超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉品質(zhì)的影響

杜明芳 程業(yè)飛 裴付偉 陳凌杰 溫 超 周巖民

(南京農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，南京 210095)

為消費者提供安全、優(yōu)質(zhì)的動物性食品是養(yǎng)殖業(yè)的首要目標，保障動物產(chǎn)品安全的相關(guān)技術(shù)措施已成為研究重點之一。凹凸棒石(palygorskite)是一種含水鎂鋁硅酸鹽黏土礦物，為凹凸棒石黏土的主要組分，其獨特的纖維狀晶體結(jié)構(gòu)和孔道等微觀結(jié)構(gòu)賦予凹凸棒石良好的吸附性、離子交換性等特性[1]。體外研究表明，凹凸棒石可有效吸附污染水體和土壤中的重金屬離子[2-3]，且已作為重金屬吸附材料廣泛應(yīng)用于污水處理、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域[4]。在動物生產(chǎn)中，Cheng等[5]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加常規(guī)粉碎凹凸棒石可降低肉雞肌肉中鉛(Pb)的殘留。Cheng等[6]報道，在Pb污染飼糧中添加1%的常規(guī)粉碎凹凸棒石可降低肉雞肝臟、腎臟和胸肌中Pb和銅(Cu)的含量。Zhang等[7]亦報道，飼料中添加常規(guī)粉碎凹凸棒石減少了團頭魴肌肉中鎘(Cd)的沉積。此外，飼糧中添加凹凸棒石還可促進動物生長，改善動物腸道健康和機體抗氧化能力[8-9]，且添加量以1%為宜[5,9-10]。

超微粉碎技術(shù)是利用機械或流體動力等方法將大顆粒物料粉碎成微米甚至納米級微粒的過程[11]。與常規(guī)粉碎相比，超微粉碎后的產(chǎn)品具有粒徑分布均勻、比表面積顯著增大和表面吸附力較強等理化特性[12]。黏土類礦物具有良好的吸附性，并且吸附性能受其粒徑大小影響，顆粒粒徑越小，比表面積越大，吸附能力越強[13]。Zhao等[14]體外研究表明，超微粉碎處理后的凹凸棒石對重金屬的清除能力顯著提高。Berhane等[15]也發(fā)現(xiàn)，隨著凹凸棒石-蒙脫石復(fù)合物顆粒粒徑的降低，其對抗生素環(huán)丙沙星等化合物的吸附力不斷增強。

目前，動物生產(chǎn)中所用的凹凸棒石以常規(guī)粉碎產(chǎn)品為主。本實驗室前期的研究表明，常規(guī)粉碎凹凸棒石的添加可降低肌肉中有毒重金屬的沉積[5-7]，也可能影響肉色和肉質(zhì)[5-6]，但有關(guān)飼糧中添加超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉品質(zhì)的影響尚未見報道。鑒于此，本試驗擬在肉雞飼糧中添加超微粉碎凹凸棒石，研究其對肉雞肌肉常量化學成分、金屬沉積、肉品質(zhì)及其抗氧化功能的影響，以期為超微粉碎凹凸棒石在肉雞飼糧中的合理應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用常規(guī)粉碎凹凸棒石購自江蘇惠達礦業(yè)科技有限公司。采用超微粉碎分級機(TC-40型，南京龍立天目超微粉體技術(shù)有限公司)對部分常規(guī)粉碎凹凸棒石進行超微粉碎，制成超微粉碎凹凸棒石。通過激光粒度儀(MASTERSIZER 2000型，英國馬爾文儀器有限公司)對2種粉碎處理的凹凸棒石進行粒徑分析，結(jié)果見表1。

表1 凹凸棒石粒徑

D為顆粒眾數(shù)直徑，D(0.1)、D(0.5)、D(0.9)分別表示該等效直徑的顆粒占被測量的10%、50%和90%的比例。

D represented mode diameter of particle. D(0.1), D(0.5) and D(0.9) indicated that particle size of the cumulative particle size distribution of a sample to reach 10%, 50% and 90%, respectively.

