■李學(xué)科 張春暉 唐春紅 王春青 李 俠
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,北京100193;2.重慶工商大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院,重慶400067)
磷作為動(dòng)物所必需的礦物元素之一,具有重要的生理功能,在信號(hào)傳導(dǎo)和骨骼礦化等過(guò)程中也發(fā)揮著重要作用[1-2]。雞體攝磷不足可導(dǎo)致磷缺乏癥,影響增重和骨質(zhì)發(fā)育[3]。對(duì)此,許多研究致力于提高飼料中磷的有效利用率,但肉雞生長(zhǎng)速度快,對(duì)磷的需求量高,因此需要在飼糧中添加無(wú)機(jī)磷來(lái)滿(mǎn)足其對(duì)磷的需要;然而,目前無(wú)機(jī)磷的添加使用并沒(méi)有準(zhǔn)確的限量范圍,其適宜的添加水平和對(duì)肉質(zhì)的影響也不明確。朱連勤等[4]報(bào)道,肉雞含磷過(guò)高會(huì)導(dǎo)致脛骨軟骨發(fā)育不良。Pablo等[5-7]也曾報(bào)道高磷會(huì)導(dǎo)致心血管疾病,甚至?xí)霈F(xiàn)慢性腎病。其實(shí),高磷飼糧可能并沒(méi)有被有效利用或充分代謝吸收,所以攝入過(guò)量可能會(huì)導(dǎo)致磷排放過(guò)多而污染環(huán)境,并且飼糧磷水平對(duì)肉雞血清生化指標(biāo)等的影響也尚不清楚。愛(ài)拔益加(AA)肉雞以生長(zhǎng)速度快、屠體品質(zhì)好和生產(chǎn)性能卓越等優(yōu)點(diǎn)占有較大的肉雞市場(chǎng)份額,而其生產(chǎn)性能、骨的強(qiáng)度等都將影響雞肉品質(zhì)。所以,本試驗(yàn)選取AA肉雞為試驗(yàn)對(duì)象,旨在研究飼糧中不同無(wú)機(jī)磷添加水平對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能、脛骨質(zhì)量、血清生化特性以及堿性磷酸酶活性的影響,同時(shí)為改善雞肉品質(zhì)積累更多的資料。
試驗(yàn)動(dòng)物選用200只1日齡健康的AA肉仔雞(母雞)(購(gòu)自北京華都肉雞公司)。試驗(yàn)采用玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧,營(yíng)養(yǎng)水平參考NRC(1994)[8]和我國(guó)《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)[9]配制飼料,分1~21日齡和22~42日齡兩個(gè)階段,基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。
試驗(yàn)將200只1日齡健康的AA肉仔雞隨機(jī)分成4組,每組5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10只雞,各組試驗(yàn)雞初始體重差異不顯著(P>0.05)。試驗(yàn)對(duì)照組采用基礎(chǔ)飼糧,試驗(yàn)組在基礎(chǔ)飼糧中分別添加不同水平的無(wú)機(jī)磷(KH2PO4),KH2PO4為飼料級(jí)(HG/T 2860—2011)[10],1~21日齡和22~42日齡處理組飼糧磷水平相同,總磷水平分別為0.95%、1.25%和1.55%(即試驗(yàn)1組、試驗(yàn)2組、試驗(yàn)3組),對(duì)應(yīng)有效磷水平為0.7%、1.0%和1.3%,其他營(yíng)養(yǎng)水平各處理組之間基本一致。試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所動(dòng)物試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行,試驗(yàn)雞采用自由采食與飲水,按常規(guī)程序進(jìn)行免疫,試驗(yàn)期為42 d。
1.3.1 測(cè)定指標(biāo)
