沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨屠宰性能、血清脂質(zhì)指標、胸肌肉品質(zhì)和脂肪酸組成的影響

代 林 王寶維* 張名愛 凡文磊 錢 旺 譚紹興 張 晶 王秉翰 李克鑫 宋永杰

(1.青島農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院,青島 266109;2.青島農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,青島 266109;3.青島慧和生物科技有限公司,青島 266109;4.山東鑫谷健康產(chǎn)業(yè)有限公司,濱州 251700)

集約化養(yǎng)殖已成為現(xiàn)代禽類養(yǎng)殖的主流模式,而其導致禽業(yè)遭受經(jīng)濟損失的風險亦隨之升高。全面禁抗以來,開發(fā)新型綠色飼料添加劑勢在必行。沒食子酸丙酯(propyl gallate,PG)是由沒食子酸通過酯化反應等過程合成的單體物質(zhì),是美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)、聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)批準使用抗氧化劑之一[1]。沒食子酸丙酯具有比沒食子酸更強的生物效應[2]和抗血小板凝聚、抵御心腦血管疾病等藥理活性[3]。植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum,LP)因其益生效果而被廣泛應用于食品、畜牧等領(lǐng)域[4-5]。飼糧中添加植物乳桿菌能促進肉鴨生長、增強機體免疫功能和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝[6-7],是理想的抗生素替代物。沒食子酸丙酯能夠提高鼠李糖乳桿菌的抗癌特性,對其性能和生物活性產(chǎn)生積極影響[8]。同為沒食子酸衍生物的沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)可以同發(fā)酵乳桿菌作為合生元,發(fā)揮延緩衰老的作用,二者聯(lián)用具有復雜的協(xié)同效應[9]。目前,關(guān)于沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對肉鴨屠宰性能、肉品質(zhì)與脂肪酸組成的研究甚少,且沒食子酸丙酯和植物乳桿菌共同作用于畜禽養(yǎng)殖的文章未見報道。因此,本試驗以北京鴨為研究對象,探究飼糧中添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨屠宰性能、血清脂質(zhì)指標、肉品質(zhì)和脂肪酸組成的影響,為沒食子酸丙酯和植物乳桿菌在肉鴨生產(chǎn)中的應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

沒食子酸丙酯由山東某生物科技有限公司提供,植物乳桿菌(分離于北京鴨盲腸內(nèi)容物,保藏編號CGMCC No.26622,活菌數(shù)1×109CFU/mL)由國家水禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系青島農(nóng)業(yè)大學優(yōu)質(zhì)水禽研究所提供。試驗鴨購自新希望六和股份有限公司,所用品種為北京鴨。

1.2 試驗設計

選取7日齡體重[(261.88±1.89) g]相近的北京鴨128只(公母各占1/2),根據(jù)體重隨機分為4組,每組4個重復,每個重復8只。對照組飼喂基礎飼糧,PG組飼喂基礎飼糧+100 mg/kg沒食子酸丙酯,LP組飼喂基礎飼糧+4×109CFU/kg植物乳桿菌,PG+LP組飼喂基礎飼糧+100 mg/kg沒食子酸丙酯+4×109CFU/kg植物乳桿菌。PG添加量參照《飼料添加劑安全使用規(guī)范》[10]的限量要求和Samuel等[11]的研究結(jié)果,植物乳桿菌添加量參考An等[6]和Thanh等[12]的研究結(jié)果?；A飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

1.3 飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)試驗在青島農(nóng)業(yè)大學水禽試驗基地進行。試驗肉鴨采用網(wǎng)上平養(yǎng),以粉料形式飼喂,自由采食和飲水。育雛前期保持舍內(nèi)溫度維持在27～31 ℃,1～7日齡24 h光照,8日齡開始23 h光照,環(huán)境相對濕度55%～65%。試驗期為35 d。

1.4 樣品采集與指標測定

1.4.1 飼糧營養(yǎng)水平

粗蛋白質(zhì)含量參照GB/T 6432—2018[13]進行測定,粗纖維含量參照GB/T 6434—2006[14]進行測定,粗脂肪含量參照GB/T 6433—2006[15]進行測定。

1.4.2 屠宰性能

屠宰性能參照《家禽生產(chǎn)性能名詞術(shù)語和度量計算方法》(NY/T 823—2020)進行測定。42日齡時,從每個重復中隨機取2只(1公1母)進行解剖取樣,計算屠宰率、半凈膛率、全凈膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率,計算公式如下:

屠宰率(%)=屠體重/宰前活重×100;
全凈膛率(%)=全凈膛重/宰前活重×100;
半凈膛率(%)=半凈膛重/宰前活重×100;
胸肌率(%)=兩側(cè)胸肌重/全凈膛重×100;
腿肌率(%)=兩側(cè)腿肌重/全凈膛重×100;
腹脂率(%)=(腹脂重+肌胃外脂肪重)/
全凈膛重×100。

