影响22～42日龄肉鸡肌肉品质的酶最佳组合水平研究

■黄水生付大波张 伟郭 亮周 燃 徐 敏 周培源 周 樱

（1.新希望六和股份有限公司，四川成都 610023；2.武汉新华扬生物股份有限公司，湖北武汉 430000）

消化酶又称内源性消化酶，是指动物自身能够合成并分泌到消化道的一类酶，主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。幼龄动物的消化道内消化酶的分泌系统发育不健全，其消化酶的分泌滞后；成年动物，自身虽有内源酶，但对相关营养物质的利用率没有达到最佳；动物处于应激情况下，也会表现内源酶的不足。因此，饲料中适当添加外源消化酶，能补充内源酶的不足，提高饲料利用率，促进生长。随着生活水平的提高，人们对畜禽肌肉品质的要求更高了。以AA肉鸡为代表的快大型白羽肉鸡，其风味品质远不能满足消费者的需求。改善肌肉品质的途径是多样的，目前研究主要集中在运输、储藏和营养手段，酶制剂对肌肉品质改善的研究相对较少。研究表明，饲料中添加一定剂量的外源消化酶既能显著改善畜禽生产性能和提高小肠消化酶水平，改善血液生化指标，也可减少环境污染。李慧等（2011）的研究表明，在肉鸡饲粮中添加4 000 U/kg蛋白酶，可显著改善血液指标；而当蛋白酶高剂量添加（32 000 U/kg）时，则显著降低肉鸡血糖含量。因此蛋白酶的最佳用量还需进一步试验。由此可见，目前研究多集中于对蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶单一添加或者复配到其他酶制剂中添加使用，这三种消化酶最佳组合效果及因素间的相互作用分析相对较少，也鲜有采用建模的方法来研究三种消化酶最佳水平，而正交旋转试验设计，是利用SAS设计参数，得到相应的回归方程，可以动态、连续的预测蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的水平。本试验采用二次正交旋转试验设计，以肉鸡饲粮中蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶添加水平建立回归方程，寻求满足最佳鸡肉品质的最佳酶组合，为复合消化酶在肉鸡饲料中的精细使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 三元二次回归正交组合设计

试验采用三元二次回归正交组合设计的方法。选用1 380只体重接近、健康的1日龄艾拨益加肉鸡，随机分成23个处理组，每组6个重复，每重复10只，网栏平养。试验为期42 d。3因素的下限和上限水平采用市场上常用的酶制剂在饲料中的添加量（U/g饲料），根据因素水平编码公式求得零水平见表1，试验设计见表2。

表1 因素水平编码（U/g饲料）

表2 正交旋转试验设计

1.2 试验饲粮及饲养管理

基础饲粮的组成及营养含量见表3。

饲养试验，室内保持通风良好，室温维持在22～25℃。养鸡前做好设备和鸡舍的清洗和消毒工作，鸡舍彻底清洁，待干燥后，用高锰酸钾和甲醛熏蒸。肉仔鸡在不锈钢代谢笼中饲养，自由采食饮水。免疫程序和驱虫程序按照鸡场常规同步进行。保持固定的饲喂时间，每天3次，保证水源的充足、干净。随时观察、记载鸡只的采食和健康状况。

1.3 肉品质

于试验第21、42日龄晚上21:00停止供料，22、43 d早上7:00停水1 h后，每个处理组取5只鸡屠宰。

滴水损失率：肉鸡屠宰后取右侧胸大肌的中层部分，分别修整成长×宽×厚为55×50×15 mm的肉样称重，取3块肉块，分别用铁丝钩挂悬于一次性塑料碗中，肉样不与碗壁接触，用保鲜膜封住碗口，4℃冰箱放置24 h后依次取出，吸干表面水分并称重。滴水损失率(%)=（肉样初始重-肉样末重）/肉样初始重×100。

表3 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）

蒸煮损失：屠宰后24 h，从4℃冰箱取出，在室温下静置1 h，将胸大肌肉样表面附着的脂肪去除，取适宜质量的肉样，称量重量。将温度计插入肉样中心位置，装入自封袋，将塑料袋口扎紧，保持袋口向上放入80℃恒温水浴锅，加盖后持续加热直至肉样中心温度达到75℃，取出肉样并冷却到室温，称取重量。蒸煮损失(%)=（加热前肉重-加热后肉重）/加热前肉重×100。

