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孵化后期喷醋处理对蛋壳超微结构的影响

2020-11-06王欢欢宋丹丹葛莹张雷楼立峰章学东

浙江农业科学 2020年10期
关键词:绿壳乳突种蛋

王欢欢,宋丹丹,葛莹,张雷,楼立峰,章学东

(杭州市农业科学研究院,浙江 杭州 310024)

蛋壳是鸡蛋的重要组成部分,起着支撑、保护蛋内容物和胚胎的作用,同时也是壳内物质与外界环境的沟通渠道。鸡蛋的运输、贮存和孵化等过程与蛋壳质量密切相关,蛋壳质量是衡量鸡蛋品质的重要指标。蛋壳质量主要包括蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋形指数、表面暗斑、蛋壳微观结构等。蛋壳由高度有序的多层膜和钙化基质构成,可分为壳膜、乳突层、栅栏层、晶体层和表层等[1-2]。在蛋壳形成过程中,表层沉积了由蛋壳腺上皮细胞分泌的原卟啉、胆绿素及其锌螯合物等不同色素物质,从而呈现出褐、粉、白、蓝、绿等多种蛋壳颜色。已有研究发现,蛋壳颜色与种蛋的孵化率有一定的相关性[3-4]。实际生产中,绿壳鸡蛋的出雏率相对较低。本试验对孵化后期的绿壳鸡蛋进行喷醋处理,并分析孵化前后蛋壳超微结构的变化,结合雏鸡出壳的情况,以期为提高绿壳鸡蛋孵化效率提供参考。

1 材料与方法

1.1 处理设计

试验所用绿壳鸡蛋产自杭州市农业科学研究院自行培育的BG系乌骨鸡。随机选择种蛋210枚(选取其中5枚作为A组,不进行孵化),进入全自动孵化箱孵化,第10天通过照蛋确定受精种蛋。第18天时,将192枚受精蛋平均分为2组(B组和C组),B组按常规转入出雏箱,继续孵化至雏鸡出壳;C组转出雏箱后,每天用5%醋酸喷湿种蛋表面1次,直至雏鸡出壳。

1.2 电子显微镜观察

选择进箱孵化前种蛋的蛋壳(A)、常规孵化出雏后的蛋壳(B)、喷醋处理出雏后的蛋壳(C)各5个,剥除蛋壳内膜。在每个蛋壳样本的清洁、干燥、平整度好的一致区域,选取小片蛋壳,粘贴到进样台上,喷金,然后置入HITACHI SU-70型扫描电子显微镜下观察。

1.3 数据分析

统计常规孵化组(B)和喷醋处理组(C)的受精种蛋数和出壳雏鸡数,计算受精蛋出雏率,采用SPSS 21.0软件进行卡方检验。运用Image Pro Plus软件测算各个镜检样本的蛋壳厚度、乳突层和有效层厚度、气孔数、气孔面积等,并用SPSS 21.0软件进行单因素方差分析。数据以“平均值±标准差”表示,差异显著性以P<0.05为有统计学上意义。

2 结果与分析

2.1 蛋壳内表面

如图1所示,孵化前的蛋壳虽已剥除肉眼可见的壳膜,但仍可见大量纵横分叉、粗细不等的蛋白质纤维,层叠交织形成比较致密的网状结构,蛋白纤维表面有很多颗粒状的突起和结节,可能起到加固、联结作用。蛋壳孵化出雏后,内表面蛋白纤维消失,乳突椎体暴露,椎体前部已经崩解呈蜂窝状。

图1 各组别蛋壳内表面的电镜观察(400×)

2.2 蛋壳横断面分层结构

蛋壳由内到外可分为壳膜、乳突层、栅栏层、晶体层和表层。

孵化前蛋壳分层结构比较清晰、各层排列紧密,内层壳膜明显;孵化后蛋壳结构疏松,层级模糊,壳膜消失(图2)。

图2 各组别蛋壳横断面的电镜观察(200×)

蛋壳厚度测量结果见表1。常规孵化后和喷醋处理孵化后的平均蛋壳厚度分别为276.3、275.4 μm,均显著低于孵化前的平均蛋壳厚度(P<0.05)。其中,孵化后蛋壳的乳突层厚度均显著低于孵化前蛋壳(P<0.05),而有效层厚度差异不显著,表明孵化前后蛋壳厚度的变化主要源于乳突层厚度的变化。

表1 各组别的蛋壳厚度

2.2.1 乳突层

蛋壳乳突层紧贴壳膜,其基本结构是锥核和乳突单元。孵化前蛋壳的乳突单元排列整齐、紧致,锥核明显;孵化后蛋壳的乳突单元松散,锥核崩解,圆锥形顶部几乎消失,乳突层厚度下降(图3)。

2.2.2 栅栏层

栅栏层紧贴乳突单元,是蛋壳的主体结构部分。栅栏层由致密堆叠的块柱状单元组成,密布大小、形状和深浅不一的孔洞,可以有效化解应力、提高强度;孵化前后,3组蛋壳的栅栏层厚度、质地似无明显差别(图4)。如表2所示,孵化前后,蛋壳栅栏层的孔洞数无显著差异。

