yè)試劑盒Prime ScriptTMRealtime PCR kit進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。目的基因序列從GenBank中獲得,引物利用Primer Premier 5軟件設(shè)計(jì),由杭州擎科梓煕生物技術(shù)有限公司合成所需引物,使用TB Green Premix Ex TaqⅡ進(jìn)行realtime PCR反應(yīng)。采用2-ΔΔCT法計(jì)算基因的相對(duì)表達(dá)量。表2為目的基因引物序列。

1.10 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS軟件(Ver.20.0 for windows, SPSS Inc., Chicago,USA)的單因素方差(One-Way ANOVA)分析和鄧肯氏(Duncan′s)法分別進(jìn)行顯著性分析和多重比較,P<0.05表示差異顯著,結(jié)果用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示。

2 結(jié) 果

2.1 月桂酸對(duì)肉雞屠宰性能的影響

如表3所示,與對(duì)照相比,飼喂高劑量月桂酸的肉雞肌間脂肪寬、全凈膛率、屠宰率和皮下脂肪厚顯著提高(P<0.05),飼喂抗生素的肉雞肌間脂肪寬顯著提高(P<0.05);與抗生素組相比,飼喂高劑量月桂酸的肉雞皮下脂肪厚顯著提高(P<0.05)。

2.2 月桂酸對(duì)肉雞胸肌肉品質(zhì)的影響

如表4所示,與對(duì)照組相比,飼喂低劑量月桂酸顯著提高肉雞胸肌24 h的pH和a*、b*值,降低肉雞胸肌24 h的L*值、48 h的滴水損失和蒸煮損失(P<0.05),飼喂高劑量月桂酸顯著提高了肉雞胸肌24 h的pH和a*、b*值,降低了肉雞胸肌24 h的L*值、48 h的滴水損失和蒸煮損失(P<0.05),飼喂抗生素顯著減小了肉雞胸肌48 h的滴水損失(P<0.05);與抗生素組相比,飼喂低劑量月桂酸提高了肉雞胸肌24 h的a*、b*值,降低了肉雞胸肌24 h的L*值(P<0.05),飼喂高劑量月桂酸提高了肉雞胸肌24 h的pH和a*、b*值,降低了肉雞胸肌24 h的L*值(P<0.05);各組間肉雞胸肌24 h滴水損失、45 min的pH、L*、b*和a*值差異不顯著(P>0.05)。

表2 目的基因引物序列Table 2 Primer sequences of target genes

表3 月桂酸對(duì)肉雞屠宰性能的影響Table 3 Effects of lauric acid on slaughter performance of broilers

2.3 月桂酸對(duì)肉雞胸肌常規(guī)化學(xué)成分的影響

如表5所示,與對(duì)照組相比,飼喂低劑量月桂酸顯著提高了胸肌有機(jī)物、粗脂肪和粗蛋白質(zhì)含量,降低了水分含量(P<0.05);飼喂高劑量月桂酸提高了胸肌粗脂肪含量(P<0.05)。

表4 月桂酸對(duì)肉雞胸肌肉品質(zhì)的影響Table 4 Effects of lauric acid on breast muscle quality of broilers

表5 月桂酸對(duì)肉雞胸肌常規(guī)化學(xué)成分的影響(鮮樣)Table 5 Effects of lauric acid on routine chemical composition of broiler breast muscle (fresh sample) %

2.4 月桂酸對(duì)肉雞胸肌抗氧化指標(biāo)的影響

如表6所示,與對(duì)照組相比,飼喂低劑量月桂酸提高了肉雞胸肌T-AOC(P<0.05),飼喂高劑量月桂酸提高了肉雞胸肌T-AOC和SOD、GPX的活性,降低了肉雞胸肌MDA的含量(P<0.05),飼喂抗生素提高了肉雞胸肌T-AOC(P<0.05);與抗生素組相比,飼喂高劑量月桂酸提高了肉雞胸肌T-AOC(P<0.05)。

2.5 月桂酸對(duì)肉雞胸肌抗氧化基因的影響

如圖1所示,與對(duì)照組相比,飼喂低劑量月桂酸提高了肉雞胸肌SOD1、CAT、GPX1、Nrf2、HO-1的基因表達(dá)量(P<0.05),飼喂高劑量月桂酸提高了肉雞胸肌SOD1、SOD2、Nrf2、CAT、GPX1、HO-1的基因表達(dá)量(P<0.05),飼喂抗生素上調(diào)了肉雞胸肌GPX1的基因表達(dá)量(P<0.05)。

