李 笑 謝苗苗 顏欣超 胡忠澤,2* 王奪標(biāo)
(1.安徽科技學(xué)院動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,鳳陽233100;2.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)調(diào)控與健康安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鳳陽233100;3.安徽標(biāo)王農(nóng)牧股份有限公司,淮北235000)
蘋果酸(malic acid)又名2-羥基丁二酸,以D-蘋果酸、L-蘋果酸和二者混合物3種形式存在于大自然中。天然蘋果酸是廣泛分布于植物、動(dòng)物和微生物細(xì)胞中的L-蘋果酸[1]。L-蘋果酸參與機(jī)體三羧酸循環(huán)中的糖代謝過程。具有柔軟、酸度高、易制備和貯藏等特點(diǎn),并且其氣味接近蘋果的酸味[2],在畜牧、食品、化工和醫(yī)藥行業(yè)中已有廣泛的應(yīng)用[3]。
隨著養(yǎng)殖企業(yè)中違規(guī)濫用或長(zhǎng)期不合理使用飼用抗生素,出現(xiàn)了細(xì)菌抗藥性增強(qiáng)、動(dòng)物抗藥性降低、藥物殘留和食品安全指數(shù)降低等問題。2020年7月1日,國(guó)家出臺(tái)“禁抗”政策,禁止飼料企業(yè)使用、生產(chǎn)含有抗生素類藥物的飼料添加劑[4]。蘋果酸及其他酸化劑具有無污染、零殘留等優(yōu)點(diǎn),作為新型的綠色飼料添加劑在養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。
研究發(fā)現(xiàn),蘋果酸對(duì)動(dòng)物的生理及營(yíng)養(yǎng)作用主要有刺激動(dòng)物味蕾、增強(qiáng)食欲、提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能和飼料消化率[5]、抗應(yīng)激[6]、抗氧化[7]、調(diào)節(jié)胃腸pH、改善腸道微生物菌群[8]和調(diào)節(jié)瘤胃發(fā)酵參數(shù)[9]等。Biggs等[10]和Moharrery[11]此前針對(duì)飼糧中添加蘋果酸對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能的影響進(jìn)行了研究。Zhang等[12]針對(duì)蘋果酸對(duì)豬肉品質(zhì)的影響進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)蘋果酸具有改善肉品質(zhì)的作用。但蘋果酸對(duì)青腳麻雞肉品質(zhì)、肌肉生化指標(biāo)以及抗氧化功能的影響鮮少報(bào)道。因此,本試驗(yàn)旨在研究飼糧中添加蘋果酸對(duì)青腳麻雞生長(zhǎng)性能、屠宰性能、肉品質(zhì)、肌肉生化指標(biāo)及抗氧化功能的影響,為蘋果酸在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
青腳麻雞母雞,購(gòu)自淮南市某禽業(yè)有限公司;L-蘋果酸(有效含量99%),購(gòu)自鄭州某食品添加劑有限公司。
選擇健康的1日齡青腳麻雞母雞300羽,隨機(jī)分為5個(gè)組,每組5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)12只雞。A組為對(duì)照組,飼喂基礎(chǔ)飼糧;B、C、D、E組為試驗(yàn)組,分別在基礎(chǔ)飼糧中添加0.2%、0.4%、0.8%和1.6%的蘋果酸。各組青腳麻雞初始體重?zé)o顯著差異(P>0.05)。試驗(yàn)期60 d。
試驗(yàn)采用玉米-豆粕型飼糧,分為1~30日齡和31~60日齡2個(gè)階段,參照NRC(1994)營(yíng)養(yǎng)需要配制,其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
