谷氨酰胺对肉鸡生长性能、脂肪沉积和脂质代谢的影响

2019-05-16马建爽常文环刘国华蔡辉益

饲料工业 2019年8期

■马建爽常文环李阳刘国华蔡辉益

（中国农业科学院饲料研究所农业部饲料生物技术重点开放实验室生物饲料开发国家工程研究中心，北京 100081）

近些年来，对禽肉需求的日益增长使养殖者和动物营养学家致力于提高家禽的生长速率，但是研究表明家禽的快速生长影响肉品质，尤其是家禽的腹脂增加，肌肉脂肪减少。肉品质与动物机体脂肪的分布关系密切，腹脂不仅影响屠宰性能还污染环境，肌肉脂肪可以提高肉的嫩度和风味，改善动物的胴体性能。因此，研究如何利用营养手段在既能充分发挥肉鸡生长潜力的前提下，改善肉鸡的脂肪代谢、沉积与分布具有重要的现实意义。

谷氨酰胺(Glutamine, Gln）作为肌肉和血液中含量较丰富的一种游离氨基酸，其最重要的生理功能是作为组织间转氨基作用的载体，是合成嘌呤、嘧啶、氨基酸、蛋白质和核酸等的主要前体。一般情况下，Gln为非必需氨基酸，但当动物处于应激、快速生长时期或病理状态时，动物机体对Gln的需要量大大超过了机体合成能力，内源合成的Gln 不能满足需要时，此时Gln 就变成了必需氨基酸。研究表明，外源添加Gln 可以增加肉鸡的平均日增重，提高生长性能；降低腹脂率，改善肉鸡的屠宰性能；改善肉仔鸡肉品质，提高鸡肉鲜味和抗氧化能力；改善肠道结构和酶活。关于Gln 的报道已较多，但关于饲粮中添加Gln对肉鸡脂肪代谢的影响及作用机制的研究报道较少。为此，本试验旨在研究饲粮中添加不同水平的Gln 对肉仔鸡的生长性能、脂肪沉积和分布及脂质代谢的影响，从而为肉鸡鸡肉品质的营养调控提供科学支持。

1 材料与方法

1.1 试验动物及饲粮

选用240 只1 日龄爱拔益加（AA）肉公鸡。参照中国肉鸡营养需要（NY/T 33—2004）和美国NRC（1994）肉鸡营养需要配制而成的粉状基础饲粮，其原料组成及营养水平见表1。

1.2 试验设计与饲养管理

本试验采用单因素完全随机分组试验设计，将240 只肉鸡随机分为4 组，每组6 个重复，每个重复10只。对照组饲喂基础饲粮、试验组分别饲喂在基础饲粮中添加0.4%、0.8%和1.2%的Gln。Gln 购于北京惠康源科技有限公司，纯度≥98%。饲养试验持续42 d。每天观察试验鸡的精神状态、食欲及粪便情况，记录死亡只数。按常规程序进行预防免疫。

1.3 样品采集及测定

1.3.1 生长性能测定

试验于第42 d 早晨空腹称重。前一天20:00 禁食，自由饮水，于次日08:00 以重复为单位称重，记录耗料量，计算肉鸡的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和料重比（F/G）。

表1 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）

1.3.2 脂肪沉积

1.3.2.1 腹脂率的测定

参照中国农业行业标准（NY/T823—2004）中的度量统计方法对肉鸡腹脂指标进行计算。于试验第42 d，禁食12 h后，每个重复随机选择1只接近平均体重的鸡，称重。颈静脉放血处死，脱羽，去除脚角质层、趾壳、喙壳、气管、食道、嗉囊、肠、心、肝、腺胃、肌胃、脾、胰、胆、生殖器官、脂肪及头、脚的重量后称重，记为全净膛重。称取腹部脂肪和肌胃周围的脂肪重，记为腹脂重。计算公式如下：

腹脂率(%)=腹脂重/(全净膛重+腹脂重)×100

1.3.2.2 肌肉脂肪含量的测定

参照中国农业行业标准（NY/T823—2004），在试验第42 d 采集肉鸡的胸大肌和腓肠肌10 g 左右样品。切碎后置于冷冻干燥机中冻干，然后经过粉碎机粉碎，过40 目筛。采用索氏提取法测定肌肉脂肪含量，结果以鲜重表示。

