桑叶DNJ对新西兰白兔生长性能、血液生化指标、屠宰性能及肉品质的影响
2021-07-22钟经波侯启瑞沈曼曼赵卫国
■钟经波 侯启瑞,2 沈曼曼,2 赵卫国,2 吴 萍,2*
(1.江苏科技大学,江苏镇江 212000;2.中国农业科学院蚕业研究所,江苏镇江 212000)
桑树(Morus albaL.)是多年生木本植物,桑科,桑属,蔷薇目,在我国有着悠久的种植历史,为食品、饲料和丝绸工业提供了许多有价值的产品[1]。饲料桑是由我国科研人员培育出的桑树新品系,具有抗逆性强、产量高、营养丰富、适口性好等特点,桑叶消化率可达70%~90%,是畜禽的理想饲料资源,已有不少学者将其应用于鸡、猪、牛、羊等动物的生产研究,用于改善动物生产性能和产品品质[2]。
但是目前桑叶作为饲料存在一个问题,其在畜禽饲料中的使用量不能过高。据报道,桑叶在肉鸡饲料中的添加量≤3%[3],鹅饲料中的添加量≤4%[4],猪饲料中的添加量≤10%[5],兔饲料中的添加量≤15%[6],超过限额则动物的生长性能受到抑制。到目前为止,对桑饲料的研究主要集中在推荐用量及对动物产品品质的改善方面,对其不能增加用量的原因研究较少。桑叶本是一味传统中药材,含有多糖类、黄酮类、生物碱类、多酚类等多种活性成分,具有抗衰老、降血脂、降血糖等诸多药理作用[7]。1-脱氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin,DNJ)是桑叶中一种特殊的亚氨基糖(多羟基生物碱)类的天然α-葡萄糖苷酶抑制剂,在桑叶中的含量最高可达0.7911%,远高于在其他植物中的含量,对动物体糖代谢具有较强的抑制作用[8]。研究表明,DNJ 具有良好的降血糖、降血脂和减肥的作用,可用于治疗Ⅱ型糖尿病、肥胖症等相关的糖脂代谢机能紊乱[9]。Kong 等[10]发现,DNJ 能够明显改善自发持续高血糖大鼠的空腹血糖水平,特别是能够明显增强胰岛素敏感性,并防止高血糖大鼠体质量的增加。DNJ还可激活β-氧化系统,抑制肝脏脂质积累[11]。笔者推测,DNJ 可能是影响桑叶在动物饲料中使用量的因素之一,其通过影响机体的糖代谢和脂肪沉积进而影响动物的生长性能、屠宰性能以及肉品质等。然而,目前关于桑叶DNJ的研究主要集中在医学领域[9-11],对其在动物生产中的影响研究较少。
家兔是典型的草食动物,饲料组分中碳水化合物(糖类)的比例较大,是研究桑叶DNJ对动物生产影响的理想对象。本研究通过在育肥期新西兰白兔的基础日粮中添加不同比例的桑叶DNJ,探究其对新西兰白兔生长性能、血液生化指标、屠宰性能和肉品质的影响,为合理利用桑叶作为饲料资源开发提供理论数据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
桑叶1-脱氧野尻霉素(DNJ)提取物购于西安普瑞斯公司,纯度为98%。
1.2 试验方法
随机选取36只75日龄平均体重为(1.57±0.11) kg的健康新西兰白兔分为3 组,每组12 个重复,每个重复1只。其中,对照组(Control)不添加DNJ,处理组为每千克基础日粮分别添加0.4 g DNJ(L-DNJ 组,DNJ含量为0.4 g/kg)和2 g DNJ(H-DNJ 组,DNJ 含量为2 g/kg)。各组日粮混合均匀后制备成直径为4~6 mm的颗粒,日粮组成及营养水平见表1。
表1 日粮组成及营养水平(干物质基础)
试验前兔笼、兔舍经甲醛和高锰酸钾(2∶1)熏蒸消毒3 d。试验兔单笼饲养(60 cm×60 cm×45 cm),笼内配备自动饮水装置,粪尿从笼底部金属网格漏出。舍内温度(25.10±2.65)℃,相对湿度(72.54±5.34)%,自然通风和采光。试验包括7 d的预试期和42 d的正试期,每天定时饲喂两次(8:00和18:00),期间自由采食和饮水。
