根皮素对热应激肉鸡腿肌肉品质和抗氧化性能的影响

王昆平, 徐可行, 白 晰, 胡 洪, 潘洪彬, 闻爱友*

(1.安徽科技学院 动物科学学院,安徽 凤阳 233100;2.云南农业大学 动物科学技术学院,云南 昆明 650201)

在现代规模养殖条件下,热应激已成为影响家禽生产和福利的主要环境应激源[1]。肉鸡没有汗腺,全身覆盖羽毛,主要靠呼吸散热,当环境温度过高、饲养密度过大、通风不良、饮水不足时,会导致散热困难,出现热应激反应[2]。研究表明[3],热应激可导致动物机体细胞内线粒体发生氧化应激并产生过量的活性氧(ROS),这些过量的ROS可直接危害机体细胞的正常代谢过程,并造成组织损伤,最终导致肉鸡生长性能及肉品质的下降。因此,做好肉鸡热应激的预防对于肉鸡生产十分重要。

根皮素(Phloretin)作为一种植物提取物,属于黄酮类化合物,主要分布于苹果、荔枝等多种植物中。研究表明根皮素具有抗氧化、抑制细菌、抑制肿瘤细胞增殖、抑制酪氨酸酶活性、抗炎等功能[4]。Kern等[5]发现,根皮素是一种天然多酸化合物,可以抑制动物机体内蛋白激酶C(PKC)活性和诱导细胞凋亡,发挥抗氧化和抗肿瘤作用。本试验通过在饲料中添加根皮素,探讨其对热应激环境下肉鸡腿肌肉品质及抗氧化性能的影响,为肉鸡无抗养殖和根皮素作为一种绿色安全饲料添加剂的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验分组和日粮配方

试验选取安徽科技学院畜牧场提供的160只22日龄AA肉鸡(雌雄各半),按照体质量相近原则,随机分为NT、HT、LT和PT 等4个组,每组4个重复,每个重复10只。其中NT为对照组,HT、LT和PT为热应激组。依据NRC规定配制饲料。试验分组和基础日粮配方见表1～2。

表1 饲养试验分组Table 1 Grouping of feeding trials

表2 基础日粮与营养水平Table 2 Basic diet and nutrition level

1.2 饲养管理

在安徽科技学院试验动物房的同一幢相邻的两间鸡舍进行肉鸡的饲养试验,其中NT肉鸡单独一间饲养,HT、LT、PT等3组在另一间鸡舍饲养,鸡舍内温湿度均采用空调和加湿器进行调控,对照组为:温度为(23.0±0.61) ℃,相对湿度为50.8%±5.41%;热应激组:温度为(30.5±0.69) ℃,相对湿度为89.7%±6.70%。由专人负责饲喂和卫生打扫等日常管理工作,并按照正常肉鸡防疫程序进行疫苗注射,饲养期为21 d。

1.3 试验样品采集及测定方法

42日龄时,每个重复随机挑选3只接近平均体质量的肉鸡,空腹12 h后屠宰,取腿肌样品进行腿肌肉品质和抗氧化指标的测定。肉鸡屠宰及肉鸡腿肌肉的品质测定均参照马猛等[6]、Qiao等[7]方法进行,其中肉的pH采用数显式pH仪(梅特勒-托利多仪器有限公司)测定,肉的亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)等肉色指标使用色差仪(柯尼卡美能达控股公司)测定,肌肉嫩度采用数显式嫩度测定仪(东北农业大学工程学院)进行测定;肌肉MDA、CAT、GSH、GSH-Px、T-AOC等抗氧化指标均按照试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明书进行测定。

1.4 数据处理与分析

试验结束后,将收集的数据利用Excel进行处理后,用SPSS 18.0软件进行数据的差异显著统计分析和多重比较,结果以“平均值±标准差”表示,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 根皮素对热应激肉鸡腿肌肉品质的影响

由表3可知,与HT相比,NT肉鸡腿肌亮度(L*)显著下降(P<0.05),PT肉鸡腿肌亮度(L*)显著下降(P<0.05)。与HT相比,NT肉鸡腿肌滴水损失、失水率、蒸煮损失显著下降(P<0.05),PT肉鸡腿肌滴水损失、失水率、蒸煮损失显著下降(P<0.05)。与HT相比,NT和PT肉鸡腿肌亮度(L*)、滴水损失、失水率、蒸煮损失均显著下降(P<0.05)。说明日粮中添加根皮素可以明显改善热应激状态下肉鸡腿肌肉的亮度(L*)和肌肉的保水能力。

表3 根皮素对热应激肉鸡腿肌肉品质的影响Table 3 Effects of phloretin on leg muscle quality of broilers under heat stress

2.2 根皮素对热应激肉鸡腿肌抗氧化性能的影响

由表4可知,与HT相比,NT肉鸡腿肌的CAT、GSH、GSH-Px、T-AOC水平显著上升(P<0.05);LT的T-AOC水平显著高于HT组(P<0.05);PT的CAT、GSH、GSH-Px、T-AOC水平显著高于HT(P<0.05);HT的肉鸡腿肌MDA水平显著高于NT(P<0.05);PT的肉鸡腿肌MDA水平显著低于HT(P<0.05)。说明日粮中添加根皮素可有效提高热应激状态下肉鸡机体的抗氧化能力。

