改良豆粕對婺農(nóng)土雞骨骼代謝及腸道酶活性的影響

朱單瓅, 張曉菲, 肖佳敏, 李春俁, 白曉文, 陸錦灝, 李珍妮, 朱怡杰, 岑 锎, 劉宏緣, 劉 鵬

(1.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 農(nóng)學(xué)院, 浙江 金華 321017; 2.浙江師范大學(xué) 植物學(xué)實(shí)驗(yàn)室, 浙江 金華 321004)

0 引言

【研究意義】土雞是本地雞的代稱,常放養(yǎng)于山野林間并輔以粗飼料喂養(yǎng),具有綠色無公害的特質(zhì),頗受消費(fèi)者青睞。但由于土雞養(yǎng)殖缺乏飼料營養(yǎng)配比標(biāo)準(zhǔn)及飼養(yǎng)管理不健全等問題,其營養(yǎng)性與適口性不盡人意。大豆異黃酮(SI)是豆科植物產(chǎn)生的多酚類化合物,具有促生長、增強(qiáng)免疫力以及提高蛋白質(zhì)合成效率等多種功能,將其添加于飼料中能夠有效提高禽畜的生產(chǎn)及生理性能[1]。豆粕是傳統(tǒng)雞飼料中的重要組成部分,其中的結(jié)合型大豆異黃酮(SI)需要被水解為苷元才能發(fā)揮效用[2]。β-葡萄糖苷酶可將豆粕中的結(jié)合型大豆異黃酮水解成游離型苷元[3]。探究改良豆粕對婺農(nóng)土雞骨骼代謝及腸道酶活的影響,對婺農(nóng)土雞的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】劉敏燕[4]研究發(fā)現(xiàn),在三黃雞的日糧中添加不同水平的維生素E能有效提高其生產(chǎn)性能并改善肉質(zhì),還可提高α-生育酚含量并調(diào)控脂質(zhì)代謝的相關(guān)基因。趙英虎等[5]研究表明,添加0.2%的復(fù)合鎂制劑可有效提升肉雞的飼料利用率,并顯著提升飼料的轉(zhuǎn)化率。QIAN等[6]研究表明,β-葡萄糖苷酶能促進(jìn)消化,蛋白質(zhì)在總消化道中的表觀消化率顯著提高9.02%,脂肪在總消化道中的表觀消化率極顯著提高7.40%。周振雷等[7]研究發(fā)現(xiàn),將大豆異黃酮添加在日糧中能有效提高蛋雞產(chǎn)蛋后期的血漿鈣和降鈣素水平。那曉琳等[8]研究表明,卵巢摘除的患骨質(zhì)疏松癥大鼠在補(bǔ)充大豆異黃酮后,其股骨密度增大。馬學(xué)會等[9]研究表明,蛋雞飼料中補(bǔ)加大豆異黃酮,其產(chǎn)蛋后期的蛋殼品質(zhì)顯著提高,血清鈣總含量提高,血清堿性磷酸酶活性降低,骨密度增大。錢利純[10]報道,β-葡萄糖苷酶活性在雞腸道中的活性變化與腸道內(nèi)pH差異有關(guān),其小腸內(nèi)pH為6.0左右時,β-葡萄糖苷酶的活性僅為pH 4.5時的1/3。朱單瓅等[11]研究表明,改良豆粕可改善婺農(nóng)土雞機(jī)體細(xì)胞氧化脅迫,促進(jìn)其生長發(fā)育并提高機(jī)體抗氧化能力。【研究切入點(diǎn)】鮮見改良豆粕對婺農(nóng)土雞骨骼代謝及腸道酶活性影響的研究報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】探明添加β-葡萄糖苷酶水解豆粕按不同比例替換基礎(chǔ)日糧(未水解豆粕)對婺農(nóng)土雞骨骼代謝及腸道酶活性影響,以期為土雞功能飼料的開發(fā)與應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試雞 選取生長體型適中及性狀優(yōu)良的婺農(nóng)土雞160只,由金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院動物養(yǎng)護(hù)疾病診治實(shí)訓(xùn)中心提供。

1.1.2 試劑 鈣測試盒和無機(jī)磷測試盒,以及胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶測試盒,均采購自南京建成生物工程研究所。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計 160只婺農(nóng)土雞隨機(jī)分為4個組,每個組按不同比例添加β-葡萄糖苷酶水解豆粕替換基礎(chǔ)日糧(未水解豆粕)為1個處理,共計4個處理(CK、T1～T3,其中,T1、T2和T3分別在基礎(chǔ)日糧中添加 1%、2%和 4%的提取酶液)。CK,基礎(chǔ)日糧(即全部未替換);T1,加酶水解豆粕替換1/3基礎(chǔ)日糧;T2,加酶水解豆粕替換2/3基礎(chǔ)日糧;T3,加酶水解豆粕100%替換基礎(chǔ)日糧。每處理4次重復(fù),每次重復(fù)10只雞。試驗(yàn)期5個月,采取網(wǎng)上平養(yǎng)法,自由飲水、采食,定時通風(fēng)換氣。

