侯福银,杨智青,陈长宽,时凯,金崇富,陈应江
(江苏沿海地区农业科学研究所畜牧兽医研究室,江苏 盐城 224002)
鸡肉作为饮食中优质的蛋白来源,一直备受人们的欢迎,其消费量巨大。近年来,养殖业滥用抗生素带来的耐药性和副作用等问题不断引起人们的关注[1],伴随着“绿色消费”理念深入人心,提高动物机体健康水平,积极研发天然植物饲料添加剂日显重要。葡萄籽提取物原花青素(grapeseedproanthocyanidin extract,GSPE)属于植物多酚,具有低毒、高效和生物利用度高等特性[2-4],其主要结构单元是原花青定,在葡萄籽中含量颇为丰富。然而,在葡萄酒酿造工艺中产生的葡萄籽废弃物占整个水果质量的5%左右,尽管其资源丰富,但每年超过300万t的葡萄籽资源被丢弃[5]。畜禽饲料添加剂已逐渐步入“后抗生素”时代,因此,探索GSPE在畜禽养殖上的营养与环保价值十分关键,在家禽、猪和兔等动物饮食饲料中开发利用的潜力巨大[6]。张玉等[7]研究发现,蛋鸡产蛋后期饲喂GSPE可提高产蛋率和哈氏单位,增加蛋壳厚度,还能提高抗氧化水平。杨金玉[8]试验结果显示,GSPE可提高肉仔鸡的胸肌率,促进回肠形态发育,加强免疫调节,从而抑制球虫感染。另外还有研究报道发现,GSPE可通过调控大鼠脂质代谢相关miRNA的表达抑制肝脏脂肪的合成[9]。大量研究表明,GSPE具有抗应激、降血脂、提高免疫应答、降低畜禽发病率的功能,还可促进畜禽生长发育,提高鸡肉品质[10-11]。将GSPE作为新型的畜禽植物源性饲料添加剂,对于提高动物的免疫力和改善肉品质具有较大的研发潜能。当前,GSPE在畜禽生产中的有效添加剂量、体内代谢情况和对肉品质的影响还尚未有详细报道。因此,本试验从肉鸡肠道黏膜发育、胴体性能、脂质代谢和肉品质4个方面开展研究,以期为GSPE在畜禽养殖实际生产中的有效推广和应用提供科学依据。
试验采用发酵床网上散养模式,选用30日龄、体质量相近、健康状态良好的肉鸡(购自江苏立华牧业股份有限公司)360羽,随机分成4组,每组3个重复,每个重复30羽。对照组(T0)饲喂基础日粮,处理组(T1、T2和T3)分别按照基础日粮的比例添加100、200和400 mg/kg的GSPE,试验期40 d。
仪器:轮转式石蜡切片机(HM340E,Microm公司,德国),石蜡组织包埋机(EC-350,Microm公司,德国),离心机(D-37520,Biofagestratos公司,德国),电子分析天平(AB104-N,Mettler-toledo公司,瑞士),显微镜(Eclipse 80i,Nikon公司,日本),显微数字成像系统(NIS-Elements BR,Nikon公司,日本),图像分析软件Simple PCI(Compix有限公司,美国)。
试剂:原花青素(GSPE,纯度≥95%,购自天津尖峰天然产物研究开发有限公司),阿利辛蓝-过碘酸-雪夫(alcian blue-periodic acid-Schiff,AB-PAS)染色试剂盒(购自南京森贝伽生物科技有限公司),生化检测试剂盒(购自南京建成生物工程研究所)。
1.3.1 阿利辛蓝-雪夫(AB-PAS)染色
将新鲜肠道组织使用4%多聚甲醛固定约24 h,自来水冲洗过夜,70%~100%酒精由低到高梯度脱水,二甲苯透明,浸蜡2.5 h后包埋,切成厚度为5µm的石蜡切片,40℃左右水浴展片,60℃烘干2.5 h,冷却后切片采用AB-PAS染色试剂盒染色,二甲苯透明后即可封片,在显微镜下观察肠道形态及拍照分析。
1.3.2 屠宰性能、生化指标及肉品质检测
肉鸡屠宰前禁食12 h,屠宰性能各指标根据中华人民共和国农业行业标准(NY/T 823—2004)测定;生化检测采用罗氏生化仪7600测定;系水力采用压力膨胀仪测定;粗蛋白、粗脂肪、水分和胶原含量采用肉类/食品成分快速分析仪测定。
采用统计软件SPSS 20.0对实验数据进行方差分析和邓肯(Duncan)多重比较,用平均值±标准差表示;采用图像分析软件Simple PCI分析组织形态,用GraphPad Prism 7.0制作数据图表。
由图1观察分析可知,与对照组相比,饲喂GSPE试验组的肉鸡十二指肠绒毛长度/隐窝深度比值有上升趋势,同时,肠道黏膜层杯状细胞分泌的黏蛋白数量也有一定程度的增多。从图1D~F中可以看出,各试验组中T3处理的十二指肠黏膜形态良好,更有助于肠道的营养吸收,绒毛长度/隐窝深度比值增加19.5%(P<0.05),显微视野下黏蛋白数量增多9.6%(P>0.05)。这表明在肉鸡快速生长期饲喂适宜剂量的天然植物GSPE可促进肠道黏膜形态发育,有利于营养吸收。
由表1可知:与对照组相比,T3组胸肌率升高了30%,差异显著(P<0.05);同时,T2和T3组屠宰率、半净膛率、全净膛率和腿肌率与对照相比均有升高趋势,但差异不显著(P>0.05);T1组屠宰率略有降低,半净膛率、全净膛率、胸肌率和腿肌率分别提高了1.7%、2.0%、7.4%和5.7%(P>0.05)。
