植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质和抗氧化功能的影响.pdf

动物营养学报，（）：植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质和抗氧化功能的影响马艳华 李 奎 沈媛媛 刘金松 冯 杰 张瑞强（濮阳职业技术学院生物与食品工程学院，濮阳；浙江农林大学动物科技学院，动物医学院，杭州；浙江惠嘉生物科技股份有限公司，安吉；浙江大学动物科学学院，杭州）摘 要：本试验旨在探究植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质和抗氧化功能的影响。选取健康的 日龄黄羽肉鸡 只，随机分为 个组，每组 个重复，每个重复 只鸡。对照组和氨气应激组饲喂基础饲粮，氨气应激植物乳杆菌组饲喂在基础饲粮中添加 植物乳杆菌（活菌数为 ）的饲粮。试验期 。于试验第 天起，氨气应激组和氨气应激植物乳杆菌组进行 的氨气应激处理，对照组不通氨气。结果表明：）与对照组相比，氨气应激组肉鸡屠宰后胸肌 的 以及 和 的红度（）值显著降低（），和 的亮度（）值以及 的蒸煮损失显著提高（），水分和粗灰分含量显著提高（），有机物和粗蛋白质含量显著降低（），总超氧化物歧化酶（）、过氧化氢酶（）、谷胱甘肽过氧化物酶（）活性和总抗氧化能力（）显著降低（），丙二醛含量显著提高（），核因子 相关因子（）、超氧化物歧化酶（）和超氧化物歧化酶（）相对表达量显著降低（）。）与氨气应激组相比，氨气应激植物乳杆菌组肉鸡屠宰后胸肌 和 的 以及 的 值显著提高（），的 值以及 和 的滴水损失显著降低（），水分和粗灰分含量显著降低（），粗蛋白质含量显著提高（），、和 活性及显著提高（），相对表达量显著提高（）。综上所述，饲粮中添加植物乳杆菌能够提高氨气应激肉鸡胸肌肌肉品质，改善肌肉成分，并通过调控 信号通路增强肌肉抗氧化能力，缓解氨气应激造成的氧化应激损伤。关键词：植物乳杆菌；氨气应激；肉鸡；肌肉品质；抗氧化功能中图分类号：文献标识码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：浙江省领军型创新创业团队项目（）；浙江省博士后择优资助项目（）；浙江省重点研发计划项目（）；浙江省重点农业企业研究院项目（）作者简介：马艳华（），女，河南汝南人，讲师，硕士研究生，主要从事生物技术研究。：通信作者：张瑞强，讲师，：在对动物源性食品日益增长的需求推动下，国内畜禽生产模式由传统的自由放养稳步转向更专业化和规模化的集中饲养体系，这大幅提升了生产能力和生产效率。而肉鸡作为家禽的重要组成部分，近年来市场不断发展，规模不断扩大，预计 年全球年产量将达到 亿。但随着肉鸡养殖业规模化和集约化的提高，养殖中的问题也愈发凸显，养殖中排放的大量有害气体如硫化氢、氨气等，对肉鸡的危害非常严重，可造成肉鸡生长性能下降、疾病增多以及肉质变差等。因此，如何保障肉鸡产品质量安全，促进肉鸡产业实现健康发展，是畜禽业发展需要解决动 物 营 养 学 报 卷的重要问题。畜禽养殖场氨气浓度过高易导致畜禽总抗氧化能力降低、免疫力下降和抗病力降低，继而引发各种畜禽疾病，导致生长性能下降，死亡率大幅提高，造成惨重的经济损失。过高浓度的氨气暴露还会影响畜禽采食，降低饲料转化率，导致蛋白质和能量水平的摄入减少，进而影响动物肌肉内氧化型肌纤维的比例和脂肪含量，使畜禽的肌肉品质下降。