1.2.2β-葡萄糖苷酶粗酶液的制備 挑取平板培養(yǎng)基上的黑曲霉孢子,將其均勻接種固定在種子培養(yǎng)基瓶中,置于30 ℃、180 r/min 的搖床中進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。擴(kuò)大培養(yǎng)24 h后,吸取1.5 mL培養(yǎng)液-菌液混合物接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中,搖床振蕩培養(yǎng)48 h。用紗布濾去菌體得到發(fā)酵液,發(fā)酵液在4 ℃、10 000 r/min離心10 min后收集上清液,得到β-葡萄糖苷酶粗酶液,置于4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 指標(biāo)測定

1) 腸道酶活性。參照NY/T 823-2020[12]要求,在飼養(yǎng)結(jié)束后,稱重并選擇CK和生長性能顯著優(yōu)于CK的替換比例處理土雞屠宰后取腸道(十二指腸、空腸、回腸)內(nèi)容物樣品,進(jìn)行稱量和指標(biāo)測定。采用p-NPG底物法測定腸道β-葡萄糖苷酶酶活[13-14],考馬斯亮藍(lán)法測定反膠束萃取[15]得到β-葡萄糖苷酶酶活[16]。

2) 血清生化指標(biāo)。采樣前雞空腹12 h,用普通采血管翅靜脈采血5 mL,斜置于試管架上,靜置30 min,然后在3 000 r/min離心15 min,取上清液1.0～1.5 mL置于離心管中于-20℃保存,用于檢測血清生化指標(biāo)。采用鈣測試盒測定土雞血清鈣(Ca)含量和無機(jī)磷測試盒測定土雞血清磷(P)含量[17];采用胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶測試盒測定土雞十二指腸酶活性[18]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 22.0的單因素方差分析法和Duncan法計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤,分析顯著性差異(α=0.05);采用Origin 8.5制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 加酶水解豆粕不同比例替換基礎(chǔ)日糧婺農(nóng)土雞血清的鈣(Ca)含量

從圖1看出,21 d和42 d時不同處理婺農(nóng)土雞血清的鈣(Ca)含量均存在差異,42 d時各處理血清Ca含量均高于21 d。21 d:各處理血清Ca含量為2.17～2.29 mmol/L,依次為T1>T2>CK>T3,T1顯著高于CK和T3,T3顯著低于其余處理。42 d:各處理血清Ca含量為2.42～2.53 mmol/L,依次為T1>T2>T3>CK,CK顯著低于T1和T2,T1、T2、T3間差異不顯著。總體看,1/3加酶豆粕替換基礎(chǔ)日糧對婺農(nóng)土雞血清Ca含量促進(jìn)效果最佳。

2.2 加酶水解豆粕不同比例替換基礎(chǔ)日糧婺農(nóng)土雞血清的磷(P)含量

從圖2看出,21 d和42 d時不同處理婺農(nóng)土雞血清的磷(P)含量均存在差異,42 d時各處理血清P含量均低于21 d。21 d:各處理血清P含量為3.24～3.34 mmol/L,依次為CK>T3>T2>T1,各處理間差異不顯著。42 d:各處理血清P含量為2.83～2.93 mmol/L,依次為T1>T2>CK>T3,T1顯著高于T3,T1、T2、CK間和T2、T3、CK間差異均不顯著。總體看,加酶豆粕替換1/3基礎(chǔ)日糧對婺農(nóng)土雞血清P含量的促進(jìn)效果最好。

2.3 婺農(nóng)土雞不同消化階段β-葡萄糖苷酶的活性

從圖3看出,CK不同階段β-葡萄糖苷酶的活性為0～187.26 U/mg,十二指腸階段的酶活性最高,原始飼料酶活性最低;十二指腸的酶活性顯著高于其余階段,飼料原始酶活性顯著低于其余階段,回腸和糞便的酶活性差異不顯著,2個階段的酶活性顯著低于空腸。T2不同階段β-葡萄糖苷酶的活性為445.71～3 060.68 U/mg,十二指腸階段的酶活性最高,飼料原始酶活性最低;十二指腸的酶活性顯著高于其余階段,飼料、回腸和糞便階段的酶活性差異不顯著,均顯著低于空腸。