肉色：屠宰后1 h内，用自动测色色差仪（SC-80C）测定胸大肌肉色（亮度L值、红度a值、黄度b值），每个样平行测定3次后取平均值。

1.4 数据统计与分析

采用SPSS16.0统计分析软件进行方差分析，以Duncan's做多重比较，数据均用“平均值±标准误表”示。采用SAS软件对二次回归正交旋转组合试验结果进行处理。

2 结果

表4 外源性消化酶对肉鸡肌肉品质的影响(%)

表4可见，采用SPSS进行方差分析，中心组之间各指标差异不显著(P＞0.05)，5、6组的蒸煮损失显著低于7、9、13组(P＜0.05)，5、8、11、12、13组红度a*显著低于9组(P＜0.05)。

2.1 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶对42日龄肉鸡滴水损

失的影响

根据表4结果，通过SAS软件分析，建立42日龄肉鸡滴水损失与三个外源性内源消化酶的数学回归模型，得到回归方程：

式中：X1、X2、X3分别为蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的编码。

回归模型方差分析和回归系数检验结果见表5。由表5可知，方程失拟检验F1=0.155 074＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.972 414，检验不显著，说明未知因子对试验结果干扰很小；拟合检验F2=8.295 879＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋转组合设计的回归方程与实际情况拟合的比较好，具有显著性意义（P＜0.05），可以进行下面的统计分析。

表5 试验结果方差分析

各因素F值可以反映出各个因素对试验指标的重要性，F值越大，表明该因素对试验指标的影响越大、重要性越大。由表5可知，影响滴水损失的主次顺序为 X2＞X3＞X1，即淀粉酶对 42日龄滴水损失影响最大，其次是脂肪酶，最后是蛋白酶。

由方差分析可知，X1和X2的交互作用显著，见图1。

图1 蛋白酶和淀粉酶对42日龄肉鸡滴水损失的交互作用分析

通过回归方程求Y极值，在本试验条件下，42日龄肉鸡滴水损失的理论极值为1.37%，此时消化酶的最佳组合为：蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶在添加量为4.00、0.10、2.00 U/g饲料。

2.2 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶对42日龄肉鸡蒸煮损失的影响

根据表4结果，通过SAS软件分析，建立42日龄肉鸡蒸煮损失与3个外源性内源酶的数学回归模型，得到回归方程：

式中：X1、X2、X3分别为蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的编码。

回归模型方差分析和回归系数检验结果见表6。由表6可知，方程失拟检验F1=3.13＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.073 566，检验不显著，说明未知因子对试验结果干扰很小；拟合检验F2=6.05＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋转组合设计的回归方程与实际情况拟合的比较好，具有显著性意义（P＜0.05），可以进行下面的统计分析。

表6 试验结果方差分析

由表6可知，影响蒸煮损失的主次顺序为X2＞X1＞X3，即淀粉酶对42日龄蒸煮损失影响最大，其次是蛋白酶，最后是脂肪酶。

由方差分析可知，X1、X2和X3的交互作用不显著，见图2。

图2 蛋白酶和淀粉酶对42日龄肉鸡蒸煮损失的交互作用分析

通过回归方程求Y极值，在本试验条件下，42日龄肉鸡胸肌蒸煮损失的理论极值为7.54%，此时消化酶的最佳组合为：蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶在添加量为4.00、0.10、3.00 U/g饲料。

2.3 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶对42日龄肉鸡亮度L*的影响

根据表4结果，通过SAS软件分析，建立42日龄肉鸡亮度L*与3个外源性内源酶的数学回归模型，得到回归方程：

式中：X1、X2、X3分别为蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的编码。

回归模型方差分析和回归系数检验结果见表7。由表7可知，方程失拟检验F1=2.642 228＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.106 847，检验不显著，说明未知因子对试验结果干扰很小；拟合检验F2=2.196 39＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋转组合设计的回归方程与实际情况拟合的比较好，具有显著性意义（P＜0.05），可以进行下面的统计分析。