近年来，有关益生菌用于畜禽养殖的研究结果显示，许多益生菌均可增强机体免疫力和抗病力，抑制有害微生物生 长，提 高 畜 禽 的 生 长 性能。植物乳杆菌是一种革兰氏阳性菌，菌种呈短杆状，有时成对或成链状，不产芽孢，属于同型发酵乳酸菌，在发酵过程中只产生乳酸，是典型的兼性厌氧菌，有很强的发酵碳水化合物的能力，较耐盐。研究显示，植物乳杆菌能够改善肠道形态结构和菌群结构，提高机体免疫能力和抗病力，促进动物生长。本课题组在此前的研究中发现，饲粮中添加植物乳杆菌具有提高肉鸡生长性能、促进消化器官发育和改善肉鸡有机物和粗蛋白质表观消化率的作用。但是，有关植物乳杆菌调控肉鸡肌肉品质的作用及其发生机理的研究鲜见报道。因此，本文拟通过动物试验，研究植物乳杆菌对氨气应激下的肉鸡胸肌肌肉品质、肌肉成分、抗氧化能力和抗氧化相关基因表达的调控作用，为缓解肉鸡养殖中氨气应激导致的肉鸡肌肉品质下降和促进家禽养殖高质量发展提供理论依据。材料与方法 试验材料 本试验所用植物乳杆菌由浙江某公司提供，活菌数为 。试验设计 试验选择 只体重均匀、健康的 日龄黄羽肉鸡，随机分为 个组，分别是对照组（组）、氨气应激组（组）和氨气应激植物乳杆菌组（组），每组 个重复，每个重复 只鸡。对照组和氨气应激组饲喂基础饲粮，氨气应激植物乳杆菌饲喂在基础饲粮中添加 植物乳杆菌的饲粮；各组饲粮均不添加任何抗生素。基础饲粮为粉料，参考（）配制，其组成及营养水平见表。试验期 。于试验第 天起，氨气应激组和氨气应激植物乳杆菌组分别在：和：通入高纯氨气，使氨气浓度达到（）（氨气浓度的设定参考 等的研究），持续，对照组不通氨气。表 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）（）项目 日龄 日龄 原料 玉米 豆粕 膨化大豆 玉米酒糟 米糠 玉米麸 大豆油 石粉 发酵豆粕 磷酸氢钙 食盐 预混料）合计 营养水平 ）代谢能 （）粗蛋白质 赖氨酸 蛋氨酸半胱氨酸 钙 总磷 ）预混料为每千克饲粮提供 ：，泛酸 ，烟酸 ，生物素 ，氯化胆碱 ，载体为沸石 。）代谢能为计算值，其余为实测值。，饲养管理 本试验于浙江惠嘉生物科技股份有限公司试验基地开展。黄羽肉鸡饲养在气候舱中，气候舱可以自动控制舱内的温度、湿度、光照和通风量等 期马艳华等：植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质和抗氧化功能的影响因素，第 周气候舱内温度保持在 ，随后每周降低 ，温度降至 左右后保持不变；光照（白天自然光照，晚上白炽灯补光）；相对湿度保持在；调节气候舱内换气扇的通风换气量，保证在下一次通入氨气时，氨气浓度处于 以上。试验期间鸡只自由采食和饮水。免疫接种及消毒、疾病预防按常规进行。样品采集 氨应激试验进行 后，每组各选取生长状况相近的 只试验鸡（每个重复 只）空腹 后屠宰，采集左侧胸肌测定屠宰后 和 的肌肉品质，同时采集右侧胸肌样品保存于 冰箱中，用于测定肌肉成分，分析鸡肉抗氧化能力和相关基因表达。指标检测 肌肉品质的测定 分别在肉鸡屠宰后 和 ，用装载肌肉专用电极 计（，）测定胸肌的；用色差仪（，）测定胸肌的亮度（）、黄度（）和红度（）值。切割并准确称取（）重的肌肉样品，将各组样品标号，悬挂放置于 冰箱中，在放置 和 后各测 次样品的重量并记录，计算各样品 和 的滴水损失。