熱處理在種蛋貯存期間的商業(yè)化應用

在規(guī)模化種蛋孵化過程中，種蛋的貯存是一個不可忽視、不可回避的關鍵環(huán)節(jié)。較差的貯存條件必將導致孵化率的降低。以往，即使將種蛋貯存在適宜條件下但貯存時間一長，還是必然會給孵化結果帶來重大損失。然而，近期的研究表明上述部分損失是可以避免的。

1 種蛋貯存：是必須經(jīng)受的損失嗎

在商業(yè)化孵化場中，種蛋的貯存是種蛋孵化過程中不可或缺的一個組成部分。首先，種蛋的貯存不可避免，因為商業(yè)化孵化器體積相當大，每臺孵化器能容納1萬枚到多達10萬枚種蛋，而一個繁殖群單日生產(chǎn)的種蛋量不足以放滿整臺孵化器。

使用小型孵化器不是一種理想的選擇，因為不夠經(jīng)濟。其次是市場行情的波動。一方面，種蛋的供應量并不穩(wěn)定，因為繁殖群不得不進行周期性更替。另一方面，客戶對1日齡雛雞的需求每天都會變化，因為客戶下單的數(shù)量和時間會改變，同時因為市場行情多變。

這意味著孵化場需要一個種蛋緩沖區(qū)域。從而讓種蛋在此保存數(shù)日。貯存的目的是在種蛋放入孵化器之前抑制胚胎發(fā)育。

2 實際生產(chǎn)中的種蛋貯存

為了實現(xiàn)抑制種蛋胚發(fā)育的設想，貯存的溫度應處于或低于胚胎發(fā)育的閾值溫度或生理零度。

翻閱文獻可以發(fā)現(xiàn)，生理零度的定義范圍很廣，從19 ℃～20 ℃到29 ℃，并沒有就生理零度的具體數(shù)值形成統(tǒng)一意見，但是根據(jù)經(jīng)驗可知，貯存時間越長，貯存的溫度應該越低；這是為什么種蛋貯存2～3周時，貯存溫度設為10 ℃～12 ℃的原因。

3 長期存放的弊端

眾所周知，種蛋貯存時間超過7 d，孵化率會降低。事實上，種蛋貯存時間越長，孵化率損失就越大。貯存過的種蛋在孵化的第2天和第3天胚胎死亡率更高，而且要花更長的時間完成孵化過程。這導致一些活雛在出雛時會因出殼時間太晚而被淘汰。

孵化率降低是因為種蛋蛋清變質(zhì)和細胞壞死。在胚胎的發(fā)育過程中，活細胞的數(shù)目和其所處微環(huán)境的pH可能會影響貯存期和孵化早期胚胎的存活率，因而對最終的孵化率來說很重要。隨著貯存期的延長，胚胎細胞有絲分裂數(shù)增加（在分裂中期被阻斷并在貯存期間死亡），壞死指數(shù)上升。貯存種蛋的胚胎細胞發(fā)生有絲分裂的起始溫度是20 ℃或 20 ℃以下，為了長時間貯存種蛋，存放溫度應低于20 ℃（10 ℃～15 ℃），從而抑制這種細胞活動。

另外，蛋清pH和蛋清黏度的改變也可能是影響胚胎存活率的重要因素。胚胎一側與蛋黃直接相連（蛋黃pH為6），另外一側與蛋清的厚層部分（貯存超過4 d后pH在9左右）相鄰。

蛋清與蛋黃之間在pH上的差異是跨卵黃膜特殊轉運功能所必需的，但由于貯存時間的延長，延長了胚胎與高pH水平蛋清的接觸時間，可能會對胚胎有害，因為孵化早期胚胎發(fā)育的最佳pH在7.9到8.4之間。

4 能否挽回孵化率

多項研究探討了減少種蛋長期貯存后孵化率損失的可能性，研究結果不盡相同。Fasenko等（2001）和Lourens（2002）報道稱，熱處理可以降低肉雞種蛋孵化率的損失。

近年來，在貯存種蛋期間甚至是大規(guī)模孵化試驗中應用熱處理成功減少種蛋孵化率損失的報道越來越多。Nicholson（2012）和Aviagen（2014）經(jīng)過34項試驗表明，應用1次或多次熱處理能夠提高長期貯存的種蛋（羅斯308和羅斯708種雞蛋）的孵化率。

