張亞男 齊 博 武書(shū)庚 岳洪源 王 晶 張海軍 齊廣海
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所,農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,北京100081)
作為高能量飼料源,油脂廣泛用于畜禽生產(chǎn),為畜禽提供必需的脂肪酸,協(xié)助脂溶性營(yíng)養(yǎng)素和色素等的消化、吸收和利用,提高動(dòng)物抗應(yīng)激能力,增加油脂沉著、改善肉質(zhì)等。近年來(lái),動(dòng)物性油脂受到研究者和養(yǎng)殖者的廣泛關(guān)注。因來(lái)源豐富、脂肪酸組成平衡、價(jià)格低廉,鴨油已用于畜禽生產(chǎn),但因其加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏等過(guò)程,均會(huì)造成油脂的氧化,從而影響動(dòng)物生理狀況和生長(zhǎng)性能的發(fā)揮。研究表明,飼糧中添加氧化油脂,顯著影響了蛋雞生產(chǎn)性能[1-3],因此,通過(guò)營(yíng)養(yǎng)措施改善氧化油脂對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生的不利作用具有重要意義。
吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinine,PQQ),一種氧化還原酶的輔酶,具有多種生理功能,可防治肝臟損傷、保護(hù)神經(jīng)、刺激能量生成、生長(zhǎng)促進(jìn)因子、抗氧化、刺激免疫等[4]。PQQ具有較強(qiáng)的抗氧化作用,對(duì)線粒體氧化應(yīng)激引起的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)、線粒體呼吸鏈蛋白質(zhì)的形成和失活均具有抑制保護(hù)作用[5];PQQ還可與體內(nèi)的氧和羥自由基結(jié)合,將 其 清 除[6],提 高 抗 氧 化 酶 活 性[3,7]。小鼠飼糧中添加PQQ可改善體內(nèi)脂質(zhì)代謝[8]、抑制肝臟損傷[9]。目前,PQQ生產(chǎn)和應(yīng)用的主要形式是吡咯喹啉醌二鈉(pyrroloquinoline quinine diso-dium,PQQ·Na2)。本課題組前期研究表明,PQQ·Na2可顯著改善蛋雞的抗氧化能力、生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì);通過(guò)激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路增加抗氧化酶的活性,提高谷胱甘肽(GSH)含量,減輕氧化葵花籽油引起的氧化損傷[3];還可通過(guò)改善肝臟線粒體功能,降低肝臟內(nèi)脂肪含量,調(diào)節(jié)蛋雞脂質(zhì)代謝和機(jī)體的抗氧化能力,預(yù)防蛋雞脂肪肝綜合征[10-11]。肉雞飼糧添加0.2~0.4mg/kg PQQ·Na2均可提高肉仔雞的生長(zhǎng)性能和血漿抗氧化能力,降低血漿脂質(zhì)過(guò)氧化物的含量,并可緩解地塞米松誘導(dǎo)的應(yīng)激肉仔雞的生長(zhǎng)性能和抗氧化能力的降低[12-13]。油脂氧化引起的應(yīng)激嚴(yán)重危害動(dòng)物健康,降低生長(zhǎng)性能[1-3]。為研究PQQ·Na2對(duì)飼喂氧化油脂肉仔雞的影響,試驗(yàn)采用常規(guī)鴨油經(jīng)加熱制得氧化鴨油(oxidation duck oil,ODO)。對(duì) ODO理化性質(zhì)等指標(biāo)測(cè)定發(fā)現(xiàn)ODO脂質(zhì)氧化較大,同時(shí)飼養(yǎng)試驗(yàn)在夏季開(kāi)展,因此,本文選用的PQQ·Na2添加量為0.4mg/kg。本試驗(yàn)旨在研究ODO飼喂肉仔雞時(shí),PQQ·Na2對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能、血漿脂質(zhì)代謝和抗氧化能力的影響,為PQQ·Na2在肉仔雞生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
PQQ·Na2:微生物發(fā)酵制成,99.9%,由上海醫(yī)學(xué)生命科學(xué)研究中心有限公司提供。
新鮮鴨油(fresh duck oil,F(xiàn)DO):購(gòu)買(mǎi)肉鴨屠宰場(chǎng)的腹脂,微熱溶解,壓榨制得。
