姜黄素对湘黄鸡生长性能、血清生化指标和抗氧化能力的影响

杨 灿 张玉婷 唐小武 唐青海 杨 海 刘会敬 宾冬梅

(1.衡阳师范学院，生命科学与环境学院，南岳山区生物资源保护与利用湖南省重点实验室，衡阳 421008；2.湖南环境生物职业技术学院，生物工程学院，衡阳 421005)

在全球抗生素禁用的大背景下，能否找到天然植物添加剂应用于畜禽生产对提升养殖业发展非常重要。机体的抗氧化物质及氧还原酶保护机体免受氧化损伤。但当活性氧(ROS)的产生超过机体天然抗氧化能力时，大分子物质如DNA、蛋白质、脂肪将被氧化，线粒体ATP的产生将受损[1]。ROS与骨骼肌生理功能的发挥相关，它们在细胞和分子水平参与了肌肉再生过程[2]，抗氧化剂可防止细胞免受凋亡[3]。姜黄素是姜黄的主要活性成分，它具有抗炎[4]、抗氧化、抗肿瘤、抗癌[1,3]、抗菌、抗寄生虫的作用[5]，可作为生长促进剂应用于畜禽生产[3]。研究显示，断奶仔猪饲粮添加300 mg/kg姜黄素可显著降低胰腺丙二醛(MDA)含量，提高其谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性，缓解断奶应激带来的损伤[6]。湘黄鸡具有嘴黄、脚黄、毛黄“三黄”特征，属肉蛋兼用型品种，因其肉质鲜美、药用价值高，于2019年被评为国家农产品地理标志产品。湘黄鸡的主产地湖南省夏季最高气温达40 ℃，极易引发热应激。热应激条件下，肉鸡饲粮添加100或200 mg/kg姜黄素后，其肝脏ROS含量下降，线粒体氧化还原状态得以改善，肝脏抗氧化能力增强[7]。骨骼肌占机体的10%及以上，促进肌肉的生长即可促进肉鸡的生长。研究显示，过度训练将降低大鼠骨骼肌抗氧化相关酶如超氧化物歧化酶(SOD)、血红素氧合酶-1(HO-1)的活性，而灌胃姜黄素[200 mg/(kg·d)]可通过调控核因子E2相关因子2(Nrf2)影响抗氧化相关酶的表达，提高骨骼肌抗氧化酶活性及抗氧化能力，有效清除自由基，抑制或缓解过度训练导致的肌肉结构和功能损伤[8]；添加400 mg/kg的姜黄素可显著提高宫内发育迟缓大鼠肌肉总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性及mRNA表达水平，提高肌肉抗氧化能力[9]。综上所述，姜黄素可通过清除超氧阴离子和羟基自由基抑制脂肪过氧化，通过调节Nrf2影响抗氧化相关酶的表达，改善机体抗氧化能力。但能否通过在饲粮中添加姜黄素提高湘黄鸡肌肉组织的抗氧化能力，尚无报道。此外，有研究指出，姜黄素添加量从500 mg/kg增加到1 000或2 000 mg/kg时，肉仔鸡的平均日增重显著下降[10]。因此，本研究拟探讨中等剂量姜黄素对湘黄鸡生长性能、血清生化指标及抗氧化能力的影响，明确姜黄素能否通过提高肌肉组织抗氧化能力改善肉鸡的生长，以期为姜黄素在家禽抗氧化损伤领域的进一步应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

将160只1日龄湘黄鸡公鸡随机分为2组，分别为对照组和试验组，每组8个重复，每个重复10只鸡。对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮，姜黄素组饲喂在基础饲粮基础上添加500 mg/kg姜黄素的试验饲粮。基础饲粮参照NRC(1994)家禽营养需要结合中国《鸡饲养标准》配制，其组成及营养水平见表1。饲养试验在衡阳师范学院生命科学与环境学院动物房进行。试验鸡自由采食、自由饮水。雏鸡饲养在铺有锯木屑的纸盒子中，温度由保温灯进行调节，自然通风。预试期7 d，正试期28 d。

表1 基础饲粮组成及营养水平(饲喂基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (as-fed basis) %

续表1项目 Items含量 Content营养水平 Nutrient levels2)代谢能 ME/(MJ/kg)12.14粗纤维 CF2.30粗脂肪 EE5.40粗蛋白质 CP21.00钙 Ca0.90磷 P0.68可消化磷 Digestible P0.47食盐 NaCl0.37赖氨酸 Lys1.08蛋氨酸+半胱氨酸 Met+Cys0.85苏氨酸 Thr0.89色氨酸 Trp0.30