圖1顯示了孵化率提升的可能性隨貯存時間的延長而提高。相似的結果在蛋雞種蛋上也可見到：Schulte-Druggelte（2014）將產(chǎn)自商用羅曼白來航祖代（Lohmann White Leghorns，LSL）的種蛋貯存20 d，在貯存的第1天進行6 h的熱處理，結果孵化率提高了11.5 %。

5 生物學背景

需要對熱處理背后的生物學原理進行細致研究，以便弄清為什么該方法能夠部分恢復種蛋因保存而損失的孵化率以及該方法的局限性。眾所周知，胚胎在產(chǎn)蛋時（蛋產(chǎn)下的時刻）所處的發(fā)育階段各不相同，并且可能因品系以及親本產(chǎn)蛋時的日齡不同而有所差異。

這可能是基因決定的細胞早期分裂和發(fā)育速度的一個直接作用，或可能與種蛋通過輸卵管時的時間和/或體溫間接相關。

事實上，家禽胚胎在輸卵管漏斗部受精后就立即開始發(fā)育，并在接下來24 h～26 h的蛋白沉積與蛋殼包裹過程中繼續(xù)進行。有報道稱，產(chǎn)蛋時處于原腸胚前期的胚胎與處于原腸胚階段的胚胎相比更不能經(jīng)受長時間的貯存。

因此，貯存前的孵化能夠提高長期貯存胚胎的孵化率，因其可促進胚胎進入內(nèi)胚層形成完畢（據(jù)Eyal-Giladi所述處于Ⅻ期）的發(fā)育階段。

然而，如果胚胎發(fā)育已經(jīng)展開，且胚胎已經(jīng)開始形成原條（ⅩⅢ期或超過ⅩⅢ期），實際上預貯存前的孵化對胚胎可能是有害的，因為這將把胚胎帶入原條形成階段的更晚期——活化細胞遷移與分化階段，而在此階段進行貯存會阻礙胚胎發(fā)育的關鍵進程。

因此，存在一個“未恢復節(jié)點”，一旦處于這一節(jié)點，胚胎的發(fā)育就不能再被中止。

貯存前的孵化和長時間貯存過程中周期性進行熱處理或短期孵化必須加以明確區(qū)分，不過這兩個熱處理是相互聯(lián)系的。在貯存期此所謂的亞閾值溫度上，胚胎可能會出現(xiàn)某些部位的發(fā)育，但不是整個或成比例的發(fā)育。在這些早期胚胎中，不同的細胞或組織有不同的發(fā)育閾值溫度，導致發(fā)育的不均衡或不成比例。

如果這種不成比例的發(fā)育持續(xù)過久，可能會影響胚胎的成活力，從而也會影響孵化率。在長時間貯存期間進行定期加熱能夠糾正發(fā)育的不一致性，并確保所有組織按比例進行均勻發(fā)育。

然而，這種技術可能會與產(chǎn)蛋時和種蛋貯存開始時的雞胚發(fā)育階段相互影響；當貯存時雞胚發(fā)育過度（如發(fā)育超過了ⅩⅢ期），這可能會不利于胚胎今后的發(fā)育；（貯存期間的）定期加熱與之類似，貯存太久，定期加熱會使胚胎發(fā)育錯過最佳發(fā)育階段（原腸胚晚期）。

6 商業(yè)化應用

實現(xiàn)這種處理的潛力已經(jīng)成為業(yè)界和設備制造商所面臨的挑戰(zhàn)。研究人員在商業(yè)和研究領域均進行了無數(shù)次的努力以利用該原理實現(xiàn)一致的提高，但兩個領域都報道了多種結果。顯然，不當?shù)奶幚眍l率輕則帶來有限的提高，重則使胚胎發(fā)育超越了“未恢復節(jié)點”，結果帶來毀滅性后果。

同樣重要的是處理參與數(shù)，特別是絕對溫度和過渡時期的持續(xù)時間。過度處理，如種蛋加熱過快或處于過高溫的時間過長，會讓胚胎發(fā)育超越“未恢復節(jié)點”。

這意味著胚胎發(fā)育已經(jīng)超過了ⅩⅢ期，且胚胎發(fā)育已經(jīng)再也不能被中止。將這些種蛋放回到冰冷的蛋庫會對胚胎的成活力造成不良的影響。

