不同微生物脂肪酶对黄羽肉鸡生长性能、血清生化指标和胸肌脂肪含量的影响
2013-08-29雷建平冯定远左建军
叶 慧 ,雷建平 ,冯定远,2,左建军,3
(1 华南农业大学 动物科学学院,广东 广州 510642;2 广东科贸职业学院,广东 广州 510430;3 中国农业科学院 北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京 100193)
对于集约化饲养的肉鸡,添加脂肪能够提高其生长速度、缩短其生长周期、提高饲料利用率,增加经济效益等[1-2].高油脂日粮的使用,必然带来家禽对油脂消化能力相对不足的问题.脂肪的利用率随着脂肪添加量的增加而降低,大多数脂肪随其添加量的增加,其消化能值增加的幅度减少[3].
添加脂肪酶是应对高油脂带来的动物消化能力相对不足而导致的消化应激问题最为有效的途径之一.早在20 世纪八九十年代国外就已经有学者研究脂肪酶在饲料中的应用,但是由于当时动物胰脂肪酶的掺杂,如掺杂胆囊收缩素(CCK)等,导致畜禽日粮中添加脂肪酶降低了采食量和生产性能,严重影响了脂肪酶在饲料中的应用[4-5].相对于植物和动物源脂肪酶而言,微生物脂肪酶更适合作为动物饲料添加剂促进动物肠道内脂质消化和吸收.
1 材料与方法
1.1 试验脂肪酶
脂肪酶A 来源于黑曲霉,属于1,3 位特异性水解脂肪酶;脂肪酶B 来源于假丝酵母,属于非特异性水解脂肪酶;组合酶为脂肪酶A+脂肪酶B.组合酶是总酶活(以猪油质量计)为35 000 U/kg,其中脂肪酶A占总酶活的52%,即18 720 U/kg[测定方法按《GB/T 23535—2009 脂肪酶制剂》,1 g 固体脂肪酶(或1 mL液体脂肪酶)在规定反应条件下,1 min 水解底物产生1 μmol 可滴定的脂肪酸,即为1 个酶活单位(U)].
脂肪酶A 为四川禾本生物工程有限公司产品,脂肪酶B 为北京凯泰新世纪生物技术有限公司产品.
1.2 试验动物与试验设计
选取体质量相近的1日龄黄羽肉公鸡400 只,随机分成4 个处理组,每个处理设4 个重复,每重复25 只鸡.处理1 为对照组,处理组2、3、4 分别添加脂肪酶,按猪油质量计,添加量为35 000 U/kg.具体试验分组见表1.
表1 饲养试验设计Tab.1 Feeding trail
1.2 饲养管理
黄羽肉鸡由广东粤禽育种有限公司提供,试验期为42 d,分2 个阶段饲养:1~21 d;22~42 d.全期自由采食、饮水,采用24 h 光照制,免疫及饲养管理均按照鸡场管理程序进行操作.
1.3 日粮配方和营养水平
日粮配方和营养水平见表2.
表2 基础日粮配方1)(风干基础)Tab.2 Basal diet(air dry matter)
1.4 样品采集及指标统计
1.4.1 生长性能 分别在第1、7、14、21、28、35 和42日龄时以重复为单位对全群试验鸡进行空腹称体质量(空腹期8 h,断料不断水)并统计用料量.计算各处理组每周平均体质量和平均日采食量以及1~21、22~42 及1~42日龄的平均日增质量和料质量比.
1.4.2 血清样品采集与测定 分别在受试鸡第21和42日龄时,每个重复选取2 只接近平均体质量的公鸡(空腹期8 h,断料不断水).颈静脉采血约10 mL,室温阴凉处倾斜静置,待有血清析出时,3 000 r/min离心10 min,取上层血清分装,-20℃条件保存备用.
血清三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白由广州达安研究中心测定.
1.4.3 肌肉样品采集与测定 分别在受试鸡第21和42日龄时,每个重复选取2 只接近平均体质量的公鸡(空腹期8 h,断料不断水)进行屠宰取样.分离左侧胸肌,于真空冷冻干燥器干燥6 d 待测.
胸肌脂肪采用石油醚浸提法测定,胸肌蛋白质采用凯氏定氮法测定.