1.3 生长性能的测定
试验开始及结束晨饲前记录所有试兔的体重,计算每只动物的平均日增重。统计试兔的给料量和剩料量,计算每只动物的平均日采食量。根据采食量和体增重计算各组的料重比。试验总个体数目36 只,每组各12只,以下各测定方法数目情况相同。
1.4 养分表观消化率的测定
屠宰前1周进行消化率试验,采集饲料和粪便样品。全收粪法连续3 d收集粪便,混合均匀。按Pérez等[12]的方法处理粪样,测定饲粮和粪样中DM、CP、CF、EE、Ash、Ca、P、ADF、NDF 和ADL 的含量,计算其表观消化率。养分表观消化率(%)=(食入养分-粪中养分)/食入养分×100。
1.5 血液生化指标的测定
试验结束当天称重后心脏采血,4 ℃静置30 min,3 500 r/min 离心20 min,分离上层血清。用CRONY型半自动生化分析仪及配套试剂盒测定生化指标,包括谷丙转氨酶ALT(U/L)、谷草转氨酶AST(U/L)、总蛋白TP(g/L)、白蛋白ALB(g/L)、球蛋白GLB(g/L)、尿酸UA(μmol/L)、尿素氮BUN(μmol/L)、肌酐CRE(μmol/L)、血糖GLU(mmol/L)、三酰甘油TG(mmol/L)和胆固醇TC(mmol/L),试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
1.6 屠宰性能和肉品质的测定
所有试验兔禁食12 h 后称重,屠宰,测定全净膛率、半净膛率、背肌率和腿肌率。全净膛率(%)=(全净膛重/活重)×100;半净膛率(%)=(半净膛重/活重)×100;背肌率(%)=(背肌重/全净膛重)×100;腿肌率(%)=(腿肌重/全净膛重)×100。
取背最长肌进行肉品质检测。用便携式pH测定仪检测肉样的pH 值;用色差仪CIEL*a*b*法测肉色;用C-LM3 型肌肉嫩度仪测定剪切力;用压力计法在膨胀压缩仪平台上测失水率,失水率(%)=(加压前肉样重-加压后肉样重)/加压前肉样重×100。
1.7 统计分析
所有数据采用SPSS 20.0中ANOVA方法分析,采用Duncan’s法进行多重比较,以P<0.05为显著差异表示。
2 结果与分析
2.1 桑叶DNJ对新西兰白兔生长性能的影响
从表2可知,L-DNJ组和H-DNJ组新西兰白兔期末体重、平均日增重和平均日采食量显著小于对照组(P<0.05),料重比随DNJ 添加量增加有升高的趋势,但未达到显著水平。说明日粮中的桑叶DNJ 会抑制新西兰白兔的采食量,减慢其生长速度。
表2 桑叶DNJ对新西兰白兔生长性能的影响
2.2 桑叶DNJ 对新西兰白兔养分消化率的影响(见表3)
表3 桑叶DNJ对新西兰白兔主要养分表观消化率的影响(%)
从表3可知,桑叶DNJ可降低新西兰白兔对饲料干物质和粗脂肪的消化率(P<0.05);H-DNJ组的高浓度DNJ显著提高了新西兰白兔对粗蛋白的消化率(P<0.05)。DNJ 不影响新西兰白兔对饲料纤维和矿物质成分的消化率(P>0.05)。
2.3 桑叶DNJ 对新西兰白兔血液生化指标的影响(见表4)
从表4 可知,DNJ 处理对新西兰白兔血清大部分生化参数的影响不显著(P>0.05),包括谷丙转氨酶、谷草转氨酶、总蛋白、白蛋白、球蛋白、肌酐、血糖、胆固醇和三酰甘油,但会显著降低血清尿素氮和尿酸含量(P<0.05)。
表4 日粮中添加桑叶DNJ对新西兰白兔血清生化指标的影响
2.4 桑叶DNJ对新西兰白兔屠宰性能和肉品质的影响(见表5)
表5 日粮中添加桑叶DNJ对新西兰白兔屠宰性能及肉品质的影响
由表5 可知,添加DNJ 对新西兰白兔全净膛率、半净膛率、背肌率和腿肌率无显著影响,对肌肉pH、嫩度、失水率及红度和黄度也无显著影响(P>0.05),但会显著提高肉色的亮度(P<0.05)。
3 讨论