由表7可知，影响亮度L*的主次顺序为X1＞X3＞X2，即蛋白酶对42日龄亮度L*影响最大，其次是脂肪酶，最后是淀粉酶。

表7 试验结果方差分析

由方差分析可知，X1、X2和X3的交互作用不显著，见图3。

图3 蛋白酶和淀粉酶对42日龄肉鸡亮度L*的交互作用分析

2.4 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶对42日龄肉鸡红度a*的影响

根据表4结果，通过SAS软件分析，建立42日龄肉鸡红度a*与三个外源性内源酶的数学回归模型，得到回归方程：

式中：X1、X2、X3分别为蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的编码。

回归模型方差分析和回归系数检验结果见表8。由表8可知，方程失拟检验F1=2.070 81＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.171 944，检验不显著，说明未知因子对试验结果干扰很小；拟合检验F2=2.686 269＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋转组合设计的回归方程与实际情况拟合的比较好，具有显著性意义（P＜0.05），可以进行下面的统计分析。

由表8可知，影响红度a*的主次顺序为X3＞X2＞X1，即脂肪酶对42日龄红度a*影响最大，其次是淀粉酶，最后是蛋白酶。

表8 试验结果方差分析

由方差分析可知，X1、X2、X3无交互作用，见图4。

2.5 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶对42日龄肉鸡黄度b*的影响

图4 蛋白酶和淀粉酶对42日龄肉鸡红度a*的交互作用分析

根据表4结果，通过SAS软件分析，建立42日龄肉鸡肌肉黄度b*与三个外源性内源酶的的数学回归模型，得到回归方程：

式中：X1、X2、X3分别为蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的编码。

回归模型方差分析和回归系数检验结果见表9。由表9可知，方程失拟检验F1=1.040 496＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.455 97，检验不显著，说明未知因子对试验结果干扰很小；拟合检验F2=3.286 183＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋转组合设计的回归方程与实际情况拟合的比较好，具有显著性意义（P＜0.05），可以进行下面的统计分析。

表9 试验结果方差分析

由表9可知，影响胸肌黄度b*的主次顺序为X3＞X2＞X1，即对脂肪酶42日龄胸肌黄度b*影响最大，其次是淀粉酶，最后是蛋白酶。

由方差分析可知，X1、X2、X3无交互作用，见图5。

图5 蛋白酶和淀粉酶对42日龄肉鸡胸肌黄度b*的的影响的响应曲面图

3 讨论

3.1 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶对滴水损失与蒸煮损失的影响

肌肉中的水可分为自由水和结合水，含量在75%左右；大约85%的自由水存在于肌原纤维中，小部分存在于细胞间隙。滴水损失是指在不施加任何外力只受重力作用的条件下，肌肉蛋白系统的液体损失量，或称自由滴水，反映肌肉储存过程中质量损失严重程度。滴水损失是反映肌肉保持水分性能的一个指标，滴水损失越小，肌肉系水力（肌肉系水力又称保水性或持水力）越大，肉品质越好。系水力和蒸煮损失可用来表现鸡肉的持水性。肌肉的低系水力可引起液体外流、养分和风味损失，甚至造成大量水溶性蛋白和肌浆蛋白的流失，影响肉的质地、滋味、香气、多汁性、营养分损失、嫩度、颜色等食用品质。滴水损失具有重要的经济意义，屠宰后滴水损失所造成鸡肉重量损失可占整个分割鸡肉的3%。很多因素影响肌肉保水性，如遗传、饲养管理、运输、屠宰、储存等，这些因素的影响极为复杂。陈代文等（2002）认为，试验动物宰前应激可导致滴水损失增加。有研究认为，滴水损失的多少与肉的脂类含量极其氧化抗性有关。应激主要是通过影响肌肉乳酸含量、能量水平（ATP损失）、僵直开始时间来影响肉品质的滴水损失的。此外，应激时，氧自由基增多，自由基对于细胞膜系具有致命的破坏作用，损害了细胞的完整性，导致胞液外流，增加了滴水损失。众多研究表明，可以通过营养调控来改善肌肉的滴水损失。研究表明，饲喂配合饲料母鸡剪切力和蒸煮损失均小于饲喂有机玉米母鸡，饲粮中蛋白质和氨基酸水平可对猪肉多汁性等肉品质产生一定影响。酶制剂对滴水损失的研究相对较少，本试验通过三元二次回归正交旋转设计，得出蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶与滴水损失的回归方程为Y=1.636 646-0.006 324X1+0.111 998X2+0.017 341X3+0.0791 64X12+0.062 5X1X2-0.01X1X3-0.010 993X22-0.01X2X3+0.017 292X32。蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶可直接作用于饲料中的营养成分，可改善肉鸡对蛋白、淀粉、脂肪和能量的代谢率，另外可促进相关营养物质的合成，为机体提供能量和营养物质，因而能量的释放过程被减缓，产生的自由基也相对较少，对提高肌肉的持水性能具有积极作用。这一结果为安全无害的降低肌肉滴水损失添加剂提供了参考。滴水损失和蒸煮损失低可提高产品加工时的出品率。细胞间结合力的减小时，在加热处理这种外力作用下，肌肉中的水分流出，会造成较大的蒸煮损失。系水力与滴水损失和蒸煮损失呈负相关关系。70～90℃蒸煮时，可能导致鸡胸肉完全变性，肌纤维紧缩产生压力和张力增大而使水分溢出增加。本试验通过三元二次回归正交旋转设计，得出蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶与蒸煮损失的回归方程为Y=9.920 403-0.123 946X1+0.904 238X2+0.030 887X3+0.382 818X12+0.387 5X1X2-0.165X1X3-0.168 727X22-0.117 5X2X3+0.467 671X32。