以重復(fù)為單位,每日觀察試驗(yàn)雞的采食情況并對(duì)日采食量進(jìn)行記錄,并分別于每周末對(duì)試驗(yàn)雞進(jìn)行稱(chēng)重,記錄增重情況。分別從每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取3只試雞,在21日齡、31日齡和試驗(yàn)結(jié)束時(shí)從試驗(yàn)雞翅下靜脈采血,待測(cè)血清生化指標(biāo)。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)進(jìn)行全部宰殺,分別從每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取體重相近的試雞2只,剝離脛骨,左側(cè)脛骨-20℃冷凍保存,用于測(cè)定脛骨粗灰分及鈣、磷含量等,右側(cè)脛骨用于測(cè)定骨密度和骨斷裂強(qiáng)度。剝離肋骨,-20℃冷凍保存,用于骨堿性磷酸酶活性的測(cè)定。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
1.3.2 脛骨質(zhì)量
采用雙能X線(xiàn)吸收儀(QDR-2000型,HOLOGIC公司,美國(guó))測(cè)定右側(cè)脛骨密度(Bone mineral densi?ty),然后采用嫩度儀(TMS-Pro,Stable Micro System公司,英國(guó))對(duì)測(cè)定骨密度后的骨樣進(jìn)行脛骨斷裂強(qiáng)度(Bone breaking strength,BRS)測(cè)定[11]。左側(cè)脛骨樣品去除肌肉和腓骨,稱(chēng)鮮重后于烘箱中70℃烘72 h,然后用無(wú)水乙醚抽提72 h脫脂,脫脂的骨樣再于105℃烘箱中烘12 h后稱(chēng)骨樣脫脂烘干重,測(cè)定脫脂脛骨干重。脫脂骨樣于馬弗爐600℃灼燒3 h測(cè)得脫脂骨灰分含量?;曳钟名}酸溶解后,鈣含量采用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定,磷含量采用釩鉬酸銨分光光度法測(cè)定。
1.3.3 堿性磷酸酶
血清堿性磷酸酶活性采用全自動(dòng)生化分析儀(日立7020)測(cè)得。肋骨剝離干凈肌肉和骨膜后,參照王鳳來(lái)等[12]的方法制樣,勻漿、超速離心,收集上清液后于全自動(dòng)生化分析儀上測(cè)定肋骨堿性磷酸酶活性。
1.3.4 血樣采集及血清生化指標(biāo)測(cè)定
分別從每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取3只試雞,試驗(yàn)第21日齡、31日齡和試驗(yàn)結(jié)束時(shí)在前1 d 21:00斷料,次日08:00空腹于翅下靜脈采血,收集離心管中,于離心機(jī)(Allegra X-12,BECKMAN公司,美國(guó))中4℃4 000 r/min離心15 min分離血清,-20℃保存待測(cè)血清生化指標(biāo)。血清樣品分析用全自動(dòng)生化分析儀(日立7020)測(cè)定血清中葡萄糖(GLU)水平,磷酸肌酸激酶(CK)活性、乳酸脫氫酶(LDH)活性,總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、總膽固醇(TCH)、甘油三酯(TG)水平,丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)活性及鎂(Mg)、鈣(Ca)和磷(P)水平。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行ANOVA單因子方差分析(one-way ANOVA),并進(jìn)行Duncan's法多重比較,統(tǒng)計(jì)顯著性水平為P<0.05。各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(means±SD)”表示。
表2 飼糧中不同磷水平對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能的影響
由表2可知,試驗(yàn)雞始重差異不顯著(P=0.637);在試驗(yàn)前期(1~21日齡),各組間平均日增重、平均日采食量和料重比均有極顯著性差異(P<0.01),隨著飼糧磷水平的提高,日增重和日采食量明顯減小,而料重比逐漸增大;在試驗(yàn)后期(22~42日齡),平均日增重和平均日采食量仍呈極顯著性差異(P<0.01),而各組間料重比差異不顯著(P=0.537);在整個(gè)試驗(yàn)期(1~42日齡),各組間平均日增重、平均日采食量和料重比均呈顯著差異(P<0.05),其中試驗(yàn)1組(總磷水平為0.95%)日增重、日采食量和料重比與對(duì)照組均無(wú)顯著差異(P>0.05)。整個(gè)試驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn),飼糧中不同磷水平顯著影響試驗(yàn)雞的生長(zhǎng)性能,并且飼糧中添加高水平無(wú)機(jī)磷較對(duì)照組對(duì)試驗(yàn)雞的生長(zhǎng)性能有不利影響。