1.2 試驗設(shè)計

試驗選取192只1日齡愛拔益加(AA)肉雞，公母各占1/2，隨機分為3組，每組8個重復(fù)，每個重復(fù)8只雞。肉雞飼養(yǎng)于多層雞籠中，每籠為1個重復(fù)，重復(fù)之間體重接近。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，常規(guī)粉碎凹凸棒石組飼喂基礎(chǔ)飼糧+1%常規(guī)粉碎凹凸棒石，超微粉碎凹凸棒石組飼喂基礎(chǔ)飼糧+1%超微粉碎凹凸棒石。試驗在南京市康欣禽業(yè)有限公司進行，肉雞飼養(yǎng)在封閉雞舍。試驗期為42 d，期間肉雞自由采食和飲水，24 h連續(xù)光照，肉雞的免疫程序按照常規(guī)進行?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表2。

表2 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))

續(xù)表1項目 Items含量 Content1～21日齡 1 to 21 days of age22～24日齡 22 to 24 days of age粗蛋白質(zhì) CP21.5519.33賴氨酸 Lys1.221.10蛋氨酸 Met0.500.43蛋氨酸+半胱氨酸 Met+Cys0.900.72鈣 Ca1.010.93有效磷 AP0.460.39

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kg of diets：VA 12 000 IU，VD33 000 IU，VE 30 IU，VK31.3 mg，VB12.2 mg，VB28 mg，VB64 mg，VB120.013 mg，煙酸 nicotinic acid 40 mg，氯化膽堿 choline chloride 400 mg，D-泛酸鈣D-pantothenic acid 10 mg，生物素 biotin 0.04 mg，葉酸 folic acid 1 mg，F(xiàn)e 80 mg，Cu 7.5 mg，Mn 110 mg，Zn 65 mg，I 1.1 mg，Se 0.3 mg。

2)代謝能為計算值，其余為實測值。ME was a calculated value, while the others were measured values.

1.3 試驗儀器

HI-9125型pH計(portable pH meter)購自意大利HANNA Instruments公司；CR-10型色差儀(colorimeter)購自日本Konica Minolta公司；ZKSY-600智能恒溫型水浴鍋(thermostat water bath)購自上海浦東榮豐科學儀器有限公司；EHD-36型消解儀(heating block)購自北京萊伯泰科儀器股份有限公司；Optima-2100 DV型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS)購自美國Perkin Elmer公司；5804-R型臺式低溫離心機(refrigerated centrifuge)購自德國Eppendorf公司；PK-02200D型勻漿機(homogenizer)購自美國Pro Science公司。

1.4 樣品采集

于試驗第42天每重復(fù)選取1只體重相近、健康狀況良好的公雞，頸動脈放血致死后進行樣品采集。肉雞解剖后，取肉雞左側(cè)部分胸肌、腿肌于自封袋，于-20 ℃保存?zhèn)溆?。同時取右側(cè)全部胸肌、腿肌樣品于4 ℃下保存，用于測定肌肉品質(zhì)。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 肌肉常量化學成分測定

肌肉中水分、粗脂肪、粗蛋白質(zhì)含量的測定分別參照《食品中水分的測定》[16](GB 5009.3—2016，直接干燥法)、《食品中脂肪的測定》[17](GB 5009.6—2016，索氏抽提法)、《食品中蛋白質(zhì)的測定》[18](GB 5009.5—2016，凱氏定氮法)進行測定。

1.5.2 肌肉金屬元素含量測定

胸肌、腿肌樣品電熱消解參照Yang等[19]的方法。準確稱取2 g肌肉樣品，置于50 mL平底柱型消解管中，加入10 mL硝酸-高氯酸混合酸(V硝酸/V高氯酸=4∶1)，樣品靜置過夜后置于消解儀消解至透明，冷卻后過濾至25 mL容量瓶中，利用ICP-MS測定樣品中鋅(Zn)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、Cu、Cd和鉻(Cr)的含量。消解儀設(shè)定程序為：90 ℃，30 min；120 ℃，30 min；160 ℃，30 min；180 ℃，180 min。ICP-MS工作條件為：高頻發(fā)射功率1 550 W；等離子氣流量12 L/min；輔助氣流量0.2 L/min；霧化氣流量0.55 L/min；樣品提升量1.0 mL/min。