表2 各组别栅栏层孔洞的分布情况

图3 各组别蛋壳乳突层的电镜观察(1 500×)

图4 各组别蛋壳栅栏层的电镜观察(6 000×)

2.2.3 晶体层和表层

晶体层紧接栅栏层,具有一些小的孔洞。从图5可见,孵化前蛋壳晶体层中的内层方解石结构呈伞状紧密排列,外层颗粒致密;孵化后蛋壳的晶体层无伞状排列,颗粒比较松散,喷醋处理组蛋壳晶体外层更加疏松。孵化前,蛋壳表面角质层清晰可辨,表层可见裂隙;孵化后,蛋壳角质层消失。

图5 各组别蛋壳晶体层的电镜观察(6 000×)

2.3 蛋壳外表面

孵化前蛋壳外表面比较光滑,龟背状裂纹多而细长,边缘清晰,裂隙窄而深;常规孵化后,蛋壳外表面比较粗糙,裂纹相对较少,裂隙宽而浅;喷醋处理后,表面裂纹更少,蛋壳外表面有颗粒物堆积(图6)。

2.4 孵化出雏结果

常规孵化和喷醋处理后孵化,受精蛋出雏率分别为81.3%、86.5%,组间差异不显著。

3 讨论

3.1 孵化前后蛋壳超微结构变化

乳突层是蛋壳形成过程中壳膜蛋白纤维开始钙化的部位,乳突单元与壳膜的联系、乳突之间排列是否规则整齐将直接影响蛋壳其他各层的形成,从而决定蛋壳质量[5]。在鸡胚发育过程中,初期钙源主要来自蛋黄;鸡胚发育中后期,乳突锥核中的钙微晶颗粒成为胚胎发育的主要钙源[6]。本研究中,孵化后蛋壳的乳突层结构变化显著,壳膜消失,乳突外露,乳突表面呈蜂窝状凹陷,厚度显著低于孵化前。乳突结构的破坏从内部降低了蛋壳的强度,有利于雏鸡从内部啄破蛋壳。

本研究中,孵化前后蛋壳的栅栏层和晶体层厚度变化较小。碳酸钙是蛋壳的主要成分,常以方解石、霰石、球霰石等3种形式存在于自然界中,方解石最稳定[7]。孵化前晶体层碳酸钙以方解石形态存在,排列细密有序;孵化后的蛋壳结构疏松失序,可能与部分钙质流失有关[8],蛋壳结构致密性降低,同样使蛋壳强度下降,利于雏鸡出壳。

A~C分别为孵化前、常规孵化、喷醋处理后蛋壳(200×);D~F分别为孵化前、常规孵化、喷醋处理后蛋壳(6 000×)。图6 蛋壳外表面的电镜观察

蛋壳表面角质层主要由糖蛋白类、多糖、脂类、色素、无机磷酸盐等组成[9],能隔绝外界环境,防止蛋内水分蒸发,同时抑制蛋壳表面微生物滋生。在孵化后期,蛋壳角质层逐渐消失,外表面裂隙增大,有利于气体交换。

3.2 喷醋处理对蛋壳结构的影响

胆绿素是一种强抗氧化剂,产绿壳蛋的母鸡通过在蛋壳中沉积胆绿素去除了循环中的抗氧化剂,从而具有更高的控制自由基的能力。Zikic等[10]对不同蛋壳颜色野鸡的肌纤维进行研究,发现绿壳或蓝壳蛋孵出的雏鸡的胸肌细胞直径较小,肌肉力量弱于褐壳蛋雏鸡。Kozuszek等[11]研究表明,随着储存时间的增加,种蛋的囊胚细胞数不断减少,绿壳蛋的减少数显著高于褐壳蛋。这些情况均可能是导致绿壳种蛋孵化出雏率低于褐壳蛋的原因。醋酸与蛋壳的碳酸钙成分发生化学反应后,会形成结构相对疏松的醋酸钙,这是喷醋处理降低蛋壳强度、提高出雏率的出发点。本次研究结果表明,醋酸喷洒后蛋壳外表面有明显变化,反应产物堆积在蛋壳表面,虽然蛋壳厚度等与常规孵化差异不显著,但孵化率有所提高。已有研究指出,用弱酸处理蛋壳表层可增加蛋壳的导电率,增强水蒸气和CO2在壳体的移动,并改变蛋白的pH值,从而影响鸡蛋的孵化率[12]。Shafey等[13]在孵化前将29周龄母鸡所产种蛋浸泡在酸性维生素C溶液2 min,结果显示维生素C处理提高了种蛋导电率,并显著提高了种蛋的孵化率。因此,喷醋处理对于提高绿壳鸡蛋的孵化出雏率应该起到了实际效用。本次试验各处理差异并不显著,可能与醋酸浓度、处理次数、持续时间、种蛋数量等有关,还需通过深化研究进行验证。

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