切割并准确称取（）重的肌肉样品，将各组样品标号，在 的蒸箱中放置 ，再次称重并记录，计算各样品的蒸煮损失。肌肉成分的测定 样品预处理：将屠宰后采集的胸肌样品适当切碎，称重后置于洁净的已知重量的培养皿中，在 烘箱中烘干 后，取出回潮 ，称重并记录，粉碎后装于自封袋备用，后续测定参考饲料分析及饲料质量检测技术。水分和粗灰分含量的测定：取洁净坩埚烘干至恒重，于干燥器中冷却，称重，称取 左右的肉粉置于坩埚中，在 烘箱中烘干至恒重，于干燥器中冷却，称重，结合样品预处理水分含量结果计算胸肌实际水分含量。随后将坩埚放在电炉上炭化 至 无 烟，移 入 陶 瓷 纤 维 马 弗 炉（，广州越特科学仪器有限公司）中于 下灼烧 ，等待炉温降下后取出，于干燥冷却，称重，结合样品预处理水分含量结果计算胸肌粗灰分实际含量。粗蛋白质含量的测定：称取 左右胸肌肉粉试样，在消化管中消化，冷却消煮液后用常量蒸馏法吸收氨气，用盐酸标准滴定溶液滴定，记录滴定体积，结合样品预处理水分含量结果计算胸肌粗蛋白质含量。粗脂肪含量的测定：称取胸肌肉粉试样 左右，放入滤纸中折成密封小包，放入 烘箱中烘干 ，在干燥器中冷却后称重。将滤纸包放入预干燥处理的索氏抽提管中，在干燥的抽提瓶中加入足量石油醚，浸泡过夜后，进行抽提，控制石油醚回流速度适当。取出试样在通风橱中晾干滤纸包，在 烘箱中烘干至恒重，于干燥器中冷却，称重并记录，结合样品预处理水分含量结果计算胸肌粗脂肪含量。有机物含量的测定：通过胸肌水分和粗灰分含量直接计算出胸肌有机物含量。抗氧化指标的测定 取 左右胸肌肉试样放入 匀浆管，加入 倍体积预冷处理的生理盐水，再加入适量的 灭 菌 匀 浆 珠，经 匀 浆 仪 充 分 匀 浆 后，在 、离心机中离心 ，取上清液作为各组肉鸡的胸肌组织匀浆液，保存在 冰箱中。根据南京奥青生物技术有限公司二喹啉甲酸（）蛋白浓度测定试剂盒说明书测定蛋白浓度。根据南京建成生物工程研究所提供的试剂盒进行抗氧化指标的测定：采用亚铁离子（）还原法测定组织中总抗氧化能力（），采用酶促比色法测定谷胱甘肽过氧化物酶（）活性，采用钼酸铵法测定过氧化氢酶（）活性，采用黄嘌呤氧化酶法测定总超氧化物歧化酶（）活性，采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛（）含量。抗氧化相关基因表达的测定 根据 总 提取试剂及说明书，从肉鸡胸肌中提取总。使用 分光光度仪测定总 的浓度。将 反转录为 并将其储存在 冰箱中，为随后实时荧光定量（）做准备。使用 试剂盒进行 扩增反应。培养程序如下：预变性 后进入循环；变性 ；退火 ；延长 ，共 次循环；熔解曲线分析，（温度变化率 ），（温度变化率 ），（温度变化率动 物 营 养 学 报 卷 ），收集方法为连续收集，每 次。使用参照基因 肌动蛋白（，：；：）运行和归一化样品。最终，记录循环时 间，并通过法计算肉鸡胸肌抗氧化相关基因核因子 相关因子（）、样环氧氯丙烷相关蛋白（）、血红素加氧酶（）、超氧化物歧化酶（）、超氧化物歧化酶（）和 相对表达量，目的基因的引物序列见表。表 引物序列 目的基因 登录号 上游引物 （）下游引物 （）核因子 相关因子 样环氧氯丙烷相关蛋白 血红素加氧酶 谷胱甘肽过氧化物酶 过氧化氢酶超氧化物歧化酶 超氧化物歧化酶 数据统计分析 采用 对试验数据进行初步整理，随后使用 软件进行统计分析，采用单因素方差（）进行差异显著性检验，并采用 法进行多重比较检验，试验结果以平均值和均值标准误表示，以 作为差异显著的判断标准。