2. 广东海洋大学动物科学系, 湛江 524088;
3. 广州爱保农饲料有限公司, 广州 510310
2. Department of Animal Science, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China;
3. Guangzhou Applon Technology Co., Ltd., Guangzhou 510310, China
壳聚糖是一种源于海洋甲壳类动物的天然碱性多糖，具有降脂、抗菌抑菌和免疫调节等多种生物学功效[1]。许多动物试验也证实了壳聚糖对畜禽的降脂及降胆固醇效应[2]。但由于高纯度的壳寡糖难以制备，以往的研究多采用壳寡糖的混合物进行生物学活性评价，因其性质和生物学活性存在诸多不确定性，导致各研究结果之间差异较大，难以确定适宜添加量和最佳生物学效应，也限制了其生物学活性及机理的深入研究[3]，因此，有必要深入探讨不同特性壳聚糖对肉鸡生长、脂质代谢、免疫调节等的作用。Li等[4]指出，壳聚糖的脱乙酰度和分子质量大小是影响其生物学活性的2个重要特性。脱乙酰度越高的壳聚糖其体外结合脂肪能力越强[5]，对肉鸡的降脂效果越明显[6]。但不同分子质量壳聚糖的降脂效应结果差异很大。有研究发现，壳聚糖的分子质量对其降脂效应无显著影响[7]；也有报道较高分子质量壳聚糖的降脂效应优于较低分子质量壳聚糖[8-9]；但多数研究表明，较低分子质量的壳聚糖降脂效应更明显[10-13]。Lehoux等[10]在大鼠饲粮中添加5%分子质量为750、70 ku的壳聚糖以及Zhang等[11-12]在大鼠饲粮添加5%分子质量为712.6、39.8 ku的壳聚糖，结果发现低分子质量壳聚糖的降脂效应更好。李兆杰[13]研究指出，不同分子质量(24 500、8 450、1 500及600 u)的壳聚糖对高胆固醇血症小鼠肝脏中甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)含量均有显著影响，并且随着壳聚糖分子质量的降低其调节血脂的作用有加强的趋势；王红卫[14]通过在蛋鸡饲粮中添加200 mg/kg分子质量分别为8 000、3 000、1 000 u的壳寡糖，根据降血脂和调节免疫能力效应发现蛋鸡饲粮中添加壳聚糖最适分子质量范围为1 000~3 000 u；Li等[15]则在肉鸡上研究不同分子质量壳聚糖的降脂效应及作用机理，得出相对于分子质量50 ku的壳聚糖，分子质量5 ku的壳聚糖降脂效果更为明显，并发现前者主要通过降低脂肪的消化吸收发挥降脂功效，而后者可以通过消化道脂肪的消化吸收以及体组织脂质生化代谢机制产生影响。推测低分子质量壳聚糖由于对机体组织脂质代谢的调节效应可能更易于影响肉鸡胴体性能和肉品质。因此，本试验拟进一步进行肉鸡试验，研究分子质量3 600 u以下单一分子壳聚糖对肉鸡生长性能、脂质代谢、屠宰性能及肉品质的调控效应。
1 材料与方法 1.1 试验材料试验用壳聚糖分子质量的确定综合了前人研究结果[13-15]，设计了4种不同分子质量(600、1 200、2 400、3 600 u)的壳聚糖，均为淡黄色粉末，壳聚糖含量>90%，不溶物含量≤1%，粗灰分含量≤2%，不同分子质量壳聚糖的理化特性见表 1。
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表 1 不同分子质量壳聚糖的理化特性 Table 1 Physical-chemical characteristics of different molecular weights of chitosan |
试验采用单因子完全随机设计，选取320只28日龄健康、体重相近的新广黄鸡(快速型黄羽肉鸡)母鸡，随机分为5个组，每组8个重复，每个重复8只鸡。各组分别饲喂基础饲粮(对照组)及基础饲粮中添加0.58%[16]实际分子质量分别为600、1 117、2 374、3 600 u壳聚糖的饲粮。试验期为28 d。
1.3 试验饲粮和饲养管理参考我国《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)[17]5~8周龄黄羽肉鸡的营养水平配制玉米-豆粕型基础饲粮，并在此基础上添加等量的不同分子质量壳聚糖替代细沙粒组成试验饲粮。基础饲粮组成及营养水平见表 2。试验鸡采用3层叠式笼养，自由采食及饮水，定期清洁卫生及消毒，常规免疫。
