崔宇擎,张 璐,刘 维,窦萌萌,史万玉,2*,张晓东
(1.河北农业大学 中兽医学院,河北 保定 071000;2.河北省中兽药工程技术研究中心,河北 保定 071000;3.河北肽丰生物科技有限公司,河北 邯郸 056000)
自1979年首次从牛酪蛋白中分离出新型阿片类肽以来,学术界一直通过发现植物和动物蛋白中存在的生物活性肽来挑战传统的蛋白质营养概念[1-2]。多肽在动植物中广泛分布,具有多种药理活力和潜在的药用价值[3-4]。2015年版《中国药典》共报道了187种中草药多肽成分,分布在23种中草药内。现代药理研究表明,活性肽具有多种药理作用,包括抗肿瘤、抗凝血、抗菌、增强免疫力等[5-6]。由于滥用抗生素产生的一系列不良影响,人们对天然药物的研究越来越感兴趣,这逐渐导致了对传统中草药的研究热潮。中草药来源天然,无有害残留,不产生耐药性。将中草药进行酶解成中药肽,不仅可以保留其药效,还可以增加中药在肠道内吸收的速度。
活性肽是蛋白质衍生的成分[7],当动物使用时,会对其健康产生有益影响[8]。研究表明,从蛹虫草、紫堇和木香种子中分离出的肽具有抗癌活力[9-11]。芝麻肽对肉鸡的生产性能、肠道菌群和肠道形态有积极影响[12]。大豆肽比大豆蛋白更容易吸收,与维持、强化或修复肠道屏障功能有关[13]。摄入核桃肽可以增强抗氧化防御系统,增加存活率[7]。虽然有研究表明中药多肽可以促进蛋白质合成,提高免疫和抗氧化功能。由于缺乏广泛的研究,中药中的肽的治疗潜力尚未被认识到。肽在小肠内可以被完全吸收,并以二肽和三肽的形式进入血液循环[14]。本试验用到的中药复合小肽(compound small peptide of Chinese medicine,CSPCM)成分为大豆肽64.8%、小麦胚芽粉25%、黄芪酶解物10%、维生素C 0.2%。本试验旨在研究CSPCM对肉鸡抗氧化功能、消化酶活力、肉品质和表观代谢率的影响,为中药肽在养殖业的进一步开发和研究提供依据。
1.1 主要试剂使用的CSPCM由河北肽丰生物科技有限公司提供。采用的CSPCM的组成为:68.8%的大豆肽(300 Da), 25%的小麦胚芽粉,10%的黄芪肽(300 Da), 0.2%的维生素C。大豆肽占粗蛋白的30%以上。黄芪肽是黄芪酶解后的产物。400只1日龄爱拔益加肉仔鸡,购自河北大午有限公司。GSH-Px、CAT、SOD、MDA、淀粉酶、脂肪酶、胃蛋白酶检测试剂盒购自南京建成生物工程研究所。
1.2 主要仪器SYNERGY HTX全波长微孔板分析仪购自美国佛蒙特州BioTek仪器公司;pH测定仪购自德国TESTO公司;IWAVE WR-18精密色度计购自深圳市威福光电科技有限公司。
1.3 试验动物及分组400只1日龄爱加益加肉仔鸡公雏,随机分为4组,空白对照组(基础饲粮)、CSPCM组(在饲料中添加250,500,750 g/t CSPCM)。每组20笼100只,每笼5只。所有鸡饲养在3层笼网中(110 cm× 60 cm×50 cm,每个网箱5只鸡),在整个42 d试验中自由取食和饮水。室温保持在32~34℃,每周降低2~3℃,直至最终温度为25℃。在最初的1~3 d期间提供光照24 h,然后在随后的4~7 d减少到23 h,8~42 d光照保持在23 h。
1.4 测定指标
