凹凸棒石缓解热处理豆粕对肉鸡氧化应激的研究

2019-02-15裴付伟程业飞杜明芳何青芬陈跃平周岩民

中国粮油学报 2019年1期

王坤裴付伟程业飞杜明芳何青芬陈跃平温超周岩民

(南京农业大学动物科技学院，南京 210095)

蛋白质氧化是蛋白质分子在活性氧(ROS)或次生氧化产物作用下导致共价结构修饰的过程[1]。氧化会引起蛋白质中部分氨基酸构象改变[2]，溶解度和疏水性等物理性质[3]及蛋白质消化率发生变化[4]。蛋白质氧化会导致动物机体产生氧化应激，降低对营养物质的消化吸收，影响动物健康[5]。蛋白质受到ROS和脂质过氧化产物诱导、紫外光照射、金属催化和高温热处理时易发生氧化[6-7]。豆粕是肉鸡饲料中最常用的蛋白质原料[8]，豆粕在生产过程中受挤压膨化预处理、脱溶等高温影响及长期储存时其蛋白质均可能发生氧化。吴大伟等[9]研究表明，豆粕经60 d常温储存和100 ℃条件下加热处理8 h后羰基含量均显著升高，巯基含量显著降低，蛋白质发生氧化。采食热处理诱导蛋白质氧化的豆粕、大豆分离蛋白或小麦多肽后，动物生长受阻，抗氧化功能下降[10-11]。由于热处理方法操作简便易行，目前研究蛋白质氧化时，常采用100 ℃加热处理使蛋白质发生氧化。

凹凸棒石是一种具有特殊纤维晶体结构的含水富镁铝硅酸盐矿物，具有较大的比表面积、较强的吸附能力、良好的流变性和催化性等性质，被广泛地应用于工业领域[12]。凹凸棒石可作为原料或添加剂应用于饲料中。研究发现，在日粮中添加凹凸棒石可促进肉鸡生长、改善肠道健康、促进养分利用率[13-14]。最新研究发现，凹凸棒石因具有吸附性可以稳定羟自由基从而抑制脂质过氧化物的形成[15]、提高机体抗氧化能力[16-17]。然而，有关凹凸棒石缓解热处理豆粕对肉鸡氧化应激的研究尚鲜见报道。为此，本实验采用100 ℃条件加热8 h处理豆粕，使其蛋白质发生氧化，代替正常豆粕并在热处理豆粕日粮中添加凹凸棒石，研究其对肉鸡生产性能、血清生化指标和抗氧化功能的影响。

1 材料与方法

1.1 实验材料与处理方法

豆粕：羰基含量7.57 nmol/mg蛋白、巯基含量8.30 nmol/mg蛋白。参照Tang等[5]的方法，将豆粕在100 ℃条件干热处理8 h测得其羰基含量为11.92 nmol/mg蛋白、巯基含量为7.31 nmol/mg蛋白，与正常豆粕相比羰基含量增加，巯基含量降低，蛋白质发生氧化。

1.2 实验设计与饲养管理

将144只1日龄健康爱拔益加(AA)肉鸡随机分成3组，每组6个重复，每个重复8只(公母各半)，分别饲喂以下3种日粮。1)对照组：肉鸡饲喂正常豆粕配制的基础日粮； 2)实验1组：肉鸡饲喂100 ℃加热处理8 h的豆粕配制的基础日粮；3)实验2组：肉鸡饲喂实验1组日粮+1%凹凸棒石。实验在南京市康欣禽业有限公司进行，为期42 d，其中1～21 d为实验前期，21～42 d为实验后期。基础日粮组成及营养水平见表1。

实验肉鸡采用层叠笼饲养，每笼为一重复，24 h光照，每天喂料2次，自由采食和饮水，以重复为单位记录每天采食量和死淘情况，免疫及消毒按常规方法进行。

1.3 实验仪器

ZKSY-600智能恒温型水浴锅；5804R型台式低温离心机；PK-02200D型匀浆机。

1.4 样品的采集

于实验21、42 d时，每重复随机选取1只体重相近、健康状况良好的公鸡禁饲12 h(不禁水)，然后称重、屠宰。从颈动脉处放血，采集血液于离心管中，4 ℃、3 500 r/min离心15 min，分装制备的血清于-20 ℃保存备用。待鸡死亡后剖开腹腔采集肝脏，分离肠段，用载玻片刮取空肠和回肠黏膜于洁净冻存管中，液氮速冻后于-80 ℃保存备用。