Aviagen進行的一項調(diào)查已經(jīng)在確定最佳溫度、時間和貯存時熱處理的操作溫度范圍等方面取得了重大進展。很明顯，為了在孵化率和出雛后生產(chǎn)性能上獲得穩(wěn)定的提高，孵化器的主要參數(shù)需要得到精確的控制。

獲得適宜的蛋殼溫度至關重要。種蛋需加熱到蛋殼溫度高于 32 ℃；然而，如果將種蛋溫度長時間保持在32 ℃以上會給孵化率造成不利影響。處理過程中另一重要因素是加熱階段與冷卻階段。

為此，Petersime公司研制了一種專門用于種蛋貯存期間進行熱處理的孵化器，配備了OvoScan專利技術，該技術能夠精確監(jiān)控整個熱處理過程中蛋殼的溫度。這款孵化器可以產(chǎn)生一個精確、可控和一致的加熱和冷卻階段，因為這對熱處理結果的一致性至關重要。在實際生產(chǎn)中，貯存期間定期進行熱處理對孵化場員工來說是非常耗時的。運用Petersime公司的熱處理專用孵化器，可以在貯存過程中自動完成這些處理步驟。所需溫度變化曲線可完全由孵化場負責人提前設置完成，并由OvoScan技術控制整個孵化周期的流程。Petersime公司已經(jīng)對能容納57 500枚種蛋的熱處理專用孵化箱進行了多次大規(guī)模試驗。第一階段，試驗采用祖代種蛋，在蛋殼溫度控制、整個孵化箱的溫度均一性、升溫和降溫階段的平穩(wěn)性以及孵化率恢復方面均取得了成功。在孵化過程上，整個處理周期的內(nèi)部溫度按照蛋殼溫度進行控制。

第二階段，試驗在商品代肉雞場進行。在這些試驗中，記錄孵化率、雛雞質(zhì)量和出雛后生產(chǎn)性能數(shù)據(jù)并進行分析。最初調(diào)查的熱處理試驗獲得了不一致的結果，但最終得出了最佳的參數(shù)配置。

根據(jù)已確定的參數(shù)，研究人員啟動了一系列試驗，試驗中對來源相同的種蛋施加不同的處理：半數(shù)種蛋貯存3 d后進行孵化，其余一半種蛋用熱處理并在貯存 12 d后進行孵化。試驗總共進行了4次，結果孵化率均無損失（±0.2 %），而且出雛數(shù)據(jù)無顯著差異（圖2）。

一系列同類試驗對貯存15 d的種蛋進行了進入的研究，并得到了類似的結果（圖3）。這驗證了熱處理方法在提高長期貯存種蛋孵化率上的巨大潛力。進一步的最優(yōu)化試驗正在進行中，研究延長貯存期和早期處理對出雛后生產(chǎn)性能的影響。

7 結論

貯存種蛋是商業(yè)化種蛋孵化過程中的必然做法。種蛋產(chǎn)量和成品的產(chǎn)量不可能同步，這往往會帶來巨大損失。種蛋貯存期間進行的熱處理可以顯著縮小這些后勤偏差上的差異。毫無疑問，這一方法在挽回貯存種蛋孵化率上有巨大的潛力，且甚至能夠提高雛雞出雛后的生產(chǎn)性能。

最初的一系列生產(chǎn)性試驗表明，為了取得一定程度的好處，所需要的運行參數(shù)范圍相對較寬，然而，要取得最佳的提升需要大大縮小參數(shù)的范圍。

增加種蛋貯存環(huán)節(jié)，負責人需要盡量縮小孵化場內(nèi)空間的占用，顯然，有必要配備一臺專門化、高精確度且擁有實用性容量的設備。關鍵是要能精確、穩(wěn)定地控制主要孵化參數(shù)，因為該控制技術應用不當將產(chǎn)生不良的結果，甚至可能招致重大損失。

精確測量與控制孵化器中種蛋蛋殼溫度，以及控制種蛋均衡升溫和降溫，是獲得種蛋長期貯存后孵化率穩(wěn)定、有效提高的關鍵。

原題名：Commercial application of heat treatment during egg storage （英文）

原作者：Roger Banwell、Eddy Decuypere和Rudy Verhelst （比利時Petersime公司）