1.4.1肝脏抗氧化指标的测定 试验21和42 d后,每组随机选取10只肉鸡,安乐死后取其肝脏。取肝脏放在冰盘上,用冷生理盐水(质量体积比1∶9)匀浆,在9 000 r/min下4℃离心10 min。取上清液测定SOD活力、CAT活力、GSH-Px活力和MDA含量。
1.4.3肉色 试验第42天,肉鸡安乐死后,每组随机抽取10只肉鸡,取鸡胸肉后立即利用IWAVE WR-18精密比色仪对上述样品上、中、下各点的a*、b*、L*值进行测量,最后取平均值。
1.4.4滴水损失 试验第42天,肉鸡安乐死后,每组随机抽取10只肉鸡,取鸡胸肉,在不施加外力的情况下,采用滴水损失法测定持水能力。为评估滴水损失,每个样品称重后,在充气的塑料罐中4℃悬浮48 h,确保样品不与袋子接触,然后重新称重。
1.4.5蒸煮损失 试验第42天,肉鸡安乐死后,每组随机抽取10只肉鸡,取鸡胸肉。为评估蒸煮损失,分别称取胸脯肉样品(胸大肌)质量,真空密封于塑料袋中,在70℃水浴中蒸煮40 min,2 h。然后将胸脯肉样品袋放入冰水中冷却15 min。取出冷却后的样品,吸干后重新称取质量。蒸煮损失以初始生料质量量的差值计算。
1.4.6pH值 在死后45 min和24 h,用pH测定仪测定鸡胸肉的pH值。在1~2 cm深度的胸大肌测量各样品的pH值。
1.4.7饲料养分利用率 在测量的前3 d,收集新鲜粪便200 g,加入10%稀盐酸,混合粉碎。饲料和粪便中粗蛋白质、粗脂肪、钙和总磷含量采用国标法测定,酸不溶性灰分含量采用4N盐酸法测定。采用内源指标法计算表观代谢率,计算公式为:营养物质消化率=100%-100%× (B × C)/(A × D)。其中A为饲料养分含量;B为粪便中的营养成分;C为饲料中酸不溶性灰分含量;D是粪便中酸不溶性灰分的含量。
1.5 统计分析使用Excel数据库记录数据,并进一步使用SPSS19.0软件(IBM Corporation,Armonk,NY)进行分析。采用方差分析方法分析各参数的差异。
2.1 抗氧化功能饲粮添加CSPCM对21日龄肉鸡抗氧化能力的影响见表1。与空白对照组相比,250 g/t CSPCM显著性降低了鸡肝脏MDA含量(P<0.05)。与空白对照组相比,500 g/t CSPCM组显著性提高了肝脏SOD和CAT活力(P<0.05),降低了MDA含量(P<0.05)。与空白对照组相比,750 g/t CSPCM显著性提高了CAT活力,降低了MDA含量(P<0.05)。
表1 饲料中添加CSPCM对21日龄肉鸡抗氧化功能的影响
饲粮中添加CSPCM对42日龄肉鸡抗氧化能力的影响见表2。与空白对照组相比,500 g/t CSPCM显著性提高了肉鸡肝脏GSH-Px和CAT活力,降低了MDA含量(P<0.05)。肉鸡饲粮中添加750 g/t CSPCM显著性提高了肝脏CAT活力(P<0.05)。
上述因素不仅影响着翻转课堂“本土化”进程,也是我国多年来引入“异域教学模式”遭遇的共同问题,但是解决问题的过程却是精细而漫长的。
表2 饲料中添加CSPCM对42日龄肉鸡抗氧化功能的影响
2.2 消化酶活力饲粮添加CSPCM对42日龄肉鸡消化酶活力的影响见图1。与空白对照组相比,饲粮添加500和750 g/t CSPCM显著性提高了肉鸡的胃蛋白酶活力(P<0.05)。250,500和750 g/t CSPCM添加组肉鸡淀粉酶活力显著性高于空白对照组(P<0.05)。
a.饲粮中添加CSPCM对42 d肉鸡胃蛋白酶活力的影响;b.饲粮添加CSPCM对42 d肉鸡肪酶活力的影响;c.饲粮添加CSPCM对42 d肉鸡淀粉酶活力的影响
