影響22～42日齡肉雞肌肉品質(zhì)的酶最佳組合水平研究

■黃水生付大波張 偉郭 亮周 燃 徐 敏 周培源 周 櫻

（1.新希望六和股份有限公司，四川成都 610023；2.武漢新華揚(yáng)生物股份有限公司，湖北武漢 430000）

消化酶又稱內(nèi)源性消化酶，是指動(dòng)物自身能夠合成并分泌到消化道的一類酶，主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。幼齡動(dòng)物的消化道內(nèi)消化酶的分泌系統(tǒng)發(fā)育不健全，其消化酶的分泌滯后；成年動(dòng)物，自身雖有內(nèi)源酶，但對(duì)相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的利用率沒有達(dá)到最佳；動(dòng)物處于應(yīng)激情況下，也會(huì)表現(xiàn)內(nèi)源酶的不足。因此，飼料中適當(dāng)添加外源消化酶，能補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足，提高飼料利用率，促進(jìn)生長。隨著生活水平的提高，人們對(duì)畜禽肌肉品質(zhì)的要求更高了。以AA肉雞為代表的快大型白羽肉雞，其風(fēng)味品質(zhì)遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)者的需求。改善肌肉品質(zhì)的途徑是多樣的，目前研究主要集中在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和營養(yǎng)手段，酶制劑對(duì)肌肉品質(zhì)改善的研究相對(duì)較少。研究表明，飼料中添加一定劑量的外源消化酶既能顯著改善畜禽生產(chǎn)性能和提高小腸消化酶水平，改善血液生化指標(biāo)，也可減少環(huán)境污染。李慧等（2011）的研究表明，在肉雞飼糧中添加4 000 U/kg蛋白酶，可顯著改善血液指標(biāo)；而當(dāng)?shù)鞍酌父邉┝刻砑樱?2 000 U/kg）時(shí)，則顯著降低肉雞血糖含量。因此蛋白酶的最佳用量還需進(jìn)一步試驗(yàn)。由此可見，目前研究多集中于對(duì)蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶單一添加或者復(fù)配到其他酶制劑中添加使用，這三種消化酶最佳組合效果及因素間的相互作用分析相對(duì)較少，也鮮有采用建模的方法來研究三種消化酶最佳水平，而正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，是利用SAS設(shè)計(jì)參數(shù)，得到相應(yīng)的回歸方程，可以動(dòng)態(tài)、連續(xù)的預(yù)測蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的水平。本試驗(yàn)采用二次正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以肉雞飼糧中蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶添加水平建立回歸方程，尋求滿足最佳雞肉品質(zhì)的最佳酶組合，為復(fù)合消化酶在肉雞飼料中的精細(xì)使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 三元二次回歸正交組合設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用三元二次回歸正交組合設(shè)計(jì)的方法。選用1 380只體重接近、健康的1日齡艾撥益加肉雞，隨機(jī)分成23個(gè)處理組，每組6個(gè)重復(fù)，每重復(fù)10只，網(wǎng)欄平養(yǎng)。試驗(yàn)為期42 d。3因素的下限和上限水平采用市場上常用的酶制劑在飼料中的添加量（U/g飼料），根據(jù)因素水平編碼公式求得零水平見表1，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

表1 因素水平編碼（U/g飼料）

表2 正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2 試驗(yàn)飼糧及飼養(yǎng)管理

基礎(chǔ)飼糧的組成及營養(yǎng)含量見表3。

飼養(yǎng)試驗(yàn)，室內(nèi)保持通風(fēng)良好，室溫維持在22～25℃。養(yǎng)雞前做好設(shè)備和雞舍的清洗和消毒工作，雞舍徹底清潔，待干燥后，用高錳酸鉀和甲醛熏蒸。肉仔雞在不銹鋼代謝籠中飼養(yǎng)，自由采食飲水。免疫程序和驅(qū)蟲程序按照雞場常規(guī)同步進(jìn)行。保持固定的飼喂時(shí)間，每天3次，保證水源的充足、干凈。隨時(shí)觀察、記載雞只的采食和健康狀況。

1.3 肉品質(zhì)