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表 2 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) |
每周统计各组投料量和剩料量，计算平均日增重、平均日采食量和料重比，并详细观察和记录鸡只发病、死亡和淘汰情况。
1.5 血脂成分测定试验末，分别从各组按平均体重抽取8只鸡，翅静脉采血，室温静置至有少量血清析出后，3 000 r/min离心10 min，分离出血清并分装，-20 ℃保存备用。血清TC、TG含量用酶法测定(SynergyHTX多功能酶标仪，美国伯腾仪器有限公司)，游离脂肪酸(NEFA)含量用铜试剂比色法测定[VIS-7220N可见分光光度计，北京北分瑞利分析仪器(集团)公司]，高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量用选择性沉淀法[15]测定。
1.6 屠宰性能及肉品质测定试验鸡采血后屠宰，分离内脏器官，测定屠宰性能指标，并取胸肌样品测定感官指标。另取胸肌样品置于-20 ℃的冰柜中冷冻保存，待测营养成分和风味物质的含量。
试验鸡屠宰后45 min，在胸肌上横切2个小口，用MP120-BE型酸度计测定pH。肉色测定取新鲜胸肌5 g，剪碎，置匀浆管内，立即加蒸馏水10 mL，匀浆10 min，随后将全部匀浆物移入离心管中，3 000 r/min离心10 min，取上清液在751分光光度计测吸光度。取胸肌5 g，用绳绑住悬于塑料袋中，4 ℃悬挂24 h后立即称重，计算肌肉滴水损失。取3 cm×5 cm左、右胸肌各1块，用C-LM2型肌肉嫩度仪测定剪切力，每个肉样剪切3次，取其均值。肌肉样品中干物质、粗蛋白质、粗脂肪含量分别采用国家标准方法GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 21514—2008进行测定；肌肉样品中氨基酸含量采用氨基酸全自动分析仪(L-8800，日本日立公司)进行测定，肌苷酸(inosine monophosphate, IMP)含量采用高效液相色谱仪(Water-600)进行测定。
1.7 养分代谢率饲养试验结束后，分别从各个重复笼中选取1只鸡，采用全收粪尿法进行代谢试验，试验预试期3 d，正试期为3 d，每天早、晚2次收粪，称重后立即添加10%的硫酸溶液(质量浓度为5%)，并冷藏。待代谢试验结束，对每个重复的鸡只粪样混匀，风干，待测干物质、粗蛋白质、粗脂肪及粗灰分含量，计算养分代谢率。
1.8 数据统计与分析试验数据采用SPSS 17.0软件中ANOVA模型进行单因子方差分析，方差分析显著者采用LSD法进行多重比较，P < 0.05为差异显著，0.05≤P < 0.10为有趋势。
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表 3 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡生长性能的影响 Table 3 Effects of different molecular weights of chitosan on growth performance of yellow-feather broilers |
由表 3可以看出，各组间平均日增重、平均日采食量和料重比均差异不显著(P>0.05)。
2.2 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡养分代谢率的影响由表 4可以看出，各组间干物质和粗灰分代谢率差异不显著(P>0.05)；添加壳聚糖有升高粗蛋白质代谢率的趋势(P=0.086)，3 600 u壳聚糖组趋于最高；3 600 u壳聚糖组粗脂肪代谢率显著低于其他各组(P < 0.05)，而其他各组间差异不显著(P>0.05)。
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表 4 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡养分代谢率的影响 Table 4 Effects of different molecular weights of chitosan on nutrient metabolic rate of yellow-feather broilers |