1.4.4 数据统计分析 试验数据用Excel 2003 软件进行初步分析后,使用SPSS 18.0 软件进行ANOVA 方差分析,用Duncan's 进行多重比较.试验结果用平均数±标准误表示,置信区间95%.
2 结果与分析
2.1 脂肪酶对肉鸡不同日龄生长性能的影响
从表3 可知,在初始体质量差异不显著的情况下,脂肪酶A 组和组合酶组在7、14、21、28、35、42日龄平均体质量均显著高于对照组(P<0.05),脂肪酶B 组在7、14、28、35、42日龄平均体质量显著高于对照组(P<0.05),21日龄平均体质量与对照组差异不显著(P>0.05).3 个加酶组相比,脂肪酶A 组在14、21、28、42日龄平均体质量显著高于脂肪酶B 组(P<0.05),组合酶组在14、28、42日龄平均体质量显著高于脂肪酶B 组(P<0.05),脂肪酶A 组和组合酶组各日龄平均体质量差异均不显著(P>0.05).
3 个加酶组平均日采食量在第3、4、5、6 周均显著高于对照组(P<0.05).脂肪酶A 组在第1 周平均日采食量也显著高于对照组和组合酶组(P<0.05),脂肪酶B 组和组合酶组在第5 周平均日采食量显著高于脂肪酶A 组(P<0.05).
脂肪酶A 组在前期(1~21日龄)、后期(22~42日龄)和全期(1~42日龄)平均日增质量均显著高于对照组和脂肪酶B 组(P<0.05),在后期及全期料质量比显著优于对照组和脂肪酶B 组(P<0.05).脂肪酶B 组仅在后期和全期平均日增质量显著高于对照组(P<0.05),但各阶段料质量比与对照组无显著差异(P>0.05).组合酶组在早期、后期和全期平均日增质量均高于对照组(P<0.05),后期和全期料质量比低于对照组,但差异不显著(P>0.05).脂肪酶A 和组合酶组各阶段平均日增质量和料质量比差异均不显著(P>0.05).
表3 脂肪酶对肉鸡不同阶段生长性能的影响1)Tab.3 The influence of lipase on chicken different stages of growth performance
从各日龄受试鸡生长性能来看,添加脂肪酶能够促进黄羽肉鸡发育,增加采食量和平均日增质量,其中脂肪酶A 效果最明显.
2.2 脂肪酶对肉鸡血清生化指标的影响
由表4 可知,21日龄,各处理间低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、三酰甘油和总胆固醇差异均不显著(P>0.05),其中脂肪酶A 组高、低密度脂蛋白比值最高.42日龄,脂肪酶A 组和脂肪酶B组血清中三酰甘油显著高于对照组和组合酶组(P<0.05),脂肪酶A 组和组合酶组血清总胆固醇显著低于对照组和脂肪酶B 组(P<0.05).3 个加酶组血清中低密度脂蛋白和高密度脂蛋白没有显著差异(P>0.05),但均显著低于对照组(P<0.05).高、低密度脂蛋白比值为组合酶组>脂肪酶A 组>脂肪酶B组>对照组.
从结果可见,添加脂肪酶可以降低后期黄羽肉公鸡血清中总胆固醇和高、低密度脂蛋白的含量,并提高高、低密度脂蛋白比值.
表4 脂肪酶对肉鸡血清生化指标的影响1)Tab.4 The influence of lipase on chicken serum biochemical indexes
2.3 脂肪酶对肉鸡胸肌脂肪及蛋白的影响
从表5 可知,21日龄,胸肌干物质中蛋白质含量为脂肪酶B 组>对照组>组合酶组>脂肪酶A组,其中脂肪酶B 组显著高于脂肪酶A 组(P<0.05).脂肪酶A 组和组合酶组脂肪含量显著高于对照组和脂肪酶B 组(P<0.05).42日龄,脂肪酶B 组和组合酶组胸肌蛋白质显著高于对照组和脂肪酶A组(P<0.05),胸肌脂肪显著低于对照组和脂肪酶A组(P<0.05).
