α-酮戊二酸对热应激肉鸡生长性能和肌肉品质的影响

■杨书慧 谭灵琳 廖 满 丁斌鹰 易 丹 王 蕾

（动物营养与饲料安全湖北省协同创新中心动物营养与饲料科学湖北省重点实验室武汉轻工大学动物科学与营养工程学院，湖北武汉430023）

热应激对肉鸡生产造成了十分不利的影响，已成为我国南方夏季家禽生产面临的一大难题，因此研究热应激肉鸡的调控措施对于家禽的健康养殖具有重要意义。肉鸡由于被覆羽毛且没有汗腺，散热能力较差。当环境温度和相对湿度超过肉鸡的适宜水平时，其散热能力下降，导致机体代谢紊乱。研究表明，热应激对肉鸡的影响有以下几方面：①降低肉鸡的生长性能，包括采食量、体增重、饲料转化效率和生长速率[1]；②降低肉鸡的免疫机能，包括外周血淋巴细胞数量、白细胞数量和抗体的产生、降低血液淋巴细胞数量和脾脏重量、巨噬细胞活性、降低CD4+和CD8+淋巴细胞及抗体的产生[2-4]；③降低肉鸡肠道绒毛高度和空肠的湿重和干重[1]；④降低肌肉产生和改变肉质性状[5]。

α-酮戊二酸（AKG）是谷氨酰胺（Gln）的前体物质，三羧酸循环的重要中间物，是Gln的最佳替代物。Roth等[6]给手术狗麻醉灌注AKG，发现肌肉中AKG的净吸收量比其它内脏器官多。AKG可以提高人肌肉内游离谷氨酰胺的水平，应激状态下可促进肌肉蛋白质的合成[7]。本课题组前期研究表明，饲粮中添加AKG有利于仔猪肌肉维持正常的能量代谢[8]。因此，AKG可能对动物肌肉的生产和能量代谢有积极的影响。本试验旨在研究AKG对热应激肉鸡生长性能、肌肉品质、抗氧化功能和能量代谢的影响，为AKG在肉鸡生产中的应用提供理论支持，并为探寻营养手段缓解肉鸡热应激提供思路。

1 材料与方法

1.1 试验材料与基础饲粮

α-酮戊二酸为市售医药级产品（纯度≥99%）。基础日粮采用玉米-豆粕型日粮，基础日粮组成及营养水平见表1。

1.2 试验动物及设计

选用200只1日龄科宝肉鸡，按体重相近原则随机分为4个组（对照组、热应激组、维生素C组、AKG组），每组5个重复，每个重复10只鸡。对照组和热应激组肉鸡饲喂基础日粮。VC组和AKG组肉鸡日粮是在基础日粮中分别添加0.025%VC和0.5%AKG，其中AKG的添加水平选择依据本课题前期的研究结果[9]。试验于2013年7月19日至2013年8月23日进行，试验时间为5周（1～35日龄）。

1.3 饲养管理

肉鸡饲养采用网上平养的方式，每笼10只。试验将鸡舍、鸡笼彻底清扫，熏蒸消毒。于第7、21日龄接种新城疫疫苗，28日龄接种法氏囊疫苗。肉鸡自由采食和饮水。试验第1周（1～7日龄）各组室温控制在32～34 ℃。试验第2～5周（8～35日龄）热应激组、VC组和AKG组控制温度在（36±2）℃，而对照组第二周开始慢慢降至（26±2）℃，并从第三周开始维持在(26±2)℃，湿度为50%～60%。

表1 基础日粮组成及营养水平（风干基础）

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生长性能

在肉鸡35日龄时称重，并统计采食量，计算各组肉鸡的平均体重、平均日增重和料重比。

1.4.2 样品收集

在35日龄时每重复随机取2只鸡，翅静脉采血，离心取血清供检测氧化与抗氧化指标。采完血后的肉鸡进行屠宰，收集脾脏、胸腺、法氏囊、胰腺、肝脏、心脏、胸肌、腿肌、腹脂等组织，称重并计算各器官组织相对重量。各器官组织相对重量（%）=组织重量/个体活重×100。

