随着畜牧业的发展和消费者对健康关注的增加，人们越来越追求动物产品的营养性和功能性。禽肉具有高蛋白质、低脂肪、低胆固醇的特性，并含有丰富的功能性肽[1]，深受消费者的喜爱。近年来发现在动物性食品中，鸡肉中功能性肽——咪唑二肽(肌肽和鹅肌肽)含量最为丰富，并有摄食鸡肉可增强记忆力的研究报道[2]，因此进一步促进了鸡肉消费并掀起了肌肉中肌源活性肽的研究热潮。
β-丙氨酸是肌肽合成的限制性氨基酸，是自然界中唯一存在的β-型氨基酸[3-4]，不参与蛋白质的合成，在人和哺乳动物体内以肌肽的形式发挥作用。肌肽具有增强机体运动性能、抗疲劳、抗氧化、增强肌肉的缓冲能力等生物学作用。研究表明，饲粮中添加β-丙氨酸能提高肉仔鸡的生长性能[5-6]，增加肌肉组织中肌肽的含量[7-8]，降低组织和血清中丙二醛(MDA)含量，提高肌肉的抗氧化能力[9]，改善鸡肉的风味、食用饱食感等感观性状[10]。目前国内外关于β-丙氨酸的研究主要集中在生长性能和肌肉肌肽含量方面，并且研究结果并不一致，对β-丙氨酸在肉仔鸡生产实践中的效果和添加量的研究甚少。因此，本试验旨在研究β-丙氨酸对肉仔鸡生长性能、肉品质、胸肌中肌肽和MDA含量的影响，并探索低剂量β-丙氨酸在肉仔鸡上的应用效果，为β-丙氨酸在畜禽生产实践中的应用提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料爱拔益加(AA)肉仔鸡：购于北京华都肉鸡公司；β-丙氨酸：纯度≥99%(Sigma)。
1.2 试验设计与饲粮采用单因素设计试验，从1日龄AA肉仔鸡中选取180只健康公雏，随机分为3组，每组6个重复，每个重复10只鸡。试验期42 d，分为前期(1~21日龄)和后期(22~42日龄)2个阶段。参照NRC(1994)肉仔鸡营养需求和《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)，并结合《AA肉仔鸡饲养手册》配制基础饲粮，其组成及营养水平见表 1。对照组饲喂基础饲粮，试验组(βA5和βA10组)分别饲喂在基础饲粮中添加500和1 000 mg/kg β-丙氨酸的饲粮。
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表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis) |
试验期间自由饮食、饮水，24 h光照。试验前3 d室温33 ℃，此后每周降低2 ℃，直到24 ℃并维持。按照《AA肉仔鸡饲养手册》操作，正常防疫和消毒，试验鸡舍保持良好通风。试验过程中，每日定时记录鸡舍温度和湿度，清扫卫生，记录死淘鸡数。
1.4 指标测定与方法 1.4.1 生长性能分别于试验开始以及21和42日龄，以重复为单位空腹称重鸡只，计算平均体重(ABW)、平均日增重(ADG)；试验期间以重复为单位记录耗料量，计算试验前期、后期、全期的平均日采食量(ADFI)、料重比(F/G)；每天记录死亡只数，计算阶段死亡率。
1.4.2 肉品质于42日龄每重复选取1只接近平均体重的试鸡，颈静脉放血致死，完全剥离右侧胸肌，称重，测定肌肉pH、肉色、滴水损失、蒸煮损失和剪切力。
pH：分别于屠宰后的45 min和24 h(4 ℃存放)，利用pH计(cyberScan pH 310防水笔型，EUTECH公司，新加坡)，将探针刺入待测胸肌约1 cm深处，测定pH，计为pH45 min和pH24 h。测定时，电极头完全包埋在肉样中，每个样品测定3次，取平均值。
肉色：分别于屠宰后的45 min和24 h(4 ℃存放)，采用CIE-Lab评分，用TCP2型测色色差计(上海精密科学仪器有限公司，上海)测定待测胸肌的亮度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)值。每个样品测定3次，取平均值。