结 果 植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质的影响 由表 可知，与对照组相比，氨气应激组肉鸡屠宰后胸肌 的 显著降低（），屠宰后胸肌 和 的 值显著提高（），屠宰后胸肌 和 的 值显著降低（），屠宰后胸肌 的蒸煮损失显著提高（）。与氨气应激组相比，氨气应激植物乳杆菌组肉鸡屠宰后胸肌 和 的 显著提高（），屠宰后胸肌 的 值显著降低（），屠宰后胸肌 的 值显著提高（），屠宰后胸肌 和 的滴水损失显著降低（）。此外，氨气应激植物乳杆菌组肉鸡肌肉品质指标与对照组相比差异均不显著（）。植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉成分的影响 由表 可知，与对照组相比，氨气应激组肉鸡胸肌水分和粗灰分含量显著提高（），有机物和粗蛋白质含量显著降低（）。与氨气应激组相比，氨气应激植物乳杆菌组肉鸡胸肌水分和粗灰分含量显著降低（），粗蛋白质含量显著提高（）。各组之间肉鸡胸肌粗脂肪含量无显著差异（）。植物乳杆菌对氨气应激肉鸡抗氧化能力的影响 由表 可知，与对照相比，氨气应激组肉鸡胸肌、和 活性以及 显著降低（），而胸肌 含量显著提高（）。与氨气应激组相比，氨气应激植物乳杆菌组肉 鸡 胸 肌、和 活 性 及 显著提高（）。此外，氨气应激植物 期马艳华等：植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质和抗氧化功能的影响乳杆菌组肉鸡胸肌抗氧化指标与对照组相比差异均不显著（）。表 植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质的影响 项目对照组 氨气应激组 氨气应激植物乳杆菌组 均值标准误 值 亮度 红度 黄度 亮度 红度 黄度 滴水损失 滴水损失 蒸煮损失 同行数据肩标不同字母表示差异显著（），肩标相同字母或无字母表示差异不显著（）。下表同。，（），（）表 植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉成分的影响 项目对照组 氨气应激组 氨气应激植物乳杆菌组 均值标准误 值水分 有机物 粗蛋白质 粗脂肪 粗灰分 表 植物乳杆菌对氨气应激肉鸡抗氧化能力的影响 项目对照组 氨气应激组 氨气应激植物乳杆菌组 均值标准误 值总抗氧化能力 （）总超氧化物歧化酶 （）过氧化氢酶 （）谷胱甘肽过氧化物酶 （）丙二醛 （）植物乳杆菌对氨气应激肉鸡抗氧化相关基因表达的影响 由表 可知，与对照组相比，氨气应激组肉鸡胸肌、和 相对表达量显著降低（），胸肌 相对表达量显著提高（）。与氨气应激组相比，氨 气 应 激 植 物 乳 杆 菌 组 肉 鸡 胸 肌 相对表达量显著提高（），胸肌 动 物 营 养 学 报 卷 相对表达量显著降低（）。此外，氨气应激植物乳杆菌组肉鸡胸肌抗氧化相关基因 相对表达量与对照组相比差异均不显著（）。表 植物乳杆菌对氨气应激肉鸡抗氧化相关基因表达的影响 项目对照组 氨气应激组 氨气应激植物乳杆菌组 均值标准误 值核因子 相关因子 样环氧氯丙烷相关蛋白 血红素加氧酶 谷胱甘肽过氧化物酶 过氧化氢酶 超氧化物歧化酶 超氧化物歧化酶 讨 论 植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质的影响 、肉色、滴水损失和蒸煮损失是用来衡量畜禽肉 品 质 的 常 规 指 标，这 些 指 标 之 间 密 切 相关。