动物营养学报    2020, Vol. 32 Issue (1): 189-198    PDF    
脱酚棉籽蛋白质型饲粮中亮氨酸对蛋鸡生产性能和蛋清品质的影响
车彦卓1,2 , 尹小凤3 , 王晓翠2 , 王晶2 , 张海军2 , 齐广海2 , 史兆国1 , 武书庚2     
1. 甘肃农业大学动物科学技术学院, 兰州 730070;
2. 中国农业科学院饲料研究所, 农业部饲料生物技术重点开放实验室, 生物饲料开发国家工程研究中心, 北京 100081;
3. 北京农学院动物科学技术学院, 北京 100081
摘要: 本试验旨在评价脱酚棉籽蛋白质型饲粮中亮氨酸(Leu)对产蛋高峰期蛋鸡生产性能、蛋清品质和血清生化指标的影响。采用单因子完全随机试验设计,选用产蛋率和体重相近、28周龄的健康海兰褐产蛋高峰期蛋鸡288只,随机分为4个组,每组6个重复,每个重复12只鸡。等能(11.11 MJ/kg)、等氮(16.5%粗蛋白质)、标准回肠可消化氨基酸(SID AA)模式条件下,对照组(SBM组)饲喂豆粕型饲粮,试验组分别饲喂脱酚棉籽蛋白质型饲粮(LCSM组)、脱酚棉籽蛋白质型饲粮+Leu(LCSM+Leu组)和脱酚棉籽蛋白质型饲粮+2倍Leu(LCSM+2Leu组)。预试期1周,正试期12周。结果表明:1)整个试验期,与SBM组相比,LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组蛋鸡的产蛋率、平均蛋重、平均日产蛋量和料蛋比均无显著差异(P>0.05),1~12周时的平均日采食量显著降低(P < 0.05)。2)整个试验期,各组的哈氏单位、浓蛋白重、蛋清比例和浓蛋白/蛋白无显著差异(P>0.05)。第12周时,与SBM相比,LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组的蛋清重、浓蛋白的干物质重和粗蛋白质含量均显著降低(P < 0.05)。3)整个试验期,各组蛋鸡的血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性及白蛋白(ALB)、尿酸(UA)含量无显著差异(P>0.05)。第12周时,与SBM组相比,LCSM+2Leu组的血清总蛋白(TP)含量显著降低(P < 0.05);LCSM和LCSM+2Leu组的血清球蛋白(GLB)含量显著降低(P < 0.05)。由此可见,Leu不能改善由脱酚棉籽蛋白质作为产蛋高峰期蛋鸡饲粮的唯一蛋白质来源导致的鸡蛋蛋清品质下降。
关键词: 亮氨酸    脱酚棉籽蛋白质    生产性能    蛋清品质    
Effects of Leucine in Low-Gossypol Cottonseed Meal Diets on Performance and Albumen Quality of Laying Hens
CHE Yanzhuo1,2 , YIN Xiaofeng3 , WANG Xiaocui2 , WANG Jing2 , ZHANG Haijun2 , QI Guanghai2 , SHI Zhaoguo1 , WU Shugeng2     
1. College of Animal Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China;
2. Key Open Laboratory of Feed Biotechnology of Ministry of Agriculture, National Engineering Research Center of Biological Feed, Feed Research Institute, The Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;
3. College of Animal Science and Technology, Beijing Agricultural Collage, Beijing 100081, China
Abstract: The objective of this experiment was to evaluate the effects of leucine (Leu) in low-gossypol cottonseed meal diets on performance, albumen quality and serum biochemical parameters of laying hens in peak stage. Two hundred and eighty eight healthy Hy-Line brown laying hens in peak stage at 28-week-old with the similar egg production and body weight were randomly divided into 4 groups with 6 replicates per group and 12 laying hens per replicate according to single factor completely random experimental design. All diets were isoenergical (11.11 MJ/kg), isonitrogenous (16.5% crude protein)and had the similar standard ileum digestible amino acids (SID AA) model. Laying hens in control group (SBM group) were fed a soybean meal diet, and the others in experimental groups were fed low-gossypol cottonseed meal diet (LCSM group), low-gossypol cottonseed meal and Leu (LCSM+Leu group), low-gossypol cottonseed meal and double Leu (LCSM+2Leu group). The pretest lasted for 1 week, and the experiment lasted for 12 weeks. The results showed as follows:1) compared with SBM group, egg production, average egg weight, average daily egg mass and the ratio of feed to egg of laying hens during the whole experiment period in groups LCSM, LCSM+Leu and LCSM+2Leu had no significant differences (P>0.05), and average daily feed intake during 1 to 12 weeks was significantly decreased (P < 0.05). 2) Haugh unit, thick albumen weight, albumen ratio and the ratio of thick albumen to albumen among all groups during the whole experiment period had no significant differences (P>0.05). Compared with SBM group, albumen weight, dry matter weight and crude protein content of thick albumen at 12 weeks in groups LCSM, LCSM+Leu and LCSM+2Leu were significantly decreased (P < 0.05). 3) The activities of alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) and the contents of albumin (ALB) and uric acid (UA) in serum of laying hens among all groups during the whole experiment period had no significant differences (P>0.05). Compared with SBM group, the content of total protein (TP) in serum at 12 weeks in group LCSM+2Leu was significantly decreased (P < 0.05), and the content of globulin (GLB) in serum at 12 weeks in groups LCSM and LCSM+2Leu was significantly decreased (P < 0.05). It is concluded that Leu can not improve egg albumen quality decline caused by low-gossypol cottonseed meal as the only protein source of laying hens diets in peak stage.
Key words: leucine    low-gossypol cottonseed meal    performance    albumen quality    