ODO:采用岳洪源[1]描述的方法,由 FDO制成。
測(cè)定表明,ODO的總極性組分、酸價(jià)、過(guò)氧化值和丙二醛(MDA)含量均高于FDO(表1)。
試驗(yàn)采用單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì),從1日齡愛(ài)拔益加(AA)雄性雛雞中選取270只平均體重44.03g的肉仔雞,隨機(jī)分成3個(gè)組,每個(gè)組6個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)15只。3個(gè)組分別飼喂含有FDO、ODO和ODO+0.4mg/kg PQQ·Na2(ODO+PQQ)的飼糧,飼糧油脂水平1~21d為3.0%,22~42d為3.5%。4層立體網(wǎng)上養(yǎng)殖。飼養(yǎng)周期為42d[前期(1~21d)和后期(22~42d)]。
試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧(表2)參照 NRC(1994)和《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004),結(jié)合《AA肉仔雞飼養(yǎng)手冊(cè)》配制。
表1 新鮮和氧化鴨油的理化指標(biāo)及脂肪酸組成Table 1 Characteristics and fatty acid composition of FDO and ODO
續(xù)表1
表2 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 2 Composition and nutrient levels of basal diets(air-dry basis) %
續(xù)表2
試驗(yàn)期間自由飲食、飲水,24h光照。試驗(yàn)前3d室內(nèi)溫度保持在33℃,此后每周降低2℃,直到24℃,并維持24℃。按照《AA肉仔雞飼養(yǎng)管理指南》操作,正常防疫和消毒,試驗(yàn)雞舍良好通風(fēng)。試驗(yàn)過(guò)程中,每天08:30和14:30分別記錄雞舍溫度和濕度,清掃衛(wèi)生,記錄死淘雞數(shù)。
1.4.1 樣品采集與制備
分別于1、21和42d以重復(fù)為單位稱(chēng)雞及余料重,計(jì)算平均體重(ABW)、平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、料重比(F/G)和死亡率。
分別于試驗(yàn)的21和42d,每重復(fù)隨機(jī)選取1只體重接近該重復(fù)平均值的肉仔雞,翅靜脈采血3mL,抗凝劑管存放,自然析出血漿,3 000r/min離心10min,上清液分裝于1.5mL Eppendorf管,-20℃保存。屠宰,分離得全凈膛、胸肌、腿肌和腹脂并稱(chēng)重,按照全國(guó)家禽育種委員會(huì)的“家禽生產(chǎn)性能計(jì)算方法”計(jì)算全凈膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率。
1.4.2 測(cè)定方法
血漿生化和脂質(zhì)代謝指標(biāo):谷氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)活性,總膽紅素(TBIL)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿酸(UA)、葡萄 糖(GLU)、肌 酐(CRE)、甘油 三 酯(TG)、總膽固醇(TC)、高等密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)及低等密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的含量,采用上??迫A生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的試劑盒,在CHEM-5型半自動(dòng)生化分析儀上測(cè)定。
血漿抗氧化指標(biāo):總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、MDA含量等,采用南京建成生物工程研究所的試劑盒測(cè)定,測(cè)定方法按試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 16.0軟件的one-way ANOVA對(duì)3個(gè)組先進(jìn)行方差檢驗(yàn),再進(jìn)行F檢驗(yàn)和Duncan氏法多重比較,以P<0.05為差異顯著。
