月桂酸对肉鸡屠宰性能、肌肉品质和抗氧化功能的影响

徐自强,刘金松,孙耀威,史永浩,吴艳萍,张瑞强*

(1.浙江农林大学动物科技学院·动物医学院 浙江省畜禽绿色生态健康养殖应用技术研究重点实验室 动物健康 互联网检测技术浙江省工程实验室,杭州 311300;2.惠嘉绿色动物保健品重点农业企业研究院 浙江惠嘉生物科技股份有限公司,安吉 313300)

在过去的几十年里,抗生素被添加到饲料中以提高家禽的生长性能及防治疾病[1]。但抗生素的滥用,造成了一系列的问题,如耐药细菌的增加、动物产品中药物的残留、环境污染等,不仅严重威胁着食品安全,还提高了人类生存风险[1]。从2020年7月1日开始,中国已禁止促生长类抗菌药物添加剂(除中草药外)添加在动物饲料中,因此,安全、高效的绿色抗生素替代品受到行业内广泛关注[2]。

月桂酸(LA)是一种初级中链脂肪酸(MCFAs),含有12个碳原子,存在于多种天然产品中,在椰子油、棕榈仁和咖啡籽中含量丰富[3]。月桂酸对动物的生理活动有积极影响,如:调节新陈代谢、增强免疫能力等[3]。近年来,中链脂肪酸已逐渐被用作饲料补充剂,用来改善肠道菌群结构,调节肠道pH,促进动物生长,进而改善动物性食品的质量[3]。本团队前期研究发现,饲料中添加月桂酸能够显著增加家禽的采食量,促进肠道发育和营养吸收,改善动物生长性能[1]。但关于月桂酸调控肉鸡的屠宰性能和肌肉品质的研究鲜见报道。本研究以AA肉鸡为试验对象,通过在饲料中添加抗生素或不同剂量月桂酸,研究其对肉鸡屠宰性能、肌肉品质和抗氧化功能的影响,解析月桂酸对肉鸡肌肉品质调控的替抗效果,为月桂酸在饲料中的合理应用和促进肉鸡生产高质量发展及食品安全提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

一日龄AA肉仔鸡(常州玉成禽苗批发基地有限公司)、月桂酸(浙江惠嘉生物科技股份有限公司)、金霉素(粉剂,纯度20%,浙江万方生物科技有限公司),色差仪(CX0857,ColorFlexEZ,HunterLab)、分光光度计(T6新世纪,北京普析通用仪器有限责任公司)、pH计(HI99121,Hanna Instruments公司)、酶联免疫检测仪(iMark,美国伯乐公司)、Prime ScriptTMRealtime PCR kit试剂盒(TaKaRa公司)、RNAiso试剂(TaKaRa公司),总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、总蛋白(total protein,TP)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)、总超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase,T-SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、过氧化氢酶(catalase,CAT)检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)。

1.2 试验方法

随机选取体重均匀、健康的1日龄AA肉仔鸡(公鸡)480只,随机分为4组,每组8个重复,每个重复15只鸡。分别饲喂基础饲粮(对照组)、基础饲粮添加75 mg·kg-1金霉素(抗生素组)、基础饲粮添加500 mg·kg-1月桂酸(月桂酸低剂量组;LA500)、基础饲粮添加1 000 mg·kg-1月桂酸(月桂酸高剂量组;LA1000)的试验饲粮。基础饲粮参照NRC(1994)营养需要配制,基础日粮成分及营养成分如表1所示。

表1 基础饲粮营养水平和组成(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air dry basis) %

1.3 饲养管理

试验在浙江惠嘉生物科技股份有限公司试验基地进行,试验鸡饲养于同一鸡舍内,每个重复为1笼,全程自由采食和饮水,给予24 h光照(白天自然光照,晚上白炽灯补光),第1周饲养环境温度保持在34～36 ℃,之后每周减少2～3 ℃,最终温度为20 ℃左右,疾病预防、消毒及免疫接种程序按常规进行。

1.4 样品采集

试验第42天,从每个重复中各选取1只接近平均体重的肉鸡屠宰采样。宰前对每只鸡分别称重并记录。采用颈静脉放血屠宰,摘除肝、胰腺、脾、法氏囊和胸腺,除去血液,滤纸吸干,记录全净膛重。按黄翠翠等[4]描述的方法测定肉鸡胸肌的肌间脂肪宽和皮下脂肪厚度。采集胸肌样品用于后续测定。

