月桂酸對肉雞屠宰性能、肌肉品質和抗氧化功能的影響

徐自強,劉金松,孫耀威,史永浩,吳艷萍,張瑞強*

(1.浙江農林大學動物科技學院·動物醫學院 浙江省畜禽綠色生態健康養殖應用技術研究重點實驗室 動物健康 互聯網檢測技術浙江省工程實驗室,杭州 311300;2.惠嘉綠色動物保健品重點農業企業研究院 浙江惠嘉生物科技股份有限公司,安吉 313300)

在過去的幾十年里,抗生素被添加到飼料中以提高家禽的生長性能及防治疾病[1]。但抗生素的濫用,造成了一系列的問題,如耐藥細菌的增加、動物產品中藥物的殘留、環境污染等,不僅嚴重威脅著食品安全,還提高了人類生存風險[1]。從2020年7月1日開始,中國已禁止促生長類抗菌藥物添加劑(除中草藥外)添加在動物飼料中,因此,安全、高效的綠色抗生素替代品受到行業內廣泛關注[2]。

月桂酸(LA)是一種初級中鏈脂肪酸(MCFAs),含有12個碳原子,存在于多種天然產品中,在椰子油、棕櫚仁和咖啡籽中含量豐富[3]。月桂酸對動物的生理活動有積極影響,如:調節新陳代謝、增強免疫能力等[3]。近年來,中鏈脂肪酸已逐漸被用作飼料補充劑,用來改善腸道菌群結構,調節腸道pH,促進動物生長,進而改善動物性食品的質量[3]。本團隊前期研究發現,飼料中添加月桂酸能夠顯著增加家禽的采食量,促進腸道發育和營養吸收,改善動物生長性能[1]。但關于月桂酸調控肉雞的屠宰性能和肌肉品質的研究鮮見報道。本研究以AA肉雞為試驗對象,通過在飼料中添加抗生素或不同劑量月桂酸,研究其對肉雞屠宰性能、肌肉品質和抗氧化功能的影響,解析月桂酸對肉雞肌肉品質調控的替抗效果,為月桂酸在飼料中的合理應用和促進肉雞生產高質量發展及食品安全提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

一日齡AA肉仔雞(常州玉成禽苗批發基地有限公司)、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%,浙江萬方生物科技有限公司),色差儀(CX0857,ColorFlexEZ,HunterLab)、分光光度計(T6新世紀,北京普析通用儀器有限責任公司)、pH計(HI99121,Hanna Instruments公司)、酶聯免疫檢測儀(iMark,美國伯樂公司)、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)、過氧化氫酶(catalase,CAT)檢測試劑盒(南京建成生物工程研究所)。

1.2 試驗方法

隨機選取體重均勻、健康的1日齡AA肉仔雞(公雞)480只,隨機分為4組,每組8個重復,每個重復15只雞。分別飼喂基礎飼糧(對照組)、基礎飼糧添加75 mg·kg-1金霉素(抗生素組)、基礎飼糧添加500 mg·kg-1月桂酸(月桂酸低劑量組;LA500)、基礎飼糧添加1 000 mg·kg-1月桂酸(月桂酸高劑量組;LA1000)的試驗飼糧。基礎飼糧參照NRC(1994)營養需要配制,基礎日糧成分及營養成分如表1所示。

表1 基礎飼糧營養水平和組成(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air dry basis) %

1.3 飼養管理

試驗在浙江惠嘉生物科技股份有限公司試驗基地進行,試驗雞飼養于同一雞舍內,每個重復為1籠,全程自由采食和飲水,給予24 h光照(白天自然光照,晚上白熾燈補光),第1周飼養環境溫度保持在34～36 ℃,之后每周減少2～3 ℃,最終溫度為20 ℃左右,疾病預防、消毒及免疫接種程序按常規進行。

1.4 樣品采集

試驗第42天,從每個重復中各選取1只接近平均體重的肉雞屠宰采樣。宰前對每只雞分別稱重并記錄。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測定。

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 肉雞胸肌肉品質的測定

1.7 肉雞胸肌常規化學成分的測定

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

1.8 肉雞胸肌抗氧化指標的測定

參考Wang等[10]描述的方法測定肉雞胸肌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倍體積預冷的生理鹽水,使用勻漿機進行勻漿,隨后使用離心機4 000×g、4 ℃離心10 min,取上清液分裝于離心管中,嚴格依據試劑盒說明書測定胸肌中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 肉雞胸肌中相關基因表達的測定

參考Guo等[11]描述的方法測定肉雞胸肌相關基因表達量。使用RNAiso試劑進行胸肌RNA的提取和洗滌,RNA的純度和濃度使用微量分光光度計測定。利用商業試劑盒Prime ScriptTMRealtime PCR kit進行反轉錄。目的基因序列從GenBank中獲得,引物利用Primer Premier 5軟件設計,由杭州擎科梓煕生物技術有限公司合成所需引物,使用TB Green Premix Ex TaqⅡ進行realtime PCR反應。采用2-ΔΔCT法計算基因的相對表達量。表2為目的基因引物序列。

1.10 統計分析

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)法分別進行顯著性分析和多重比較,P<0.05表示差異顯著,結果用平均值和標準誤(SEM)表示。

2 結 果

2.1 月桂酸對肉雞屠宰性能的影響

如表3所示,與對照相比,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 月桂酸對肉雞胸肌肉品質的影響

如表4所示,與對照組相比,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 月桂酸對肉雞胸肌常規化學成分的影響