表5 脂肪酶对肉鸡胸肌脂肪及蛋白的影响1)(绝干物质)Tab.5 The influence of lipase on chicken pectoral fat and protein(Try matter)%
3 讨论与结论
3.1 脂肪酶对肉鸡生产性能的影响
饲料中添加脂肪酶,最早见于20 世纪八九十年代,但是由于各种因素,脂肪酶的添加对动物的营养效应均不明显.Al-Marzooqi 等[4-5]在肉仔鸡日粮中添加不同水平的胰脂肪酶,结果表明胰脂肪酶的添加对肉仔鸡生长性能没有改善.这可能是由于当时胰脂肪酶的提纯技术不够完善,导致脂肪酶当中掺杂一些杂质,如CCK 等影响鸡的采食量和日增质量.Polin 等[6]给白来航公鸡饲以含质量分数为4%动物油的玉米基础日粮,研究了猪胰脂肪酶粗提物与胆汁盐对脂肪消化的影响,在添加和不添加含质量分数为0.4%胆汁酸的情况下,孵化后第2~9 天添加含质量分数为0.1%的脂肪酶均未能显著提高脂肪的吸收.其原因可能是猪胰脂肪酶在酸性条件下容易失活,并且猪胰脂肪酶活性的发挥依赖于辅脂肪酶及胆汁盐的存在.
随着微生物源脂肪酶的生产技术的发展,微生物源脂肪酶也逐步开始应用于饲料领域.秦鹏[7]试验表明,乳化剂与脂肪酶复合使用于动物性脂肪日粮显著地提高了35~49日龄及21~49日龄肉鸡的平均日增质量(P<0.05),改善了饲喂动物性脂肪肉鸡的生长性能和经济效益.何前等[8-9]试验表明,日粮添加脂肪酶可以显著提高黄羽肉鸡和岭南黄公鸡的生长性能,提高其脂肪表观消化率,并不同程度地影响了其他营养成分的表观消化率.
本试验饲养期末,脂肪酶A 组和脂肪酶B 组平均体增质量都有显著提高(P<0.05),而且脂肪酶A组采食量和料质量比也有显著提高(P<0.05),脂肪酶A 效果优于脂肪酶B.而这种差异有可能来源于3个方面,其一是脂肪酶A 与脂肪酶B 对不同油脂具有不同的水解效果,而脂肪酶A 水解猪油的效果比脂肪酶B 好,可能这一水解效果的差异性体现在肠道内消化;其二是脂肪酶A 与脂肪酶B 具有不同的反应最适pH 和温度,在肉鸡消化道环境内,脂肪酶A 比脂肪酶B 更能发挥水解作用;其三是脂肪酶A与脂肪酶B 具有不同的水解特异性.脂肪酶A 当中的脂肪酶属于1,3-位特异性水解脂肪酶,其水解终产物为2-甘油单酯和游离脂肪酸[10],与动物胰脂肪酶水解产物相似,故此产物的吸收机制与对照组相似.而脂肪酶B 中的脂肪酶属于无特异性水解脂肪酶,其水解产物除了甘油二酯、甘油单酯,还有甘油和游离脂肪酸[10],其最大区别之处在于产物的特殊吸收代谢模式.三酰甘油经过无特异性水解之后部分产生1-甘油单酯或3-甘油单酯、甘油,其吸收途径也有别于2-甘油单酯,不再重新合成甘油二酯,进而不能形成三酰甘油[11-13],这可能导致肉鸡体内三酰甘油减少,降低了体脂沉积和体增质量.
本试验利用2 种不同水解特异性脂肪酶进行组合,从生长性能而言,组合酶的效果优于脂肪酶B,但是比脂肪酶A 效果略差,说明体外组合的优化效果在体内发挥不明显,这可能与脂肪酶水解特异性和动物消化道脂肪消化吸收模式有关.脂肪酶B 的非特异性水解反应中出现了部分不利于动物脂肪沉积的产物,可能影响了组合酶效果.
3.2 脂肪酶对肉鸡血清生化指标的影响
血脂是血液中的脂肪类物质,包括胆固醇、三酰甘油、磷脂和非游离脂肪酸等.血脂的来源有二:一是外源性的,即消化道吸收来的;二是内源性的,即由体内组织动员或由肝脏合成而来.在正常情况下,它易受食物成分及体内代谢的影响.脂蛋白是由脂质和蛋白质结合而成的复合物,是血浆转运脂质的脂蛋白颗粒,包括极低密度脂蛋白(VLDL),低密度脂蛋白和高密度脂蛋白等.