1.5.3 肌肉品質(zhì)指標測定

1.5.3.1 pH

用pH計測定屠宰后45 min和4 ℃冷藏24 h后肌肉樣品的pH，每個樣品測定3次，取其平均值。

1.5.3.2 色度

用色差儀測定屠宰后45 min肌肉樣品的亮度(L*)、紅度(a*)和黃度(b*)值，每個樣品測定3次，取其平均值。

1.5.3.3 滴水損失

滴水損失參照王曉明等[20]的方法測定。肉雞屠宰后，稱取肌肉樣品10 g(W1)，在一次性紙杯中裝置可懸掛回形針的鐵絲，用回形針將肌肉懸掛于鐵絲上，保證肉樣不接觸紙杯內(nèi)壁且肌纖維方向與重力方向平行，紙杯外套自封袋，封口后于4 ℃恒溫放置，分別于24、48 h后取出，吸水紙輕輕擦去表層汁液后稱重(W2、W3)。計算公式如下：

24 h滴水損失(%)=[(W1-W2)/W1]×100； 48 h滴水損失(%)=[(W1-W3)/W1]×100。

1.5.3.4 蒸煮損失

蒸煮損失參照王曉明等[20]的方法測定。宰后所取的肌肉樣品于4 ℃冰箱熟化24 h，稱取肌肉樣品10 g(W4)，裝入自封袋，用玻璃溫度計插入肌肉中心部位，再扎好袋口。將肌肉放入水浴鍋中加熱至肌肉中心溫度達70 ℃，維持溫度20 min。取出肉樣冷卻后擦干，稱重(W5)。計算公式如下：

蒸煮損失(%)=[(W4-W5)/W4]×100。

1.5.4 肌肉抗氧化能力測定

組織勻漿液制備：稱取0.3 g肌肉樣品與4 ℃預(yù)冷的滅菌生理鹽水按照比例1∶9(質(zhì)量體積比)混合后勻漿，勻漿液于4 ℃、3 500 r/min離心10 min，取上清液分裝，于-20 ℃下保存待測。

取上述組織勻漿上清液，按照試劑盒說明所述方法測定肌肉總超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase,T-SOD)與谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)活力、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)。上述指標測定所用試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010進行初步整理，采用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并采用Duncan氏法多重比較檢驗組間差異顯著性，以P<0.05為顯著差異，試驗結(jié)果以平均值±標準誤(mean±SE)表示。

2 結(jié) 果

2.1 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉常量化學成分的影響

由表3可知，與對照組相比，飼糧中添加常規(guī)粉碎凹凸棒石或超微粉碎凹凸棒石對肉雞胸肌和腿肌中水分、粗脂肪和粗蛋白質(zhì)含量均無顯著影響(P>0.05)。

表3 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉常量化學成分的影響

同行數(shù)據(jù)肩標不同字母表示差異顯著(P<0.05)，無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉金屬元素沉積的影響

由表4可知，與對照組相比，飼糧中添加超微粉碎凹凸棒石顯著降低了腿肌中Cd和Cr的含量(P<0.05)，并顯著提高了胸肌中Fe的含量(P<0.05)；飼糧中添加常規(guī)粉碎凹凸棒石則僅顯著降低腿肌中Cr的含量(P<0.05)。此外，飼糧中添加超微粉碎凹凸棒石較添加常規(guī)粉碎凹凸棒石顯著提高肌肉中Fe的含量(P<0.05)。