3 討 論

3.1 月桂酸對(duì)肉雞屠宰性能的影響

屠宰性能是衡量產(chǎn)肉經(jīng)濟(jì)性狀的重要指標(biāo)[12]。屠宰率即宰后胴體重量和畜禽活重的比率。屠宰率和全凈膛率是屠宰性能的重要組成部分,屠宰率和全凈膛率越高,肉雞的可食用部分越多。本課題組前期研究表明,在飼糧中添加月桂酸提高了肉雞42 d體重和全期日采食量[1]。Pappula等[13]的試驗(yàn)結(jié)果顯示,月桂酸可以提高肉雞28、42 d體重和日采食量,這與本課題組前期研究結(jié)果相似。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在飼料中添加1 000 mg·kg-1月桂酸能提高肉雞屠宰率、肌間脂肪寬和全凈膛率。這可能是由于月桂酸作為酸化劑,一方面可降低胃腸道pH,抑制有害菌的數(shù)量[14],另一方面,酸度的增加刺激了胃蛋白酶原等相關(guān)消化酶的分泌,促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)成分在機(jī)體的消化[15]。本試驗(yàn)中月桂酸組的效果與抗生素組的效果一致,提示月桂酸可以作為潛在的抗生素替代品,提高肉雞屠宰性能。

表6 月桂酸對(duì)肉雞胸肌抗氧化指標(biāo)的影響Table 6 Effects of lauric acid on antioxidant indices of breast muscle of broilers

3.2 月桂酸對(duì)肉雞胸肌肉品質(zhì)的影響

pH與肌肉系水力、嫩度、顏色和保質(zhì)期相關(guān),是肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,在日糧中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸均能顯著提高胸肌24 h的pH,且與對(duì)照組相比,在日糧中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸肌肉45 min與24 h的pH差值更小,pH更穩(wěn)定。肌肉中肌紅蛋白含量是肉色的決定性因素,肌紅蛋白未與氧結(jié)合前為紫紅色,與氧結(jié)合后呈鮮紅色,肉色越穩(wěn)定意味著肌肉的抗氧化能力越強(qiáng)[17-18]。與對(duì)照組相比,在日糧中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸顯著提高了肉雞胸肌24 h的a*、b*值、降低了24 h的L*值,改善了肉色,且月桂酸組效果顯著優(yōu)于抗生素組。肌肉的系水力與滴水損失和蒸煮損失呈負(fù)相關(guān),系水力高可以減少在冷凍儲(chǔ)藏、運(yùn)輸和烹飪過(guò)程的水分流失[19]。研究表明,系水力的高低與抗氧化能力的強(qiáng)弱有關(guān)[20]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,在日糧中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸均能顯著降低胸肌48 h的滴水損失與蒸煮損失,提高胸肌系水力。De Araújo等[21]研究發(fā)現(xiàn),月桂酸可以降低牛肉的蒸煮損失和L*值,提高a*值,這與本試驗(yàn)結(jié)果相似。

3.3 月桂酸對(duì)肉雞胸肌常規(guī)化學(xué)成分的影響

肌肉營(yíng)養(yǎng)成分是影響肉質(zhì)的主要因素[22]。通常肌肉的蛋白質(zhì)含量越高,表明營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高;因肌肉的多汁性和味道受脂肪含量的直接影響,所以高含量的粗脂肪,對(duì)應(yīng)的肌肉香醇性較好[23]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,在日糧中添加500 mg·kg-1月桂酸能顯著提高肉雞胸肌有機(jī)物含量,在日糧中添加1 000 mg·kg-1月桂酸可顯著提高肉雞胸肌有機(jī)物和粗脂肪含量。這可能是由于中鏈脂肪酸(己酸、辛酸、葵酸和月桂酸混合)可增加肉雞小腸絨毛的長(zhǎng)度,提高消化吸收的能力[24],從而促進(jìn)了有機(jī)物與粗脂肪的累積。本試驗(yàn)中月桂酸組的肉雞肌肉營(yíng)養(yǎng)成分含量?jī)?yōu)于抗生素組,提示月桂酸可以作為潛在抗生素替代品,改善胸肌營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成。