由表3可知,與FDO組相比,ODO組肉仔雞21和42d平均體重均有降低,其中21d平均體重顯著降低(P<0.05);ODO+PQQ組21d略有降低,42d略有升高,差異均不顯著(P>0.05)。與ODO組相比,ODO+PQQ組肉仔雞21和42d平均體重略有升高,但差異均不顯著(P>0.05)。1~21d和22~42d,與FDO組相比,ODO組肉仔雞ADG均有降低的趨勢(shì)(P<0.10)。與ODO組相比,ODO+PQQ組肉仔雞ADG均有升高的趨勢(shì)(P<0.10)。1~42d,各組 ADG差異不顯著(P>0.05)。各組的 ADFI、F/G及死亡率在各生長(zhǎng)期均無(wú)顯著差異(P>0.05)。
結(jié)果提示,ODO影響肉仔雞生長(zhǎng)性能,PQQ·Na2可使飼喂ODO肉仔雞生長(zhǎng)性能恢復(fù)至甚至超過(guò)FDO組。
由表4可知,與FDO組相比,ODO組21d肉仔雞胸肌率顯著降低(P<0.05),其他屠宰性能指標(biāo)未見(jiàn)顯著變化(P>0.05);與 ODO組相比,ODO+PQQ組21d肉仔雞胸肌率顯著升高(P<0.05),肉仔雞全凈膛率升高,腹脂率降低,但差異均不顯著(P>0.05);與 FDO組相比,ODO+PQQ組肉仔雞42d全凈膛率、21d胸肌率顯著升高(P<0.05)。
結(jié)果提示,ODO影響肉仔雞屠宰性能,PQQ·Na2可使飼喂ODO肉仔雞屠宰性能恢復(fù)至甚至超過(guò)FDO。
表3 PQQ·Na2對(duì)飼喂氧化鴨油肉仔雞生長(zhǎng)性能的影響Table 3 Effects of PQQ·Na2on growth performance in broilers fed ODO
表4 PQQ·Na2對(duì)飼喂氧化鴨油肉仔雞屠宰性能的影響Table 4 Effects of PQQ·Na2on carcass qualities in broilers fed ODO %
由表5可知,與FDO組相比,ODO組21和42d肉仔雞血漿TBIL含量均有降低,但差異不顯著(P>0.05);ODO+PQQ組21和42d肉仔雞TBIL含量進(jìn)一步降低,其中42d,TBIL含量顯著低于FDO和 ODO組(P<0.05)。21d,與FDO組相比,ODO組肉仔雞血漿ALT活性和UA、GLU含量均有升高,其中ALT活性顯著升高(P<0.05);ODO+PQQ組ALT活性顯著升高(P<0.05),UA含量略有降低(P>0.05),GLU 含量顯著降低(P<0.05)。21d,與 ODO 組相比,ODO+PQQ組GLU含量均顯著降低(P<0.05)。21和42d,各組肉仔雞血漿TP、ALB和CRE含量以及AST活性均無(wú)顯著差異(P<0.05)。
結(jié)果提示,ODO影響肉仔雞血漿生化指標(biāo),PQQ·Na2可使飼喂ODO肉仔雞部分血漿生化指標(biāo)恢復(fù)至甚至超過(guò)FDO組。
表5 PQQ·Na2對(duì)飼喂氧化鴨油肉仔雞血漿生化指標(biāo)的影響Table 5 Effects of PQQ·Na2on plasma biochemical indices in broilers fed ODO
由表6可知,與FDO組相比,ODO組肉仔雞血漿T-SOD活性和T-AOC均有降低,MDA含量均有升高,其中,42d的T-AOC和21d的 MDA變化顯著(P<0.05);與 ODO組相比,ODO+PQQ組肉仔雞血漿T-SOD活性和T-AOC均有升高,MDA含量均有降低,其中,21和42d的T-AOC及21d的T-SOD活性和MDA含量變化顯著(P<0.05);與FDO組相比,ODO+PQQ組肉仔雞血漿T-SOD活性、T-AOC和 MDA含量均有升高,其中21d的T-AOC變化顯著(P<0.05)。
結(jié)果表明,PQQ·Na2顯著抑制了ODO導(dǎo)致的血漿T-SOD活性和T-AOC的降低,達(dá)到甚至顯著高于FDO組,顯著抑制了21d血漿MDA含量的升高,達(dá)到與FDO組相當(dāng)?shù)乃?。結(jié)果提示,ODO影響肉仔雞血漿抗氧化水平,PQQ·Na2可使飼喂ODO肉仔雞血漿的抗氧化能力恢復(fù)至甚至超過(guò)FDO組。
表6 PQQ·Na2對(duì)飼喂氧化鴨油肉仔雞血漿抗氧化指標(biāo)的影響Table 6 Effects of PQQ·Na2on plasma antioxidant capacity in broilers fed ODO
由表7可知,與FDO組相比,ODO組21和42d肉仔雞血漿TG含量均顯著升高(P<0.05),21dHDL-C含量顯著降低(P<0.05),其他指標(biāo)變化不顯著(P>0.05);與 ODO組相比,ODO+PQQ組21和42d肉仔雞血漿TG含量均顯著降低(P<0.05),其他指標(biāo)變化不顯著(P>0.05);FDO和ODO+PQQ組之間肉仔雞各項(xiàng)指標(biāo)變化不顯著(P>0.05)。