滴水损失：屠宰后45 min内，称取剪切纹理相似、形状规则的胸肌约30 g，称重(W1)，置于自封袋中，充入氮气使之膨胀，减少肉样与自封袋内壁的接触，用尼龙绳悬吊于4 ℃冰箱内，屠宰后24 h时，取出肉样用滤纸轻轻拭干表面水分再称重(W2)。
滴水损失(%)=[(W1-W2)/W1]×100。
蒸煮损失：测定24 h滴水损失后的肉样，重新置于新自封袋中，使肉样表面与塑料袋紧贴，于80 ℃水浴，加热至样品中心的温度达75 ℃，取出，流水冷却至室温。打开自封袋用滤纸轻拭肉样表面的水分后称重(W3)。
蒸煮损失率(%)=[(W2-W3)/W2]×100。
剪切力：将测完蒸煮损失率的肉样，按肌纤维走向修成2块长×宽×高均为2 cm×2 cm×1 cm的条形肉样，测定过程中肌纤维走向与刀口垂直。采用TMS-Pro嫩度分析仪(弗吉尼亚食品技术有限公司，美国)，参数设置为传感器最大负荷100 N，垂直位移速度150 mm/min，跨度6 mm。每个肉样测试3次，取2块肉样6次测定值的平均值为最终剪切力值。
1.4.3 肌肽含量仪器与设备：高效液相色谱(Agilent LC-15，美国)、肌肽标准品(98%，Sigma)、匀浆机(QL-901/QL-861，海门其林贝尔)、高速冷冻离心机(10 mL，湖南赫西)、甲醇(优级纯)。
标准品的配备：准确称量10 mg肌肽，超纯水溶解定容至10 mL容量瓶，为1 mg/mL的储备液，用0.1%三氟乙酸(TFA)稀释成为10、20、50、80和100 μg/mL的标准工作液。
预处理：于42日，每重复选取1只接近该重复平均体重的试鸡，屠宰分离取胸肌，-20 ℃保存。称取胸肌0.5 g，剪碎后加入4.5 mL生理盐水，4 000 r/min匀浆30 s 3次，匀浆液于3 500 r/min离心10 min，取上清液，加入3倍体积的甲醇，-20 ℃冷冻15 min，11 000 r/min离心10 min，取上清液，稀释10倍留用。
液相色谱条件：以0.1%TFA为流动相，乙腈为有机相，有机相比例为95.5%，流速1.0 mL/min，上样量30 μL，检测波长220 nm，在Aglient B8(150 mm×4.6 mm，内径:5 μm)色谱柱上分离肌肽。
1.4.4 MDA含量MDA含量采用试剂盒(购于南京建成生物工程研究所)测定，操作步骤严格按照说明书进行。
样本处理：于42日龄每重复选取1只接近平均体重的试鸡，颈静脉放血致死，取右侧胸肌约200 g，-20 ℃保存。分别于屠宰后的第2、4、6天测定肌肉匀浆液中MDA含量。匀浆时取0.50 g(±0.005 g)的胸肌置于离心管中，加入9倍体积生理盐水，在冰浴下以4 000 r/min匀浆30 s 3次，匀浆液于3 000 r/min、4 ℃离心15 min，取上清液进行测定。
1.5 数据处理数据以平均值±标准差表示，采用SPSS 16.0软件的单因素方差分析(one-way ANOVA)先进行方差检验，再进行t检验和Duncan氏法多重比较，以P < 0.05表示差异显著。
2 结果 2.1 β-丙氨酸对肉仔鸡生长性能的影响表 2所示为β-丙氨酸对肉仔鸡生长性能的影响。由表可知，与对照组相比，βA5和βA10组21日龄的平均体重显著提高(P < 0.05)，42日龄的平均体重在数值上分别提高30和72 g，但差异不显著(P>0.05)；与对照组相比，βA5组肉仔鸡的后期、全期的ADG有提高的趋势，βA10组前期、后期、全期的ADG有所提高，但差异均不显著(P>0.05)；与对照组相比，βA5和βA10组前期、全期的F/G有所降低，其中βA5组差异达显著水平(P < 0.05)，同时βA5组后期F/G有所降低(P>0.05)。各组的不同阶段的ADFI和死亡率差异不显著(P>0.05)。