注:各處理不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

3 討論

鈣(Ca)和磷(P)一般以離子形式存在,血清Ca能有效調(diào)節(jié)動物的新陳代謝[19],參與維持神經(jīng)肌肉興奮性,調(diào)節(jié)激素分泌及構(gòu)成骨骼和牙齒。血清P含量反映動物體內(nèi)骨的代謝狀況,因此對其定量測定可直接了解骨骼的生理代謝變化[20]。P參與能量和核酸代謝,有助于維持膜的完整性,對骨骼和牙齒的生成有重要作用。缺乏P時,動物易出現(xiàn)食欲降低,生長減緩,飼料利用效率和產(chǎn)出效率下降的生理變化。通過在飼糧中添加β-葡萄糖苷酶,并借助其高效水解糖苷鍵的性能,快速分解結(jié)合性大豆異黃酮,提高土雞等動物對大豆異黃酮的利用效率,促進(jìn)代謝,加速骨骼生長。研究結(jié)果表明,21 d和42 d各處理血清Ca含量分別為2.17～2.29 mmol/L和2.42～2.53 mmol/L,依次為T1>T2>CK>T3和T1>T2>T3>CK,42 d時各處理血清Ca含量均高于21 d,21 d時T1顯著高于CK和T3,42 d時CK顯著低于T1和T2;P含量分別為3.24～3.34 mmol/L和2.83～2.93 mmol/L,依次為CK>T3>T2>T1和T1>T2>CK>T3,42 d時各處理血清P含量均低于21 d,21 d時各處理間差異不顯著,42 d時T1顯著高于T3;婺農(nóng)土雞不同消化階段β-葡萄糖苷酶的活性,CK和T2分別為0～187.26 U/mg和445.71～3 060.68 U/mg,均以十二指腸的酶活性最高,飼料原始酶活性最低。42 d時各處理血清Ca含量均高于21 d,可能是由于β-葡萄糖苷酶能夠催化豆粕中的結(jié)合異黃酮分解,促進(jìn)婺農(nóng)土雞吸收飼料中Ca[21]。42 d時各處理血清P含量均低于21 d,是由于在土雞生長過程中,無機(jī)磷鹽既會在儲能過程中產(chǎn)生高能磷酸化合物,也參與糖代謝途徑,通過磷酸化作用生成中間產(chǎn)物,同時由于骨骼的快速生長發(fā)育,大量磷元素會以磷酸鈣鹽的形式聚積在骨骼中[22]。婺農(nóng)土雞不同消化階段以十二指腸的β-葡萄糖苷酶的活性最高,可能是由于β-葡萄糖苷酶能促進(jìn)消化,提高蛋白質(zhì)和脂肪在總消化道中的表觀消化率[6]。血清Ca和P含量在21 d和42 d時的變化與周振雷等[7]的研究結(jié)果相符。β-葡萄糖苷酶通過水解作用將豆粕中的結(jié)合態(tài)大豆異黃酮轉(zhuǎn)化為游離型苷元,從而有效促進(jìn)婺農(nóng)土雞對豆粕中營養(yǎng)成分的消化吸收;通過激發(fā)大豆異黃酮中的雌激素活性,影響內(nèi)分泌系統(tǒng),加速婺農(nóng)土雞體內(nèi)睪酮和垂體生長素(GH)釋放[23],協(xié)助肌蛋白合成,改變脂蛋白比例[24],最終表現(xiàn)為骨骼生長加快。

大豆異黃酮只有在動物雌激素分泌不足時才能發(fā)揮促進(jìn)骨骼代謝作用。該研究選取正常的婺農(nóng)土雞,因此提高大豆異黃酮利用率對婺農(nóng)土雞骨骼生長的影響不大。此外,低濃度β-葡萄糖苷酶對婺農(nóng)土雞的促生長效果顯著;進(jìn)一步提高濃度,反而會引起肉公雞生長速率的下降,可能是由于高濃度的β-葡萄糖苷酶能大量分解結(jié)合型大豆異黃酮,土雞通過腸道吸收的游離型大豆異黃酮增多,而過量的大豆異黃酮則會對其生長代謝和骨骼發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面影響。同時,腸內(nèi)容物的小環(huán)境較復(fù)雜,由于存在多種營養(yǎng)物質(zhì),腸道內(nèi)大豆異黃酮的濃度相對較低,顯著影響β-葡萄糖苷酶的降解效率。同時,由于β-葡萄糖苷酶對底物結(jié)合部位的專一性不強(qiáng),腸內(nèi)容物中存在的其他底物也會對酶與結(jié)合型大豆異黃酮的結(jié)合產(chǎn)生競爭。因此,隨著腸道的蠕動,β-葡萄糖苷酶活性逐漸降低。此外,β-葡萄糖苷酶的酶解作用也會隨著腸道蠕動而逐步下降,說明β-葡萄糖苷酶的酶解作用主要發(fā)生在十二指腸。

4 結(jié)論

β-葡萄糖苷酶水解豆粕不同比例替換基礎(chǔ)日糧均能促進(jìn)婺農(nóng)土雞骨骼代謝,替換1/3基礎(chǔ)日糧對土雞生長的促進(jìn)效果最好,消化過程中β-葡萄糖苷酶在十二指腸的酶活性最高,其酶解作用主要發(fā)生在小腸前端。