曹美琪等[13]检测了6 个蛋白桑品种、3 个传统桑品种叶片中的DNJ 含量,均值为0.26%。以此计算,本试验L-DNJ 组和H-DNJ 组饲粮所含的DNJ量分别相当于154 g和769 g桑叶所含的DNJ量,即处理组饲粮分别含桑叶15%和75%。试验结果显示,L-DNJ和H-DNJ 组新西兰白兔期末体重和平均日增重显著低于对照组(P<0.05),与侯启瑞等[6]发现的15%桑叶粉添加量显著降低獭兔生长性能的结果一致,说明DNJ可能是桑叶中影响动物体重增加的一种物质,其作用效果直接影响了桑叶在饲料中的使用量。
根据试验结果,DNJ影响新西兰白兔体重增加与其降低动物的采食量和影响动物对干物质和粗脂肪的消化率有关。研究人员已经证明,DNJ通过增加脂联素水平来调节体重,而脂联素会影响能量摄入,防止饮食导致的肥胖[14]。Kim等[15]研究了DNJ在高脂饮食诱导的肥胖小鼠下丘脑中的作用,发现脑室内(ICV)给予DNJ可降低下丘脑内质网应激,激活瘦素诱导的JAK2 信号转导和STAT3 信号通路,引起食欲抑制。在肥胖和糖尿病动物模型试验中显示,DNJ在降低餐后血糖的同时对脂代谢也有很强的调节作用,能够使动物对食物中的糖分和脂肪的利用受到阻碍[10]。在家禽的研究中,Hou 等[16]发现高浓度DNJ 能够抑制皖西白鹅肠道中淀粉酶和脂肪酶的活性,降低盲肠微生物α-多样性,诱导肠绒毛缩短,从而降低动物对有机物、粗脂肪、酸性洗涤纤维和钙的消化率。本试验中空腹血糖水平未受到添饲DNJ 的影响,与Hou 等[16]在鹅中的研究结果不同,可能不同的动物对DNJ作用的敏感程度有差异,家禽更容易受到糖苷酶抑制剂的影响,长期添饲会造成动物低血糖。添饲DNJ并未造成新西兰白兔血脂相关指标降低,与Kong等[10]在动物模型中的试验结果不同,说明DNJ在调节糖脂代谢中的作用主要是降低过高的血糖和血脂水平,对健康动物正常水平的血糖和血脂无显著影响。
一般来说,血清转氨酶和白蛋白含量的变化与肝功能有关,球蛋白含量变化与免疫功能有关[17]。本试验中添饲DNJ 未造成新西兰白兔血清转氨酶和蛋白含量增加,说明试验动物健康状况良好,试验结果真实可信。血清尿素氮是动物蛋白质分解代谢产物,反映了蛋白质在体内的利用情况[18]。各试验组的尿素氮指标均低于对照组,表明桑叶DNJ具有提高新西兰白兔蛋白质合成和氮沉积的作用,提高了蛋白质的利用率,这与常文环等[18]的研究结论基本一致。尿酸是嘌呤代谢的产物,约三分之二尿酸来源于内源性代谢,三分之一来源于饮食嘌呤丰富的食物,如蛋白质[19]。本试验添饲DNJ 组新西兰白兔的尿酸水平均低于对照组,可能与采食量减少造成蛋白质类成分进食不足有关。
屠宰性能和肉品质是肉用畜禽经济价值的重要指标。与桑叶的作用不同,DNJ对屠宰性能和肉品质大多数指标无显著影响。侯启瑞等[6]在獭兔上的试验认为添饲桑叶可提高腿肌率,半净膛率、全净膛率和心脏指数有升高的趋势。闫晓蓉等[20]报道,添饲桑叶可显著提高新西兰白兔背最长肌和腿肌重量,降低肌肉失水率和剪切力,提高肉色的亮度和红度。肉色主要取决于肌肉中肌红蛋白和血红蛋白的含量和化学状态。紫红色的脱氧肌红蛋白与氧结合生成鲜红色的氧合肌红蛋白,脱氧肌红蛋白和氧合肌红蛋白均可以被氧化生成褐色的高铁肌红蛋白,使肉色变暗[21]。本试验DNJ的添加使兔肉亮度提高,预示DNJ有阻止肌红蛋白氧化的可能性,与桑叶的抗氧化功能一致。黄思雨等[22]报道,绿茶、桑叶和臭黄荆叶细粉水提液均具有杀菌和抗氧化能力。
4 小结
本试验结果显示,每千克基础日粮添加0.4 g 或2 g的桑叶DNJ对新西兰白兔血液生化指标和肉品质的影响不大,但会对新西兰白兔的生长性能和有机物质消化率产生抑制作用,说明桑叶中的DNJ一定程度上影响了动物对营养物质的消化,大量食用桑叶不利于动物快速育肥,DNJ是影响桑叶在动物饲料中使用量的一种因素。