1.3.3 血清生化指标测定

在肉鸡42 d时，每个重复随机选择1只接近平均体重的鸡进行采血。颈静脉采集血液10 ml，置于一次性真空采血管(内含分离胶与促凝剂)内，室温静置1 h 后，3 500 r/min 离心10 min 制备血清，分装于EP管中-20 ℃冰箱保存。测定时取血清，流水解冻。甘油三酯(TG)、总胆固醇(CHOL)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)含量用全自动生化分析仪进行测定；瘦素和胰岛素含量采用购自北京北方生物技术研究所的放射免疫试剂盒进行测定；脂联素含量采用购自北京雅安达生物技术有限公司的ELISA 试剂盒进行测定。

1.4 数据统计分析

试验数据以“平均值±标准差”表示，采用SPSS 19.0 软件中的one-way ANOVA 过程进行单因素方差分析，Duncan's 法进行各组间多重比较，以P＜0.05 作为差异显著性判断标准。

2结果

2.1 饲粮中添加Gln对肉鸡1～42日龄生长性能的影响(见表2)

由表2 可见，与对照组相比，日粮中添加0.8%和1.2%谷氨酰胺可显著提高肉鸡ADFI、ADG 和BW（P＜0.05），但是0.8%和1.2%谷氨酰胺组间差异不显著（P＞0.05）。与对照组相比，各试验组肉鸡的F/G 没有显著降低（P＞0.05）。与对照组相比，日粮中添加0.4%谷氨酰胺对肉鸡ADFI、ADG、F/W 和BW 均无显著影响（P＞0.05）。

表2 Gln对肉鸡1～42日龄生长性能的影响

2.2 饲粮中添加Gln 对肉鸡42 d 的腹脂率和肌肉脂肪含量的影响(见表3)

由表3 可知，与对照组相比，0.8% Gln 显著降低了肉鸡的腹脂率（P＜0.05），0.4%和1.2% Gln对肉鸡腹脂率无显著影响（P＞0.05）。0.8%和1.2% Gln 组肉鸡胸肌脂肪含量显著高于对照组（P＜0.05），且0.8%和1.2% Gln 组间差异不显著（P＞0.05），0.4% Gln 组与对照组和其他试验组差异均不显著（P＞0.05）。0.4%和0.8% Gln 组肉鸡腿肌脂肪含量显著高于1.2% Gln 组（P＜0.05），但与对照组差异不显著（P＞0.05）。

表3 Gln对肉鸡42 d腹脂率和肌肉脂肪含量的影响

2.3 饲粮中添加Gln对肉鸡42 d血脂含量的影响(见表4)

从表4可以看出，与对照组相比，添加0.8% Gln可以显著降低血清中TG 含量（P＜0.05），但添加0.4%和1.2% Gln对血清中TG含量无显著影响（P＞0.05），各试验组血清中TG含量无显著差异（P＞0.05）；与对照组相比，0.8% Gln 组肉鸡血清CHOL 含量显著降低了，但0.4%和1.2% Gln组血清中CHOL含量无显著变化（P＞0.05），0.8%和1.2%试验组间差异不显著（P＞0.05）；与对照组相比，各试验组肉鸡血清中HDL和LDL含量无显著变化（P＞0.05），但血清中LDL含量有降低趋势。

2.4 饲粮中添加Gln 对肉鸡42 日龄血清中激素含量的影响(见表5)

由表5 可见，与对照组相比，饲粮中添加Gln，各试验组肉鸡血清中瘦素含量无显著变化（P＞0.05）；0.4%和0.8% Gln 组肉鸡血清中胰岛素含量显著高于对照组和1.2% Gln组（P＜0.05），但两试验组间差异不显著（P＞0.05）；饲粮中添加Gln 显著降低了肉鸡血清中脂联素含量（P＜0.05），且0.8% Gln组显著低于其他试验组（P＜0.05）。

表4 Gln对肉鸡42 d血脂含量的影响(mmol/l)

表5 Gln对肉鸡42日龄血清激素含量的影响(ng/ml)