3.2 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶对肉色影响

肌肉颜色虽然对肌肉的营养价值和风味并无多大影响，但它却是影响消费者购买肉的首要因素之一，决定着肉的食用品质和商品价值，是至关重要的一个肌肉物理性状指标，肉色主要取决于肌肉中肌红蛋白的含量和状态。L值表示亮度（L=0，表示黑；L=100，表示亮），反映肉表面的反光程度；a值表示红绿（+a表示红色；-a表示绿色），在一定范围内越高表明肉的新鲜度越高；b值表示黄蓝（+b表示黄色；-b表示蓝色），反映肉的抗氧化性，b值越高表示其抗氧化能力越差。影响肉色的因素很多，包括品种、年龄、性别、饲养情况、肌肉部位和宰后变化等。另外有研究认为，能量代谢过程中产生的自由基，破坏了细胞完整结构，导致细胞内容物大量涌出，在肉的表面渗出蒸发，影响了肉色。过氧化物、羟自由基等动物机体内物质可诱发亚铁肌红蛋白氧化形成高铁肌红蛋白，使肉褪色。在家禽肉色衡量指标中，L*≥52时，会有较高的滴水损失。Barbut（1997）等研究发现，鸡胸肌 L值在 35.3～55.5之间，当 L*＞49时，就可以认为是白肌肉（PSE）了。延缓肌红蛋白的氧化过程，而稳定肉色。本试验中，蛋白酶是影响L*的重要影响因素，脂肪酶是a*和b*的重要影响因素。可能是蛋白酶和脂肪酶降解饲料中的蛋白质和脂肪，一方面为机体提供了氨基酸，降低了自由羟基的产生，另外一方面脂肪释放了足够能量，缓解了机体的能量供应问题。肉鸡亮度L*与三个外源性内源酶的数学回归模型：Y=41.797 57+0.437 81X1-0.415 804X2+0.080 079X3-0.264 554X12-0.866 25X1X2-0.146 25X1X3+0.387 754X22-0.351 25X2X3+0.113 749X32。肉鸡红度a*与三个外源性内源酶的数学回归模型：Y=9.026 516-0.480 241X1-0.268 962X2+0.247 825X3+0.187 032X12+0.203 75X1X2+0.188 75X1X3-0.360 976X22-0.106 25X2X3-0.094 043X32。肉鸡肌肉黄度b*与三个外源性内源酶的数学回归模型：Y=8.738 629-0.444 596X1+0.214 079X2+0.295 988X3-0.147 009X12+0.658 75X1X2-0.393 75X1X3+0.026 232X22+0.051 25X2X3+0.010 322X32。

4 结论

本试验条件下，淀粉酶是滴水损失和蒸煮损失的重要影响因素，酶的最佳组合水平为：蛋白酶4.00 U/g饲料，淀粉酶0.10 U/g饲料，脂肪酶2.00 U/g饲料和3.00 U/g饲料时，鸡肉可获得最佳的经济效益。蛋白酶是影响L*的重要影响因素，脂肪酶是a*和b*的重要影响因素。

（参考文献38篇，刊略，需者可函索）