1.4.3 血清脂質(zhì)指標

收集頸靜脈血10 mL于乙二胺四乙酸(EDTA)管中,3 000 r/min離心20 min分離血清,并于-40 ℃保存。使用南京建成生物工程研究所的試劑盒和酶標儀(Tecan INFINITE 200 PRO)測定血清總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)含量。

1.4.4 胸肌肉品質(zhì)

取肉鴨右側(cè)胸肌,選擇3個相近部位用便攜式pH計測定胸肌pH,取平均值;同樣取右側(cè)胸肌,用色差儀取3個部位測定亮度(L*)、紅度(a*)和黃度(b*)值,取平均值;同樣取右側(cè)胸肌,剪下5 cm×1 cm×1 cm的肉條并稱重,置于自封袋懸掛在4 ℃冰箱24 h,取出并擦凈表面水分后稱取重量,計算滴水損失[滴水損失(%)=100×(初始重量-24 h后重量)/初始重量];再將右側(cè)胸肌修剪成3 cm×3 cm×2 cm的肉樣,選擇3個相近位置,用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀測定剪切力,取平均值。

1.4.5 胸肌脂肪酸組成

取右側(cè)胸肌20 g,冷凍過夜后凍干48 h,研磨成粉末。參照徐文雙等[16]的研究方法測定胸肌中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸組成。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA),采用Duncan氏多重比較法對分析結(jié)果進行顯著性檢驗,P<0.05時判定差異顯著,試驗數(shù)據(jù)用平均值和均值標準誤(SEM)表示。

2 結(jié) 果

2.1 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨屠宰性能的影響

由表2可知,與對照組相比,PG組和PG+LP組的半凈膛率、胸肌率顯著升高(P<0.05),PG組、LP組和PG+LP組的全凈膛率顯著升高(P<0.05)。各組之間屠宰率、腿肌率和腹脂率差異不顯著(P>0.05)。

表2 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨屠宰性能的影響Table 2 Effects of propyl gallate and Lactobacillus plantarum on slaughter performance of Pekin ducks %

2.2 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨血清脂質(zhì)指標的影響

由表3可知,與對照組相比,PG組的血清總膽固醇含量顯著增加(P<0.05)。各組之間血清甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇和高密度脂蛋白膽固醇含量差異不顯著(P>0.05)。

表3 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨血清脂質(zhì)指標的影響Table 3 Effects of propyl gallate and Lactobacillus plantarum on serum lipid indices of Pekin ducks mmol/L

2.3 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨胸肌肉品質(zhì)的影響

由表4可知,與對照組相比,PG組、LP組和PG+LP組的胸肌pH顯著升高(P<0.05),PG組和LP組的胸肌L*值顯著降低(P<0.05),PG組的胸肌a*值顯著升高(P<0.05),LP組的胸肌剪切力顯著升高(P>0.05)。各組之間胸肌b*值、滴水損失差異不顯著(P>0.05)。

2.4 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨胸肌脂肪酸組成的影響

由表5可知,與對照組相比,PG+LP組的胸肌棕櫚油酸(C16∶1)、油酸(C18∶1n9c)和單不飽和脂肪酸(MUFA)含量顯著升高(P<0.05),硬脂酸(C18∶0)含量顯著降低(P<0.05)。PG組和LP組的胸肌脂肪酸組成與對照組相比差異不顯著(P>0.05)。

表5 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨胸肌脂肪酸組成的影響Table 5 Effects of propyl gallate and Lactobacillus plantarum on breast muscle fatty acid composition of Pekin ducks %

3 討 論

3.1 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨屠宰性能的影響

禽類屠宰性能是衡量肉用性能的關(guān)鍵指標,各種研究表明植物提取物與益生菌制劑在畜禽生產(chǎn)中有望替代飼用促生長抗生素。Walker等[17]和Fossi等[18]研究證明,酯酶能夠在禽類的腸道和肝臟中表達,這表明沒食子酸丙酯在禽類中可能被去酯化生成沒食子酸。Samuel等[11]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加100 mg/kg沒食子酸提高了42日齡肉雞的胸肌率。沒食子酸是綠茶提取物的成分之一,研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加不同水平的綠茶粉不影響肉雞屠宰率,但會影響部分屠宰性能[19]。飼糧中添加植物乳桿菌后生元可以提高肉雞的屠宰率、半凈膛率和全凈膛率[20]。Al-Khalaifa等[21]研究表明,不同益生菌種類與益生元組合對肉雞屠宰性能的影響可能存在差異。本試驗研究發(fā)現(xiàn),飼糧中單獨或混合添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌均可提高北京鴨屠宰性能,其中單獨添加沒食子酸丙酯組的屠宰性能最優(yōu)。這可能是由于沒食子酸丙酯含有疏水的烷基酯基團,有利于化合物更好透過細胞膜[22],從而提高養(yǎng)分利用率,使肉鴨屠宰性能得到改善;植物乳桿菌可提高腸道短鏈脂肪酸和乳酸含量,調(diào)節(jié)黏膜營養(yǎng)素轉(zhuǎn)運體和其相連蛋白相關(guān)的基因表達量[23],調(diào)節(jié)腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)[24],提高蛋白質(zhì)利用率[25],從而達到提高屠宰性能的作用。