对畜禽肌肉的颜色、风味、嫩度、系水力和保质期均有影响，是衡量肉品质性状的重要指标。一般在测定肌肉色泽时，值越小，说明肌肉的颜色越浅，肌肉不发白，肉的品质越好；而 值越高，则表示肌肉颜色越好。肌肉系水力指肌肉的保水能力，通常用滴水损失和蒸煮损失作为指标来评估肌肉的系水力，滴水损失和蒸煮损失越低，则系水力越高。本研究中，与对照组相比，氨气应激组肉鸡屠宰后胸肌 的 以及 和 的 值显著降低，和 的 值及 的蒸煮损失显著提高。与本研究一致，魏凤仙等研究亦指出，氨气应激提高了肉鸡胸肌 值，降低了胸肌 值。同时，与氨气应激组相比，氨气应激植物乳杆菌组肉鸡屠宰后胸肌 和 的 显著提高，和 的滴水损失以及 的蒸煮损失显著降低，的 值显著降低，的 值显著提高，这提示植物乳杆菌可调节肉鸡胸肌肌肉保水性能，有效改善肉鸡肌肉品质。植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉成分的影响 鸡肉主要是由水分、有机物、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分等五大营养成分组成，且代表了鸡肉的营养价值。本研究中，与对照组相比，氨气应激组肉鸡胸肌水分和粗灰分含量显著提高，有机物和粗蛋白质含量显著降低，说明氨气应激会降低肉鸡肌肉的营养价值。同时，与氨气应激组相比，氨气应激植物乳杆菌组肉鸡胸肌水分和粗灰分含量显著降低，粗蛋白质含量显著提高。本实验室前期研究表明，饲粮中添加植物乳杆菌可提高肉鸡消化酶活性，改善有机物和粗蛋白质的表观消化率，提高肉鸡消化器官指数，并提高肉鸡末重和平均日增重，这与本试验肌肉成分的结果一致。等报道，植物乳杆菌处理显著上调了 日龄肉鸡回肠黏膜中脂肪酸结合蛋白（）和钠依赖性葡萄糖转运蛋白（）的表达，显著提高了产短链脂肪酸（）细菌的相对丰度。这提示植物乳杆菌可能通过调控肠道营养转运蛋白的表达，从而改善肉鸡对饲粮中营养物质的转运和吸收利用。也有研究指出，植物乳杆菌可以增加肠道微生物的碳水化合物代谢相关途径，降低肠道微生物的核苷酸生物合成相关途径，最终促进饲粮消化成可吸收的营养物质，使肉鸡的消化和吸收效率提高，从而改善肌肉营养物质成分的沉积。植物乳杆菌对氨气应激肉鸡抗氧化能力的影响 氧化应激是机体中常见的过程，它可以在体内产生多种活性氧（），过量的 会损害蛋白质、核酸等生物大分子，发生脂质氧化，产生大量的，导致组织损伤，从而助长疾病的发展。抗氧化酶体系物质如、谷胱甘 期马艳华等：植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质和抗氧化功能的影响肽（）和超氧化物歧化酶（）对于清除过量的 至关重要，从而影响肉鸡肌肉的氧化还原状态平衡。本研究中，与对照组相比，氨气应激组肉鸡胸肌 及、和 活性显著降 低，而 胸 肌 含 量 显 著 提 高。赵 天等研究发现，氨气可引起肉羊应激，导致肉羊血清、活性显著降低，血清 含量提高；魏凤仙等在探究高浓度氨气暴露对肉仔鸡机体抗氧化性能的影响时发现，与低浓度氨气对照组 相 比，高 浓 度 氨 气 降 低 了 肉 仔 鸡 肌 肉 中及 和 活性，这与本研究结果类似。这说明当机体在氨气应激下，体内的氧化体系和抗氧化体系失衡，体内 自由基可能发生改变。