表1 基础日粮配方和营养水平/g/kg

注：预混料可为每千克日粮提供: VA 10 000 IU，VD32 000 IU，VE 30 IU，VK31.3 mg，VB12.2 mg，VB28 mg，VB64 mg，VB120.013 mg，烟酸40 mg，氯化胆碱400 mg，D-泛酸钙10 mg，生物素0.04 mg，叶酸1 mg，Fe 80 mg，Cu 7.5 mg，Mn 110 mg，Zn 65 mg，I 1.1 mg，Se 0.3 mg。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 生长性能

于实验第1、21、42天以重复为单位对肉鸡进行空腹称重，准确统计实验各阶段采食量，用于计算肉鸡平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。

1.5.2 血清生化指标

采用全自动生化分析仪测定血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、葡萄糖(GLU)含量，血清白蛋白(GLB)为血清总蛋白和白蛋白含量的差值。

1.5.3 抗氧化指标

称取0.3 g左右的肝脏、空肠黏膜和回肠黏膜，加入9倍体积预冷的无菌生理盐水，在冰浴中匀浆至无明显块状物，然后将匀浆液在4 ℃、4 000r/min离心15 min，分装上清液并置于-20 ℃保存备用。参照试剂盒说明书测定血清、肝脏、空肠黏膜和回肠黏膜总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性及丙二醛(MDA)和羰基(PC)含量，测定所用试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.6 数据处理

实验数据采用Excel 2003进行初步处理后，采用SPSS 16.0软件进行统计，用单因子方差(One-Way ANOVA)分析进行差异显著性检验，组间差异用邓肯氏(Duncan’s)法进行多重比较，以P<0.05为显著水平，结果以平均数±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡生产性能的影响

由表2可知，与对照组相比，饲喂氧化豆粕提高了肉鸡前期和全期F/G(P<0.05)，添加凹凸棒石后，上述指标恢复至对照组水平(P>0.05)。此外，与对照组及实验1组相比，添加凹凸棒石提高了肉鸡前期ADG(P<0.05)。

表2 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡生产性能的影响

注：同行数据右上角小写字母不同表示差异显著(P<0.05)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)，下表同。

2.2 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡血清生化指标的影响

如表3所示，肉鸡血清生化指标中TP、ALB、TC、TG、GLU和GLB的组间差异均不显著(P>0.05)。

表3 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡血清生化指标的影响

2.3 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡血清抗氧化能力的影响

由表4可见，与对照组和实验1组相比，凹凸棒石的添加可显著降低21 d血清MDA含量(P<0.05)。与实验1组相比，添加凹凸棒石显著降低了42 d血清MDA含量(P<0.05)。

表4 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕

2.4 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡肝脏抗氧化能力的影响

由表5可知，与对照组相比，饲喂热处理豆粕提高了肉鸡42 d肝脏的PC含量(P<0.05)，添加凹凸棒石后，其含量恢复至正常水平(P>0.05)。此外，与对照组和实验1组相比，添加凹凸棒石可显著提高肉鸡21、42 d肝脏T-SOD活性(P<0.05)。

表5 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕蛋白质肉鸡肝脏

2.5 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡空肠黏膜抗氧化能力的影响

如表6所示，与对照组和实验1组相比，添加凹凸棒石显著降低肉鸡21 d空肠黏膜的PC含量(P<0.05)，但对42 d空肠黏膜的PC及21、42 d空肠黏膜的MDA、T-SOD、T-AOC均无显著影响(P>0.05)。