2.3 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉品質(zhì)的影響

由表5可知，與對照組相比，飼糧中添加超微粉碎凹凸棒石顯著降低了胸肌和腿肌a*值以及腿肌b*值(P<0.05)；飼糧中添加常規(guī)粉碎凹凸棒石亦顯著降低了胸肌a*值(P<0.05)；但飼糧中無論是添加超微粉碎凹凸棒石還是常規(guī)粉碎凹凸棒石，對肉雞胸肌和腿肌pH(45 min和24 h)、滴水損失(24和48 h)、蒸煮損失和L*值均無顯著影響(P>0.05)。

表4 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉金屬元素沉積的影響

表5 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉品質(zhì)的影響

2.4 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉抗氧化能力的影響

由表6可知，超微粉碎凹凸棒石組胸肌GSH-Px活性較對照組和常規(guī)粉碎凹凸棒石組顯著提高(P<0.05)。與對照組相比，超微粉碎凹凸棒石組和常規(guī)粉碎凹凸棒石組胸肌T-AOC分別提高了53.85%和23.08%，但差異均不顯著(P>0.05)。

表6 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉抗氧化能力的影響

3 討 論

3.1 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉常量化學成分的影響

肉類富含蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，是人類優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素的主要來源[21]。肌肉化學成分直接關(guān)系到肌肉的營養(yǎng)特性，通常將水分、粗脂肪和粗蛋白質(zhì)作為肌肉常量化學成分[22]。Pryvulovuc等[23]研究表明，在育肥豬飼糧中添加0.5%以蒙脫石為主的水合鋁硅酸鹽，可顯著提高眼肌水分含量并且顯著降低眼肌粗脂肪含量。本試驗結(jié)果顯示，飼糧中添加常規(guī)粉碎凹凸棒石或超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉水分、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量均無顯著影響，與上述結(jié)果不一致，這可能與飼養(yǎng)動物品種、黏土礦物的種類和添加量、飼料管理和環(huán)境等因素有關(guān)。

3.2 超微粉碎凹凸棒石對肉雞金屬元素沉積的影響

有毒重金屬Cr、Cd等被動物攝取、吸收后可在體內(nèi)富集，通過食物鏈進入人體，對人類健康構(gòu)成威脅。Kong等[24]體外研究證明，凹凸棒石可有效地吸附溶液中Cd、Cr和鎳(Ni)等重金屬元素。本試驗結(jié)果顯示，飼糧中添加常規(guī)粉碎凹凸棒石或超微粉碎凹凸棒石均可降低肉雞腿肌中Cr的殘留，這與Cheng等[5-6]和Zhang等[7]的試驗結(jié)果相一致。與常規(guī)凹凸棒石組相比，飼糧中添加超微粉碎凹凸棒可顯著降低腿肌中Cd的殘留。周巖民等[25]的研究表明，與粗粒度沸石相比，細粒度沸石使肌肉中Pb含量有較大幅度的降低。林飛宏[26]研究發(fā)現(xiàn)，在體外不同pH條件下，超微粉碎蒙脫石對重金屬Cu和Pb的吸附能力優(yōu)于蒙脫石原土，因為超微粉碎蒙脫石比表面積增大，吸附能力增強。因此，本試驗中超微粉碎凹凸棒石改善肌肉金屬元素沉積的效果優(yōu)于常規(guī)粉碎凹凸棒石可能與其比表面積增大有關(guān)。

凹凸棒石是一種天然的堿土鎂鋁硅酸鹽礦物，通過動物消化道時，凹凸棒石所含的礦物元素，如Fe等，在酸性消化液作用下釋放并被動物吸收利用[27]。Zhang等[7]報道，在團頭魴飼料中添加2%的常規(guī)粉碎凹凸棒石提高了血漿和肌肉中Fe的含量。本試驗中得到了相似的結(jié)果，且超微粉碎凹凸棒石提高胸肌中Fe含量的效果要優(yōu)于常規(guī)粉碎凹凸棒石，這可能是由于超微粉碎后的凹凸棒石顆粒粒徑更小，可更加充分地與消化液接觸，促進了Fe的釋放，有利于機體對Fe的吸收利用，從提高胸肌中Fe的含量。研究亦表明，凹凸棒石對金屬離子的飽和吸附量為：Cr6+>Cd2+>Fe3+[28-29]，故本試驗中超微粉碎凹土棒石降低了肌肉中重金屬元素Cr和Cd的殘留，并提高了肌肉中Fe的沉積。

