日糧添加α-酮戊二酸制劑對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能及消化、代謝的影響

袁華根， 安 東， 徐亞亞， 高 峰

(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇泰州 225300； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，江蘇南京 210095)

-酮戊二酸(AKG)是谷氨酸和谷氨酰胺的前體物質(zhì)。大量研究表明，AKG在機(jī)體與組織的蛋白質(zhì)合成中起著重要作用，具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、維持腸道屏障完整及增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力與免疫能力等功能，其機(jī)理是谷氨酸可作為編碼氨基酸調(diào)控蛋白質(zhì)合成，促進(jìn)動(dòng)物體組織器官的生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)，-谷氨酸又可作為谷氨酰胺的前體物質(zhì)。谷氨酰胺既能作為構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，又能參與核酸和糖蛋白的合成，同時(shí)具有維持體內(nèi)酸堿平衡、保持小腸黏膜正常的結(jié)構(gòu)和功能、增強(qiáng)免疫機(jī)能等功能。目前，大多數(shù)有關(guān)AKG的研究均采用化學(xué)合成法生產(chǎn)的AKG作為添加劑，而微生物發(fā)酵法生產(chǎn)出的AKG相比于化學(xué)合成的AKG具有生產(chǎn)成本低、合成過程安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。本試驗(yàn)以AA白羽肉雞為試驗(yàn)對(duì)象，研究日糧添加生物發(fā)酵法生產(chǎn)的AKG制劑對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能及對(duì)肉雞養(yǎng)分表觀消化率、組織器官發(fā)育、胰腺消化酶活性及血液指標(biāo)的影響，為微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的AKG在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018年在江蘇省南京市康欣禽業(yè)有限公司青龍山雞場(chǎng)進(jìn)行；試驗(yàn)動(dòng)物為愛拔益加(Arbor Acres，AA)1日齡雛雞，由南京康欣禽業(yè)有限公司提供；α-酮戊二酸制劑(AKG，有效含量293 g/kg)，由江蘇省宜興協(xié)聯(lián)生物化學(xué)有限公司研發(fā)中心提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采取單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取192羽體質(zhì)量無顯著差異的健康1日齡AA肉仔雞，隨機(jī)分為4個(gè)處理，其中，對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，處理組是在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上分別添加0.2%、0.4%、0.8%的AKG制劑，基礎(chǔ)日糧參照NRC(1994)進(jìn)行配制。每個(gè)處理6個(gè)重復(fù)，每重復(fù)8羽雞。試驗(yàn)期為42 d。肉仔雞的飼養(yǎng)按《AA肉雞飼養(yǎng)管理手冊(cè)》進(jìn)行，雙層籠養(yǎng)，自由采食和飲水，自然光照加白熾燈補(bǔ)光，光照度為30 lx，1～7 d每天光照24 h，8 d后每天光—暗周期為23 h—1 h。第1周室溫控制在32～34 ℃，然后每周降低2～3 ℃，21 d時(shí)室溫約為 22 ℃。按常規(guī)的肉仔雞免疫程序進(jìn)行免疫。

1.3 樣品采集

在飼養(yǎng)試驗(yàn)21 d和42 d，每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)挑選2羽體質(zhì)量接近于該重復(fù)平均體質(zhì)量的肉雞，進(jìn)行屠宰采樣。頸靜動(dòng)脈放血于2支干凈10 mL離心管中(1支加入抗凝劑1支不加)，4 ℃，3 000 r/min 離心10 min，取上清液分裝于-20 ℃冰箱中保存待測(cè)。然后將上述處死的肉雞完整剝離肌胃、腺胃、胸腺、脾臟、肝臟、胰腺、法氏囊，并剔除筋膜和毗鄰脂肪組織，再用濾紙吸干血水后稱質(zhì)量并記錄；在碎冰上分離收集十二指腸(U形彎曲段)、空腸和回腸(至回盲連結(jié)處)等消化器官，然后剔除筋膜和毗鄰脂肪組織并清除內(nèi)容物，再用濾紙吸干血水后分別稱質(zhì)量并記錄。