續(xù)表1項(xiàng)目 Items1~30日齡 1 to 30 days of age31~60日齡 31 to 60 days of age豬油 Pork oil2.502.80進(jìn)口魚粉 Imported fish meal1.20磷酸氫鈣 CaHPO41.521.08石粉 Limestone1.101.15蛋氨酸 Met0.110.14蘇氨酸 Thr0.02賴氨酸鹽酸鹽 Lys·HCl0.12多維 Multi-vitamin1)0.020.02多礦 Multi-mineral1)0.100.10氯化膽堿 Choline chloride (50%)0.260.20食鹽 NaCl0.230.20合計(jì) Total100.00100.00營(yíng)養(yǎng)水平 Nutrient levels2)代謝能 ME/(MJ/kg) 11.2612.60粗蛋白質(zhì) CP21.0117.55粗纖維 CF3.082.89賴氨酸 Lys1.150.97蛋氨酸 Met0.440.41蘇氨酸 Thr0.810.68鈣 Ca0.930.78總磷 TP0.650.55有效磷 AP0.420.32食鹽 NaCl0.230.20
飼養(yǎng)試驗(yàn)在安徽科技學(xué)院家禽飼養(yǎng)室進(jìn)行,先對(duì)飼養(yǎng)室進(jìn)行24 h熏蒸消毒后通風(fēng)7 d,電暖設(shè)備升溫。試驗(yàn)雞采用5層籠養(yǎng),自由采食、飲水,24 h光照,新城疫疫苗和傳染性法氏囊疫苗免疫。
1.5.1 樣品采集
試驗(yàn)60 d后,試驗(yàn)雞禁食不禁水12 h后,每組每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選1只體重接近該重復(fù)平均體重的青腳麻雞,放血屠宰。將同一部位胸肌分2份置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)錅y(cè)。
1.5.2 生長(zhǎng)性能
試驗(yàn)期間每天記錄試驗(yàn)雞的耗料量,分別在1和60日齡稱重,記錄每只雞初始體重(IBW)、終末體重(FBW),并計(jì)算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。計(jì)算公式為:
ADG(g/d)=(FBW-IBW)/試驗(yàn)天數(shù);ADFI(g/d)=總采食糧/試驗(yàn)天數(shù);F/G=ADFI/ADG。
1.5.3 屠宰性能
試驗(yàn)60 d后,稱活體重后屠宰,稱量屠體重、半凈膛重、全凈膛重、胸肌重和腿肌重,并計(jì)算其所占活體重的比例。計(jì)算公式為:
屠宰率(%)=100×屠體重/活體重;半凈膛率(%)=100×半凈膛重/活體重;全凈膛率(%)=100×全凈膛重/活體重;胸肌率(%)=100×兩側(cè)胸肌重/全凈膛率;腿肌率(%)=100×兩側(cè)腿肌重/全凈膛率。
1.5.4 肉品質(zhì)
試驗(yàn)60 d后,按照陳露等[13]的方法測(cè)定胸肌樣品pH45 min、滴水損失、蒸煮損失和系水力;用KONICA MINOLTA CR-400型全自動(dòng)色差計(jì)按照張燕利等[14]描述的方法測(cè)定胸肌亮度(L*)、紅度(a*)、黃度(b*)值;用TENOVO FOOD C-LM3B型數(shù)顯式嫩度測(cè)定儀按照韓紅麗等[15]描述的方法測(cè)定胸肌肉嫩度。
1.5.5 肌肉質(zhì)構(gòu)特性
沿著肌纖維方向?qū)⒅笫旌蟮募∪馇谐上嗤笮〉男》綁K,用Brookfield CT3質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行穿透測(cè)定肌肉的硬度、彈性、黏性、膠著性、咀嚼性和內(nèi)聚性。
1.5.6 肌肉生化指標(biāo)及抗氧化功能
稱取一定重量的胸肌,按重量(g)∶體積(mL)=1∶9的比例,加入9倍生理鹽水,QIAGEN Qiagn Tissue Lyser Ⅱ組織破碎儀破碎,3 500 r/min離心10 min,取上清液備測(cè)。采用Thermo Fisher Multiskan GO全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀與南京建成生物工程研究所試劑盒測(cè)定胸肌中乳酸脫氫酶(LDH)、酸性磷酸酶(ACP)、肌酸激酶(CK)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)、總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性和乳酸(LD)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、丙二醛(MDA)含量及總抗氧化能力(T-AOC),具體操作按說明書進(jìn)行。胸肌中糖原(Gn)含量按照GB/T 9695.31—2008方法進(jìn)行測(cè)定。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用ANOVA程序進(jìn)行單因素方差分析,用Duncan氏法進(jìn)行多重比較檢驗(yàn);并采用回歸分析模型中曲線估計(jì)程序,對(duì)蘋果酸添加水平與各考察指標(biāo)進(jìn)行線性和二次曲線分析;P<0.01表示差異極顯著,P<0.05表示差異顯著,P>0.05表示差異不顯著。所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。