圖1 飼糧不同磷水平對(duì)肉雞臟器系數(shù)的影響
由圖1可知,臟器系數(shù)由大到小依次為肝臟、心臟和脾臟。由于肝臟是雞體內(nèi)最大的消化腺,所以其臟器系數(shù)最大,而磷水平對(duì)脾臟系數(shù)無(wú)顯著影響(P>0.05)。不同磷水平對(duì)心臟和肝臟系數(shù)有不同程度的影響,試驗(yàn)3組(磷水平為1.55%)顯著高于對(duì)照組和試驗(yàn)1組(P<0.05)。
表3 飼糧不同磷水平對(duì)肉雞脛骨質(zhì)量的影響
脛骨灰分、脛骨礦物密度以及脛骨斷裂強(qiáng)度對(duì)飼糧中不同磷水平影響肉雞骨質(zhì)的反應(yīng)敏感[13]。由表3可知,脛骨鮮重(P=0.008)、脛骨密度(P<0.001)、脛骨斷裂強(qiáng)度(P<0.001)、脛骨脫脂干重(P<0.001)、脛骨脫脂灰分含量(P<0.001)、脫脂脛骨鈣含量(P=0.01)和脫脂脛骨磷含量(P=0.001)均受飼糧中無(wú)機(jī)磷水平的顯著影響。隨著飼糧中無(wú)機(jī)磷水平的升高,脛骨鮮重、骨密度、骨斷裂強(qiáng)度、脫脂干重和脫脂灰分含量均逐漸降低,而除骨斷裂強(qiáng)度外,試驗(yàn)1組(總磷水平為0.95%)和對(duì)照組間無(wú)顯著差異(P>0.05)。隨著磷水平的升高,脫脂脛骨鈣含量和磷含量呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì),試驗(yàn)1組(總磷水平為0.95%)的脛骨鈣、磷含量均較低,可見(jiàn)飼糧磷水平與脛骨磷含量并未呈正相關(guān)變化。
表4 飼糧不同磷水平對(duì)肉雞堿性磷酸酶活性的影響(U/l)
堿性磷酸酶(ALP)主要合成部位是肝臟和骨骼,約40%~75%的血清ALP來(lái)自于骨骼,而骨源ALP主要參與骨骼的鈣磷代謝。因此,血清ALP可以反映骨骼的代謝狀況[14]。由表4可知,飼糧中不同磷水平對(duì)血清ALP活性無(wú)顯著影響,對(duì)照組和各試驗(yàn)組間差異均不顯著(P>0.05)??偭姿綖?.55%試驗(yàn)組的血清ALP活性最高,較對(duì)照組高17.04%,但差異不顯著(P>0.05)。
由表4可知,飼糧中不同磷水平對(duì)肋骨ALP活性影響明顯,肋骨ALP在各組間差異極顯著(P<0.001),且總體趨勢(shì)是隨著飼糧中磷水平的升高而逐漸增大,試驗(yàn)組的肋骨ALP活性較對(duì)照組分別升高了35.89%、58.15%和53.38%,且試驗(yàn)組與對(duì)照組間均差異顯著(P<0.05)。
由表5可知,21日齡、31日齡和試驗(yàn)結(jié)束時(shí)對(duì)照組和各試驗(yàn)組之間血清葡萄糖(GLU)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)和鈣濃度(Ca)差異不顯著(P>0.05),總膽固醇(TCH)除31日齡外差異也不顯著(P>0.05),不同磷水平對(duì)血清鈣濃度無(wú)顯著影響。與對(duì)照組相比,隨飼糧磷水平的增加,21日齡、31日齡和試驗(yàn)結(jié)束時(shí)血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和乳酸脫氫酶(LDH)活性均呈先下降后上升的變化趨勢(shì),且ALT活性差異極顯著(P<0.01)。31日齡和試驗(yàn)結(jié)束時(shí)血清甘油三酯和鎂濃度差異顯著(P<0.05),且甘油三酯隨磷水平的增加而上升,鎂濃度隨磷水平的增加而下降。由31日齡和試驗(yàn)結(jié)束時(shí)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),飼糧中不同磷水平對(duì)血清磷酸肌酸激酶(CK)活性影響顯著(P<0.05),但是其并未與飼糧磷水平呈相關(guān)性變化。血清無(wú)機(jī)磷受飼糧磷水平影響極顯著(P<0.01),并呈先下降后上升的趨勢(shì),除31日齡外,對(duì)照組無(wú)機(jī)磷濃度為最高。
