根皮素對熱應(yīng)激肉雞胸肌肌肉品質(zhì)和抗氧化性能的影響

徐可行,白 晰,王昆平,胡 洪,聞愛友

(安徽科技學(xué)院 動物科學(xué)學(xué)院,安徽 鳳陽 233100)

熱應(yīng)激是動物在高溫環(huán)境中生理機(jī)能紊亂而發(fā)生的一系列異常反應(yīng)。隨著養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展,肉雞養(yǎng)殖模式已經(jīng)由傳統(tǒng)的散養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榧s化、規(guī)模化生產(chǎn),由于養(yǎng)殖密度較大,肉雞在夏季容易發(fā)生熱應(yīng)激。肉雞發(fā)生熱應(yīng)激時,常表現(xiàn)出采食下降、精神沉郁、免疫力下降等一系列反應(yīng)[1-2]。熱應(yīng)激對肉雞的生產(chǎn)性能、機(jī)體免疫力、肌肉品質(zhì)等方面均產(chǎn)生不同程度的影響,會導(dǎo)致肉雞出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化應(yīng)激反應(yīng),嚴(yán)重的急性熱應(yīng)激甚至?xí)?dǎo)致肉雞發(fā)生熱休克或迅速死亡[3-5]。

根皮素(Phloretin)是19世紀(jì)初化學(xué)家從蘋果樹中分離出的一種具有解熱作用的植物提取物[6],多存在于植物的根皮部,屬于黃酮類植物多酚,具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎等多種生物活性[7-8]。根皮素的抗氧化性源于其獨特的二氫查爾酮結(jié)構(gòu)能夠中和細(xì)胞質(zhì)中的活性自由基,從而提高細(xì)胞的抗氧化應(yīng)激能力[9]。作為天然植物提取物,根皮素同時具有安全、無毒等特點,在美容、食品、保健品領(lǐng)域應(yīng)用較多,但在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究很少。研究根皮素對熱應(yīng)激肉雞胸肌肌肉品質(zhì)和抗氧化性能的影響,有利于進(jìn)一步探究根皮素作為抗氧化飼料添加劑在肉雞生產(chǎn)中的應(yīng)用可能。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及分組

將市購22日齡AA肉雞240羽隨機(jī)分為適溫對照組(Con組,室溫23.0 ℃)和熱應(yīng)激組(按照日糧組成分為HA、HB、HC等3個組,室溫30.5 ℃),每組6個重復(fù),每個重復(fù)10羽。

1.2 試驗日糧配方及營養(yǎng)水平

參照NRC規(guī)定和Hu等[10]的方法配制試驗基礎(chǔ)日糧(表1)。適溫對照組和熱應(yīng)激HA組肉雞飼喂基礎(chǔ)日糧,熱應(yīng)激HB和HC組分別飼喂在基礎(chǔ)日糧中添加100、200 mg/kg的根皮素(純度≥98%,上海阿拉丁試劑有限公司)。

表1 基礎(chǔ)日糧與營養(yǎng)水平 Table 1 Ingredients and nutrient analysis of the basal diets

1.3 樣品采集及指標(biāo)測定

42日齡時,每個重復(fù)隨機(jī)挑選2羽肉雞屠宰采集胸肌樣本進(jìn)行肉品質(zhì)檢測并制備胸肌組織勻漿,于-70 ℃保存。

肉雞屠宰后使用Chroma Meter CR-300色差儀(日本美能達(dá)有限公司)測定胸肌亮度(L*)、紅度(a*)、黃度(b*),使用SevenCompactTM便攜式pH計(瑞士Mettler-Toledo)測定胸肌pH。將胸肌樣品分別懸掛于三角瓶中(肌肉樣品不貼瓶壁)在4 ℃條件下放置24 h后測定滴水損失。在肉樣的上下各墊8層濾紙,置于儀器加壓平臺上,保持35 kg壓力5 min,測定胸肌失水率。胸肌樣品于沸水中蒸30 min后取出,冷卻至室溫后稱重,計算胸肌蒸煮損失。

肉雞胸肌抗氧化性測定能按照各試劑盒說明書進(jìn)行。丙二醛(MDA)測定試劑盒購于北京索萊寶科技有限公司;超氧化物歧化酶(SOD)測定試劑盒購于蘇州科銘生物技術(shù)有限公司;過氧化氫酶(CAT)測定試劑盒、還原性谷胱甘肽(GSH)分析試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)分析試劑盒、總抗氧化能力(T-AOC)分析試劑盒、總蛋白質(zhì)測定試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。Con組與HA組比較采用t檢驗。采用單因素變異分析和鄧肯檢驗確定HA、HB、HC組間的差異。采用正交多項式法檢測根皮素的線性效應(yīng)和二次效應(yīng)。差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 根皮素對熱應(yīng)激肉雞胸肌肌肉品質(zhì)的影響