由表2可知,與對(duì)照組相比,C、D、E組的FBW和ADG極顯著降低(P<0.01),E組的ADFI極顯著降低(P<0.01),C、D組的ADFI顯著降低(P<0.05)。B組的FBW和ADG極顯著高于C、D、E組(P<0.01)。B、C、D組的ADFI極顯著高于E組(P<0.01),且ADFI與蘋果酸添加量呈線性和二次曲線相關(guān)(P<0.05)。B、E組的F/G顯著低于C、D組(P<0.05)。
由表3可知,各組之間屠宰率、半凈膛率、全凈膛率、胸肌率及腿肌率均無顯著差異(P>0.05)。半凈膛率與蘋果酸添加量呈二次曲線相關(guān)(P<0.05)。
由表4可知,各組之間胸肌肉色、pH45 min、滴水損失、蒸煮損失、系水力及嫩度均無顯著差異(P>0.05)。胸肌pH45 min和系水力與蘋果酸添加量呈二次曲線相關(guān)(P<0.05)。
由表5可知,各組胸肌硬度、彈性、膠著性、咀嚼性、內(nèi)聚性和黏性均無顯著差異(P>0.05)。胸肌黏性與蘋果酸添加量呈線性相關(guān)(P<0.05)。
表2 蘋果酸對(duì)青腳麻雞生長(zhǎng)性能的影響
表3 蘋果酸對(duì)青腳麻雞屠宰性能的影響
表4 蘋果酸對(duì)青腳麻雞胸肌肉品質(zhì)的影響
續(xù)表4項(xiàng)目Items組別 GroupsA(對(duì)照Control)BCDEP值 P-value組別 Groups線性Linear二次QuadraticpH45 min5.54±0.065.59±0.105.61±0.085.66±0.095.56±0.110.1160.9090.040滴水損失 Drip loss/%2.10±0.731.75±0.461.18±0.551.75±0.672.06±0.660.1010.7110.476蒸煮損失 Cooking loss/%32.45±1.9332.94±1.8031.31±1.5030.45±1.7331.07±1.830.1460.2110.235系水力 Water binding capacity/%43.45±2.1842.65±2.0941.91±2.1740.93±1.1542.15±2.930.4150.3930.009嫩度 Tenderness/kgf1.46±0.171.88±0.501.83±0.621.38±0.401.51±0.340.1620.5560.865
表5 蘋果酸對(duì)青腳麻雞胸肌質(zhì)構(gòu)特性的影響
由表6可知,與對(duì)照組相比,C組胸肌糖原含量極顯著升高(P<0.01)。C組胸肌糖原含量極顯著高于D組(P<0.01),C組胸肌糖原含量顯著高于E組(P<0.05),B組胸肌糖原含量顯著高于D組(P<0.05)。各組之間胸肌LD、LDL-C、HDL-C含量及LDH、ACP、CK活性均無顯著差異(P>0.05)。胸肌LD含量與蘋果酸添加量呈線性相關(guān)(P<0.05)。
由表7可知,與對(duì)照組相比,B、C、D組胸肌CAT活性顯著升高(P<0.05),E組胸肌MDA含量顯著降低(P<0.05)。E組胸肌MDA含量顯著低于C組(P<0.05)。胸肌MDA含量與蘋果酸添加量呈線性相關(guān)(P<0.05)。各組之間胸肌T-AOC及GSH-Px、T-SOD活性均無顯著差異(P>0.05)。