2.3 肉的质量
2.3.1肉色 饲粮添加CSPCM对42 d日龄肉鸡鸡胸肉肉色的影响见图2。与空白对照组相比,饲粮中添加500 g/t CSPCM显著性提高了a* (P<0.05)(图2b)。肉鸡饲粮中添加CSPCM显著性提高了b* (P<0.05)(图2c)。
a.饲粮中添加CSPCM对42 d肉鸡鸡胸肉L*的影响;b.饲粮添加CSPCM对42 d肉鸡鸡胸肉a*的影响;c.饲粮添加CSPCM对42 d肉鸡鸡胸肉b*的影响
2.3.2系水力 饲粮中添加CSPCM对42 d鸡胸肉系水力的影响见图3。与空白对照组相比,250 g/t CSPCM组的滴水损失显著性降低(P<0.05)。与空白对照组相比,添加750 g/t CSPCM的肉鸡滴水损失显著性增加(P<0.05)(图3a)。与空白对照组相比,添加250和750 g/t CSPCM的肉鸡在70℃时的蒸煮损失显著性增加(P<0.05) (图3b)。
2.3.3肉pH值 饲粮中添加CSPCM对42 d鸡胸肉pH的影响如图4所示。与空白对照组相比,饲粮中添加500 g/t CSPCM显著性降低了鸡胸肉静置45 min后的pH (P<0.05)。
a.饲粮中添加CSPCM对42 d鸡胸肉滴水损失的影响;b.饲粮中添加CSPCM对42 d鸡胸肉蒸煮损失的影响
图4 饲粮添加CSPCM对42 d鸡胸肉pH值的影响
2.4 表观代谢率饲粮添加CSPCM对表观代谢率的影响见图5。与空白对照组相比,饲粮中添加750 g/t CSPCM显著性提高了1 ~ 21 d粗蛋白质表观代谢率(P<0.05)。与空白对照组相比,饲粮中添加250和500 g/t CSPCM显著性提高了22~ 42 d粗蛋白质表观代谢率(P<0.05)(图5a)。
与空白对照组相比,饲粮中添加500 g/t CSPCM显著性提高了1 ~ 42 d粗脂肪表观代谢率(P<0.05)。与空白对照组相比,饲粮中添加750 g/t CSPCM显著性提高了1 ~ 21 d粗脂肪表观代谢率(P<0.05)(图5b)。与空白对照组相比,饲粮中添加CSPCM显著性提高了1 ~ 21 d钙的表观代谢率(P<0.05)。与空白对照组相比,饲粮中添加500 g/t和750 g/t CSPCM显著性提高了21~42 d时钙的表观代谢率(P<0.05)(图5c)。与空白对照组相比,饲粮中添加250 g/t CSPCM显著性提高了21~ 42 d磷的表观代谢率(P<0.05)。与空白对照组相比,饲粮中添加500 g/t CSPCM显著性提高了1~ 42 d磷的表观代谢率(P<0.05)(图5d)。
a.饲粮中添加CSPCM对42 d肉鸡粗蛋白质表观代谢率的影响;b.饲粮中添加CSPCM对42 d肉鸡粗脂肪表观代谢率的影响;c.饲粮中添加CSPCM对42 d肉鸡钙表观代谢率的影响;d.饲粮中添加CSPCM对42 d肉鸡磷表观代谢率的影响
家禽业是全球增长最快的商业行业之一[15]。由于肠道疾病,消费者压力和立法禁止,以及其他国家自愿从动物饲料中移除抗生素,抑制了肉鸡的性能和盈利能力[16]。随着我国家禽业的快速发展,2020年起完全禁止在饲料中添加抗生素。为了保护鸡免于疾病,迫切需要找到不产生耐药性的有效替代品。传统中草药来自大自然,无耐药性,因此可以长期作为抗生素的替代品。中药已被证明可以改善鸡的生产性能[17-18]、免疫功能[19]、抗氧化功能[20]、消化功能[21]等。本试验将中药制备成小肽,既保留了中药的药理作用,又提高了吸收速率。