于試驗(yàn)第21、42日齡晚上21:00停止供料，22、43 d早上7:00停水1 h后，每個(gè)處理組取5只雞屠宰。

滴水損失率：肉雞屠宰后取右側(cè)胸大肌的中層部分，分別修整成長×寬×厚為55×50×15 mm的肉樣稱重，取3塊肉塊，分別用鐵絲鉤掛懸于一次性塑料碗中，肉樣不與碗壁接觸，用保鮮膜封住碗口，4℃冰箱放置24 h后依次取出，吸干表面水分并稱重。滴水損失率(%)=（肉樣初始重-肉樣末重）/肉樣初始重×100。

表3 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

蒸煮損失：屠宰后24 h，從4℃冰箱取出，在室溫下靜置1 h，將胸大肌肉樣表面附著的脂肪去除，取適宜質(zhì)量的肉樣，稱量重量。將溫度計(jì)插入肉樣中心位置，裝入自封袋，將塑料袋口扎緊，保持袋口向上放入80℃恒溫水浴鍋，加蓋后持續(xù)加熱直至肉樣中心溫度達(dá)到75℃，取出肉樣并冷卻到室溫，稱取重量。蒸煮損失(%)=（加熱前肉重-加熱后肉重）/加熱前肉重×100。

肉色：屠宰后1 h內(nèi)，用自動(dòng)測色色差儀（SC-80C）測定胸大肌肉色（亮度L值、紅度a值、黃度b值），每個(gè)樣平行測定3次后取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析，以Duncan's做多重比較，數(shù)據(jù)均用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表”示。采用SAS軟件對(duì)二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理。

2 結(jié)果

表4 外源性消化酶對(duì)肉雞肌肉品質(zhì)的影響(%)

表4可見，采用SPSS進(jìn)行方差分析，中心組之間各指標(biāo)差異不顯著(P＞0.05)，5、6組的蒸煮損失顯著低于7、9、13組(P＜0.05)，5、8、11、12、13組紅度a*顯著低于9組(P＜0.05)。

2.1 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶對(duì)42日齡肉雞滴水損

失的影響

根據(jù)表4結(jié)果，通過SAS軟件分析，建立42日齡肉雞滴水損失與三個(gè)外源性內(nèi)源消化酶的數(shù)學(xué)回歸模型，得到回歸方程：

式中：X1、X2、X3分別為蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的編碼。

回歸模型方差分析和回歸系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5可知，方程失擬檢驗(yàn)F1=0.155 074＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.972 414，檢驗(yàn)不顯著，說明未知因子對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾很?。粩M合檢驗(yàn)F2=8.295 879＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的回歸方程與實(shí)際情況擬合的比較好，具有顯著性意義（P＜0.05），可以進(jìn)行下面的統(tǒng)計(jì)分析。

表5 試驗(yàn)結(jié)果方差分析

各因素F值可以反映出各個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的重要性，F(xiàn)值越大，表明該因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響越大、重要性越大。由表5可知，影響滴水損失的主次順序?yàn)?X2＞X3＞X1，即淀粉酶對(duì) 42日齡滴水損失影響最大，其次是脂肪酶，最后是蛋白酶。

由方差分析可知，X1和X2的交互作用顯著，見圖1。

圖1 蛋白酶和淀粉酶對(duì)42日齡肉雞滴水損失的交互作用分析

通過回歸方程求Y極值，在本試驗(yàn)條件下，42日齡肉雞滴水損失的理論極值為1.37%，此時(shí)消化酶的最佳組合為：蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶在添加量為4.00、0.10、2.00 U/g飼料。

2.2 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶對(duì)42日齡肉雞蒸煮損失的影響

根據(jù)表4結(jié)果，通過SAS軟件分析，建立42日齡肉雞蒸煮損失與3個(gè)外源性內(nèi)源酶的數(shù)學(xué)回歸模型，得到回歸方程：

式中：X1、X2、X3分別為蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的編碼。

回歸模型方差分析和回歸系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果見表6。由表6可知，方程失擬檢驗(yàn)F1=3.13＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.073 566，檢驗(yàn)不顯著，說明未知因子對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾很小；擬合檢驗(yàn)F2=6.05＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的回歸方程與實(shí)際情況擬合的比較好，具有顯著性意義（P＜0.05），可以進(jìn)行下面的統(tǒng)計(jì)分析。