蘋果酸在生物體能量代謝過程中發(fā)揮著重要作用,是三羧酸循環(huán)的中間代謝產(chǎn)物。由于蘋果酸作為酸化劑在家禽中應(yīng)用較少,本試驗(yàn)根據(jù)其他酸化劑在家禽中的添加量確定蘋果酸添加量。試驗(yàn)結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,飼糧中添加0.4%、0.8%、1.6%蘋果酸極顯著降低了青腳麻雞的FBW和ADG;添加0.4%和0.8%蘋果酸顯著降低了青腳麻雞的ADFI,添加1.6%蘋果酸極顯著降低了青腳麻雞的ADFI。隨著蘋果酸添加量的增大,青腳麻雞的ADFI呈下降趨勢(shì)。但飼糧中添加蘋果酸對(duì)青腳麻雞的F/G無顯著影響。Biggs等[10]報(bào)道,飼糧中添加4%的蘋果酸會(huì)使肉雞在飼養(yǎng)前期的ADG和ADFI下降。Moharrery[11]研究表明,飼糧中添加0.05%和0.10%的L-蘋果酸對(duì)肉雞的采食量基本沒有影響,但添加0.15%的蘋果酸會(huì)導(dǎo)致肉雞的采食量顯著降低。本試驗(yàn)結(jié)果與前人研究結(jié)果相似。這表明蘋果酸添加量過高可能會(huì)導(dǎo)致飼糧的酸味過重,適口性下降,影響肉雞采食量。
表6 蘋果酸對(duì)青腳麻雞胸肌生化指標(biāo)的影響
表7 蘋果酸對(duì)青腳麻雞胸肌抗氧化功能的影響
屠宰性能主要包括屠宰率、全凈膛率、腹脂率、腿肌率等,是衡量動(dòng)物生長(zhǎng)性能與經(jīng)濟(jì)效益的綜合性指標(biāo),可直觀地反映出動(dòng)物整個(gè)機(jī)體組成和食用部分的比例[13]。本試驗(yàn)中,青腳麻雞屠宰率在85%以上,全凈膛率在60%以上,均達(dá)到良好產(chǎn)肉性能的標(biāo)準(zhǔn)[16]。飼糧中不同添加量的蘋果酸對(duì)青腳麻雞屠宰性能沒有顯著影響,但其半凈膛率在添加量為0.8%時(shí)達(dá)到最大值。李平等[17]在基礎(chǔ)飼糧中添加1.08 g/kg蘋果酸與添加2.00 g/kg蘋果酸二氫鈉鈣的研究發(fā)現(xiàn),二者對(duì)肉牛屠宰性能的影響均不顯著。本試驗(yàn)與李平等[17]研究結(jié)果一致,說明飼糧中添加蘋果酸與屠宰性能無直接聯(lián)系,蘋果酸沒有顯著改善肉雞的屠宰性能。
肉色、pH、滴水損失、蒸煮損失、系水力及嫩度等可以直接反映肉品質(zhì)的好壞[18]。雞肉放置時(shí)間越長(zhǎng),肌肉中LD越多,pH下降,水與蛋白質(zhì)的結(jié)合力逐漸降低,肌原纖維蛋白變性,肌肉系水力減小,滴水損失增加。因此肌肉pH越高,保水力越好,儲(chǔ)存時(shí)間越長(zhǎng)[19]。本試驗(yàn)中,飼糧中添加蘋果酸值雖未對(duì)青腳麻雞胸肌p造成顯著影響,但添加0.8%蘋果酸時(shí)胸肌pH45 min最大,在一定程度上增加了胸肌的保水力、延長(zhǎng)貨架期。系水力常用滴水損失或蒸煮損失等來反映肌肉組織的持水能力。隨著肌肉的滴水損失增加,肌肉會(huì)因大量液體外流而變得干硬無味,致使肉品質(zhì)降低[20]。蒸煮損失則通過影響肌肉持水率、風(fēng)味、嫩度等影響肉品質(zhì)。本試驗(yàn)表明,在飼糧中添加0.8%蘋果酸時(shí),青腳麻雞胸肌系水力并沒有因?yàn)閜H45 min的升高而升高,反而其系水力有所降低。由于肌肉的系水力受活性氧(ROS)、鹽離子濃度、pH、細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化、肌間脂肪含量及溫度等多方面的影響[21],單一的pH對(duì)其影響微乎其微。人的咀嚼能直觀的評(píng)定肉品質(zhì)的好壞,質(zhì)構(gòu)特性就是通過硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性和咀嚼性等指標(biāo)來模擬人類咀嚼活動(dòng),并做出客觀評(píng)價(jià)[22]。本試驗(yàn)表明,飼糧中添加蘋果酸對(duì)胸肌質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)均無顯著影響,但其黏性隨著蘋果酸添加量的增加而增大。門小明等[23]在生長(zhǎng)育肥豬飼糧中添加0.5 g/kg一水肌酸和0.5 g/kg蘋果酸,發(fā)現(xiàn)其對(duì)pH、肉色亮度、肉色紅度、肉色黃度、滴水損失、系水力、蒸煮損失及嫩度等沒有顯著影響。Zhang等[12]在研究蘋果酸對(duì)豬肉pH、肉色、滴水損失、剪切力、黏性、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性和硬度時(shí)發(fā)現(xiàn),飼糧中添加10 mg/kg蘋果酸會(huì)使豬肉滴水損失顯著降低,pH顯著升高,但對(duì)肌肉質(zhì)構(gòu)特性各項(xiàng)指標(biāo)無顯著影響。此前有少數(shù)研究表明在肉雞飼糧中蘋果酸添加量不宜過高,否則會(huì)影響肉雞生長(zhǎng)性能,但高蘋果酸添加量對(duì)其肉品質(zhì)的影響沒有明確的結(jié)果。本試驗(yàn)結(jié)果與門小明等[23]報(bào)道部分一致,表明蘋果酸對(duì)肉的口感沒有改善作用。
