日粮补充异亮氨酸对肉鸡生长性能、肉品质和肠道形态的影响

2024-04-08刘恒晨任小杰高田玉杨维仁巩立书董晓丽

饲料工业 2024年7期

■ 刘恒晨任小杰高田玉杨维仁* 巩立书董晓丽李扬*

（1.山东农业大学动物科技学院，山东泰安 271018；2.山东泰山生力源集团股份有限公司，山东泰安 271000；3.希杰（上海）商贸有限公司，上海 200336；4.蒙阴县畜牧发展促进中心，山东临沂 276200）

随着我国畜牧业规模扩大和集约化程度提高，我国肉鸡养殖业取得了举世瞩目的成就，国家统计局数据显示，2022 年我国家禽出栏161.4 亿只，同比增长2.5%。然而集约化养殖的肉鸡由于养殖密度大，往往导致肉鸡活动量不足，从而影响肉鸡健康，肉品质下降。氨基酸作为维持生命健康的必需营养物质，对动物的生长发育及增强机体的抗病能力等均有重要作用[1]。近年来，合成氨基酸（如L-赖氨酸、DL-蛋氨酸等）已经广泛应用于饲料中，用于改善动物生产性能、肉品质和调控免疫功能[2-4]。然而，合成氨基酸的应用可能会导致日粮中支链氨基酸的缺乏[5]。

异亮氨酸（Ile）是动物体的条件性必需氨基酸之一，作为一种支链氨基酸在机体内发挥多种生理功能[6-7]。研究表明，肉鸡饲喂Ile缺乏的日粮，其采食量和体重降低，料重比升高[8]。日粮中Ile 缺乏会导致育肥猪生长性能下降，胴体重、屠宰率和肌内脂肪含量降低[9]，Luo 等[10]研究发现，增加Ile 摄入量可以通过抑制腺苷单磷酸活化蛋白激酶（AMPK）-乙酰辅酶A 羧化酶（ACC）的磷酸化，刺激骨骼肌中脂肪生成相关基因的表达来促进育肥猪肌内脂肪（IMF）的积累。此外，在皖西白鹅上的研究发现，日粮中补充Ile 和苏氨酸（Thr）可改善盲肠形态，促进有益菌的增殖[11]。目前，国内外对肉鸡Ile 的研究主要集中在需要量上，关于其对肉鸡肉品质和肠道形态影响的研究鲜见报道。因此，本研究通过检测日粮中补充Ile 对肉鸡生长性能、肉品质和肠道形态的影响，评估Ile 在肉鸡上的应用效果，为其在肉鸡生产上的实际应用提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验采用单因素试验设计，选取10 500 只1 日龄健康状态良好的爱拔益加（AA）肉仔鸡，随机分为3个处理组，每组7 个重复，每个重复500 只鸡。3 个处理组分别为：CON（对照）组，饲喂基础日粮；ILE400 组，在基础日粮中补充400 mg/kg Ile；ILE800 组，在基础日粮中补充800 mg/kg Ile。试验期42 d。基础日粮参照NRC（1994）配制[12]，基础日粮组成及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成及营养水平（风干基础）

1.2 异亮氨酸

异亮氨酸（Ile），纯度98.5%，购自上海某公司。

1.3 饲养管理

试验期间，肉鸡在全自动标准化鸡舍中饲养，自由采食和饮水。鸡舍采用三层笼养，试验0～14 d饲喂粉料，15～42 d 饲喂颗粒料。鸡舍配备全自动恒温设备，第一周室内温度控制在32～34 ℃，从第二周起每周降低2～3 ℃，直到室内温度达到19～20 ℃，室内湿度保持在45%～55%，根据鸡舍温度和湿度适当调整通风量，保持室内良好空气质量。全天保持24 h 光照。试验期间按照常规免疫程序给肉鸡接种疫苗。

1.4 样品采集

试验第42天，从每个重复中选取1只健康且体重接近该组平均体重的肉鸡，在CO2窒息后脱臼处死。打开腹腔，迅速取左侧胸肌5 g装入冻存管中，置于液氮中速冻，用于后续反转录聚合酶链式反应（qRTPCR）检测；剥离左侧胸肌和腿肌，去除脂肪和结缔组织，用于检测肉品质指标；迅速分离空肠组织，于空肠中段剪取长度约2 cm 的组织样品，用生理盐水冲洗后放入4%多聚甲醛中固定，用于后续肠道形态学观察。