3.4 月桂酸對(duì)肉雞胸肌抗氧化能力的影響

在畜禽生產(chǎn)中,提高肉雞的抗氧化能力是改善肉雞肌肉品質(zhì)的重要途徑之一[25]。許多研究報(bào)道,富含中鏈脂肪酸的植物油可以提高動(dòng)物的抗氧化能力[26]。動(dòng)物利用體內(nèi)的抗氧化酶,清除在消耗氧氣過(guò)程中產(chǎn)生的活性自由基等有害中間體,以確保機(jī)體穩(wěn)態(tài)[27]。T-AOC反映生物體產(chǎn)生自由基與清除自由基的動(dòng)態(tài)平衡情況,代表生物體的整體抗氧化能力,SOD能夠催化自由基發(fā)生歧化反應(yīng),清除體內(nèi)過(guò)多的超氧陰離子(O2-),抑制氧自由基級(jí)聯(lián)反應(yīng)[28]。MDA含量可反映生物體脂質(zhì)過(guò)氧化的程度,是反映機(jī)體潛在抗氧化能力的重要指標(biāo)[29]。GPX是抗氧化系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一,在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)、清除自由基和減少氧化損傷等方面起著重要的作用[30]。本研究表明,在日糧中添加500 mg·kg-1月桂酸只提高了肉雞胸肌T-AOC的水平,在日糧中添加1 000 mg·kg-1月桂酸提高了肉雞胸肌SOD、T-AOC、GPX的水平,降低了肉雞胸肌MDA的含量。Ullah等[31]研究發(fā)現(xiàn),日糧添加月桂酸可以降低黑鯛的MDA含量,這與本試驗(yàn)結(jié)果相似。研究指出,中鏈脂肪酸(辛酸、葵酸)是選擇性過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR) γ的激活劑和PanPPAR部分激動(dòng)劑,可減少活性氧的生成,從而提高機(jī)體抗氧化能力[32]。研究表明,月桂酸具有一定的還原性,可清除羥基自由基的活性,提高抗氧化能力[33]。本試驗(yàn)中LA500的效果與抗生素組的效果一致,LA1000組肉雞抗氧化狀態(tài)優(yōu)于抗生素組。

3.5 月桂酸對(duì)肉雞胸肌抗氧化相關(guān)基因表達(dá)的影響

Keap1/Nrf2信號(hào)通路是調(diào)節(jié)機(jī)體氧化還原反應(yīng)的經(jīng)典途徑,可被內(nèi)/外源性刺激誘導(dǎo),在減少細(xì)胞因氧化應(yīng)激損傷引起的凋亡和維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡方面發(fā)揮重要作用[34]。Keap1/Nrf2信號(hào)通路可調(diào)控多種抗氧化酶基因和Ⅱ相解毒酶的表達(dá),這些酶在各種細(xì)胞器和亞細(xì)胞群中共同參與代謝反應(yīng)[35]。SOD2介導(dǎo)的線粒體內(nèi)超氧陰離子向過(guò)氧化氫的轉(zhuǎn)化促進(jìn)了過(guò)氧化氫從線粒體基質(zhì)中釋放,阻止了氧自由基在能量產(chǎn)生部位的堆積[36]。HO-1是Keap1/Nrf2信號(hào)通路中發(fā)揮功能的主要酶,通過(guò)中和體內(nèi)過(guò)量的亞鐵血紅素來(lái)緩解氧化應(yīng)激[37]。GPX基因表達(dá)產(chǎn)物為谷胱甘肽過(guò)氧化物酶,還原性谷胱甘肽可以催化還原過(guò)氧化物和H2O2,從而保護(hù)細(xì)胞及脂質(zhì)體、蛋白質(zhì)和DNA等敏感生物分子免受氧自由基損傷[38]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在日糧中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸均能上調(diào)肉雞胸肌SOD1、CAT、GPX1、Nrf2、HO-1的基因表達(dá)量,提高了抗氧化能力,與本試驗(yàn)中抗氧化酶活性結(jié)果相符合,提示月桂酸可能通過(guò)激活Nrf2信號(hào)通路,進(jìn)而提高SOD、T-AOC、GPX的活性,增加機(jī)體抗氧化能力,改善肌肉品質(zhì)。

4 結(jié) 論

本研究表明,月桂酸能夠提高肉雞屠宰性能、胸肌肉品質(zhì)和抗氧化功能,改善胸肌的養(yǎng)分沉積,激活Nrf2信號(hào)通路相關(guān)基因表達(dá),且效果優(yōu)于抗生素,可以作為抗生素替代品,本試驗(yàn)條件下,日糧添加月桂酸水平為1 000 mg·kg-1時(shí)為佳。