表6 試驗(yàn)結(jié)果方差分析

由表6可知，影響蒸煮損失的主次順序?yàn)閄2＞X1＞X3，即淀粉酶對(duì)42日齡蒸煮損失影響最大，其次是蛋白酶，最后是脂肪酶。

由方差分析可知，X1、X2和X3的交互作用不顯著，見圖2。

圖2 蛋白酶和淀粉酶對(duì)42日齡肉雞蒸煮損失的交互作用分析

通過回歸方程求Y極值，在本試驗(yàn)條件下，42日齡肉雞胸肌蒸煮損失的理論極值為7.54%，此時(shí)消化酶的最佳組合為：蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶在添加量為4.00、0.10、3.00 U/g飼料。

2.3 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶對(duì)42日齡肉雞亮度L*的影響

根據(jù)表4結(jié)果，通過SAS軟件分析，建立42日齡肉雞亮度L*與3個(gè)外源性內(nèi)源酶的數(shù)學(xué)回歸模型，得到回歸方程：

式中：X1、X2、X3分別為蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的編碼。

回歸模型方差分析和回歸系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果見表7。由表7可知，方程失擬檢驗(yàn)F1=2.642 228＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.106 847，檢驗(yàn)不顯著，說明未知因子對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾很??；擬合檢驗(yàn)F2=2.196 39＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的回歸方程與實(shí)際情況擬合的比較好，具有顯著性意義（P＜0.05），可以進(jìn)行下面的統(tǒng)計(jì)分析。

由表7可知，影響亮度L*的主次順序?yàn)閄1＞X3＞X2，即蛋白酶對(duì)42日齡亮度L*影響最大，其次是脂肪酶，最后是淀粉酶。

表7 試驗(yàn)結(jié)果方差分析

由方差分析可知，X1、X2和X3的交互作用不顯著，見圖3。

圖3 蛋白酶和淀粉酶對(duì)42日齡肉雞亮度L*的交互作用分析

2.4 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶對(duì)42日齡肉雞紅度a*的影響

根據(jù)表4結(jié)果，通過SAS軟件分析，建立42日齡肉雞紅度a*與三個(gè)外源性內(nèi)源酶的數(shù)學(xué)回歸模型，得到回歸方程：

式中：X1、X2、X3分別為蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的編碼。

回歸模型方差分析和回歸系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果見表8。由表8可知，方程失擬檢驗(yàn)F1=2.070 81＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.171 944，檢驗(yàn)不顯著，說明未知因子對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾很小；擬合檢驗(yàn)F2=2.686 269＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的回歸方程與實(shí)際情況擬合的比較好，具有顯著性意義（P＜0.05），可以進(jìn)行下面的統(tǒng)計(jì)分析。

由表8可知，影響紅度a*的主次順序?yàn)閄3＞X2＞X1，即脂肪酶對(duì)42日齡紅度a*影響最大，其次是淀粉酶，最后是蛋白酶。

表8 試驗(yàn)結(jié)果方差分析

由方差分析可知，X1、X2、X3無交互作用，見圖4。

2.5 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶對(duì)42日齡肉雞黃度b*的影響

圖4 蛋白酶和淀粉酶對(duì)42日齡肉雞紅度a*的交互作用分析

根據(jù)表4結(jié)果，通過SAS軟件分析，建立42日齡肉雞肌肉黃度b*與三個(gè)外源性內(nèi)源酶的的數(shù)學(xué)回歸模型，得到回歸方程：

式中：X1、X2、X3分別為蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的編碼。

回歸模型方差分析和回歸系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果見表9。由表9可知，方程失擬檢驗(yàn)F1=1.040 496＜F0.05(5,8)=3.69，P=0.455 97，檢驗(yàn)不顯著，說明未知因子對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾很??；擬合檢驗(yàn)F2=3.286 183＞F0.1(9,13)=2.16，表明由二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的回歸方程與實(shí)際情況擬合的比較好，具有顯著性意義（P＜0.05），可以進(jìn)行下面的統(tǒng)計(jì)分析。