1.5 检测指标

1.5.1 生长性能指标

试验期间每日记录采食量，记录肉鸡出栏重，计算平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和料重比（F/G）。每日观察鸡的状态，记录鸡的死淘数。

1.5.2 肉品质指标

pH：于屠宰后45 min，将胴体肌肉完全包埋在pH计（AB33PH ZH，美国）电极1 cm 以上，待数值稳定后读取pH。

肉色：于屠宰后45 min 使用全自动色差仪（CR10，日本）测定鲜肉横切面，读取亮度（L*）、红度（a*）和黄度（b*）值。

滴水损失：屠宰后，将肉样修剪成长5 cm、宽3 cm、厚2 cm 的小块，称重记录为W1，用铁丝吊起肉样，封闭在气体充盈的塑料袋内系紧悬挂在4 ℃环境中，24 h后取出肉样，擦干表面水分，称重记录为W2。

滴水损失率（%）=（W1-W2）/W1×100

蒸煮损失：准确称取肌肉样品（30.0±0.1） g，记录为M1。将肉样置于聚乙烯塑料袋内，抽去袋内空气，封住袋口，使肉样紧贴塑料袋，放入75 ℃水浴锅内蒸煮30 min后捞出，流水冷却，擦干称重，记录为M2。

蒸煮损失（%）=（M1-M2）/M1×100

剪切力；用肌肉嫩度仪（C-LM3B，中国）沿着肌纤维平行的方向测量肌肉剪切力。

1.5.3 肌肉常规成分

将肉样切成2～3 mm 薄片状，置于真空冷冻干燥器（FDU-2110，日本）中冷冻干燥72 h，粉碎，利用直接干燥法测定肉样中水分含量，利用索氏抽提法测定粗脂肪含量，利用全自动凯氏定氮仪（海能K9860，中国）测定粗蛋白含量。

1.5.4 肌肉相关基因表达量

肌肉组织中总RNA 采用Trizol 法提取并使用RNA 测定仪（Denovix DX-11，美国）测定其浓度和纯度。cDNA 通过反转录试剂盒（艾科瑞，中国）获得。使用Light Cycler 96快速实时PCR系统（Roach，瑞士）和SYBR®GreenPremix Pro Taq Hs qPCR 试剂盒（艾科瑞，中国）测定肌肉中雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、真核翻译起始因子4E 结合蛋白1（4EBP1）、核糖体蛋白S6 激酶（P70S6K）和沉默信息调节因子（SIRT1）相对表达量，引物序列见表2。反应条件为：95 ℃预变性30 s；95 ℃变性5 s，60 ℃退火延伸30 s（循环43 次）；95 ℃反应10 s，65 ℃反应60 s，97 ℃反应1 s。以β-actin作为内参基因，运用2-ΔΔCt法计算目的基因相对表达量。

表2 PCR基因引物序列

1.6 数据统计与分析

使用SAS 9.4 Shapiro-Wilks检验评估数据正态分布性（W＞0.05），然后选择单因素方差分析（one-wayANOVA）中Tukey 检验进行多重比较，P＜0.05 为差异显著。

2 结果与分析

2.1 日粮补充Ile对肉鸡生长性能的影响

如图1 所示，与CON 组和ILE800 组相比，ILE400组肉鸡的ADG 显著升高（P＜0.05），而各组之间ADFI差异不显著（P＞0.05）。与CON 组相比，日粮中补充400 mg/kg 和800 mg/kg Ile 能够显著降低肉鸡的F/G和死淘率（P＜0.05）。

图1 日粮补充Ile对肉鸡生长性能的影响

2.2 日粮补充Ile对肉鸡肌肉品质的影响

由表3 可知，日粮中补充不同水平Ile 对肉鸡胸肌和腿肌pH45min、滴水损失、蒸煮损失和剪切力均无显著影响（P＞0.05）。与CON、ILE800 组相比，ILE400 组胸肌和腿肌中L*和a*值显著升高（P＜0.05）；ILE400 组胸肌中b*值显著高于ILE800 组（P＜0.05）。

表3 日粮补充Ile对肉鸡肌肉品质的影响

2.3 日粮补充Ile对肉鸡肌肉常规营养成分的影响

由表4 可知，与CON 组相比，日粮中添加400、800 mg/kg Ile 能够显著提高肉鸡腿肌中粗蛋白含量（P＜0.05），但对各组胸肌中水分、粗脂肪和粗蛋白含量以及腿肌中水分和粗脂肪含量无显著影响（P＞0.05）。

表4 日粮补充Ile对肉鸡肌肉常规营养成分的影响(%)