1.5 屠宰性能

屠宰率(%)=(屠体重/宰前体重)×100;全净膛率(%)=(全净膛重/宰前体重)×100;胸肌率(%)=(胸肌重/全净膛重)×100;腹脂率(%)=(肌胃外脂肪重+腹脂重)/全净膛重×100。

1.6 肉鸡胸肌肉品质的测定

1.7 肉鸡胸肌常规化学成分的测定

按照食品安全国家标准[6-9]描述的方法测定肉鸡胸肌中的粗脂肪(ether extract, EE)、粗蛋白质(crude protein, CP)、灰分(ash)和水分(moisture)含量,并计算肌肉有机物水平。

1.8 肉鸡胸肌抗氧化指标的测定

参考Wang等[10]描述的方法测定肉鸡胸肌T-SOD、GPX和CAT活性,MDA含量和T-AOC。取0.16～0.20 g胸肌于2 mL匀浆管中,向匀浆管中加入适量的锆珠和9倍体积预冷的生理盐水,使用匀浆机进行匀浆,随后使用离心机4 000×g、4 ℃离心10 min,取上清液分装于离心管中,严格依据试剂盒说明书测定胸肌中T-AOC(Fe2+还原法)、T-SOD(黄嘌呤氧化酶法)、CAT(钼酸铵法)、GPX(酶促比色法)和MDA(硫代巴比妥酸法)的水平。

1.9 肉鸡胸肌中相关基因表达的测定

参考Guo等[11]描述的方法测定肉鸡胸肌相关基因表达量。使用RNAiso试剂进行胸肌RNA的提取和洗涤,RNA的纯度和浓度使用微量分光光度计测定。利用商业试剂盒Prime ScriptTMRealtime PCR kit进行反转录。目的基因序列从GenBank中获得,引物利用Primer Premier 5软件设计,由杭州擎科梓煕生物技术有限公司合成所需引物,使用TB Green Premix Ex TaqⅡ进行realtime PCR反应。采用2-ΔΔCT法计算基因的相对表达量。表2为目的基因引物序列。

1.10 统计分析

使用SPSS软件(Ver.20.0 for windows, SPSS Inc., Chicago,USA)的单因素方差(One-Way ANOVA)分析和邓肯氏(Duncan′s)法分别进行显著性分析和多重比较,P<0.05表示差异显著,结果用平均值和标准误(SEM)表示。

2 结 果

2.1 月桂酸对肉鸡屠宰性能的影响

如表3所示,与对照相比,饲喂高剂量月桂酸的肉鸡肌间脂肪宽、全净膛率、屠宰率和皮下脂肪厚显著提高(P<0.05),饲喂抗生素的肉鸡肌间脂肪宽显著提高(P<0.05);与抗生素组相比,饲喂高剂量月桂酸的肉鸡皮下脂肪厚显著提高(P<0.05)。

2.2 月桂酸对肉鸡胸肌肉品质的影响

如表4所示,与对照组相比,饲喂低剂量月桂酸显著提高肉鸡胸肌24 h的pH和a*、b*值,降低肉鸡胸肌24 h的L*值、48 h的滴水损失和蒸煮损失(P<0.05),饲喂高剂量月桂酸显著提高了肉鸡胸肌24 h的pH和a*、b*值,降低了肉鸡胸肌24 h的L*值、48 h的滴水损失和蒸煮损失(P<0.05),饲喂抗生素显著减小了肉鸡胸肌48 h的滴水损失(P<0.05);与抗生素组相比,饲喂低剂量月桂酸提高了肉鸡胸肌24 h的a*、b*值,降低了肉鸡胸肌24 h的L*值(P<0.05),饲喂高剂量月桂酸提高了肉鸡胸肌24 h的pH和a*、b*值,降低了肉鸡胸肌24 h的L*值(P<0.05);各组间肉鸡胸肌24 h滴水损失、45 min的pH、L*、b*和a*值差异不显著(P>0.05)。

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

表3 月桂酸对肉鸡屠宰性能的影响Table 3 Effects of lauric acid on slaughter performance of broilers

2.3 月桂酸对肉鸡胸肌常规化学成分的影响

如表5所示,与对照组相比,饲喂低剂量月桂酸显著提高了胸肌有机物、粗脂肪和粗蛋白质含量,降低了水分含量(P<0.05);饲喂高剂量月桂酸提高了胸肌粗脂肪含量(P<0.05)。