1.4 指標(biāo)測(cè)定與方法

1.4.1 生長(zhǎng)性能測(cè)定 按重復(fù)分別在21、42 d早晨飼喂前空腹稱質(zhì)量、結(jié)料，并計(jì)算平均日增質(zhì)量(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料質(zhì)量比(F/G)。

1.4.2 養(yǎng)分表觀代謝率的測(cè)定 18日齡和39日齡時(shí)連續(xù)收集3 d糞便，糞樣收集后裝入塑料袋中，封口儲(chǔ)存于-20 ℃冰箱內(nèi)。同一重復(fù)的糞樣解凍后立即混勻，于65 ℃干燥箱內(nèi)干燥24 h，放置室溫回潮24 h，粉碎后制成風(fēng)干樣品，用于養(yǎng)分測(cè)定。養(yǎng)分表觀代謝率測(cè)定采用內(nèi)源指示劑法(酸不溶灰分法，AIA)。測(cè)定飼料及糞樣的粗脂肪、粗蛋白、粗灰分、干物質(zhì)的含量。采用乙醚浸提法測(cè)定粗脂肪含量，凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白的含量。計(jì)算粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、干物質(zhì)的表觀代謝率。

1.4.3 器官的相對(duì)質(zhì)量和相對(duì)長(zhǎng)度 各個(gè)器官的相對(duì)質(zhì)量的計(jì)算方法為器官絕對(duì)質(zhì)量(g)與體質(zhì)量(kg)的比值；腸道各段的相對(duì)長(zhǎng)度的計(jì)算方法為腸道絕對(duì)長(zhǎng)度(cm)與體質(zhì)量(kg)的比值。

1.4.4 胰腺消化酶活性測(cè)定 采用M124A型電子分析天平準(zhǔn)確稱取胰腺樣品0.3 g置于10 mL離心管中，向離心管中加入2.7 mL預(yù)冷的0.75%生理鹽水，在冰浴的情況下采用PRO 200勻漿機(jī) 2 500 r/min 進(jìn)行勻漿。然后采用高速冷凍離心機(jī) 3 000 r/min 離心10 min，取上清液得到10%組織勻漿液，分裝于-20 ℃冰箱待測(cè)。采用南京建成生物工程研究所的試劑盒分別測(cè)定胰腺中淀粉酶活力、脂肪酶活力和胰蛋白酶活力，測(cè)定方法嚴(yán)格按照試劑盒使用說明書進(jìn)行。樣品蛋白含量使用南京建成生物工程研究所的考馬斯亮藍(lán)試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

1.4.5 血清生化指標(biāo)以及血漿激素水平的測(cè)定 血清中的葡萄糖(GLU)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、總蛋白、白蛋白、尿酸(UA)、堿性磷酸酶(AKP)采用試劑盒測(cè)定，測(cè)定步驟按照南京建成生物工程研究所試劑盒說明書進(jìn)行。

血漿中胰島素(INS)、胰高血糖素(GC)、三碘甲狀腺原氨酸(T3)、甲狀腺素(T4)采用酶聯(lián)免疫法測(cè)定，試劑盒均購(gòu)自南京晚晴化玻儀器公司。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能的影響

由表1可知，1～21 d中，0.2% AKG、0.4% AKG、0.8%AKG組平均日增質(zhì)量均顯著高于對(duì)照組(<0.05)。21～42 d中，對(duì)照組F/G顯著高于0.8% AKG組(<0.05)。1～42 d，對(duì)照組F/G顯著高于0.8% AKG組(<0.05)。1～21 d中，ADFI、F/G結(jié)果差異均不顯著。21～42 d和1～42 d，ADG、ADFI結(jié)果差異均不顯著。