2.4 日粮补充Ile 对肉鸡胸肌中mTOR 通路相关基因表达量的影响

如图2 所示，与CON 组和ILE800 组相比，ILE400组胸肌mTORmRNA 相对表达量显著上调（P＜0.05）。与ILE800 组相比，ILE400 组胸肌4EBP1mRNA 表达量显著上调（P＜0.05），且与CON 组差异不显著（P＞0.05）。此外，日粮补充Ile 对各组P70S6K和SIRT1mRNA相对表达量无显著影响（P＞0.05）。

图2 日粮补充Ile对肉鸡胸肌中mTOR通路相关基因表达量的影响

2.5 日粮补充Ile对空肠形态的影响

如图3 所示，CON 组空肠绒毛排列紊乱，ILE400组和ILE800组空肠绒毛排列整齐致密。由表5可知，与CON 组和ILE800 组相比，ILE400 组空肠绒毛高度显著升高（P＜0.05）。而日粮中补充不同水平的Ile 对肉鸡空肠隐窝深度和绒隐比（V/C）值均无显著影响（P＞0.05）。

图3 空肠组织切片

表5 日粮补充Ile对肉鸡空肠形态的影响

3 讨论

3.1 日粮中补充Ile对肉鸡生长性能的影响

Ile 作为动物生长发育过程中的必需氨基酸，对动物的生长发育具有促进作用[8]。在玉米-豆粕型基础日粮中Ile 一般不缺乏，而当豆粕含量较少、蛋白质水平降低时会发生Ile 缺乏的情况，基础日粮中Ile 与赖氨酸比例为67%时可以优化饲料转化率[13]。除赖氨酸外，Ile 与其他氨基酸也需要有合适的添加量和理想的配比。Pastor 等[14]利用非线性回归模型，确定了10～20日龄和25～35日龄肉用公鸡的赖氨酸∶亮氨酸∶异亮氨酸∶缬氨酸的理想比例，分别为100∶94∶55∶65 和100∶106∶56∶72。Lin 等[15]研究发现，日粮中Ile与赖氨酸比例为50%、53%、79%和90%时能够显著改善黄羽肉种鸡生产性能，且饲料中Ile需要量为6.79～7.44 g/kg。蒋守群等[5]研究发现，在黄羽肉鸡的不同生长阶段，肉鸡的日增重随着日粮中Ile 的添加水平呈现先上升后下降的趋势，双斜率模型预测结果显示，以平均日增重为评价指标，公鸡前、中、后生长阶段Ile 需要量为0.77%、0.68%和0.64%。Oliveira 等[16]报道，在低蛋白日粮中可消化异亮氨酸和赖氨酸的推荐比例分别为66%（1～21 d）和65%（22～44 d）左右。范秋丽等[17]通过拟合曲线分析表明，31～60 日龄黄羽肉母鸡获得最佳生产性能时饲料中Ile需要量为0.76%～0.83%。本试验发现，日粮中补充400 mg/kg Ile（前、中、后期饲料中总Ile 水平为1.01%、0.90%和0.87%）能够显著提高肉鸡平均日增重，降低料重比和死淘率，改善肉鸡的生长性能，这与前人的研究结果一致。但不同研究肉鸡日粮中Ile 添加量存在差异，主要是由于肉鸡的品种、日粮组成以及试验管理条件不同造成的。另外，日粮中Ile 水平过高会导致生长性能下降，这可能是由于过多的氨基酸摄入导致脱氨的能量消耗、适口性降低、酮类和其他有毒代谢物的过量积累和氧化[18]。