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表 2 β-丙氨酸对肉仔鸡生长性能的影响 Table 2 Effects of β-alanine on growth performance of broilers |
表 3所示的是β-丙氨酸对肉仔鸡肉品质的影响。由表可知，与对照组相比，βA5组胸肉中的滴水损失显著降低(P < 0.05)，βA10组虽有降低，但差异不显著(P>0.05)；与对照组相比，βA5和βA10组胸肌24 h a*值有不同程度提高，其中βA5组差异达显著水平(P < 0.05)。各组胸肌的蒸煮损失、剪切力、pH及肉色其他指标差异不显著(P>0.05)。
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表 3 β-丙氨酸对肉仔鸡肌肉品质的影响 Table 3 Effects of β-alanine on meat quality in broilers |
表 4所示的是β-丙氨酸对肉仔鸡胸肌中MDA含量的影响。由表可知，与对照组相比，屠宰后2和4 d，βA5组胸肌中MDA含量均显著降低(t检验，2 d，P < 0.001；4 d，P=0.001)；屠宰后6 d，βA5和βA10组胸肌中MDA含量显著降低(P < 0.05)；与βA10组相比，βA5组胸肌中MDA含量更低，效果更优；随着屠宰后天数的添加，对照组和βA5组胸肌中MDA的含量呈上升趋势。
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表 4 β-丙氨酸对肉仔鸡胸肌中MDA含量的影响 Table 4 Effects of β-alanine on MDA content in breast muscle of broilers |
表 5所示的是β-丙氨酸对肉仔鸡胸肌中肌肽含量的影响。由表可知，与对照组相比，βA5和βA10组胸肌中肌肽含量均显著提高(P < 0.05)，分别提高了19.5%和14.4%。
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表 5 β-丙氨酸对肉仔鸡胸肉中肌肽含量的影响 Table 5 Effects of β-alanine on carnosine content in breast muscle of broilers |
国内关于β-丙氨酸对肉仔鸡生长性能影响的报道较少。国外早期有研究表明，肉仔鸡饲粮中添加2.5%的β-丙氨酸可显著降低ADFI、降低F/G[11]；2日龄肉仔鸡每日口服22 mmol/kg(0.2%)β-丙氨酸2次，连续5 d，显著提高了饲料报酬[5]。本研究表明，饲粮中添加低剂量(500和1 000 mg/kg)的β-丙氨酸提高了肉仔鸡饲料转化率，与Tomonaga等[5]、胡新旭[10]得出一致的结果，且综合考虑ADG、ADFI和F/G，500 mg/kg剂量效果较好。本试验表明β-丙氨酸的有效剂量较低，对合理利用资源、控制饲粮成本有利。也有研究发现，过量(2%)的β-丙氨酸会对肉仔鸡的日增重和采食量有一定的相对抑制性作用[6]。因此，适量添加β-丙氨酸在肉仔鸡实际生产中具有重要意义。
此外，Tomonaga等[5, 12]试验发现，肉仔鸡摄取β-丙氨酸的方式(饮水或采食)也对生长性能具有影响。本试验表明，饲料中添加β-丙氨酸通过提高ADG来改善F/G。另有研究认为，β-丙氨酸通过降低ADFI来改善F/G[11]。这可能是因为β-丙氨酸可作为神经递质调节激素的分泌，进而影响采食量或者日增重来调控动物的生长。因此，β-丙氨酸调节动物生长性能的途径和方式有待进一步探索。