表6 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡

2.6 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡回肠黏膜抗氧化能力的影响

如表7所示，与对照组相比，饲喂热处理豆粕提高了肉鸡21 d回肠黏膜PC含量(P<0.05)，添加凹凸棒石后，上述指标恢复至对照组水平(P>0.05)。

表7 日粮中添加凹凸棒石对饲喂氧化豆粕蛋白质肉鸡

但对42 d回肠黏膜的PC及21、42 d回肠黏膜的MDA、T-SOD、T-AOC均无显著影响(P>0.05)。

3 讨论

3.1 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡生产性能和血清生化指标的影响

蛋白质是饲料中最重要的营养成分之一，蛋白质品质与饲料的消化、吸收及动物机体的健康密切相关[18]。Lu等[19]研究表明，肉鸡摄入氧化豆粕后，其后期和全期的F/G显著升高、ADG显著降低。本研究结果显示，热处理后氧化豆粕显著降低肉鸡前期和全期的F/G。Wu等[20]和Zhang等[11]的实验结果亦表明，氧化蛋白可降低肉鸡生产性能。蛋白质经氧化修饰后，其化学基团、空间结构和特殊构象发生改变导致蛋白质性质发生变化，从而可能对其在体内的消化吸收有负面影响，进而降低生产性能。本研究中，日粮中添加凹凸棒石可降低肉鸡前期和全期F/G，提高肉鸡前期ADG。Zhang等[21]研究指出，添加凹凸棒石可显著提高肉鸡的ADG。Tang等[22]报道，凹凸棒石可促进断奶仔猪的生长。凹凸棒石具有较大的比表面积和吸附能力，可通过吸附肠道内NH3等有害物质改善机体消化道微生态环境和机能[23-24]；同时凹凸棒石能够增加胃肠道黏膜糖蛋白的分泌[25]，促进黏膜上皮细胞增殖、再生和修复[26]，从而促进肠道发育。因此，本实验中凹凸棒石可以改善摄入热处理豆粕肉鸡生产性能可能与凹凸棒石间接的促生长作用相关。

研究表明，蛋白氧化会降低肉鸡血清GLU含量[19]。这与本实验结果不一致，这可能与饲养环境和管理措施的差异有关。本实验中，日粮中添加凹凸棒石未影响血清生化指标，这与Zhang等[21]和Chen等[17]结果相一致。

3.2 日粮中添加凹凸棒石对饲喂热处理豆粕肉鸡抗氧化能力的影响

蛋白质羰基是由活性氧氧化氨基酸分子中的自由氨基或亚氨基生成的氨和羰基衍生物，其含量可作为评价蛋白质氧化程度的一项敏感指标[27]。T-SOD是机体清除自由基的主要抗氧化酶之一，MDA是机体内脂质过氧化产生的一类较稳定的脂质过氧化物，其含量可反映机体的抗氧化性能。T-AOC可反映机体清除自由基的能力，也是反映机体氧化还原状态的敏感指标[28]。吴秋萍[29]研究表明，饲喂加热氧化蛋白可显著降低小鼠血浆及肝脏、空肠十二指肠、肌肉等组织T-AOC及T-SOD的活力，并显著增加MDA含量。本研究结果显示，热处理氧化豆粕显著提高了肉鸡42 d肝脏和21 d回肠黏膜的PC含量。同样，Zhang等[11]研究表明，饲喂氧化大豆分离蛋白可显著提高肉鸡血清中MDA和PC含量及空肠黏膜中PC的含量。氧化蛋白可能增加活性氧的含量并引起肉鸡氧化应激，进而抑制机体的抗氧化能力。本研究中，日粮中添加凹凸棒石显著降低21、42 d血清MDA和21 d空肠黏膜PC的含量，显著提高21、42 d肝脏T-SOD的活性。罗有文等[30]研究表明，日粮中添加凹凸棒石，可显著提高肉鸡血浆中T-SOD的活性，降低血浆、肝脏中MDA的含量。张磊[14]研究表明，日粮中添加凹凸棒石，可显著降低肉鸡空肠和回肠黏膜中MDA的含量，显著提高回肠黏膜中T-SOD的活性及T-AOC。饲料中营养物质的改变、病原微生物、抗原、毒素、氧化油脂及矿物质元素缺乏等均能引起机体的氧化应激[31-32]。而凹凸棒石良好的吸附性能够吸附毒素、致病微生物、重金属及毒性抗原等，缓解机体的氧化应激[33]。凹凸棒石的表面活性位点硅羟基可吸附自由基，从而抑制脂质过氧化物形成、防止脂质过氧化产物对机体造成氧化损伤[15]。凹凸棒石可能是通过吸附导致氧化应激的成分及自由基而提高肉鸡抗氧化能力。另外，凹凸棒石可增强的肠道免疫力、完整性和屏障功能，也可间接改善抗氧化能力。