結(jié)果表明,PQQ·Na2顯著抑制ODO引起的血漿TG含量的升高,及21d血漿HDL-C含量的降低,達(dá)到與FDO組相當(dāng)水平。結(jié)果提示,ODO影響肉仔雞脂質(zhì)代謝水平,PQQ·Na2可使飼喂ODO肉仔雞血漿脂質(zhì)代謝水平恢復(fù)至甚至超過(guò)FDO組。
表7 PQQ·Na2對(duì)飼喂氧化鴨油肉仔雞血漿脂質(zhì)代謝的影響Table 7 Effects of PQQ·Na2on plasma lipid metabolism in broilers fed ODO mmol/L
PQQ·Na2提高了飼喂ODO肉仔雞生長(zhǎng)前期及后期的ADG和平均體重,達(dá)到甚至超過(guò)飼喂FDO 的 水 平,與 Samuel[12]研 究 結(jié) 果 相 似,PQQ·Na2對(duì)肉仔雞的促生長(zhǎng)效果優(yōu)于抗生素,對(duì)改善地塞米松誘導(dǎo)肉仔雞應(yīng)激狀態(tài)下的生長(zhǎng)效果更加明顯,可知PQQ·Na2對(duì)氧化應(yīng)激具有較好的改善作用。研究表明,PQQ具有類(lèi)維生素的作用[4],其促生長(zhǎng)作用,可能與增強(qiáng)生物體生長(zhǎng)、發(fā)育的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的RAS基因的表達(dá)有關(guān)[14],可促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖,提高小鼠的增重和繁殖性能[15],但PQQ·Na2改善飼喂ODO肉仔雞生長(zhǎng)性能的內(nèi)在機(jī)制,可能與體內(nèi)生長(zhǎng)激素的變化或與體內(nèi)線粒體的代謝有關(guān)[16],且蛋雞試驗(yàn)證實(shí),飼糧PQQ·Na2可顯著提高脂肪肝蛋雞肝臟內(nèi)線粒體的相對(duì)含量,增強(qiáng)檸檬酸合成酶(CS)和細(xì)胞色素C氧化酶(CCO)活性,改善蛋雞肝臟線粒體的功能[10]。
關(guān)于PQQ對(duì)肉仔雞全凈膛率影響的研究較少,Samuel 等[13]研 究 表 明,正 常 狀 態(tài) 下,0.2mg/kg的PQQ·Na2顯著提高了肉仔雞的全凈膛重,與本研究結(jié)果相似。0.05mg/kg添加水平顯著促進(jìn)胸肌的發(fā)育和增重,但0.4mg/kg添加水平卻沒(méi)有顯著效果,這與本試驗(yàn)0.4mg/kg PQQ·Na2顯著提高了肉仔雞的21d胸肌率的研究結(jié)果不一致。可能與PQQ·Na2的最佳劑量有關(guān),超量添加可能會(huì)影響PQQ·Na2的促生長(zhǎng)效果,而 ODO 引 起 的 應(yīng) 激 較 大,0.4mg/kg PQQ·Na2的作用效果剛好達(dá)到最佳,此外,本試驗(yàn)在夏季進(jìn)行,導(dǎo)致應(yīng)激增大。大鼠腹腔注射11.5mg/kg BW的PQQ,會(huì)致腎小管的損傷和發(fā)炎,低劑量時(shí)該作用不明顯[17],可見(jiàn),PQQ的使用需注意劑量。全凈膛率的增加可能是胸肌重的增加所致,或PQQ·Na2在促進(jìn)肌肉增長(zhǎng)的同時(shí)促進(jìn)肉仔雞骨骼生長(zhǎng)。PQQ·Na2提高了肉仔雞的胸肌率,而對(duì)腿肌率無(wú)顯著作用,可能系因胸肌和腿肌的肌纖維組成不同所致,肌纖維有Ⅰ型和Ⅱ型之分,胸肌主要由Ⅱ型肌纖維組成,含有少量線粒體和大量糖原,主要通過(guò)厭氧途徑產(chǎn)生能量[18],而腿肌由大量的Ⅰ型肌纖維和少量Ⅱ型肌纖維組成,含量線粒體多和糖原少,主要通過(guò)有氧途徑獲得能源。PQQ可促進(jìn)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助活化因子-1α(PGC-1α)的基因表達(dá)[16],后者可促進(jìn)肉雞胸肌Ⅱ型肌纖維的生長(zhǎng)[19],故PQQ·Na2對(duì)胸肉的作用效果比腿肌顯著。