本試驗(yàn)通過(guò)向基礎(chǔ)飼糧中添加飼料級(jí)磷酸二氫鉀的方式提高飼糧中的有效磷水平。結(jié)果表明,1~21日齡、22~42日齡和整個(gè)試驗(yàn)階段的平均日增重和平均日采食量隨著飼糧中無(wú)機(jī)磷添加量的提高而顯著降低,料重比在1~21 d和整個(gè)試驗(yàn)階段顯著上升,對(duì)照組仍然表現(xiàn)出最好的生長(zhǎng)性能,這與Rama等[15]報(bào)道飼糧中鈣和有效磷分別為0.9%和0.45%時(shí)試雞表現(xiàn)出最好的生長(zhǎng)性能結(jié)果一致。與對(duì)照組比較,試驗(yàn)組磷水平抑制了肉雞的生長(zhǎng),在磷水平為1.55%時(shí)表現(xiàn)尤為突出,整個(gè)試驗(yàn)階段日增重僅為對(duì)照組的46.23%。在1~21日齡、22~42日齡和整個(gè)試驗(yàn)階段,平均日采食量顯著降低,磷水平為1.55%的日采食量分別為對(duì)照組的59.99%、53.91%和53.98%,可見(jiàn)導(dǎo)致肉雞增重降低的主要原因是試雞采食量的下降。Carew等[16]發(fā)現(xiàn),低磷飼糧試驗(yàn)雞采食量低,認(rèn)為低磷飼糧通過(guò)改變垂體的代謝,影響生長(zhǎng)激素的產(chǎn)生,導(dǎo)致采食量降低。由本試驗(yàn)結(jié)果可知,飼糧中高無(wú)機(jī)磷水平可能與上述低磷飼糧的作用機(jī)理相同,高磷水平影響生長(zhǎng)激素的分泌,進(jìn)而降低受試雞的食欲,使得肉雞采食量下降,最終導(dǎo)致其生長(zhǎng)緩慢。動(dòng)物臟器系數(shù)是重要的生物學(xué)特性指標(biāo)之一,其相對(duì)質(zhì)量的大小與動(dòng)物的生長(zhǎng)狀態(tài)、代謝水平都有密切關(guān)系,從一定程度上可說(shuō)明其功能的強(qiáng)弱[17]。飼糧磷水平對(duì)脾臟系數(shù)影響不顯著,除磷水平為1.55%的試驗(yàn)組外,磷水平對(duì)心臟和肝臟系數(shù)也無(wú)顯著影響,試驗(yàn)說(shuō)明飼糧中高無(wú)機(jī)磷水平對(duì)肉雞臟器發(fā)育和生長(zhǎng)并無(wú)不利影響。
表5 飼糧不同磷水平對(duì)肉雞血清生化特性的影響
提高飼糧磷水平極顯著降低了脛骨重、脛骨密度和脛骨斷裂強(qiáng)度,而試雞體增重可能是造成脛骨鮮重降低的主要原因。從結(jié)果發(fā)現(xiàn),脛骨中鈣濃度呈下降趨勢(shì),可能是過(guò)量的可溶性磷酸鹽降低了鈣的利用率,導(dǎo)致體內(nèi)鈣磷代謝出現(xiàn)障礙,最終影響了脛骨斷裂強(qiáng)度。也有研究[18]表明,骨礦化程度影響骨的強(qiáng)度,而組成骨骼有機(jī)質(zhì)的礦物質(zhì)主要是鈣和磷,由試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),飼糧高磷水平導(dǎo)致脛骨鈣、磷濃度降低,使肉雞的骨礦化程度降低,從而降低了脛骨斷裂強(qiáng)度。James等[19]則認(rèn)為,飼糧磷水平對(duì)肉雞的脛骨灰分沒(méi)有影響,本試驗(yàn)與此研究結(jié)果不同。骨骼作為機(jī)體礦物元素的儲(chǔ)備庫(kù),能起到維持機(jī)體元素穩(wěn)態(tài)的作用,飼糧磷水平的增高,影響了組織的鈣磷代謝,進(jìn)而引發(fā)甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn),破骨細(xì)胞活性增強(qiáng),導(dǎo)致脛骨鈣、磷被釋放到血液中,阻礙了其在骨中的沉積,從而導(dǎo)致脛骨灰分、鈣、磷含量降低[20]。隨著飼糧中無(wú)機(jī)磷添加量的提高,脛骨灰分呈極顯著降低,且試驗(yàn)組脛骨鈣、磷含量均低于對(duì)照組。但本試驗(yàn)結(jié)果不同的是,血清中鈣濃度無(wú)顯著變化,且無(wú)機(jī)磷呈先下降后上升趨勢(shì),這說(shuō)明鈣、磷并未完全沉積到血液中。
肉仔雞生長(zhǎng)速度快,骨骼代謝旺盛。當(dāng)機(jī)體鈣磷代謝受到影響,導(dǎo)致骨骼生長(zhǎng)對(duì)磷的需求得不到滿(mǎn)足時(shí),骨源性堿性磷酸酶(ALP)就會(huì)促進(jìn)磷酸單酯水解,給機(jī)體提供無(wú)機(jī)磷[21-22],優(yōu)先滿(mǎn)足骨骼礦化需要。由表4可知,肋骨ALP活性隨飼糧磷水平的增加而顯著升高(P<0.001),這與上述脛骨鈣、磷含量結(jié)果一致,高磷飼糧導(dǎo)致脛骨鈣和磷含量降低,骨礦化程度不足,所以骨源性堿性磷酸酶(ALP)活性隨磷水平的提高而顯著增強(qiáng)。