HA組肉雞胸肌亮度(L*)、失水率、滴水損失和蒸煮損失高于Con組,差異顯著(P<0.05)。HA組肉雞胸肌肉色紅度(a*)和pH低于Con組,差異顯著(P<0.05)。HC組胸肌pH顯著高于HA組(P<0.05),HB、HC組胸肌亮度和失水率顯著低于HA組(P<0.05),HC組胸肌蒸煮損失顯著低于HA組(P<0.05)。胸肌亮度、pH、失水率和蒸煮損失與根皮素添加量呈線性關(guān)系(表2)。

表2 肉雞胸肌肌肉品質(zhì)Table 2 Quality of broiler breast muscle

2.2 根皮素對熱應(yīng)激肉雞胸肌MDA含量的影響

HA組肉雞胸肌MDA水平顯著高于Con組(P<0.05)。HB和HC組肉雞胸肌MDA水平均低于HA組,差異顯著(P<0.05)。

圖1 根皮素對熱應(yīng)激肉雞胸肌MDA含量的影響Fig.1 Effect of phloretin on MDA content in breast muscle of heat dtressed broilers

2.3 根皮素對熱應(yīng)激肉雞胸肌抗氧化性能的影響

HA組肉雞胸肌GSH水平、CAT、GSH-Px、SOD、T-AOC活性低于Con組,差異顯著(P<0.05)。HB組肉雞胸肌GSH水平高于HA組,差異顯著(P<0.05)。HC組肉雞胸肌CAT、GSH、T-AOC活性均高于HA組,差異顯著(P<0.05)。在高溫條件下,CAT、GSH、SOD和T-AOC活性均與根皮素添加量呈線性關(guān)系(表3)。

表3 根皮素對熱應(yīng)激肉雞胸肌抗氧化能力的影響Table 3 Effect of phloretin on antioxidant capacity of breast muscle in heat stressed broilers

3 結(jié)論與討論

肉雞熱應(yīng)激是由環(huán)境溫度過高引發(fā)的肉雞生理機(jī)能及體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)紊亂表現(xiàn)的一系列癥狀。在常溫狀態(tài)下,雖然環(huán)境溫度、動物體內(nèi)酶、維生素和激素濃度等均會影響肉雞體內(nèi)的產(chǎn)熱量,但肉雞能夠通過體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)體產(chǎn)熱與散熱的平衡以維持體溫恒定。在夏季高溫環(huán)境中,機(jī)體產(chǎn)熱和散熱之間的平衡被打破,肉雞便會出現(xiàn)熱應(yīng)激。研究認(rèn)為,熱應(yīng)激能夠增加線粒體活性,導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物增多,破壞機(jī)體抗氧化體系,引發(fā)細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和DNA造成不同程度的損傷[11-14]。熱應(yīng)激增加了機(jī)體兒茶酚胺類激素分泌,增加超氧自由基和過氧化氫的產(chǎn)生,加劇脂質(zhì)的過氧化反應(yīng),引起肉雞體內(nèi)發(fā)生一系列變化并最終導(dǎo)致機(jī)體抗氧化體系功能被徹底破壞,直至肉雞發(fā)生死亡[15]。

自由基是指化合物分子在光熱等外界條件下,共價鍵發(fā)生異裂而形成的具有不成對電子的原子或基團(tuán)。機(jī)體內(nèi)一些分子(兒茶酚胺、血紅蛋白和巰基等)的氧化和一些酶促氧化的反應(yīng)過程會產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的自由基[16]。自由基作為造成機(jī)體氧化應(yīng)激的重要因素,抗氧化劑對于自由基的清除作用是降低機(jī)體氧化損傷的重要途徑?？寡趸瘎┓譃橥庠葱钥寡趸瘎┖蛢?nèi)源性抗氧化劑,外源性抗氧化劑在機(jī)體抵抗疾病方面發(fā)揮作用,內(nèi)源性抗氧化劑為動物機(jī)體自生的SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶,機(jī)體通過Nrf2/ARE通路調(diào)節(jié)這些抗氧化酶活性,依次清除超氧自由基、羥自由基、過氧化氫等自由基,共同構(gòu)成機(jī)體抗氧化體系以阻斷自由基反應(yīng)[17]。破壞機(jī)體的抗氧化體系引起氧化應(yīng)激是肉雞熱應(yīng)激造成機(jī)體損傷的原因之一。試驗中熱應(yīng)激狀態(tài)下肉雞胸肌MDA水平顯著增加,脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA水平升高提示熱應(yīng)激使肉雞發(fā)生了氧化應(yīng)激。與Con組相比,HA組CAT、GSH、GSH-Px、SOD、T-AOC水平顯著降低,表明熱應(yīng)激對肉雞抗氧化體系的破壞表現(xiàn)在內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激劑的消耗和抗氧化酶活性的受損等2個方面。熱應(yīng)激對肉雞體內(nèi)抗氧化酶活性的影響可能與熱應(yīng)激的強(qiáng)度和應(yīng)激持續(xù)時間的長短有關(guān)。有關(guān)熱應(yīng)激破壞肉雞過氧化體系的機(jī)制目前尚未有明確的研究結(jié)論。