小肽可以不经消化直接被肠道吸收。随着肉鸡肠道功能的发展和肠道菌群的改善。小肽主要以游离氨基酸和小肽的形式被动物吸收。本试验通过测定肝脏中SOD、MDA、GSH-Px和CAT等抗氧化指标,证实了CSPCM可以改善肉鸡的抗氧化功能。SOD、GSH-Px和CAT都是机体抗氧化酶的重要成员。SOD可以催化超氧阴离子自由基歧化成氧和氢氧化[22-23]。GSH-Px可以分解体内代谢产生的过氧化物,CAT约占过氧化物酶总量的40%,能够消除过氧化氢,保护细胞免受过氧化氢损伤[24-25]。饲粮添加CSPCM可提高发育期SOD、GSH-Px和CAT活力,降低MDA含量,提高发育期GSH-Px和CAT活力。饲料中添加CSPCM可提高肉仔鸡的抗氧化能力。饲料中添加500 g/t CSPCM效果最好。这可以用中医理论来解释。中医理论强调“平衡”。健康动物的身体总是处于动态平衡状态。当这种平衡被打破时,动物就会处于亚健康或疾病状态[26]。在饲料中添加CSPCM帮助肉鸡成功建立了动态平衡,添加500 g/t CSPCM使平衡达到最佳,可以预防动物发病。
动物的消化酶主要包括蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶。动物体内的消化吸收与消化酶活力密切相关。本试验发现,在饲料中添加CSPCM可以显著提高胃蛋白酶和淀粉酶的活力,在饲料中添加500 g/t CSPCM可以增加胃蛋白酶的活力,但添加750 g/t CSPCM可降低胃蛋白酶的活力。因为营养水平过高会降低胃蛋白酶的活力,适当的营养水平则会增加肉鸡腺胃中胃蛋白酶的活力[27]。添加CSPCM可提高空肠淀粉酶活力,且不同添加水平间无差异。在饲料中加入250 g/t CSPCM可以减少滴水损失。此外,其他添加水平对鸡胸肉的系水力没有积极影响。肌肉的持水能力与肌肉蛋白质含量密切相关。鸡肉中蛋白质含量越高,持水能力越好。从表观代谢率来看,饲粮中添加CSPCM提高了粗蛋白质表观代谢率和粗脂肪表观代谢率。表明CSPCM增加肉仔鸡脂肪和蛋白质沉积。鸡胸肉贮水能力下降的原因可能是鸡胸肉中脂肪比例的增加。此外,死前条件也是影响系水力的重要因素,这可能是取样前应激反应引起的。需要进一步的研究来确定原因。
饲粮中添加500 g/t CSPCM提高了粗蛋白质和粗脂肪的表观代谢率。研究表明,在饲料中添加CSPCM可以刺激肠道菌群[6]。CSPCM可通过增加乳酸菌等有益菌在肠道中的丰度来提高肉鸡对饲料养分的利用,从而提高肉鸡生产性能。研究表明,在饲料中添加中药可以改善肠道菌群[12,28]。CSPCM可能通过增加乳酸菌等有益菌的丰度来提高肉鸡对饲料养分的利用,从而提高肉鸡生产性能。饲粮中添加500 g/t CSPCM可提高肉鸡钙磷表观代谢率,提高钙、磷沉积。钙和磷是肉鸡骨骼生长发育的必需元素,增加磷沉积可以预防肉鸡关节炎等骨骼类疾病,饲粮中添加CSPCM可促进1 ~ 21 d肉鸡骨骼发育。
综上所述,在饲料中添加CSPCM可以提高消化酶活力和表观代谢率,从而促进食物消化和营养物质沉积。在饲料中添加CSPCM不仅能提高肉鸡的生产性能,还能提高肉鸡肝脏的抗氧化能力,但同时会降低鸡胸肉的系水力。总体而言,CSPCM可以作为肉鸡饲料添加剂来提高肉鸡生产性能和肝脏抗氧化功能,添加量以500 g CSPCM添加到每吨饲料中最佳。