表1 AKG制劑對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能的影響

2.2 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞表觀代謝率的影響

由表2可知，18～20 d中，0.2% AKG、0.4% AKG、0.8% AKG組粗蛋白CP、粗灰分ASH、干物質(zhì)DM表觀代謝率均顯著高于對(duì)照組(<0.05)。39～41 d中，0.8% AKG組粗脂肪EE表觀代謝率顯著高于對(duì)照組(<0.05)；0.4% AKG組粗灰分ASH、干物質(zhì)DM表觀代謝率顯著高于對(duì)照組(<0.05)。18～20 d中，粗脂肪EE表觀代謝率結(jié)果差異不顯著，39～41 d，粗蛋白CP表觀代謝率結(jié)果差異不顯著。

表2 AKG制劑對(duì)肉雞養(yǎng)分表觀代謝率的影響

2.3 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞器官發(fā)育的影響

2.3.1 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞腸道相對(duì)長(zhǎng)度的影響 由表3可知，21 d 0.8% AKG組空腸相對(duì)長(zhǎng)度顯著高于0.2% AKG和對(duì)照組(<0.05)。21 d十二指腸、回腸相對(duì)長(zhǎng)度結(jié)果差異均不顯著，42 d十二指腸、空腸、回腸相對(duì)長(zhǎng)度結(jié)果差異均不顯著。

表3 AKG制劑對(duì)肉雞腸道相對(duì)長(zhǎng)度的影響

2.3.2 日糧添加AKG對(duì)肉雞器官相對(duì)質(zhì)量的影響 由表4可知，21 d時(shí)，日糧添加AKG制劑對(duì)于肉雞器官相對(duì)質(zhì)量均無顯著影響。42 d時(shí)，0.2% AKG、0.4% AKG、0.8%AKG組肌胃相對(duì)質(zhì)量均顯著高于對(duì)照組(<0.05)；0.2% AKG與0.8% AKG組空腸相對(duì)質(zhì)量顯著高于對(duì)照組(<0.05)；0.4%、0.8% AKG組回腸相對(duì)質(zhì)量顯著高于對(duì)照組和0.2% AKG組(<0.05)，其他結(jié)果差異均不顯著。

表4 AKG制劑對(duì)肉雞器官相對(duì)質(zhì)量的影響

2.4 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞胰腺消化酶活性的影響

由表5可知，42 d時(shí)，0.2%、0.4%、0.8% AKG組胰蛋白酶活性顯著高于對(duì)照組(<0.05)；其他結(jié)果差異均不顯著。

表5 AKG制劑對(duì)肉雞胰淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶活力的影響

2.5 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞血清生化指標(biāo)以及血液激素水平的影響

由表6可知，21 d時(shí)，0.8% AKG組血清中血糖含量顯著高于對(duì)照組(<0.05)。42 d時(shí)，0.2% AKG、0.8% AKG組血清中血糖含量顯著高于對(duì)照組(<0.05)；0.4%、0.8% AKG組血清堿性磷酸酶活性顯著低于對(duì)照組(<0.05)；其他結(jié)果差異均不顯著。

表6 AKG制劑對(duì)肉雞血清生化指標(biāo)的影響

由表7可知，與對(duì)照組相比，21 d和42 d的0.2%、0.4%、0.8% AKG組的胰島素、胰高血糖素、T3和T4等血液激素指標(biāo)無顯著差異。