1.2 样品采集

每周对鸡进行称重，记录采食量，计算平均日增重、平均日采食量和料重比。死亡的鸡只剔除。在第36天，试验鸡空腹12 h后采集翅静脉血，2 500 r/min离心15 min获得血清，-80 ℃保存待测。采血后将试验鸡屠宰，剥离肝脏、脾脏、肠道(带内容物)、胸腺、法氏囊、胸肌、腿肌，对其进行称重。采集肝脏以及右侧胴体的胸肌、腿肌，保存于-80 ℃待测。

1.3 检测分析

在全自动生化仪(贝克曼CX4，美国)上检测血清生化指标，包含总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、免疫球蛋白G(IgG)含量以及丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、二胺氧化酶(DAO)活性。按照试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明书检测血清、肝脏、胸肌、腿肌MDA含量及GSH-Px、T-SOD、铜锌超氧化物歧化酶(Cu-Zn SOD)活性与总抗氧化能力(T-AOC)。

1.4 统计分析

试验数据以平均值±标准差表示，采用SAS 8.0的GLM程序对数据进行方差分析，差异显著时组间进行t检验。P<0.05视为差异显著，0.05≤P<0.10视为差异有显著趋势。

2 结 果

2.1 姜黄素对湘黄鸡生长性能的影响

由表2可知，饲粮添加500 mg/kg的姜黄素在最初2周对湘黄鸡的平均日增重没有显著影响(P>0.05)，从第3周开始，姜黄素组的平均日增重显著高于对照组(P<0.05)，到第5周时，组间差异不再显著(P>0.05)，但姜黄素组的全期平均日增重显著高于对照组(P<0.05)。姜黄素组湘黄鸡在第1、2周时的平均日采食量与对照组差异不显著(P>0.05)，从第3周开始直到第5周结束，姜黄素组的平均日采食量显著高于对照组(P<0.05)，同时姜黄素组的全期平均日采食量显著高于对照组(P<0.05)。湘黄鸡各周龄以及全期的料重比在对照组和姜黄素组间没有显著差异(P>0.05)。

表2 姜黄素对湘黄鸡生长性能的影响Table 2 Effects of curcumin on growth performance of Xianghuang broilers

2.2 姜黄素对湘黄鸡器官指数的影响

由表3可知，饲粮中添加姜黄素对湘黄鸡的肝脏、脾脏、肠道、胸腺、法氏囊、腿肌指数均没有显著影响(P>0.05)。姜黄素组湘黄鸡的胸肌占体重比例有高于对照组的趋势(P=0.06)。

表3 姜黄素对湘黄鸡器官指数的影响Table 3 Effects of curcumin on organ indexes of Xianghuang broilers %

2.3 姜黄素对湘黄鸡血清生化指标的影响

由表4可知，饲粮中添加姜黄素对湘黄鸡血清TG、ALB、GLU、TG、TC、HDL-C、IgG含量及ALT、AST、DAO活性没有显著影响(P>0.05)，但显著降低了血清LDL-C含量(P<0.05)，有降低血清ALP活性的趋势(P=0.07)。

表4 姜黄素对湘黄鸡血清生化指标的影响Table 4 Effects of curcumin on serum biochemical indexes of Xianghuang broilers

2.4 姜黄素对湘黄鸡抗氧化能力的影响

由表5可知，与对照组相比，湘黄鸡采食含有姜黄素的饲粮后，其腿肌MDA含量、T-AOC活性以及血清和腿肌的GSH-Px、T-SOD、Cu-Zn SOD活性没有显著差异(P>0.05)。姜黄素组湘黄鸡肝脏MDA含量、T-AOC以及GSH-Px、T-SOD活性与对照组差异不显著(P>0.05)，但肝脏Cu-Zn SOD活性显著高于对照组(P<0.05)。饲粮中添加姜黄素对湘黄鸡胸肌MDA含量、T-AOC以及T-SOD、Cu-Zn SOD活性没有显著影响(P>0.05)，但显著提高了胸肌GSH-Px活性(P<0.05)。

表5 姜黄素对湘黄鸡抗氧化能力的影响Table 5 Effects of curcumin on antioxidant capacity of Xianghuang broilers