2.5 肉鸡血清中激素含量与脂肪沉积指标之间的皮尔逊相关系数(见表6)

由表6可见，肉鸡42 d的腹脂率与血清中瘦素和胰岛素含量显著负相关（P＜0.05），与血清脂联素含量显著正相关（P＜0.05）；胸肌脂肪含量与血清瘦素和胰岛素含量无显著关系（P＞0.05），与血清脂联素含量显著负相关（P＜0.05）；腿肌脂肪含量与血清瘦素和胰岛素含量存在显著的正相关（P＜0.05），但与血清脂联素含量间无显著负相关（P＞0.05）；血清中瘦素含量与血清胰岛素显著正相关（P＜0.05），与血清脂联素含量无显著关系（P＞0.05）；血清胰岛素含量与血清脂联素含量间存在显著的负相关（P＜0.05）。

表6 激素含量与脂肪沉积之间的皮尔逊相关系数

3 讨论

3.1 饲粮中添加Gln对肉鸡1～42日龄生长性能的影响

Gln 作为动物体内一种重要的条件性必需氨基酸，在动物生长发育和物质代谢的过程中具有非常关键的调控作用。周联高等研究报道，饲粮中添加0.2%和0.4% Gln 可以促进肉鸡生长，其中0.2% Gln添加效果更好；Fasina 等表明，1.0% Gln 可以促进1～14 日龄肉仔鸡的体重增加；林金法等报道，添加0.5%、1.0%、1.5%的Gln可以提高肉鸡的日增重，降低料重比。证明Gln 具有提高肉鸡生长性能的作用。Gln促进肉鸡生长的机制尚未完全揭示，可能是因为：①Gln 作为一种氨基酸直接参与机体蛋白质的沉积；②肉鸡生长发育快，对能量的需求较大，Gln作为主要的能源物质用于维持依赖于ATP 的许多代谢过程的顺利进行，参与机体能量代谢，为肉鸡生长提供能量使生长性能提高；③由Gln代谢产生的鸟氨酸是多胺合成的重要前体，多胺在肠道细胞的增殖分化、受损肠上皮的修复等过程中都有重要作用，以Gln代谢产物为主要的前体合成的谷胱甘肽在保护肠道免受细菌毒素侵害中也有积极作用，进而提高了肠道对营养物质的吸收利用；④本试验还发现Gln可以提高胰岛素的分泌，使动物机体合成代谢增强。不同报道中出现不同最适添加量可能是由于Gln 的作用效果会受到试验鸡品种和是否处于应激等多种因素的影响。

3.2 饲粮中添加Gln 对肉鸡42 d 腹脂率和肌肉脂肪的影响

现代肉鸡胴体过度肥胖是当今和未来肉鸡业面临的主要问题之一，腹脂率过高会影响肉鸡的饲料转化率和屠体的商业价值。Gln 对肉鸡腹部脂肪的研究已有报道，黄冠庆等报道，添加1.0% Gln 可显著降低肉鸡腹脂率；唐倩等研究结果表明，添加0.2%、0.3% Gln 替代抗生素，分别降低腹脂率6.25%和6.73%。孟德连等在肉鸡基础日粮中添加1.0% Gln，结果表明Gln 能显著降低腹脂率。本试验研究证明0.8% Gln显著降低了肉鸡的腹脂率，与前面研究结果基本相符。这些研究都表明Gln可以降低肉鸡的腹部脂肪，改善其屠体品质。其原因可能是肌肉组织是动物机体合成Gln 的主要场所，大约含有机体90%的Gln，当动物处于受伤、疾病或者快速生长期时，机体会利用骨骼肌中的Gln，同时骨骼肌还会通过降解更多的蛋白质来合成Gln，外源添加Gln可以缓解这种情况，增加骨骼肌蛋白质的合成，进而调节体内营养物质的代谢，用更多的能量合成蛋白质，腹脂沉积将减少。