表7 AKG制劑對(duì)肉雞血液激素指標(biāo)的影響

3 討論

3.1 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能的影響

已有研究表明，日糧添加AKG可提高畜禽的生長(zhǎng)性能，余親平等研究表明，0.7% AKG日糧可顯著提高肉雞1～2周齡的平均日增質(zhì)量，并且0.7% AKG添加量促生長(zhǎng)效果比添加同等劑量的谷氨酰胺效果更好，但對(duì)后期生長(zhǎng)性能無明顯作用；胡泉舟等研究表明，在日糧添加1% AKG能夠提高仔豬日增質(zhì)量等生長(zhǎng)性能。本試驗(yàn)中，在1～21 d，日糧添加0.2% AKG、0.4% AKG、0.8% AKG可顯著提高肉雞的平均日增質(zhì)量，結(jié)果與余親平等的研究一致。在21～42 d，日糧添加0.8% AKG可顯著降低料質(zhì)量比，提高飼料利用率。在1～42 d中，日糧添加0.8% AKG可顯著降低料質(zhì)量比，提高飼料利用率。研究表明，AKG可參與機(jī)體內(nèi)的三羧酸循環(huán)為機(jī)體提供能量，也可合成谷氨酸、脯氨酸及谷氨酰胺等，其中，谷氨酰胺可作為生物體內(nèi)所有細(xì)胞的能量來源，尤其是在胃腸道細(xì)胞中谷氨酰胺更是重要的能量來源。AKG還可通過谷氨酸增加脯氨酸殘基池促進(jìn)膠原蛋白合成，約25%外源AKG在腸上皮細(xì)胞中轉(zhuǎn)化為脯氨酸，而脯氨酸是膠原蛋白的主要合成底物，在膠原蛋白代謝中起核心作用。此外，有研究報(bào)道，AKG可顯著增加血液中胰島素(Insulin)、生長(zhǎng)激素(GH)和胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF-1)等激素的水平。因此，日糧添加AKG提升動(dòng)物生長(zhǎng)性能的主要原因可能是由于在小腸前段被迅速吸收為腸道細(xì)胞供能，合成谷氨酸、脯氨酸等必需氨基酸促進(jìn)機(jī)體蛋白合成及早期骨骼生長(zhǎng)，提升血液生長(zhǎng)激素水平促進(jìn)肉雞生長(zhǎng)。

3.2 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞表觀代謝率的影響

養(yǎng)分表觀代謝率是衡量畜禽對(duì)于飼料的消化吸收能力的主要指標(biāo)，畜禽對(duì)于養(yǎng)分的消化代謝吸收能力越強(qiáng)就越有利于畜禽的生長(zhǎng)。黃冠慶等研究表明，通過飲水方式每天每羽供給2 g AKG可提高黃羽肉雞飼料凈蛋白利用率，并提高飼料表觀代謝能。劉少娟等也報(bào)道，對(duì)斷奶仔豬添加1% AKG和0.5% 大蒜素能顯著提高粗蛋白的表觀消化率。本試驗(yàn)中，在18～20 d中， 日糧添加AKG制劑可以顯著提高粗蛋白、粗灰分、干物質(zhì)、粗纖維的表觀代謝率。在39～41 d中，日糧添加0.8% AKG制劑可顯著提升粗脂肪的表觀代謝率；添加0.4% AKG制劑可顯著提升粗灰分、干物質(zhì)的表觀代謝率，原因可能是AKG可為腸道黏膜細(xì)胞供能促進(jìn)黏膜生長(zhǎng)，增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與腸道的接觸面積，進(jìn)而增強(qiáng)腸道對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收功能，從而促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝吸收。此外有研究表明，AKG的主要產(chǎn)物谷氨酰胺可作為胰腺的能量底物，可提高小腸蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶及胰脂肪酶的活性，進(jìn)一步提高對(duì)養(yǎng)分的消化能力。

3.3 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞器官發(fā)育的影響

組織器官的長(zhǎng)度指數(shù)與質(zhì)量指數(shù)可反映組織器官各部位的宏觀發(fā)育情況，組織器官是動(dòng)物體生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，組織器官的發(fā)育狀況直接影響了肉雞的生長(zhǎng)速度及健康情況，而組織器官的的長(zhǎng)度與質(zhì)量指數(shù)可在一定程度上反映動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)狀況及生理功能狀態(tài)。本試驗(yàn)中，21 d時(shí)，日糧添加0.8% AKG制劑可顯著提高空腸相對(duì)長(zhǎng)度。但對(duì)于十二指腸相對(duì)長(zhǎng)度并無顯著影響，這結(jié)果與余親平等的結(jié)果并不一致，原因可能是AKG添加量不足或AKG對(duì)于小腸的促發(fā)育效果更多體現(xiàn)在肉雞2周齡以前。在42 d時(shí)，日糧添加AKG制劑可顯著提高肌胃相對(duì)質(zhì)量；日糧添加0.2% AKG與0.8% AKG制劑可顯著提高空腸相對(duì)質(zhì)量。原因可能由于AKG的產(chǎn)物谷氨酰胺可調(diào)節(jié)機(jī)體蛋白質(zhì)沉積，谷氨酰胺在血液中運(yùn)輸氨至內(nèi)臟器官中，為嘌呤、嘧啶等提供前體物質(zhì)，是蛋白質(zhì)含量增加的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而促進(jìn)機(jī)體器官的發(fā)育。