動(dòng)物機(jī)體細(xì)胞時(shí)刻在進(jìn)行有氧呼吸,一旦屠宰,其細(xì)胞有氧呼吸將逐漸停止,后轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸,能量代謝也轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴窃徒鉃橹饕緩?。?jīng)過一系列的酶促反應(yīng)使糖原酵解成LD[24]。LD累積的越來越多,肌肉的pH下降,保水能力變差,嫩度降低。若屠宰后肌糖原含量不足,LD生成量不夠,pH偏高,肌細(xì)胞中水分增加,肌纖維會(huì)排列緊密,卻不能發(fā)生收縮而變的干硬,依舊會(huì)使嫩度下降[4]。因此,調(diào)控糖酵解途徑,提高LDH活性,增加肌糖原含量,降低LD含量,有利于肌肉保水,改善肉品質(zhì)。本試驗(yàn)研究表明,與對(duì)照組相比,飼糧中添加0.4%蘋果酸極顯著增加胸肌中糖原含量,且隨著蘋果酸添加量的增加,胸肌LD含量降低,肌肉系水力增強(qiáng),改善了肉品質(zhì)。這可能是由于青腳麻雞飼糧中添加蘋果酸更有利于葡萄糖轉(zhuǎn)化為肌糖原,其機(jī)理還需要深入探究。
動(dòng)物屠宰后,肌肉中氧化反應(yīng)此時(shí)并沒有立即停止,但肌肉中抗氧化物質(zhì)的活性或含量在逐漸下降,大量ROS產(chǎn)生,脂質(zhì)過氧化程度增大,肌肉系水力降低,伴隨著肉色變差。因此,肌肉的抗氧化能力會(huì)直接影響肉品質(zhì)[25]。T-AOC反映機(jī)體總體抗氧化能力,包括酶類和非酶類主導(dǎo)的抗氧化系統(tǒng);GSH-Px保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),確保細(xì)胞功能;超氧化物歧化酶(SOD)和CAT具有減少羥基自由基形成以及清除過氧化物和超氧自由基的功能;MDA是脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物,MDA的產(chǎn)生增加了嵌入生物細(xì)胞膜的多種酶的空間結(jié)構(gòu),干擾了脂質(zhì)雙分子層的排列,損傷細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)[26]。本試驗(yàn)表明,與對(duì)照組相比,飼糧中添加0.2%、0.4%、0.8%蘋果酸顯著提高了青腳麻雞胸肌中CAT活性,對(duì)于阻止肌肉脂質(zhì)過氧化、減少羥基自由基形成、保持肌肉系水力有一定效果。隨著蘋果酸添加量的增加,胸肌MDA含量逐漸降低,當(dāng)添加1.6%蘋果酸時(shí),青腳麻雞胸肌MDA含量顯著降低,有利于減緩肌肉氧化,減少水分流失,提高肉品質(zhì)。張鵬光等[27]在斷奶仔豬基礎(chǔ)飼糧中添加L-蘋果酸,發(fā)現(xiàn)添加1%L-蘋果酸顯著升高了空腸黏膜中SOD、CAT和GSH-Px活性,顯著提高了T-AOC,顯著降低了MDA含量。程義等[28]利用L-蘋果酸和檸檬酸聯(lián)合添加到異育銀鯽飼料中,在保持0.2%檸檬酸添加量不變的情況下,添加L-蘋果酸能夠使肝、胰臟中SOD和CAT活性升高,并且添加0.1%L-蘋果酸提高SOD和CAT活性的效果最好。曾曉琮等[29]研究L-蘋果酸對(duì)大鼠抗氧化酶基因表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn),灌胃L-蘋果酸溶液使大鼠心肌細(xì)胞和肝臟細(xì)胞的CAT、GSH-Px的mRNA表達(dá)量顯著升高,實(shí)現(xiàn)提高線粒體的抗氧化作用。敬婷等[30]在飼料中分別添加1、2、4、8和16 g/kgL-蘋果酸飼喂湘云鯽,發(fā)現(xiàn)添加4.0 g/kgL-蘋果酸時(shí)肝臟SOD活性最大,MDA含量最小。本試驗(yàn)與前人報(bào)道一致,表明蘋果酸通過提高青腳麻雞肌肉的抗氧化能力,阻止肌肉進(jìn)一步氧化,維持細(xì)胞完整,改善肌肉品質(zhì)。
飼糧中添加0.2%蘋果酸能提高青腳麻雞胸肌CAT活性,添加0.4%蘋果酸能提高胸肌糖原含量和CAT活性,添加0.8%蘋果酸能提高胸肌CAT活性,添加1.6%蘋果酸能降低胸肌MDA含量。綜合各項(xiàng)指標(biāo),推薦青腳麻雞飼糧中蘋果酸添加量為0.4%。