由表 5可以看出，各组间血清NEFA、LDL-C含量差异不显著(P>0.05)；添加壳聚糖有降低血清TG、TC含量的趋势(P=0.087、P=0.077)，2 374、3 600 u壳聚糖组分别趋于最低；2 374、3 600 u壳聚糖组血清HDL-C含量显著高于对照组和600 u壳聚糖组(P < 0.05)。
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表 5 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡血脂成分含量的影响 Table 5 Effects of different molecular weights of dietary chitosan on serum fat profiles contents of yellow-feather broilers |
由表 6可以看出，各组间屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率和腿肌率差异不显著(P>0.05)。
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表 6 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡屠宰性能的影响 Table 6 Effects of different molecular weights of chitosan on slaughter performance of yellow-feather broilers |
由表 7可以看出，各组间胸肌的pH、肉色、剪切力差异不显著(P>0.05)；2 374和3 600 u壳聚糖组胸肌的滴水损失显著低于对照组和600 u壳聚糖组(P < 0.05)。各组间胸肌的干物质、粗蛋白质和总氨基酸含量差异不显著(P>0.05)。胸肌的粗脂肪含量和肌苷酸含量有趋势变化(P=0.091、P=0.076)，2 374 u壳聚糖组分别趋于最低和最高。
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表 7 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡肉品质的影响 Table 7 Effects of different molecular weights of chitosan on meat quality of yellow-feather broilers |
本试验结果表明，饲粮中添加不同分子质量的壳聚糖对黄羽肉鸡生长性能无显著影响。关于不同分子质量壳聚糖对动物生长性能的影响研究仅见个别报道，也多为试验动物方面的结果。Yao等[8]研究发现，在大鼠饲粮中添加5%分子质量分别为14、1 000 ku的壳聚糖能显著降低体增重，但对其采食量没有显著影响；Zhang等[11]也报道了低分子质量(39.8 ku)壳聚糖能明显降低小鼠的体增重；此外，Zhang等[12]进一步研究证实，饲粮中添加3%分子质量分别为315、51 ku的超微粉壳聚糖显著降低大鼠体增重与饲料转化率；Li等[15]对肉鸡的研究发现，壳聚糖分子质量低于50 ku时，不同分子质量(2、5、50 ku)的壳聚糖对动物生长性能没有影响。本试验选用分子质量分别为600、1 117、2 374、3 600 u的壳聚糖，得出了和Li等[15]一致的生长性能结果，但和上述试验动物上的研究结果有出入，前者选用壳聚糖分子质量远远大于本试验，因此推测壳聚糖对动物生长性能的影响与其分子质量大小密切相关，小分子质量壳聚糖对生长性能的调节效应不明显。