3.2 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨血清脂質(zhì)指標的影響

血清脂質(zhì)指標可反映動物體內(nèi)脂類代謝和脂肪沉積情況。研究表明,飼糧中添加250 mg/kg沒食子酸可增加血清總膽固醇含量[26]。嚴敏等[27]研究表明,植物乳桿菌對42日齡櫻桃谷鴨的血清脂質(zhì)指標未產(chǎn)生顯著影響。安柯穎等[7]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加400和800 mg/kg植物乳桿菌菌粉可以顯著降低北京鴨血清總膽固醇含量。本試驗研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加沒食子酸丙酯會提高北京鴨血清總膽固醇含量,可能是其調(diào)節(jié)了對脂質(zhì)的吸收[28];但飼糧中混合添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌可使北京鴨血清總膽固醇含量恢復至常規(guī)水平,這可能是因為沒食子酸丙酯聯(lián)用植物乳桿菌可調(diào)節(jié)膽固醇合成的限速酶,從而降低血清總膽固醇含量[29]。而飼糧中添加植物乳桿菌對北京鴨血清甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇和高密度脂蛋白膽固醇含量無顯著影響,這與安柯穎等[7]研究結(jié)果不一致,推測可能是不同工藝的菌制劑中,菌活性不同造成的差異。

3.3 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨胸肌肉品質(zhì)的影響

肉品質(zhì)是肉的物性學指標,受遺傳、飼養(yǎng)管理等各類因素影響。pH是肌肉組織中酸度變化的直接表現(xiàn),肌肉的pH越高,持水能力和可塑性越強[30]。喻婷等[31]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加益生菌可以提高肉鴨胸肌pH。本試驗研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌均可提高鴨胸肌pH。肉色是肉品質(zhì)中主導視覺感受的關(guān)鍵要素。Lee等[32]研究發(fā)現(xiàn),沒食子酸可提高肉雞腿肌的肉品質(zhì)。本試驗研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌顯著降低北京鴨胸肌L*值,添加沒食子酸丙酯可提高胸肌a*值,說明在飼糧中添加沒食子酸丙酯或植物乳桿菌可改善鴨肉色澤,而二者聯(lián)用后對肉色沒有顯著影響。嚴敏等[27]研究表明,飼糧中添加植物乳桿菌可顯著降低42日齡櫻桃谷鴨的胸肌L*值,這與本研究結(jié)果基本一致。滴水損失可衡量肉的系水力,本研究發(fā)現(xiàn),各組之間胸肌滴水損失無顯著差異。剪切力是衡量肉嫩度的指標。研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加益生菌可以顯著降低豬肉剪切力[33],飼喂干酪乳桿菌和植物乳桿菌降低了羔羊胸最長肌的剪切力[34]。本試驗表明,單獨或混合添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌均可改善肉品質(zhì),其中添加沒食子酸丙酯組的效果最優(yōu)。單獨添加植物乳桿菌使鴨胸肌剪切力顯著升高,而植物乳桿菌和沒食子酸丙酯聯(lián)用可使鴨胸肌嫩度恢復至常規(guī)水平,具體機制有待深入探究。

3.4 沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨胸肌脂肪酸組成的影響

脂肪酸組成及含量是評價肉品質(zhì)營養(yǎng)價值的重要指標,使用植物提取物和益生菌組成合生元的研究甚少。研究表明,經(jīng)高劑量沒食子酸丙酯處理的李鼠糖乳桿菌代謝產(chǎn)物加速了HT-29結(jié)腸癌細胞凋亡,增強了抗癌特性[8]。EGCG和發(fā)酵乳桿菌聯(lián)用可改善老年小鼠的免疫、衰老與氧化應激[9],這間接表明沒食子酸丙酯可能與益生菌發(fā)生協(xié)同作用。EGCG可促進雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長,同時增加短鏈脂肪酸含量[35]。單不飽和脂肪酸的含量與肉的感官品質(zhì)呈正相關(guān)[36-37]。本試驗發(fā)現(xiàn),飼糧混合添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌可使北京鴨胸肌C16∶1、C18∶1n9c含量顯著升高,C18∶0含量顯著降低,進而優(yōu)化脂肪酸結(jié)構(gòu)。這可能是沒食子酸丙酯和植物乳桿菌協(xié)同參與了鴨脂肪細胞的代謝,間接調(diào)控胸肌的脂肪沉積,使棕櫚酸(C16∶0)和C18∶0去飽和生成C16∶1和C18∶1n9c[38],從而升高單不飽和脂肪酸含量。

4 結(jié) 論

飼糧中單獨或混合添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌均可提高北京鴨屠宰性能,改善肉品質(zhì);二者混合添加可優(yōu)化北京鴨胸肌脂肪酸結(jié)構(gòu)。基于本試驗結(jié)果,在飼糧中混合添加沒食子酸丙酯和植物乳桿菌對北京鴨肉品質(zhì)的效果優(yōu)于二者單獨添加。