表4 月桂酸对肉鸡胸肌肉品质的影响Table 4 Effects of lauric acid on breast muscle quality of broilers

表5 月桂酸对肉鸡胸肌常规化学成分的影响(鲜样)Table 5 Effects of lauric acid on routine chemical composition of broiler breast muscle (fresh sample) %

2.4 月桂酸对肉鸡胸肌抗氧化指标的影响

如表6所示,与对照组相比,饲喂低剂量月桂酸提高了肉鸡胸肌T-AOC(P<0.05),饲喂高剂量月桂酸提高了肉鸡胸肌T-AOC和SOD、GPX的活性,降低了肉鸡胸肌MDA的含量(P<0.05),饲喂抗生素提高了肉鸡胸肌T-AOC(P<0.05);与抗生素组相比,饲喂高剂量月桂酸提高了肉鸡胸肌T-AOC(P<0.05)。

2.5 月桂酸对肉鸡胸肌抗氧化基因的影响

如图1所示,与对照组相比,饲喂低剂量月桂酸提高了肉鸡胸肌SOD1、CAT、GPX1、Nrf2、HO-1的基因表达量(P<0.05),饲喂高剂量月桂酸提高了肉鸡胸肌SOD1、SOD2、Nrf2、CAT、GPX1、HO-1的基因表达量(P<0.05),饲喂抗生素上调了肉鸡胸肌GPX1的基因表达量(P<0.05)。

3 讨 论

3.1 月桂酸对肉鸡屠宰性能的影响

屠宰性能是衡量产肉经济性状的重要指标[12]。屠宰率即宰后胴体重量和畜禽活重的比率。屠宰率和全净膛率是屠宰性能的重要组成部分,屠宰率和全净膛率越高,肉鸡的可食用部分越多。本课题组前期研究表明,在饲粮中添加月桂酸提高了肉鸡42 d体重和全期日采食量[1]。Pappula等[13]的试验结果显示,月桂酸可以提高肉鸡28、42 d体重和日采食量,这与本课题组前期研究结果相似。本试验发现,在饲料中添加1 000 mg·kg-1月桂酸能提高肉鸡屠宰率、肌间脂肪宽和全净膛率。这可能是由于月桂酸作为酸化剂,一方面可降低胃肠道pH,抑制有害菌的数量[14],另一方面,酸度的增加刺激了胃蛋白酶原等相关消化酶的分泌,促进了营养成分在机体的消化[15]。本试验中月桂酸组的效果与抗生素组的效果一致,提示月桂酸可以作为潜在的抗生素替代品,提高肉鸡屠宰性能。

表6 月桂酸对肉鸡胸肌抗氧化指标的影响Table 6 Effects of lauric acid on antioxidant indices of breast muscle of broilers

3.2 月桂酸对肉鸡胸肌肉品质的影响

pH与肌肉系水力、嫩度、颜色和保质期相关,是肉品质的重要指标之一[16]。本试验结果表明,在日粮中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸均能显著提高胸肌24 h的pH,且与对照组相比,在日粮中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸肌肉45 min与24 h的pH差值更小,pH更稳定。肌肉中肌红蛋白含量是肉色的决定性因素,肌红蛋白未与氧结合前为紫红色,与氧结合后呈鲜红色,肉色越稳定意味着肌肉的抗氧化能力越强[17-18]。与对照组相比,在日粮中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸显著提高了肉鸡胸肌24 h的a*、b*值、降低了24 h的L*值,改善了肉色,且月桂酸组效果显著优于抗生素组。肌肉的系水力与滴水损失和蒸煮损失呈负相关,系水力高可以减少在冷冻储藏、运输和烹饪过程的水分流失[19]。研究表明,系水力的高低与抗氧化能力的强弱有关[20]。本试验结果表明,在日粮中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸均能显著降低胸肌48 h的滴水损失与蒸煮损失,提高胸肌系水力。De Araújo等[21]研究发现,月桂酸可以降低牛肉的蒸煮损失和L*值,提高a*值,这与本试验结果相似。