表9 試驗(yàn)結(jié)果方差分析

由表9可知，影響胸肌黃度b*的主次順序?yàn)閄3＞X2＞X1，即對(duì)脂肪酶42日齡胸肌黃度b*影響最大，其次是淀粉酶，最后是蛋白酶。

由方差分析可知，X1、X2、X3無交互作用，見圖5。

圖5 蛋白酶和淀粉酶對(duì)42日齡肉雞胸肌黃度b*的的影響的響應(yīng)曲面圖

3 討論

3.1 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶對(duì)滴水損失與蒸煮損失的影響

肌肉中的水可分為自由水和結(jié)合水，含量在75%左右；大約85%的自由水存在于肌原纖維中，小部分存在于細(xì)胞間隙。滴水損失是指在不施加任何外力只受重力作用的條件下，肌肉蛋白系統(tǒng)的液體損失量，或稱自由滴水，反映肌肉儲(chǔ)存過程中質(zhì)量損失嚴(yán)重程度。滴水損失是反映肌肉保持水分性能的一個(gè)指標(biāo)，滴水損失越小，肌肉系水力（肌肉系水力又稱保水性或持水力）越大，肉品質(zhì)越好。系水力和蒸煮損失可用來表現(xiàn)雞肉的持水性。肌肉的低系水力可引起液體外流、養(yǎng)分和風(fēng)味損失，甚至造成大量水溶性蛋白和肌漿蛋白的流失，影響肉的質(zhì)地、滋味、香氣、多汁性、營養(yǎng)分損失、嫩度、顏色等食用品質(zhì)。滴水損失具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，屠宰后滴水損失所造成雞肉重量損失可占整個(gè)分割雞肉的3%。很多因素影響肌肉保水性，如遺傳、飼養(yǎng)管理、運(yùn)輸、屠宰、儲(chǔ)存等，這些因素的影響極為復(fù)雜。陳代文等（2002）認(rèn)為，試驗(yàn)動(dòng)物宰前應(yīng)激可導(dǎo)致滴水損失增加。有研究認(rèn)為，滴水損失的多少與肉的脂類含量極其氧化抗性有關(guān)。應(yīng)激主要是通過影響肌肉乳酸含量、能量水平（ATP損失）、僵直開始時(shí)間來影響肉品質(zhì)的滴水損失的。此外，應(yīng)激時(shí)，氧自由基增多，自由基對(duì)于細(xì)胞膜系具有致命的破壞作用，損害了細(xì)胞的完整性，導(dǎo)致胞液外流，增加了滴水損失。眾多研究表明，可以通過營養(yǎng)調(diào)控來改善肌肉的滴水損失。研究表明，飼喂配合飼料母雞剪切力和蒸煮損失均小于飼喂有機(jī)玉米母雞，飼糧中蛋白質(zhì)和氨基酸水平可對(duì)豬肉多汁性等肉品質(zhì)產(chǎn)生一定影響。酶制劑對(duì)滴水損失的研究相對(duì)較少，本試驗(yàn)通過三元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，得出蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶與滴水損失的回歸方程為Y=1.636 646-0.006 324X1+0.111 998X2+0.017 341X3+0.0791 64X12+0.062 5X1X2-0.01X1X3-0.010 993X22-0.01X2X3+0.017 292X32。蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶可直接作用于飼料中的營養(yǎng)成分，可改善肉雞對(duì)蛋白、淀粉、脂肪和能量的代謝率，另外可促進(jìn)相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的合成，為機(jī)體提供能量和營養(yǎng)物質(zhì)，因而能量的釋放過程被減緩，產(chǎn)生的自由基也相對(duì)較少，對(duì)提高肌肉的持水性能具有積極作用。這一結(jié)果為安全無害的降低肌肉滴水損失添加劑提供了參考。滴水損失和蒸煮損失低可提高產(chǎn)品加工時(shí)的出品率。細(xì)胞間結(jié)合力的減小時(shí)，在加熱處理這種外力作用下，肌肉中的水分流出，會(huì)造成較大的蒸煮損失。系水力與滴水損失和蒸煮損失呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。70～90℃蒸煮時(shí)，可能導(dǎo)致雞胸肉完全變性，肌纖維緊縮產(chǎn)生壓力和張力增大而使水分溢出增加。本試驗(yàn)通過三元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，得出蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶與蒸煮損失的回歸方程為Y=9.920 403-0.123 946X1+0.904 238X2+0.030 887X3+0.382 818X12+0.387 5X1X2-0.165X1X3-0.168 727X22-0.117 5X2X3+0.467 671X32。