3.4 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞胰腺消化酶活性的影響

肉雞腸道內(nèi)的消化酶以胰蛋白酶、胰脂肪酶和胰淀粉酶為主。胰蛋白酶是腸道內(nèi)的主要蛋白水解酶。而胰腺則是動(dòng)物體內(nèi)消化酶的主要合成和分泌部位，胰腺中各消化酶的活性可一定程度上反映腸道對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力。本試驗(yàn)中，日糧添加AKG制劑可顯著提升胰蛋白酶活性。

3.5 日糧添加AKG制劑對(duì)肉雞血清生化指標(biāo)及血液激素水平的影響

血清生化指標(biāo)能夠在一定程度上反映機(jī)體新陳代謝、免疫力及組織細(xì)胞通透性等狀況變化，是機(jī)體組織器官應(yīng)激和病變的信號(hào)，可間接反映動(dòng)物機(jī)體的健康狀況。白蛋白由肝臟合成，是機(jī)體蛋白質(zhì)的來源之一，可用于修補(bǔ)組織和提供能量；球蛋白則是由B細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞后分泌而成，可反映機(jī)體的免疫力，而總蛋白則是白蛋白與球蛋白之和。這3個(gè)指標(biāo)的變化可反映動(dòng)物體是否發(fā)生應(yīng)激或病變。本試驗(yàn)中，血清中白蛋白、球蛋白與總蛋白含量各組間差異不顯著。

谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶及堿性磷酸酶是機(jī)體代謝過程中的關(guān)鍵酶，正常情況下由于細(xì)胞膜的屏障作用不易逸出到血液。當(dāng)細(xì)胞因急性應(yīng)激或其他因素破損時(shí)，細(xì)胞膜的通透性會(huì)急速升高導(dǎo)致這些酶被釋放入血液導(dǎo)致血液酶活性升高。血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性升高可反映肝臟和心臟的損傷程度；血液中堿性磷酸酶的活性是診斷膽道系統(tǒng)疾病時(shí)常用的指標(biāo)。本試驗(yàn)中，血清中，谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性各組間差異不顯著；在42 d時(shí)，日糧添加0.4% AKG、0.8% AKG制劑顯著降低了血清中堿性磷酸酶的活性。原因可能是由于AKG與其產(chǎn)物谷氨酰胺可在機(jī)體應(yīng)激時(shí)為組織器官細(xì)胞緊急補(bǔ)充能源，緩解應(yīng)激或病變等異常狀況帶來的代謝異常與器官損傷。

有資料表明，雞的正常血糖水平在10.0～16.9 mmol/L 之間。本試驗(yàn)中，日糧添加0.8% AKG制劑可顯著升高肉雞血清中血糖的含量，最大值15.03 mmol/L屬于正常血糖水平范圍內(nèi)。但本試驗(yàn)中胰島素與胰高血糖素各組間并無顯著差異，提示并未啟動(dòng)因血糖升高導(dǎo)致的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，日糧添加AKG制劑，可提高1～21 d 肉雞體增質(zhì)量，降低21～42 d和1～42 d料質(zhì)量比，改善生長(zhǎng)性能；同時(shí)可提高肉雞的表觀代謝率，促進(jìn)組織器官發(fā)育；提高肉雞血液中血糖的含量，降低42 d肉雞血清堿性磷酸酶的活性。在本試驗(yàn)條件下，AKG制劑以0.8%添加劑量效果為最佳。