3.3 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉品質(zhì)的影響

肉的食用品質(zhì)反映了肉品的經(jīng)濟價值，肌肉食用品質(zhì)的評定指標包括肌肉的系水力、pH和色度等[21]。肉色是影響消費者購買肉類產(chǎn)品的主要因素，具有重要的商品學意義[30]。Cheng等[5]研究表明，飼糧中添加1%的凹凸棒石降低了胸肌a*和b*值以及腿肌b*值，但不影響其他肉品參數(shù)。本研究結(jié)果表明，飼糧中無論是添加超微粉碎凹凸棒石還是添加常規(guī)粉碎凹凸棒石，對肉雞肌的a*和b*值均有不同程度的降低，這與上述結(jié)果一致。肉雞玉米-豆粕型飼糧的原料中含有天然類胡蘿卜素，如玉米黃質(zhì)、葉黃素和胡蘿卜素等[31]，可影響肉雞胴體色澤[32]。體外試驗證明，凹凸棒石可有效吸附食用油中的色素[33-34]。因此，本試驗中凹凸棒石對肌肉a*和b*值的降低可能與凹凸棒石對色素的吸附相關(guān)。此外，與常規(guī)粉碎凹凸棒石相比，超微粉碎凹凸棒石對肌肉色度的影響更顯著，這可能是由于超微粉碎處理提高了凹凸棒石顆粒的有效吸附面積，進而增強了對飼糧中色素的吸附性能。另外，本試驗結(jié)果顯示，飼糧中添加超微粉碎凹凸棒石或常規(guī)粉碎凹凸棒石對肉雞胸肌和腿肌的系水力和pH均無顯著影響，這與Kavan等[35]的研究結(jié)果一致，但楊雪等[36]研究發(fā)現(xiàn)飼糧中添加凹凸棒石可顯著提高生長育肥豬肌肉pH45 min并降低眼肌48 h滴水損失。有關(guān)凹凸棒石對肌肉品質(zhì)影響的報道不一致可能與動物種類、凹凸棒石來源和添加量有關(guān)。

3.4 超微粉碎凹凸棒石對肉雞肌肉抗氧化能力的影響

動物依靠體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)清除過量的活性氧自由基，防止其對機體造成氧化損傷。Chen等[9]研究表明，飼糧中添加1%的凹凸棒石可增強肉雞腸道T-SOD活性。黏土礦物能夠提高機體抗氧化功能，可能是由于黏土礦物顆粒能夠吸附霉菌毒素、重金屬、致病微生物等[5-9]，減少有害物質(zhì)與腸道黏膜的接觸，進而緩解組織的氧化應(yīng)激反應(yīng)[36]。本試驗發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加超微粉碎凹凸棒石可顯著提高肉雞胸肌GSH-Px活性，但添加常規(guī)粉碎凹凸棒石無此效果，表明超微粉碎凹凸棒石有提高肉雞胸肌抗氧化能力的效果。這可能是由于超微粉碎后的凹凸棒石具有更大的比表面積，能更好地吸附有害物質(zhì)，減少有害物質(zhì)造成的機體氧化應(yīng)激反應(yīng)。另外，有研究表明凹凸棒石對機體抗氧化能力的調(diào)節(jié)與其表面活性基團有關(guān)[37]。因此，超微粉碎凹凸棒石提高肌肉抗氧化能力效果優(yōu)于常規(guī)粉碎凹凸棒石，也可能是由于凹凸棒石在超微粉碎過程中，因機械力作用活化凹凸棒石表面，產(chǎn)生新的離子鍵或活化點[38]。

4 結(jié) 論

肉雞飼糧中添加超微粉碎凹凸棒石可降低肌肉重金屬殘留，影響肌肉色澤，提高胸肌的抗氧化能力，且效果優(yōu)于同等添加量的常規(guī)粉碎凹凸棒石。

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