3.3 月桂酸对肉鸡胸肌常规化学成分的影响

肌肉营养成分是影响肉质的主要因素[22]。通常肌肉的蛋白质含量越高,表明营养价值越高;因肌肉的多汁性和味道受脂肪含量的直接影响,所以高含量的粗脂肪,对应的肌肉香醇性较好[23]。本试验结果显示,在日粮中添加500 mg·kg-1月桂酸能显著提高肉鸡胸肌有机物含量,在日粮中添加1 000 mg·kg-1月桂酸可显著提高肉鸡胸肌有机物和粗脂肪含量。这可能是由于中链脂肪酸(己酸、辛酸、葵酸和月桂酸混合)可增加肉鸡小肠绒毛的长度,提高消化吸收的能力[24],从而促进了有机物与粗脂肪的累积。本试验中月桂酸组的肉鸡肌肉营养成分含量优于抗生素组,提示月桂酸可以作为潜在抗生素替代品,改善胸肌营养物质组成。

3.4 月桂酸对肉鸡胸肌抗氧化能力的影响

在畜禽生产中,提高肉鸡的抗氧化能力是改善肉鸡肌肉品质的重要途径之一[25]。许多研究报道,富含中链脂肪酸的植物油可以提高动物的抗氧化能力[26]。动物利用体内的抗氧化酶,清除在消耗氧气过程中产生的活性自由基等有害中间体,以确保机体稳态[27]。T-AOC反映生物体产生自由基与清除自由基的动态平衡情况,代表生物体的整体抗氧化能力,SOD能够催化自由基发生歧化反应,清除体内过多的超氧阴离子(O2-),抑制氧自由基级联反应[28]。MDA含量可反映生物体脂质过氧化的程度,是反映机体潜在抗氧化能力的重要指标[29]。GPX是抗氧化系统的关键酶之一,在维持细胞结构、清除自由基和减少氧化损伤等方面起着重要的作用[30]。本研究表明,在日粮中添加500 mg·kg-1月桂酸只提高了肉鸡胸肌T-AOC的水平,在日粮中添加1 000 mg·kg-1月桂酸提高了肉鸡胸肌SOD、T-AOC、GPX的水平,降低了肉鸡胸肌MDA的含量。Ullah等[31]研究发现,日粮添加月桂酸可以降低黑鲷的MDA含量,这与本试验结果相似。研究指出,中链脂肪酸(辛酸、葵酸)是选择性过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR) γ的激活剂和PanPPAR部分激动剂,可减少活性氧的生成,从而提高机体抗氧化能力[32]。研究表明,月桂酸具有一定的还原性,可清除羟基自由基的活性,提高抗氧化能力[33]。本试验中LA500的效果与抗生素组的效果一致,LA1000组肉鸡抗氧化状态优于抗生素组。

3.5 月桂酸对肉鸡胸肌抗氧化相关基因表达的影响

Keap1/Nrf2信号通路是调节机体氧化还原反应的经典途径,可被内/外源性刺激诱导,在减少细胞因氧化应激损伤引起的凋亡和维持细胞内氧化还原平衡方面发挥重要作用[34]。Keap1/Nrf2信号通路可调控多种抗氧化酶基因和Ⅱ相解毒酶的表达,这些酶在各种细胞器和亚细胞群中共同参与代谢反应[35]。SOD2介导的线粒体内超氧阴离子向过氧化氢的转化促进了过氧化氢从线粒体基质中释放,阻止了氧自由基在能量产生部位的堆积[36]。HO-1是Keap1/Nrf2信号通路中发挥功能的主要酶,通过中和体内过量的亚铁血红素来缓解氧化应激[37]。GPX基因表达产物为谷胱甘肽过氧化物酶,还原性谷胱甘肽可以催化还原过氧化物和H2O2,从而保护细胞及脂质体、蛋白质和DNA等敏感生物分子免受氧自由基损伤[38]。本试验发现,在日粮中添加500和1 000 mg·kg-1月桂酸均能上调肉鸡胸肌SOD1、CAT、GPX1、Nrf2、HO-1的基因表达量,提高了抗氧化能力,与本试验中抗氧化酶活性结果相符合,提示月桂酸可能通过激活Nrf2信号通路,进而提高SOD、T-AOC、GPX的活性,增加机体抗氧化能力,改善肌肉品质。

4 结 论

本研究表明,月桂酸能够提高肉鸡屠宰性能、胸肌肉品质和抗氧化功能,改善胸肌的养分沉积,激活Nrf2信号通路相关基因表达,且效果优于抗生素,可以作为抗生素替代品,本试验条件下,日粮添加月桂酸水平为1 000 mg·kg-1时为佳。