肉色、pH、滴水損失等是評定雞肉品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。試驗表明HA組肌肉pH顯著低于Con組,與劉梅等[18]研究結(jié)果相同,肌肉pH降低原因可能是熱應(yīng)激加快體內(nèi)肌糖原的分解,導(dǎo)致肌肉內(nèi)大量乳酸積累。與Con組相比,HA組顯著升高了肉雞胸肌的滴水損失、失水率和蒸煮損失,降低了肌肉的保水能力,此外,HA組提高了肌肉亮度降低了紅度。相比于Con組,HA組出現(xiàn)胸肌pH和保水能力下降以及肌肉亮度升高等現(xiàn)象,表明熱應(yīng)激促使肉雞胸肌向類PSE肉樣發(fā)展,對肉雞胸肌肌肉品質(zhì)產(chǎn)生了不利的影響。

根皮素是許多植物中自然存在的二氫查爾酮類物質(zhì),具有包括抗腫瘤、抗炎等多種生物活性,并且能夠通過氧化還原信號通路(如NF-κB/MAPKs和LKB1/AMPK通路等)去除多余活性氧(ROS),減緩細(xì)胞氧化速度,降低細(xì)胞氧化損傷,抑制細(xì)胞凋亡,發(fā)揮抗氧化活性[19-22]。根皮素的抗氧化性源于其獨特的結(jié)構(gòu),二氫查爾酮類化合物具有的藥效基團(tuán)2,6-二羥基苯乙酮結(jié)構(gòu)基團(tuán)具有抗氧化作用。Li等[23]在5種二氫查爾酮的抗氧化構(gòu)效關(guān)系分析研究中對比了根皮素、根皮苷、三葉苷、新橙皮苷二氫查爾酮和柚皮苷二氫查爾酮的抗氧化作用,發(fā)現(xiàn)5種二氫查爾酮均具有清除ROS的能力,有研究者認(rèn)為根皮素具有降低不同制劑引起的脂質(zhì)過氧化的能力,激活轉(zhuǎn)錄因子,誘導(dǎo)抗氧化基因的表達(dá),并通過某種復(fù)雜機(jī)制改善酶促抗氧化防御系統(tǒng)[24]。另一些研究表明根皮素能夠顯著降低細(xì)胞內(nèi)ROS和MDA水平,提高SOD和谷胱甘肽過氧化物酶-1(GSH-Px-1)的活性[20]。根皮素對肉雞胸肌氧化狀態(tài)影響實驗中得到相似結(jié)論：隨著根皮素添加劑量的增加,與HA組相比：MDA水平顯著降低(P<0.05),添加200/kg根皮素時CAT、GSH、T-AOC水平顯著升高(P<0.05),GSH-Px、SOD水平隨根皮素添加量增加逐漸升高。肉雞胸肌MDA水平的升高表明熱應(yīng)激能夠?qū)θ怆u造成氧化應(yīng)激,添加根皮素能顯著提高胸肌中抗氧化酶的活性,減少氧化應(yīng)激損傷。Hu等[10]研究發(fā)現(xiàn)根皮素同樣能夠提高血清中抗氧化酶活性以改善熱應(yīng)激肉雞血清抗氧化性能,這種作用可能與根皮素對熱應(yīng)激肉雞GSH相關(guān)酶、Nrf2和HSP70水平的調(diào)節(jié)作用有關(guān)。在肌肉品質(zhì)的測定中,隨著根皮素添加劑量的升高,與HA組相比,HC組胸肌失水率和蒸煮損失顯著降低,pH顯著升高,同時添加根皮素不同程度提高了肌肉黃度和紅度,降低了滴水損失。表明根皮素的添加有效緩解了熱應(yīng)激對肉雞胸肌肉品質(zhì)的不利影響,這可能與根皮素提高了機(jī)體總抗氧化能力,減少熱應(yīng)激引發(fā)的肌肉氧化損傷有關(guān)。目前有關(guān)根皮素對于肌肉氧化狀態(tài)影響的相關(guān)研究較少。

綜上,熱應(yīng)激對肉雞造成了氧化損傷并降低了肉雞胸肌肌肉品質(zhì)。飼料中添加根皮素緩解了熱應(yīng)激對胸肌肌肉品質(zhì)的不利影響,提高了肉雞胸肌的抗氧化能力,為進(jìn)一步研究根皮素作為抗氧化添加劑應(yīng)用于肉雞生產(chǎn)提供理論參考。