血清中三酰甘油是脂类代谢中的一种重要的中间代谢产物,可以反映出脂类代谢状况,当脂类消化吸收不良时,三酰甘油是明显下降的.生长禽的脂肪组织发育及其后的脂肪沉积程度取决于血浆三酰甘油的含量[14].高低密度脂蛋白比值是衡量机体胆固醇含量的指标,与心血管疾病呈负相关[15].高密度脂蛋白可将胆固醇从周围组织(包括动脉粥样斑块)转运到肝脏进行再循环或以胆酸的形式排泄,这一过程就称胆固醇逆转运.通过胆固醇逆转运,可以减少脂质在血管壁的沉积.
本试验结果表明,42日龄3 个加酶组血清中三酰甘油的浓度均高于对照组,其中脂肪酶A 最高.三酰甘油与总胆固醇各组趋势与血清基本一致,加酶组血清和三酰甘油均高于对照组,总胆固醇低于对照组.血清中高密度脂蛋白和低密度脂蛋白均显著低于对照组,但高低密度脂蛋白比值均高于对照组.总体而言,添加脂肪酶能改善脂肪吸收,且能降低总胆固醇,提高血脂转运和减少脂质在血管壁沉积.
3.3 脂肪酶对肉鸡胸肌脂肪沉积的影响
禽类脂肪细胞生成脂肪的能力有限,其脂肪主要来源于肝脏内合成的脂肪或由肠道吸收消化的脂肪.有关日粮中不同能量水平对肉鸡脂质代谢和鸡肉化学成分含量的关系方面,结论说法不一.Crespo[16]报道,随能量水平的增加,脂肪沉积增加.而李娟娟[17]试验反映油脂类型和能量水平互作对21 d 肉鸡胸肌脂肪含量有影响,9 个处理组结果均显著高于对照组(P<0.05),牛油组结果为高能组>中能组>低能组,豆油组结果则与牛油组相反,鱼油组三者之间差异不显著,其原因还有待进一步研究,这可能与油脂类型有关系.Leeson 等[18]认为能量对家禽胴体脂肪和腹脂的影响很大,脂肪沉积与能量摄入之间有很好的相关性,研究了不同能量水平的日粮对肉仔鸡脂肪沉积的影响,结果表明,降低日粮能量水平可以显著降低体脂沉积(P<0.01).
前人大量文献证明1,3-甘油二酯对大鼠和人具有降低体质量,抑制脂肪沉积的作用[19-21],而其是否能够降低血脂,尚存争议,这可能与试验对象、日粮类型和试验时间有关.关于甘油二酯的作用机理具体尚未能明确,但是试验证明与脂肪酸类型、采食量无关,有人认为这与1,3-甘油二酯具有特殊的吸收代谢模式有关[11-13].
本试验在肉鸡日粮中添加脂肪酶,促进肠道脂肪消化吸收,在一定程度上提高了饲料代谢能和能蛋比,但是可能尚未达到提高体脂沉积的程度.试验结果表明,脂肪酶A 显著提高了21日龄胸肌粗脂肪含量,但是42日龄与对照组无差异.而脂肪酶B 和组合酶由于添加了非特异性脂肪酶,产生部分类似于1,3-甘油二酯吸收代谢模式的产物,吸收的脂肪酸主要用于β-氧化供给能量,导致体内三酰甘油来源减少,主要依靠肝脏合成,脂肪沉积也就减少.
3.4 结论
添加脂肪酶能够促进黄羽肉鸡发育,显著增加其平均体质量、平均日采食量和平均日增质量,降低后期和全期料质量比.其中脂肪酶A 组效果最佳.
添加脂肪酶可以降低后期肉鸡血清中总胆固醇和高、低密度脂蛋白的含量,并提高高、低密度脂蛋白比值,提高脂质代谢中的运输效率.
添加脂肪酶,显著提高黄羽肉鸡前期胸肌脂肪含量,降低黄羽肉鸡后期胸肌脂肪含量.这可能与脂肪酶水解特异性有关系.
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