一定量的肌肉脂肪可以提高消费者的感官满意度和肉的风味、嫩度和多汁性。Gln 对肉鸡肌肉脂肪含量的研究鲜有报道。本研究发现添加0.8% Gln 可以显著提高肉鸡胸肌和腿肌中的脂肪含量。其原因可能是：①日粮中添加的Gln 为机体提供必需的氮源，促使机体细胞内蛋白质的合成，减少能量在体内的浪费，直接调节了体内营养物质的分配而使腹部脂肪沉积减少，肌肉脂肪沉积增加；②Gln通过增加胸肌和腿肌中H-FABP 基因的转录表达而提高了肌肉脂肪的含量；③此外，在动物体内，肌肉组织是Gln合成的主要场所，而且Gln是一种生糖氨基酸，当机体内的能量供给充足时，此类氨基酸转变成糖，最后转变为脂肪。由此可见Gln可以调节动物机体脂肪的沉积，但是试验结果发现，随着日粮中Gln添加量的增加，肌肉脂肪含量呈现先增加后降低的趋势，揭示了Gln添加量过高有可能存在副作用，这种现象也可能是试验操作误差造成的，其原因有待于进一步研究。

3.3 饲粮中添加Gln对肉鸡42 d血脂成分含量的影响

血清中TG和CHOL含量是主要的血脂成分和脂肪代谢的重要指标；HDL将CHOL从肝外组织转运到肝内进行代谢，其水平和心血管疾病的发生呈相反关系；LDL 的功能是将肝脏合成的内源性CHOL 运到肝外组织，保证组织细胞对胆固醇的需要；黄冠庆等研究结果表明，在21 d断奶仔猪日粮中添加丙酰胺-谷氨酰胺可在正常生理范围内降低仔猪血清TG 和CHOL含量；孙付伟研究发现，甘氨酰-谷氨酰胺二肽能够降低肝脏TG的合成，促进代谢，从而减少脂肪沉积水平。孟德连等研究报道，添加1.0% Gln降低了血清中TG 和HDL 的含量。本试验结果显示，0.8%的Gln能够降低血清中TG和CHOL含量，HDL有升高的趋势，LDL 有降低的趋势。Gln 可以提高血清中胰岛素的含量，促使体脂肪合成，抑制体脂肪分解，最终导致血液中TG浓度降低。HDL含量相对升高和LDL含量相对降低，说明血液输送胆固醇的能力提高，因此CHOL 含量下降。表明Gln 可影响脂质代谢，起到降低或重新分配体内脂肪的作用。

3.4 饲粮中添加Gln 对肉鸡血清激素含量的影响及其与脂肪沉积指标间的皮尔逊相关系数

胰岛素能够促进体脂肪合成，抑制脂肪分解，降低TG的含量。瘦素可以抑制食欲，增加能量消耗，降低脂肪沉积，作为负反馈调节信号，参与体脂的负调节。脂联素是胰岛素刺激而分泌，与特定受体的类胶原功能区结合而影响脂质合成、储运及机体代谢。黄冠庆等报道，添加0.5%甘氨酰-谷氨酰胺显著提高了42日龄时仔猪血清胰岛素水平，本试验结果也认为Gln能够显著增加血清中胰岛素的浓度，并且随着添加水平的提高，胰岛素含量先提高后降低，其中以0.4% Gln组的含量最高，0.8% Gln 组次之，但两组间差异不显著（P＞0.05）。其原因可能是Gln通过抑制AMPK活性来促进胰岛素分泌。而且本试验还发现Gln还可以显著降低血清脂联素的含量，有可能是因为Gln促进胰岛素分泌的同时抑制了脂联素的分泌，其机制有待于进一步研究。由此可见，Gln可能通过激素水平参与调控肉鸡的脂质代谢。

由血清激素含量和脂肪沉积指标的相关性分析可知，肉鸡的腹脂率与瘦素和胰岛素含量显著负相关，与脂联素含量显著正相关；胸肌脂肪含量与脂联素含量显著负相关；腿肌脂肪含量与瘦素和胰岛素含量显著正相关；瘦素含量与血清胰岛素显著正相关；胰岛素含量与脂联素含量显著负相关。蒋瑞瑞等报道，肉鸡脂联素基因表达量与腹脂率正相关；黄骆镰等报道，肉鸡血清中瘦素含量与腹脂率呈负相关，与本试验研究结果一致。由此表明，谷氨酰胺可以通过影响肉鸡体内的激素水平调控体脂代谢。