1.4.3 胸肌肉品质

取35日龄肉鸡胸肌样品，测定胸肌滴水损失、pH值、肉色（亮度L值、红度a值、黄度b值）。滴水损失采用自然蒸发法[10]，称取新鲜肉样（M1）后，将肉样悬挂在充气袋内，4℃冰箱悬挂24 h称重（M2）。滴水损失（%）=（M1-M2）/M1×100。pH值采用插入式pH计测定。用自动测色色差仪（SC-80C）测定肉色。

1.4.4 血清和胸肌氧化与抗氧化指标

血清和胸肌中总超氧化物歧化酶（superoxidase，SOD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活力和丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量的测定参照Yi等[11]方法，用试剂盒法（南京建成生物工程研究所）测定。

1.4.5 胸肌能量状态检测

胸肌组织三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、单磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）的测定方法参照Yi等[12]，通过高效液相色谱法测定。将胸肌样品在预冷的匀浆液中匀浆、离心收集上清液，加入碳酸钾混匀并离心，再次收集上清液，待测。色谱条件为：色谱柱采用Waters XTerra MS C18（5 μm×4.6 mm×150 mm）；流动相为K2HPO4-KH2PO4缓冲液∶色谱级甲醇=77∶23；紫外检测器，波长为260 nm；流动相流速1.0 ml/min；样品进样体积10 μl。根据洗脱峰面积和标准品浓度计算胸肌腺苷酸（ATP、ADP、AMP）含量，以μg/g胸肌重表示，并计算腺苷酸池（total adenosine nucleotide，TAN）和能荷（energy charge，EC）水平。TAN=ATP+ADP+AMP，EC=(ATP+1/2ADP)/(ATP+ADP+AMP)[13]。

1.5 统计分析

试验结果用“平均值±标准差”表示。试验数据采用统计软件SPSS 13.0进行单因素方差（one-way ANOVA分析）和Duncan's多重比较检验，以P＜0.05为差异显著性标准。

2 结果与分析

2.1 生长性能（见表2）

表2 AKG对热应激肉鸡生长性能的影响(1～35日龄)

由表2可知，与对照组相比，热应激处理组显著降低了肉鸡（1～35日龄）平均日采食量（ADFI）和平均日增重(ADG)(P＜0.05)，提高了料重比(F/G)(P＜0.05)。与热应激组相比，日粮中添加0.5%的AKG降低了肉鸡的料重比(F/G)(P＜0.05)。

2.2 各器官组织相对重量（见表3）

表3 AKG对热应激肉鸡组织相对重量的影响（%）

由表3可见，与对照组相比，热应激处理组降低了35日龄肉鸡胸腺、肝脏、胸肌和腹脂的相对重量(P＜0.05)。与热应激组相比，日粮中添加0.025%的VC提高了35日龄肉鸡胸腺和法氏囊的相对重量。由表3数据可知，AKG组与热应激组数据相比较并无显著差异，表明日粮中添加0.5%的AKG并未改善由热应激引起的肉鸡器官发育不良。

2.3 胸肌肉品质（见表4）

由表4可知，与对照组相比 ，VC组和AKG组提高了肉鸡胸肌24 h的pH值（P＜0.05）。然而，与热应激组相比，日粮中添加0.025%的VC显著降低了35日龄肉鸡胸肌的滴水损失（P＜0.05）。与对照组相比，热应激处理降低了35日龄肉鸡胸肌a值（P＜0.05）。与对照组相比，日粮中添加0.5%的AKG和0.025%的VC均降低了35日龄肉鸡胸肌a值（P＜0.05）。各处理组肉鸡胸肌的L值没有显著差异（P＞0.05）。