3 讨 论

本试验显示，姜黄素的添加可促进慢速肉鸡的生长，这与Oke[11]的研究结果一致。研究表明，饲粮添加1%的姜黄提取物(香菜、姜黄和百里香酚的混合物，含3.1%的姜黄素类化合物和6.2%的姜黄酮)显著改善了鸡的日增重[3]。姜黄或姜黄素的摄入可显著降低病人的血清LDL-C含量，同时对血清HDL-C含量没有显著影响[12]。本研究也表明，500 mg/kg姜黄素的添加可显著降低湘黄鸡血清LDL-C含量。但这与Xie等[10]的报道不一致，他们指出，与对照组相比，添加500或1 000 mg/kg姜黄素后肉鸡血浆LDL-C含量虽然有下降，但直到添加量达到2 000 mg/kg时这种差异才达到显著水平，但2 000 mg/kg姜黄素降低了肉鸡的日增重和腹部脂肪重。因此，我们推测，姜黄素对日增重及肝脏脂肪沉积产生影响的适宜剂量不一致。低或中等剂量姜黄素的添加可有效降低过氧化氢诱导巨噬细胞的MDA和ROS含量，但高剂量姜黄素反而会增加MDA和ROS的含量[13]。在高温高湿条件下，有效改善肉鸡增重的姜黄素含量需求更高，8 g/kg饲粮组的日增重显著高于4与12 g/kg饲粮组，并且该组肉鸡血浆超氧化物歧化酶(SOD)活性增加，MDA含量下降[11]。姜黄素可通过抑制Toll样受体4(TLR4)-核因子-κB(NF-κB)/miR33a信号通路，减少泡沫细胞的形成和炎症因子分泌，进而促进THP-1细胞内胆固醇排出[14]。

姜黄素对生长性能的改善可能与它对采食量的提高和对肌肉抗氧化能力的改善相关。姜黄素具有很强的捕获自由基的能力，氧化应激状态下，细胞通过促进抗氧化相关酶如CAT、T-SOD、GSH以及提高非酶抗氧化剂如总硫醇和谷胱甘肽的含量来恢复氧化还原稳态[4]。SOD作为抵抗ROS侵袭的第1道防线，可催化内源性超氧化物自由基为过氧化氢(H2O2)，然后CAT和GSH-Px将H2O2清除[15]。不同添加量(50～200 mg/kg)的姜黄素处理肉鸡后，其胸肌CAT活性与姜黄素的添加量呈二次关系，100 mg/kg的添加量相对更合适，而组间T-SOD、GSH-Px含量没有显著变化[4]。本研究表明，姜黄素组湘黄鸡肝脏Cu-Zn SOD活性及胸肌GSH-Px活性显著高于对照组，并且姜黄素组胸肌占体重的比例有高于对照组的趋势。另有报道指出饲粮添加姜黄可提高肉鸡胸肌和腿肌的相对比例[11]。因此，姜黄素可通过提高机体抗氧化能力，改善肌肉生长，促进增重。本试验是在正常室温条件下进行的，各组间湘黄鸡未遭受明显的氧化损伤，而姜黄素对肉鸡抗氧化能力的提高在其面临热应激[11]或黄曲霉毒素污染[16]风险时效果更佳。预先添加0.5%或1.0%的姜黄素可剂量依赖性的缓解由硝基三乙酸铁诱发的小鼠肾脏氧化损伤[17]。高糖无血清环境下，骨髓间充质干细胞形态受损，凋亡率增加，细胞内ROS含量明显增加，而10 μmol/L的姜黄素可改善它的受损形态，降低细胞内ROS含量[18]。姜黄素可通过介导蛋白激酶C(PKC)在S351位点磷酸化p62而诱导Nrf2的激活，调节神经元细胞中Nrf2下游基因如HO-1、醌氧化还原酶1(NQO1)的表达，缓解氧化应激损伤[19]。与猪肉相比，鸡肉的多聚不饱和脂肪酸含量高，它更易遭受氧化损伤，影响其营养价值[20]。在饲粮中添加姜黄素或姜黄可改善鸡肉品质，降低热应激肉鸡胸肌的MDA含量，恢复其胸肌多聚不饱和脂肪酸含量[21]，改善肉色，增加系水率[4]，维持冷冻保藏期肉的稳定性[22]。因此，值得继续深入研究姜黄素在鸡生产上的应用。

4 结 论

饲粮中添加500 mg/kg姜黄素可通过提高平均日采食量和胸肌的抗氧化酶GSH-Px的活性促进胸肌生长，进而提高湘黄鸡的平均日增重，适量的姜黄素可作为促生长剂应用于肉鸡生产。