如表5所示,與對照組相比,飼喂低劑量月桂酸顯著提高了胸肌有機物、粗脂肪和粗蛋白質含量,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 月桂酸對肉雞胸肌肉品質的影響Table 4 Effects of lauric acid on breast muscle quality of broilers

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

2.4 月桂酸對肉雞胸肌抗氧化指標的影響

如表6所示,與對照組相比,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 月桂酸對肉雞胸肌抗氧化基因的影響

如圖1所示,與對照組相比,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的基因表達量(P<0.05),飼喂抗生素上調了肉雞胸肌GPX1的基因表達量(P<0.05)。

3 討 論

3.1 月桂酸對肉雞屠宰性能的影響

屠宰性能是衡量產肉經濟性狀的重要指標[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]的試驗結果顯示,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果相似。本試驗發現,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,抑制有害菌的數量[14],另一方面,酸度的增加刺激了胃蛋白酶原等相關消化酶的分泌,促進了營養成分在機體的消化[15]。本試驗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 月桂酸對肉雞胸肌抗氧化指標的影響Table 6 Effects of lauric acid on antioxidant indices of breast muscle of broilers

3.2 月桂酸對肉雞胸肌肉品質的影響

pH與肌肉系水力、嫩度、顏色和保質期相關,是肉品質的重要指標之一[16]。本試驗結果表明,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,肌紅蛋白未與氧結合前為紫紅色,與氧結合后呈鮮紅色,肉色越穩定意味著肌肉的抗氧化能力越強[17-18]。與對照組相比,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于抗生素組。肌肉的系水力與滴水損失和蒸煮損失呈負相關,系水力高可以減少在冷凍儲藏、運輸和烹飪過程的水分流失[19]。研究表明,系水力的高低與抗氧化能力的強弱有關[20]。本試驗結果表明,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]研究發現,月桂酸可以降低牛肉的蒸煮損失和L*值,提高a*值,這與本試驗結果相似。

3.3 月桂酸對肉雞胸肌常規化學成分的影響

肌肉營養成分是影響肉質的主要因素[22]。通常肌肉的蛋白質含量越高,表明營養價值越高;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,對應的肌肉香醇性較好[23]。本試驗結果顯示,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度,提高消化吸收的能力[24],從而促進了有機物與粗脂肪的累積。本試驗中月桂酸組的肉雞肌肉營養成分含量優于抗生素組,提示月桂酸可以作為潛在抗生素替代品,改善胸肌營養物質組成。

3.4 月桂酸對肉雞胸肌抗氧化能力的影響

在畜禽生產中,提高肉雞的抗氧化能力是改善肉雞肌肉品質的重要途徑之一[25]。許多研究報道,富含中鏈脂肪酸的植物油可以提高動物的抗氧化能力[26]。動物利用體內的抗氧化酶,清除在消耗氧氣過程中產生的活性自由基等有害中間體,以確保機體穩態[27]。T-AOC反映生物體產生自由基與清除自由基的動態平衡情況,代表生物體的整體抗氧化能力,SOD能夠催化自由基發生歧化反應,清除體內過多的超氧陰離子(O2-),抑制氧自由基級聯反應[28]。MDA含量可反映生物體脂質過氧化的程度,是反映機體潛在抗氧化能力的重要指標[29]。GPX是抗氧化系統的關鍵酶之一,在維持細胞結構、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]研究發現,日糧添加月桂酸可以降低黑鯛的MDA含量,這與本試驗結果相似。研究指出,中鏈脂肪酸(辛酸、葵酸)是選擇性過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR) γ的激活劑和PanPPAR部分激動劑,可減少活性氧的生成,從而提高機體抗氧化能力[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]。本試驗中LA500的效果與抗生素組的效果一致,LA1000組肉雞抗氧化狀態優于抗生素組。

3.5 月桂酸對肉雞胸肌抗氧化相關基因表達的影響

Keap1/Nrf2信號通路是調節機體氧化還原反應的經典途徑,可被內/外源性刺激誘導,在減少細胞因氧化應激損傷引起的凋亡和維持細胞內氧化還原平衡方面發揮重要作用[34]。Keap1/Nrf2信號通路可調控多種抗氧化酶基因和Ⅱ相解毒酶的表達,這些酶在各種細胞器和亞細胞群中共同參與代謝反應[35]。SOD2介導的線粒體內超氧陰離子向過氧化氫的轉化促進了過氧化氫從線粒體基質中釋放,阻止了氧自由基在能量產生部位的堆積[36]。HO-1是Keap1/Nrf2信號通路中發揮功能的主要酶,通過中和體內過量的亞鐵血紅素來緩解氧化應激[37]。GPX基因表達產物為谷胱甘肽過氧化物酶,還原性谷胱甘肽可以催化還原過氧化物和H2O2,從而保護細胞及脂質體、蛋白質和DNA等敏感生物分子免受氧自由基損傷[38]。本試驗發現,在日糧中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸均能上調肉雞胸肌SOD1、CAT、GPX1、Nrf2、HO-1的基因表達量,提高了抗氧化能力,與本試驗中抗氧化酶活性結果相符合,提示月桂酸可能通過激活Nrf2信號通路,進而提高SOD、T-AOC、GPX的活性,增加機體抗氧化能力,改善肌肉品質。

4 結 論

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