2.4 血清和胸肌的氧化与抗氧化指标（见表5）

表4 AKG对热应激肉鸡胸肌肉品质的影响

表5 AKG对热应激肉鸡血清和胸肌的氧化与抗氧化指标的影响

由表5可知，与对照组相比，热应激处理组降低了35日龄肉鸡血液（CAT和GSH-Px）和胸肌（CAT、SOD和GSH-Px）中抗氧化酶的活力（P＜0.05），提高了血液中MDA的含量（P＜0.05）。与热应激组相比，日粮中添加0.025%的VC提高了肉鸡血液和胸肌中CAT的活力（P＜0.05）。与热应激组相比，日粮中添加0.5%的AKG提高了肉鸡血液CAT、SOD和GSH-Px的活力（P＜0.05），对胸肌的氧化与抗氧化指标并无显著影响。

2.5 胸肌能量代谢（见表6）

表6 AKG对热应激肉鸡胸肌能量代谢的影响

由表6可知，与对照组相比，热应激处理降低了35日龄肉鸡胸肌ATP和ADP的含量及EC值（P＜0.05），提高了胸肌AMP含量（P＜0.05）。与热应激组相比，日粮中添加0.025%的VC降低了胸肌AMP含量（P＜0.05）。与热应激组相比，日粮中添加0.5%的AKG提高了胸肌ATP、ADP和TAN的含量及EC值（P＜0.05），降低了AMP含量（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 AKG对热应激肉鸡生长性能的影响

热应激降低了肉鸡的采食量和生长速度，提高了肉鸡的死亡率，对家禽生产造成不良的影响[2-3]。研究表明，热应激使肉鸡合成机体组织所需要的能量、蛋白质、维生素、矿物质等营养素摄入不足，导致肉鸡饲料利用率降低，增重缓慢，死亡率增高[14]。本研究通过在日粮中添加0.5%的AKG，热应激肉鸡的料重比有了明显的改善，但是对其日增重和采食量并没有影响（表2）。值得注意的是，在其他实验动物模型中的研究发现，AKG可以提高乙醇处理和醋酸铵处理大鼠的净增重[15-16]，提示不同的应激模型和实验动物可能会影响AKG的作用效果。

3.2 AKG对热应激肉鸡组织发育的影响

热应激抑制了肉鸡免疫器官（胸腺和法氏囊）和内脏器官（肝脏）的发育，降低肌肉（胸肌）的沉积（表3）。研究表明，热应激条件下，肉鸡的免疫器官会发生结构性变化，肝脏异常，内分泌失调，造成各种器官和组织发育迟缓[17]。日粮中添加VC可以促进热应激肉鸡胸腺和法氏囊的发育（表3）。而日粮中添加0.5%的AKG并未改善热应激对肉鸡器官发育造成的不良影响。

3.3 AKG对热应激肉鸡肉品质的影响

畜禽肉品质通常由pH值、肉色和滴水损失等指标来衡量[18]。pH值直接影响肉色、嫩度、滴水损失和肉的保藏期，是衡量肉品的一个重要指标。应激加速体内糖原酵解，乳酸蓄积，使肌肉pH值迅速降低，导致肌肉变性，易产生PSE肉。本研究发现，热应激组肉鸡胸肌pH值与其他组并无显著差异（P＞0.05）。滴水损失和系水力是反映肌肉保持水分性能的一个指标。滴水损失越小，肌肉系水力越大。应激提高了肌肉的滴水损失，主要是通过影响肌肉乳酸含量、能量水平（ATP的损失）、僵直开始时间来影响肉品的滴水损失的[19]。此外，应激也使肌肉产生大量的自由基，发生脂质过氧化，导致细胞膜通透性增强，胞液外流，进一步提高肌肉的滴水损失。本研究发现，与热应激组相比，日粮中添加0.025%的VC降低了35日龄肉鸡胸肌的滴水损失。而日粮中添加0.5%的AKG并不影响肉鸡胸肌的滴水损失。