3.2 日粮补充Ile对肉鸡肌肉品质的影响

鸡肉是人体极好的动物蛋白质来源。随着生活水平的提高，消费者越来越追求高蛋白、低脂肪、低胆固醇的高品质鸡肉，且肉品质与肉产品价格直接相关[19]。肉的亮度（L*）、红度（a*）和黄度（b*）是衡量肉品质的重要感官指标，能够直接反映消费者的购买意愿。滴水损失、蒸煮损失以及剪切力不仅影响肉类的贮藏质量和加工效益，而且影响肉品的嫩度[20]。pH 也是肉品质的重要指标，在一定范围内，pH 与L*值、a*值、滴水损失和剪切力呈负相关[21]。Ma 等[22]研究发现，在低蛋白日粮中添加0.26%的Ile，肉鸡肌肉pH24h升高，L*值、a*值、滴水损失和剪切力均降低。Xu 等[23]研究发现，日粮中高水平Ile 的添加显著降低育肥猪pH24h，有降低肌肉a*值和滴水损失的趋势。罗燕红等[9]研究发现，日粮中Ile 水平对育肥猪肌肉的L*值和a*值并无显著影响，采食正常水平Ile组育肥猪b*值显著升高，但Ile水平越高育肥猪肌肉的剪切力越低。本试验发现，日粮中补充400 mg/kg Ile 显著提高了胸肌和腿肌中L*值和a*值，ILE800 组肉鸡胸肌b*值显著低于ILE400 组。同时，日粮中添加Ile 有降低鸡胸肌剪切力的趋势。这与前人研究结果有差异，产生差异的原因可能是物种、生长阶段、试验条件和对Ile 的需要及利用不同等造成的。上述结果说明，日粮补充Ile 对肉鸡的肉品质具有一定改善作用。在肉的营养成分上，人们更倾向于高蛋白、低脂肪的食物。本试验研究发现，与CON 组相比，ILE400 组和ILE800 组肉鸡腿肌中粗蛋白含量显著升高。甘露[24]试验发现，摄食水平为1.25% Ile 组草鱼肌肉中粗蛋白含量最高，此后粗蛋白含量随着Ile 水平升高而降低。这可能与Ile 能够作用于蛋白质的合成和降解有关。Jiang 等[25]报道，Ile 同时作用于AKT/TOR 和AKT/FOXO 两种机制，通过改善蛋白质合成或抑制蛋白质降解来促进鱼类肌肉生长。综上所述，日粮中补充Ile 能够显著改善肉鸡的肉色，提升肉中营养成分的含量，对肉品质具有积极作用。

3.3 日粮补充Ile 对肉鸡胸肌中mTOR 通路相关基因表达的影响

mTOR 作为营养敏感信号通路重要调节靶点，能够整合营养、能量及生长因子等多种信号刺激，在细胞增殖、分化和脂质代谢调节中枢发挥重要作用[26-27]。Ile 可以通过激活mTOR 及其下游效应因子P70S6K 和4EBP1 来增强肌肉蛋白质的合成[28]。研究表明，在缺乏必需氨基酸MAC-T 培养基中补充Ile 使mTOR、4EBP1 和S6K 蛋白磷酸化提升了64%、83%和92%[29]。Ospina-Rojas 等[30]研究发现，在肉仔鸡日粮中添加Ile增加了肌肉组织中mTOR和P70S6K基因的mRNA 表达。除肌肉组织外，Ile还能够增加小肠中与mTOR通路相关基因的mRNA表达[31]。在罗非鱼上的试验表明，日粮中Ile 含量为9.08～15.11 g/kg 时，肌肉中mTORmRNA 表达量显著升高[32]。本试验发现，与CON组相比，ILE400组mTOR和4EBP1mRNA表达量分别提高了33%和39%，这与上述结果基本一致。由此证明，日粮中补充400 mg/kg Ile 可以通过活化mTOR信号通路促进骨骼肌蛋白合成。

3.4 日粮中补充Ile对空肠形态学的影响

小肠是营养物质消化的主要部位，肠道形态可以直观地反映出肠道发育情况。绒毛高度和隐窝深度是衡量肠道消化吸收功能和细胞成熟的主要指标。肠道绒毛越长可以增加肠道与营养物质的接触面积，促进肠上皮细胞消化吸收，隐窝深度越浅意味着肠上皮细胞成熟率越高，分泌功能越好，两者比值反映出肠道消化吸收能力[33]。Liu 等[34]研究发现，与添加400 mg/kg Ile 组相比，日粮中添加800 mg/kg Ile降低了十二指肠绒毛高度和绒隐比，降低了盲肠菌群多样性，增加了部分有害细菌的丰度。通过组织切片观察发现，饮水中添加2.5 mg/mL Ile 显著提高了小肠的绒毛高度和绒毛高度隐窝深度比，显著降低了隐窝深度[35]。在水产动物体外试验中，Ile 能够抑制铜诱导的建鲤原代肠上皮细胞的氧化损伤，从而保护肠上皮细胞结构的完整性[36]。本试验发现，日粮中补充Ile 能够使空肠绒毛排列整齐致密，同时ILE400 组空肠绒毛高度显著增加，说明适当添加Ile可以促进肉鸡空肠发育。Arriola 等[37]试验表明，Ile能够促进mTOR 的磷酸化，线性增加核糖体蛋白S6磷酸化，调控小肠蛋白质的合成，从而促进小肠绒毛的发育。