此外，与氨气应激组相比，氨气应激植物乳杆 菌 组 肉 鸡 胸 肌 及、和 活性显著提高。由此推测，植物乳杆菌可能是通过激活机体内的抗氧化酶表达抑制自由基的产生，从 而 提 高 机 体 抗 氧 化 能 力，减 少 细 胞损伤。植物乳杆菌对氨气应激肉鸡抗氧化相关基因表达的影响 作为一种含碱性亮氨酸拉链结构的转录因子，广泛表达于机体的各个组织器官中，是细胞解毒反应和抗氧化系统的主要调控因子。机体中高表达的 能够减少过氧化氢诱导产生 和，信号通路能够感知机体氧化和抗氧化系统失衡，调控细胞的氧化还原状态，是细胞对抗氧化应激的主要防御机制，同时能够促进、等抗氧化相关因子的表达。本研究中，与对照组相比，氨 气 应 激 组 肉 鸡 胸 肌、和 相对表达量显著降低。等研究发现，热应激会导致肉鸡肝脏、和 表达量显著降低。由此推测，氨应激与热应激对机体抗氧化功能的影响机制类似，都是通过抑制 信号通路的激活，进而抑制、等多种抗氧化酶的表达，造成肉鸡的氧化应激损伤，破坏机体氧化和抗氧化系统的平衡，这也与氨气应激导致肉鸡胸肌 及、和 活性降低的结果对应。此外，本研究发现，氨气应激提高了肉鸡胸肌 相对表达量，提示机体抗氧化状态可能受其他信号的调控，其具体机制尚需进一步研究。与氨气应激组相比，氨气应激植物乳杆菌组肉鸡胸肌 相对表达量显著提高，推测植物乳杆菌可能通过诱导 基因的表达，提高抗氧化酶的活性，减少肉鸡胸肌肌肉细胞中 的含量，使氧化和抗氧化系统恢复平衡，减轻氧化应激的损伤，达到保护胸肌细胞发育的目的。结 论 饲粮中添加植物乳杆菌能够提高氨气应激肉鸡胸肌肌肉品质，改善肌肉成分，并通过调控 信号通路增强肌肉抗氧化能力，缓解氨气应激造成的氧化应激损伤。参考文献：，：，：，（）：，（）：孙永波，邢焕，栾素军，等氨气对肉鸡健康的影响及应对措施动物营养学报，（）：，（）：郭艳，张进良，刘洪涌鸡舍内氨气的来源及对肉鸡生产影响的研究进展黑龙江畜牧兽医，（）：，（）：（）汤善龙，解竞静，伊宝，等氨气对畜禽肌肉品质的影响动物营养学报，（）：，动 物 营 养 学 报 卷 ，（）：（），（）：，（）：，（）：肖仔君，钟瑞敏，陈惠音，等植物乳杆菌的生理功能与应用中国食品添加剂，（）：，（）：（），（）：，（）：，（）：管乐琪，俞晓蓉，戴政列，等乳酸杆菌对肉鸡生长性能、消化酶活性和营养物质表观消化率的影响动物营养学报，（）：，（）：（），（），（）：张丽英饲料分析及饲料质量检测技术 版北京：中国农业大学出版社 ：，（），（）：，（），（）：，（），（）：孙京新冷却猪肉肉色质量分析与评定及肉色稳定性研究博士学位论文南京：南京农业大学，：，（），（）：魏凤仙，徐彬，萨仁娜，等不同湿度和氨水平对肉仔鸡抗氧化性能及肉品质的影响畜牧兽医学报，（）：，（）：（），（）：，期马艳华等：植物乳杆菌对氨气应激肉鸡肌肉品质和抗氧化功能的影响，（）：，（），（）：，（）：，（）：赵天，王国军，彭孝坤，等氨气和硫化氢应激对肉羊免疫及抗氧化功能的影响 畜牧兽医学报，（）：，（）：（），（）：，（）：王琪，倪清蓉，姜兆婷，等抗氧化因子 对 诱导的人黑素细胞氧化应激水平和抗氧化基因表达的影响中国皮肤性病学杂志，（）：，（）：（），：，（）：动 物 营 养 学 报 卷，：（责任编辑 田艳明）（，；，；，；，）：，（），：），（）（），（）（），（），（），（），（）（）（）（），（），（），（）（）（），（），（），（），（），（），（），（）：；