肉色是重要的肉质形状之一。肉品的颜色与肌红蛋白的含量和化学性质有关。在家禽肉色衡量指标中，L值（亮度）十分重要，它与滴水损失、pH值存在相关性，若L≥52时，会有较高的滴水损失[20]。本试验研究表明，热应激处理对35日龄科宝肉鸡胸肌的L值和b值（黄度）没有影响，但是降低了胸肌的a值。日粮中添加0.025%的VC或0.5%的AKG并未改变热应激肉鸡胸肌的a值。

3.4 AKG对热应激肉鸡血清和胸肌氧化与抗氧化指标的影响

高温应激可引起机体生理机能紊乱，导致体内自由基大量生成，引发脂质过氧化，产生氧化应激，造成细胞膜损伤[21]。机体清除自由基的主要抗氧化酶有SOD、CAT和GSH-Px[22]。因此，SOD、CAT和GSH-Px活性的高低可以间接反映机体清除自由基的能力。而MDA作为脂质氧化反应的稳定终产物，其含量高低反映自由基对机体脂肪的损伤程度；同时MDA是反映肉品脂质过氧化程度的直接量化指标，与肉品的货架寿命直接相关。本研究表明，热应激降低了肉鸡血液（CAT和GSH-Px）和胸肌（CAT、SOD和GSH-Px）中抗氧化酶的活力，提高了血液中MDA的含量（P＜0.05）。热应激导致机体氧化状态的改变可能是热应激组肉鸡胸肌滴水损失增加和a值降低的一个原因。日粮中添加0.5%的AKG提高肉鸡血液CAT、SOD和GSH-Px的活力，但对胸肌的氧化与抗氧化指标并无影响。有研究表明，日粮中添加2 g/kg的AKG可以提高大鼠肝脏和肾脏的CAT、SOD和GSH-Px活力，降低小鼠肝脏过氧化氢的含量[16]。研究表明，AKG增强机体的抗氧化功能主要是通过以下三种方式：一是AKG可以直接与H2O2反应生成琥珀酸、CO2和水，分解过氧化物；二是AKG有利于肉毒碱生成，促进脂肪的正常代谢，减少自由基的生成[16]；三是AKG参与机体GSH的合成，提高了GSH的含量[23]。

3.5 AKG对热应激肉鸡胸肌能量代谢的影响

ATP是生命活动的能量来源。两分子的ADP可以转化为一分子的ATP和AMP，构成细胞ATP的循环[8]。TAN是一个能量媒介系统，其大小不仅反映了线粒体的氧化呼吸活性和生成高能磷酸化合物的能力，也反映了细胞的能量储备。EC反映高能磷酸键在ATP、ADP、AMP之间的相互转换，EC的正常维持取决于高能化合物合成和分解之间的动态平衡，细胞能量产生不足或消耗增加时，均会影响EC水平[24]。热应激增加了肉鸡代谢活动，能量消耗增加[25]，降低组织的能量储备。本研究表明，热应激处理降低肉鸡胸肌ATP和ADP的含量及EC值，提高了胸肌AMP含量。给肉鸡饲喂0.5%的AKG可以提高热应激肉鸡的ATP、ADP、TAN和EC，说明AKG可以缓解热应激肉鸡胸肌的能量损耗。这与本课题组前期研究结果一致[8]。AKG改善胸肌的能量代谢可能与其参与细胞三羧酸循环有关。饲料中添加AKG，使得进入三羧酸循环的AKG有一定程度的提高，从而增加细胞释放的能量，使肌肉能量损耗得到恢复。同时AKG在体内可以转为谷氨酰胺，后者是细胞生长和分化的重要燃料，从而改善肌肉的能量代谢。

4 结论

日粮中添加0.5%的AKG降低了热应激肉鸡的料重比，提高血液的抗氧化酶活力，改善胸肌的能量代谢。