3.2 β-丙氨酸对肉仔鸡胸肌中肌肽含量的影响肌肽是一种内源活性肽，主要存在于动物的肌肉组织中，具有清除氧化自由基、缓冲肌肉pH、抗衰老、改善记忆等作用[13-14]。作为肌肽合成的底物，β-丙氨酸在动物体内的功能(神经递质、运动增强剂等)主要是通过合成肌肽来发挥其作用的，机体组织内肌肽含量的变化对于β-丙氨酸的研究具有非常重要的意义。有研究表明，饲粮中添加β-丙氨酸(0.5%和1.0%)可显著提高肉仔鸡胸肌中肌肽的含量[7]；也有研究表明，β-丙氨酸可提高脑组织中肌肽的含量，但未见影响胸肌中肌肽的含量[12]。本试验表明，肉仔鸡饲粮中添加500和1 000 mg/kg β-丙氨酸显著提高了肉仔鸡胸肌中肌肽的含量(分别提高了19.5%和14.4%)。
有研究表明，鸡胚胎细胞外源添加标记的β-丙氨酸，在细胞提取物中可检测到放射性标记的二肽，且随着单核成肌细胞的分化，细胞中二肽含量显著增加[15]。在动物体内，相对于肌肽合成酶Km值来说，β-丙氨酸含量在肌肉中低于组氨酸，因此，肌肉中肌肽合成速率主要受β-丙氨酸含量的影响[16]。有研究表明，动物性别、基因型以及质子耦合氨基酸转运体(proton coupling amino acid transporter，PAT1)、牛磺酸转运体(taurine transporter，TAUT)和寡肽转运体(peptide transporter，PEPT)基因的表达量都会影响肌肽合成过程，造成肌肽含量的变化[17]。β-丙氨酸可能通过提高β-丙氨酸转运体和肌肽转运体的表达量来提高肌肽含量，但目前在肉仔鸡上的相关研究尚十分匮乏。因此，应从β-丙氨酸提高肌肽的途径和机理方面开展深层次的研究。
3.3 β-丙氨酸对肉仔鸡肉品质的影响肉品质是反映肉品外观的重要指标。动物屠宰后，肌肉就会进入尸僵状态，肌肉纤维收缩，系水力会降低，水分会溢出肌肉表面，L*值增加。有研究表明，1% β-丙氨酸能降低42日龄肉仔鸡肌肉剪切力和L*值[6]；肉仔鸡饲粮中添加0.5% β-丙氨酸能降低胸肌滴水损失、蒸煮损失，提高a*值[7]。本研究表明，β-丙氨酸能降低肉仔鸡胸肌滴水损失，提高24 h a*值，改善肉品质。本试验结果与Kralik等[7]的研究相一致，但本研究中β-丙氨酸添加剂量较低。
此外，有研究发现，宰前热应激会使肉仔鸡胸肌a*值降低(低于正常范围)，L*值升高(高出正常范围)，易造成PSE肉，饲粮中添加β-丙氨酸能升高a*值，减少PSE肉的产生[18]。肉色主要是由肌肉色素含量决定的[19]，因此，饲粮中添加β-丙氨酸可能会对肌肉中色素含量造成影响，然而本试验未对色素含量进行检测，因此还需要从色素含量方面进一步深入研究。
3.4 β-丙氨酸对肉仔鸡胸肌MDA含量的影响β-丙氨酸具有较强的抗氧化作用，能提高肌肉组织和血清中的超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低MDA含量，提高肌肉的抗氧化能力[20]。有研究表明，饲粮中添加β-丙氨酸(0.5%和1.0%)有降低肉仔鸡胸肌MDA含量的趋势[13]；饲粮中添加0.12% β-丙氨酸能显著降低42日龄肉仔鸡胸肌MDA含量，提高谷胱甘肽过氧化物酶活性[10]。本试验表明，β-丙氨酸能降低肉仔鸡屠宰后2、4和6 d胸肌中MDA的含量，可能是因为β-丙氨酸提高了胸肌中的肌肽含量，而肌肽是抗氧化剂，能减少脂质过氧化，增强胸肌的氧化稳定性。
4 结论肉仔鸡饲粮中添加低剂量(500和1 000 mg/kg)β-丙氨酸能够促进生长，改善肉品质，提高抗氧化能力，并增加胸肌中肌肽的含量。综合考虑生长性能、肉品质和肌肽含量结果，肉仔鸡饲粮中添加500 mg/kg β-丙氨酸效果较佳。
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