3.2 蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶對(duì)肉色影響

肌肉顏色雖然對(duì)肌肉的營養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味并無多大影響，但它卻是影響消費(fèi)者購買肉的首要因素之一，決定著肉的食用品質(zhì)和商品價(jià)值，是至關(guān)重要的一個(gè)肌肉物理性狀指標(biāo)，肉色主要取決于肌肉中肌紅蛋白的含量和狀態(tài)。L值表示亮度（L=0，表示黑；L=100，表示亮），反映肉表面的反光程度；a值表示紅綠（+a表示紅色；-a表示綠色），在一定范圍內(nèi)越高表明肉的新鮮度越高；b值表示黃藍(lán)（+b表示黃色；-b表示藍(lán)色），反映肉的抗氧化性，b值越高表示其抗氧化能力越差。影響肉色的因素很多，包括品種、年齡、性別、飼養(yǎng)情況、肌肉部位和宰后變化等。另外有研究認(rèn)為，能量代謝過程中產(chǎn)生的自由基，破壞了細(xì)胞完整結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物大量涌出，在肉的表面滲出蒸發(fā)，影響了肉色。過氧化物、羥自由基等動(dòng)物機(jī)體內(nèi)物質(zhì)可誘發(fā)亞鐵肌紅蛋白氧化形成高鐵肌紅蛋白，使肉褪色。在家禽肉色衡量指標(biāo)中，L*≥52時(shí)，會(huì)有較高的滴水損失。Barbut（1997）等研究發(fā)現(xiàn)，雞胸肌 L值在 35.3～55.5之間，當(dāng) L*＞49時(shí)，就可以認(rèn)為是白肌肉（PSE）了。延緩肌紅蛋白的氧化過程，而穩(wěn)定肉色。本試驗(yàn)中，蛋白酶是影響L*的重要影響因素，脂肪酶是a*和b*的重要影響因素。可能是蛋白酶和脂肪酶降解飼料中的蛋白質(zhì)和脂肪，一方面為機(jī)體提供了氨基酸，降低了自由羥基的產(chǎn)生，另外一方面脂肪釋放了足夠能量，緩解了機(jī)體的能量供應(yīng)問題。肉雞亮度L*與三個(gè)外源性內(nèi)源酶的數(shù)學(xué)回歸模型：Y=41.797 57+0.437 81X1-0.415 804X2+0.080 079X3-0.264 554X12-0.866 25X1X2-0.146 25X1X3+0.387 754X22-0.351 25X2X3+0.113 749X32。肉雞紅度a*與三個(gè)外源性內(nèi)源酶的數(shù)學(xué)回歸模型：Y=9.026 516-0.480 241X1-0.268 962X2+0.247 825X3+0.187 032X12+0.203 75X1X2+0.188 75X1X3-0.360 976X22-0.106 25X2X3-0.094 043X32。肉雞肌肉黃度b*與三個(gè)外源性內(nèi)源酶的數(shù)學(xué)回歸模型：Y=8.738 629-0.444 596X1+0.214 079X2+0.295 988X3-0.147 009X12+0.658 75X1X2-0.393 75X1X3+0.026 232X22+0.051 25X2X3+0.010 322X32。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，淀粉酶是滴水損失和蒸煮損失的重要影響因素，酶的最佳組合水平為：蛋白酶4.00 U/g飼料，淀粉酶0.10 U/g飼料，脂肪酶2.00 U/g飼料和3.00 U/g飼料時(shí)，雞肉可獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。蛋白酶是影響L*的重要影響因素，脂肪酶是a*和b*的重要影響因素。

（參考文獻(xiàn)38篇，刊略，需者可函索）