表4 根皮素对热应激肉鸡腿肌抗氧化性能的影响Table 4 Effects of phloretin on antioxidant properties of leg muscle in broilers under heat stress

3 结论与讨论

畜禽屠体的肉色、pH、系水力(滴水损失率、失水率、蒸煮损失率)等理化指标直接影响畜禽产品的贮藏、加工和市场销售的货架期,是畜禽肉质评定中常规测定的指标[6]。肉的颜色主要受肌肉中肌红蛋白及其氧合代谢的影响。通常情况下,机体组织和细胞中氧合肌红蛋白水平升高,肌肉的亮度值(L*)升高;脱氧肌红蛋白水平升高,红度值(a*)升高;而肌肉黄度值(b*)的高低与高铁肌红蛋白水平及其氧化程度关系密切[8]。畜禽刚屠宰后,由于肌肉中氧合肌红蛋白含量高,肌肉颜色呈现红润有光泽,之后,随着贮藏时间的延长,机体组织和细胞中氧含量下降,肌红蛋白以脱氧肌红蛋白为主,从而导致肉色变暗、肉质下降[9]。本试验中,热应激条件下的肉鸡腿肌L*值均高于常温下的NT,a*值和b*值与HT相比也均有降低的趋势,其中HT腿肌肉的L*值显著高于NT,这与孙金芝等[10]研究结果一致。通常在热应激状态下,肉鸡肺呼吸功能增强,增加了机体组织和细胞内氧合肌红蛋白水平,同时减少了脱氧肌红蛋白和高铁肌红蛋白含量,从而使得肌肉中L*值升高,并在一定程度上降低了a*和b*值的水平。试验还观察到LT和PT肉鸡腿肌肉的L*值均低于HT,这可能是因为肉鸡的肺部和组织细胞中养气的交换量的降低,有效减少了肉鸡机体组织和细胞中氧合肌红蛋白水平,降低了腿肌的L*值,说明日粮中添加根皮素可不同程度地降低肉鸡的热应激反应。

家禽屠宰后,尸僵变化过程中会发生一系列的生化反应,其中肌肉组织细胞在缺氧状态下,糖原无氧酵解会产生乳酸,大量乳酸积累是导致肌肉pH下降的主要因素[11-12]。与适温条件相比,在长时间热应激环境下,家禽采食量下降,机体的合成代谢率下降,分解代谢加强,从而导致机体内糖原过多的酵解供能并生成更多的乳酸[13-14],这可能正是本试验中观察到的HT腿肌肉中pH相较于NT显著下降的原因所在。而添加根皮素的2组pH均小于NT且大于HT,说明添加根皮素缓解了热应激对肉鸡机体的影响。肌肉的pH是影响肌肉的颜色、系水力、嫩度及贮藏时间的重要因素。本试验中,热应激组比对照组滴水损失、失水率、蒸煮损失均有所提高,而添加200 mg/kg根皮素有效改善了肉鸡腿肌系水力。前人研究表明,随着屠宰后肌肉pH的下降,肌肉中蛋白质之间的相互作用减少,导致肌球蛋白和肌动蛋白间隙缩小,使水分被压缩至肌浆,导致细胞质渗透压减小,水分渗透流失;此外,根皮素还可以减少肉鸡热应激条件下机体内氧化自由基的产生,降低了自由基对肌肉组织和细胞膜的破裂损伤,减少细胞内水分流失,提高了肌肉的保持水分的能力[14-15]。

本试验中观察到在热应激状态下肉鸡体内MDA显著提高,这是由于长时间处于热应激环境下,畜禽机体内会产生大量的活性氧(ROS)等具有强氧化作用的自由基,这些自由基会作用于脂质发生氧化反应,从而产生MDA,MDA会引起蛋白质、核酸等产生交联聚合作用,从而造成机体和组织细胞的损害和代谢紊乱[16-17]。根皮素能够通过氧化还原信号通路(如NF-κB/MAPKs和 LKB1/AMPK通路等)去除体内多余的ROS,增强体内脂质过氧化的能力,减少ROS对细胞的损伤,增加细胞抗氧化能力[18-19]。Yang等[16]研究表明,根皮素具有降低细胞内氧化自由基和MDA 水平、提高GSH-Px活性的能力。这与本试验测定结果是一致的。由于MDA对细胞的损害,抗氧化物的合成受到影响,机体内CAT、GSH、GSH-Px等抗氧化物含量较低[20-21]。而日粮中添加根皮素提高了机体的抗氧化能力,清除了机体内大量氧化自由基,减少了MDA的产生,不同程度提高了机体内CAT、GSH、GSH-Px等抗氧化物的水平,T-AOC水平升高。

综上,饲料中添加根皮素可有效改善鸡肉系水力等肉质指标,缓解热应激对肉鸡腿肌肉品质及抗氧化性能的影响,且以添加200 mg/kg较为适宜。