3.2 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡血脂成分含量的影响一些试验动物上的研究探讨了不同分子质量壳聚糖的降血脂效应，得出了其最佳效应的壳聚糖分子质量。如Lehoux等[10]在大鼠上的相关研究发现，分子质量为70 ku的壳聚糖的降脂效果优于分子质量为750 ku的壳聚糖，并提出当壳聚糖的分子质量大于750 ku时，其降胆固醇活性基本消失；Zhang等[11-12]研究得出，与较高分子质量(712.6、315.0 ku)的壳聚糖相比，较低分子质量(39.8、51.0 ku)的壳聚糖降低大鼠血脂的效果更加明显，但分子质量太低时的效果不明显；Ikeda等[18]在给小鼠喂食分子质量分别为2、5、10、20、50 ku的壳聚糖时发现，分子质量为5~50 ku的壳聚糖能明显降低大鼠血清及肝脏的脂肪沉积，分子质量分别为10、20、50 ku的壳聚糖效果相近，而分子质量为2 ku的壳聚糖的降血脂效果则不太明显。王红卫[14]研究发现，饲粮中添加分子质量为3 000 u的壳寡糖可有效降低蛋鸡血清TG含量。Li等[15]进行肉鸡试验，得出相对于分子质量为50 ku的壳聚糖，分子质量为5 ku的壳聚糖降脂效果更为明显。与上述报道相似，本试验添加更低范围分子质量(600、1 117、2 374、3 600 u)的壳聚糖，发现血清TC和TG含量均有降低趋势，2 374和3 600 u壳聚糖组效果明显；2 374和3 600 u壳聚糖组血清HDL-C含量显著升高，说明该分子质量的壳聚糖促进了胆固醇在机体组织的动员利用能力；此外，分子质量分别为600、1 117 u的壳聚糖对血脂水平未显效应。
3.3 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡养分代谢率的影响很多研究表明，壳聚糖可以通过抑制动物机体对饲粮中脂肪的吸收，增加粪便中脂质的排泄量，降低脂肪代谢率[11-12, 19]。本试验得出添加分子质量为3 600 u的壳聚糖显著降低了粗脂肪代谢率，但分子质量2 374 u以下的壳聚糖对脂肪的消化吸收未产生效应，可能与小分子质量壳聚糖能透过消化道进入机体组织有关。Li等[15]研究饲粮中添加不同分子质量(2、5、50 ku)的壳聚糖对脂质代谢的影响及作用机理，发现分子质量为50 ku的壳聚糖主要通过消化道抑制脂肪的吸收利用并发挥降脂功效，分子质量为2 ku壳聚糖能透过消化道进入机体组织，主要通过机体组织生化代谢产生影响。本试验结果还表明，添加小分子质量壳聚糖使粗蛋白质代谢率趋于增加，但干物质和粗灰分代谢率不受影响。Huang等[20]在肉鸡饲粮中添加分子质量为1 000~10 000 u的混合产品壳聚糖，发现回肠末端反物质、钙、磷和粗蛋白质消化率均提高；Thongsong等[21]在断奶仔猪上的试验得出，分子质量为18 ku(脱乙酰度90%)的壳聚糖可有效提高养分消化率。以上不同试验结果的差异与壳聚糖分子质量不同有关。
3.4 不同分子质量壳聚糖对黄羽肉鸡屠宰性能和肉品质的影响当前肉鸡生产中日益关注屠宰性能和肉品质的改善，如何通过营养调控手段调节肉鸡生化代谢以提高胴体品质是重要的措施之一。本研究推测小分子壳聚糖被吸收进入机体组织将影响和调节体组织脂质代谢，进而可能影响肉鸡屠宰性能和肉品质，因此，本研究考察了肉鸡的屠宰性能及比较全面的肉品质特性，包括肌肉理化指标及风味物质含量。研究表明，饲粮中添加分子质量分别为600、1 117、2 374、3 600 u的壳聚糖不影响肉鸡屠体各部分的生长发育，但对肉品质产生了明显的影响。2 374和3 600 u壳聚糖组的胸肌滴水损失显著降低，胸肌粗脂肪含量趋于下降，胸肌肌苷酸含量趋于升高，表明肉品质得到一定改善。以往研究也得出了类似结果，夏党荣等[22]在肉鹅上的研究发现，饲粮中添加0.01%~0.04%分子质量小于3 ku的壳聚糖能明显降低肌肉的滴水损失；刘梅[23]也得出了壳聚糖改善肉仔鸡肉品质的结果。推测壳聚糖降低肌肉滴水损失的原因可能是由于带正电荷的壳聚糖增强了肌肉中蛋白质与电荷间的相互作用力，使水在肌肉蛋白质中的存留能力增强。而肌肉粗脂肪含量趋于下降可能是试验用小分子壳聚糖使脂肪吸收利用下降及其在体内代谢转运加强所致[15]。
4 结论① 饲粮中添加分子质量分别为600、1 117、2 374、3 600 u的壳聚糖对黄羽肉鸡生长性能和屠宰性能无显著影响。
② 饲粮中添加分子质量为3 600 u的壳聚糖能显著降低粗脂肪代谢率，饲粮中添加分子质量为2 374和3 600 u的壳聚糖均能降低血脂水平，并降低胸肌滴水损失，改善肉品质。
③ 饲粮中添加分子质量分别为600、1 117 u的壳聚糖对肉鸡生长性能、脂质代谢和肉品质没有显著影响。
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