如图2所示,饲喂不同剂量GSPE在一定程度上调节了肉鸡的脂质代谢。与对照组相比,T3组肉鸡血清中总胆固醇(total cholesterol,TC)含量显著降低(P<0.05),T1和 T2组中血清 TC 分别下降了10.5%和15.6%(P>0.05);T1、T2和T3组中血清三酰甘油(triglycerides,TG)含量与对照组相比分别下降了4.3%、10.9%和5.4%(P>0.05),低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)含量分别降低了6.5%、8.7%和13.9%(P>0.05);T2和T3组中血清高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)含量与对照组相比分别升高了7.4%和12.7%(P>0.05)。由此可推测,天然抗氧化剂GSPE可能通过调控脂质代谢途径来改善鸡肉品质。
从表2和表3可以看出,饲喂GSPE有改善鸡肉品质的作用。与对照组相比,试验组中胸肌剪切力均有下降的趋势,其中T3组胸肌剪切力显著降低(P<0.05),腿肌剪切力有一定程度的降低,但差异不显著(P>0.05);T2组胸肌粗蛋白含量与对照组相比有明显的升高(P<0.05);T3组腿肌粗脂肪含量比对照组降低了22.2%,且差异显著(P<0.05);此外,各试验组的水分、pH、肉色、滴水损失率和胶原含量与对照组相比没有显著变化。
图1 原花青素对肉鸡十二指肠形态学的影响Fig.1 Effect of GSPE on morphological changes of broiler duodenum
表1 原花青素对肉鸡屠宰性能的影响Table 1 Effect of GSPE on broiler slaughter performance
肉鸡生长周期较短,淋巴器官发育不健全,肠黏膜屏障脆弱,易受到外源有害菌和寄生虫感染而发病。杯状细胞分泌的黏蛋白参与了肠道黏膜屏障的第一道防线。VIVEROS等[12]研究发现,在饲粮中添加葡萄籽提取物和葡萄渣,可有效调整肉鸡肠道微生态和维护菌群的多样性,改善肠道形态。在本研究中,GSPE试验组的肉鸡杯状细胞分泌的黏蛋白数量和十二指肠绒毛长度/隐窝深度比值略高于对照组,与杨金玉等[13]报道的结果相似,即饲喂GSPE降低了肉鸡21日龄和42日龄的空肠隐窝深度,提高了绒毛长度/隐窝深度比值。另外,有研究发现GSPE可缓解吲哚美辛诱导的小肠黏膜损伤[14],推测GSPE有促进肠道黏膜形态发育,提高免疫力的功能。潘存霞等[15]研究发现,与GSPE功能相似的黄酮类抗氧化剂紫苏籽提取物可显著提高肉鸡的日增质量,降低料肉比,促进其生长发育和改善肉品质,且与抗生素相比副作用少。本试验结果表明,日粮添加400 mg/kg GSPE试验组显著提高了肉鸡的胸肌率,同时,200 mg/kg GSPE试验组的屠宰率、半净膛率、全净膛率和腿肌率也有不同程度的增加,与周华等[16]研究发现的GSPE能改善青脚麻肉雏鸡的生产性能、提高腿肌率和胸肌率的结果基本一致。这可能是由于GSPE可优化肠道菌群,促进肉鸡肠道营养吸收,从而在一定程度上提高了胴体性能。
图2 原花青素对肉鸡脂质代谢的影响Fig.2 Effect of GSPE on broiler lipid metabolism
表2 原花青素对胸肌肉品质的影响Table 2 Effect of GSPE on meat quality of breast muscle
马亚兵等[17]研究指出,GSPE对家兔血脂有调节作用,可降低TC、TG、LDL-C含量和升高HDL-C含量,发挥抗动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的功能。另外,有研究学者认为GSPE可使血液中TG和LDL-C含量维持在正常浓度,减少高胆固醇血症和脂肪肝的发病率,降低肝脏脂肪和极低密度脂蛋白(VLDL)合成关键调节蛋白的表达,从而有效改善血脂异常[18-19]。本试验结果与以上研究类似,GSPE的添加有效调节了肉鸡的脂质代谢,这在畜禽生产应用上对研发低脂少油的清香型肉鸡品种,改善鸡肉风味,延长货架时间具有推动作用。BRENES等[20]选用21~42日龄肉鸡进行试验,发现饲喂60 g/kg葡萄渣浓缩物能显著提高胸肌的抗氧化能力,且效果与维生素E相当。SMET等[21]发现,饲喂GSPE可有效抑制鸡肉脂质氧化。本试验同样证明了适宜剂量的GSPE可调节动物机体的脂质代谢,改善肉品质,其中400 mg/kg GSPE显著降低了腿肌的粗脂肪含量和胸肌的剪切力,同时,200 mg/kg GSPE明显提高了胸肌粗蛋白含量。可见,GSPE作为饲料添加剂饲喂肉鸡,具有提高鸡肉品质和改善食用风味的开发潜力。
表3 原花青素对腿肌肉品质的影响Table 3 Effect of GSPE on meat quality of leg muscle
本研究表明,日粮中添加适量GSPE来饲喂肉鸡,可在一定程度上提高肉鸡的生长性能,改善鸡肉品质,且比兽用抗生素更加有效、安全,且以400 mg/kg GSPE试验组的应用效果最佳。这可能是通过调节血脂与抗氧化水平,提高了畜禽的抗病力,从而减少抗生素等药物使用,对推动农业生态健康养殖具有重要的意义。由于肉鸡品种、日龄、基础日粮配方和养殖方式等因素不同,也可能影响GSPE的最佳配比效果。关于GSPE在动物体内的消化吸收机制及其免疫和抗氧化功能仍需进行进一步的研究,这对替代抗生素等药物具有良好的推动作用。
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