血清葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)和總膽固醇(TCH)含量的變化與機(jī)體新陳代謝、機(jī)能狀態(tài)和營(yíng)養(yǎng)狀況密切相關(guān),在機(jī)體生命活動(dòng)中起著重要作用[23]。血清總蛋白和白蛋白含量是動(dòng)物機(jī)體蛋白質(zhì)吸收、合成和分解狀況的綜合反映[24]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,各組間血清葡萄糖(除21 d 1.55%組外)、總蛋白和白蛋白(除31 d 1.25%組外)無(wú)顯著差異,說(shuō)明飼糧高水平無(wú)機(jī)磷并沒(méi)有對(duì)雞體內(nèi)糖代謝和蛋白質(zhì)代謝造成顯著影響。血清甘油三酯可以反映機(jī)體脂類(lèi)的代謝狀態(tài),血清中膽固醇含量的下降會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)脂蛋白的分解,而來(lái)自被分解脂蛋白的甘油三酯使得血清中的甘油三酯含量得以提高[25],試驗(yàn)結(jié)果中飼糧高水平無(wú)機(jī)磷提高了血清甘油三酯含量,造成血液中脂肪沉積,甚至可能會(huì)引起動(dòng)脈粥樣硬化和造成血管堵塞等。
血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性(ALT)是反映肝功能狀態(tài)的重要指標(biāo)[26-27],是檢測(cè)肝功能的最敏感指標(biāo)之一,在正常情況下,肝細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)氨酶僅有少量被釋放到血漿中,當(dāng)肝臟被破壞時(shí),會(huì)有大量的谷丙轉(zhuǎn)氨酶從細(xì)胞內(nèi)逸出進(jìn)入血液,使血清中轉(zhuǎn)氨酶的活性升高[28]。試驗(yàn)組谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性隨磷水平的提高而逐漸增大,磷水平為1.55%試驗(yàn)組時(shí)達(dá)到最高,這可能對(duì)肝功能產(chǎn)生了一定程度的損傷。
試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著飼糧中磷水平的提高,血清無(wú)機(jī)磷含量呈先下降后上升的變化趨勢(shì),脛骨磷含量變化趨勢(shì)為試驗(yàn)組低于對(duì)照組。Hurwitz等[29]研究報(bào)道,高磷飼糧影響了組織鈣、磷的代謝,破壞了甲狀旁腺機(jī)能,影響骨骼與血液間磷的交換,由結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),高磷飼糧破壞了磷的代謝平衡。除試驗(yàn)初期(21日齡)外血清中鎂含量顯著降低,原因可能是高磷水平抑制了血清中鎂的存在,而肝功能損傷和甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)也可能會(huì)引起鎂的排泄增加。
血清堿性磷酸酶活性作為生化特性指標(biāo),其敏感程度僅次于骨骼灰分、灰分鈣磷和骨骼的機(jī)械性能[30]。Boyd等[31]研究證實(shí),血清ALP活性是評(píng)定飼料原料磷利用最有效且最敏感的指標(biāo)。因此,血清ALP可以協(xié)助評(píng)定飼糧磷水平的適宜程度。Lima等[32]研究報(bào)道,飼糧磷水平顯著影響肉仔雞血清ALP的活性。本試驗(yàn)中,飼糧高磷水平提高了血清中磷的濃度,血清磷源充足,所以各組間血清ALP活性差異不顯著,說(shuō)明飼糧磷水平對(duì)血清ALP活性無(wú)明顯影響。
①飼糧中磷水平過(guò)高(總磷0.95%、有效磷0.7%以上)會(huì)抑制肉雞的生長(zhǎng),對(duì)生長(zhǎng)性能有不利影響。飼糧高磷水平對(duì)肉雞采食量的顯著影響是導(dǎo)致日增重降低,料重比增高的主要原因,而其對(duì)內(nèi)臟的生長(zhǎng)發(fā)育并無(wú)明顯影響。
②隨著飼糧磷水平的升高,脛骨鮮重、骨密度、骨斷裂強(qiáng)度、脫脂干重和脫脂灰分含量均極顯著降低。脛骨鈣磷濃度降低使得肉雞的骨礦化程度下降,從而骨源性堿性磷酸酶(ALP)活性極顯著增強(qiáng)。
③飼糧中磷水平的提升顯著提高了血清甘油三酯的含量,這可能造成血脂的沉積。高磷水平并沒(méi)有對(duì)機(jī)體糖代謝和蛋白質(zhì)代謝造成顯著影響,各組間血清ALP活性也無(wú)顯著差異。