血漿生化指標(biāo)反映了機(jī)體的基礎(chǔ)代謝情況。TBIL含量與肝臟的代謝有關(guān),血漿中TBIL多源于衰老紅細(xì)胞被破壞后產(chǎn)生的血紅蛋白衍化,通過(guò)腸道隨糞便排出體外,TBIL含量升高,表明體內(nèi)紅細(xì)胞遭到破壞大,或肝臟代謝受損。本試驗(yàn)中,PQQ·Na2顯著降低了血漿TBIL含量,可能與PQQ·Na2參與肝內(nèi)代謝有關(guān),抑制紅細(xì)胞的破壞和膽紅素的排出。肝細(xì)胞受損后,血清ALT活性顯著上升,腹腔內(nèi)預(yù)先注射PQQ,可顯著降低血 清 中 TBIL 含 量 和 ALT 活 性[20];0.08 和0.16mg/kg的PQQ·Na2可顯著抑制高能低蛋白質(zhì)飼糧引起的蛋雞血漿ALT活性的升高,保護(hù)肝細(xì)胞免受損傷[21],但本試驗(yàn)中未見(jiàn)PQQ·Na2顯著降低ALT活性,可能是PQQ·Na2劑量較低,ODO引起的應(yīng)激較大;或是試驗(yàn)動(dòng)物的區(qū)別,相比而言,快速生長(zhǎng)的肉仔雞脂質(zhì)代謝較蛋雞旺盛;或是飼養(yǎng)環(huán)境差異所致,肉仔雞飼養(yǎng)密度較蛋雞密度要大,致使PQQ·Na2不足以產(chǎn)生顯著效果。UA是禽類(lèi)蛋白質(zhì)分解代謝終產(chǎn)物之一,血液中UA含量直接反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝水平,PQQ可促進(jìn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物線粒體內(nèi)代謝氨基酸(如絲氨酸、甘氨酸、蘇氨酸等)的合成,調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝[22],這可能是本試驗(yàn)中PQQ·Na2降低ODO造成的肉仔雞血漿UA含量升高的原因。血中GLU含量與機(jī)體內(nèi)糖和能量代謝相關(guān),PQQ可改善線粒體功能,促進(jìn)線粒體合成[11,16],提高能量利用。本試驗(yàn)表明,0.4mg/kg PQQ·Na2顯著降低了血漿GLU含量,甚至低于FDO組,可能與PQQ參與體內(nèi)能量代謝有關(guān),但PQQ·Na2是否通過(guò)改善ODO組肉仔雞的線粒體代謝或合成,改善體內(nèi)代謝有待進(jìn)一步研究。
PQQ通過(guò)抑制氧化反應(yīng)的過(guò)度發(fā)生[5],清除體內(nèi)過(guò)多的自由基,提高抗氧化酶的活性和GSH的含量[8],維持體內(nèi)的氧化還原狀態(tài)。本研究表明,0.4mg/kg PQQ·Na2顯著提高了 ODO組肉仔雞血漿T-SOD活性和T-AOC,減少了 MDA含量,緩解了ODO對(duì)肉仔雞造成的損傷,這與徐磊[3]、趙芹[10]、Samuel[12]和 孫 麗 敏 等[23]的 研 究 不謀而合,一方面,PQQ·Na2可直接清除自由基,另一方面可增加機(jī)體酶的活性,具體機(jī)制可能與徐磊[3]研究相似,PQQ·Na2可通過(guò)激活 MAPK信號(hào)通路,增加抗氧化酶的活性,減輕氧化葵花籽油引起的氧化損傷,但仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。
因生長(zhǎng)強(qiáng)度大,肉仔雞脂質(zhì)代謝旺盛,飼糧一般添加油脂,其在提供能量的同時(shí),加強(qiáng)體內(nèi)脂質(zhì)代謝,因此,脂質(zhì)代謝情況能反映肉仔雞健康狀態(tài)。PQQ可保護(hù)肝細(xì)胞中線粒體的完整性、促進(jìn)脂肪酸的β-氧化,調(diào)節(jié)體內(nèi)脂質(zhì)代謝水平,增加對(duì)肝臟組織中TG的攝取,減少堆積[10],顯著降低血漿和全蛋膽固醇的含量[23],降低地塞米松誘導(dǎo)肉雞氧化應(yīng)激血漿中TC含量,提高HDL-C含量[11]。本試驗(yàn)結(jié)果證 實(shí),0.4mg/kg PQQ·Na2可顯著降低ODO飼糧引起的TG含量升高,提高HDL-C含量。以上結(jié)果表明,PQQ·Na2可調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)代謝,改善脂質(zhì)代謝的機(jī)理可能與機(jī)體線粒體的合成代謝有關(guān),研究證實(shí)純合日糧中添加PQQ可增加肝臟線粒體的含量,改善線粒體內(nèi)氨基酸和脂質(zhì)代謝[16,24]。
飼糧中添加ODO影響肉仔雞生長(zhǎng)性能,PQQ·Na2可通過(guò)調(diào)節(jié)血漿脂質(zhì)代謝和提高抗氧化能力,有效緩解ODO對(duì)肉仔雞的不利影響,從而使生長(zhǎng)性能恢復(fù)至接近FDO組的水平。
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動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)2015年9期