鸡蛋蛋清是由蛋鸡输卵管膨大部上皮分泌的一种含蛋白质的胶体,氨基酸组成与人体接近,是优质动物源蛋白质,蛋清品质是鸡蛋新鲜度的重要指示指标。饲粮粗蛋白质(CP)来源和含量、产蛋鸡年龄、储存时间、温度等均影响禽蛋蛋清品质,通过饲料营养调控禽蛋蛋清品质对蛋鸡产业发展具有重要意义[1]。亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)和缬氨酸(Val)同为支链氨基酸,系必需氨基酸,是组成机体蛋白质转录和翻译起始的重要调节因子[2],通过激活哺乳动物体内的雷帕霉毒素靶蛋白信号通路(mTOR)调节核糖体蛋白S6激酶1(S6K1)、4E结合蛋白1(4E-BP1)和真核翻译起始因子4E(elF4E)的磷酸化来调节机体的蛋白质运转[3]。目前关于Leu的研究多集中于骨骼肌蛋白质合成[4-5]和肠道健康[6],在蛋鸡蛋清品质方面的研究较少。本课题组前期研究表明,以脱酚棉籽蛋白质作为产蛋高峰期蛋鸡饲粮的唯一蛋白质源,用7种晶体氨基酸平衡标准回肠可消化氨基酸(SID AA)模式,使其与豆粕型饲粮一致,结果发现脱酚棉籽蛋白质组的蛋清品质仍然下降;脱酚棉籽蛋白质型饲粮的Leu含量较低,致其SID Leu/SID赖氨酸(Lys)低于豆粕型饲粮较多[7];饲粮Leu不足不利于机体蛋白质的合成[8],怀疑其影响因素是Leu[9]。本研究以豆粕型饲粮为对照,研究脱酚棉籽蛋白质型饲粮中平衡其他7种氨基酸后,继续平衡SID Leu与豆粕型饲粮相同及高于豆粕型饲粮后蛋鸡生产性能和蛋清品质的变化,以期为蛋清品质精准调控、脱酚棉籽蛋白质的使用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

试验用豆粕的CP含量为47.62%;脱酚棉籽蛋白质的CP含量为49.94%,游离棉酚含量为150.54 mg/kg;晶体氨基酸购自石家庄石兴氨基酸公司。

1.2 试验设计与试验饲粮

采用单因子完全随机试验设计,选用产蛋率和体重相近、28周龄的健康海兰褐产蛋高峰期蛋鸡288只,随机分为4个组,每组6个重复,每个重复12只鸡。参照《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)[10]和理想氨基酸模式[11],结合《海兰褐产蛋鸡饲养手册》配制饲粮。各组饲粮等能(11.11 MJ/kg)、等氮(CP 16.5%),对照组(SBM组)饲喂豆粕型饲粮,试验组分别饲喂脱酚棉籽蛋白质型饲粮(LCSM组)、脱酚棉籽蛋白质型饲粮+Leu(LCSM+Leu组)和脱酚棉籽蛋白质型饲粮+2倍Leu(LCSM+2Leu组),试验饲粮组成及营养水平见表 1。以湿化学方法测得饲粮总氨基酸,经SID AA数据库(Evonik Degussa GmBH公司,北京实验室技术支持)比对,计算各原料的SID AA含量。测得饲粮总氨基酸含量,复测合格后开始试验,预试期1周,正试期12周。

表 1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) 
1.3 饲养管理

采用半开放式鸡舍3层立体笼养,将4个组的24个重复均匀分布于室内。自由采食和饮水,自然光照加人工补光,光照周期16L : 8D,人工光照强度16 lx,室温(16±2) ℃,相对湿度50%~60%,自然通风结合纵向负压通风,每2周带鸡消毒1次,每天清粪1次,每2周结料1次。

1.4 样品采集

各组饲粮多点取样500 g,4 ℃保存,分析其营养组成。

1.5 测定指标与方法 1.5.1 生产性能

以重复为单位,每天记录产蛋数(包括软壳蛋、破壳蛋、畸形蛋、超大和超小蛋)、日产蛋总重量、死亡鸡数,每2周结料1次,计算1~4周、5~8周、9~12周和1~12周的产蛋率、平均蛋重、平均日产蛋量(日产蛋总数/鸡只数)、平均日采食量和料蛋比。

1.5.2 蛋清品质

于正试期第4、8和12周末,每重复采集接近平均蛋重的5枚蛋样,称重,采用SONOVA蛋品质自动分析仪(Egg AnalyzerTM,Orka Technology Ltd.)测定蛋白高度、哈氏单位;分离蛋清称重,计算蛋清占全蛋的比重;分离浓蛋白,置于一次性培养皿称重后搅拌均匀,超低温冷冻干燥机(LGJ-12立式冷冻干燥机,郑州南北仪器设备有限公司)冻干,计算浓蛋白的干物质重,采用KDY-9830凯氏定氮仪测定浓蛋白的CP含量。

1.5.3 血清生化指标

于正试期第4、8和12周末,每重复选取中间笼的1只蛋鸡翅静脉采血3 mL,静置,自然析出血清时吸取血清于离心管中,3 000 r/min离心10 min,上清液分装于1.5 mL Eppendorf管中,-20 ℃保存。血清谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)活性及总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、肌酐(CRE)、尿酸(UA)含量采用半自动生化分析仪(卓越300型全自动生化分析仪,上海科华生物工程股份有限公司)测定,并计算血清球蛋白(GLB)含量。

1.6 统计分析

数据采用SAS (Version 8e, Institute, 1999)软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并用Duncan氏法进行多重比较,以P<0.05为差异显著性标准。

2 结果与分析 2.1 Leu对产蛋高峰期蛋鸡生产性能的影响

表 2可知,整个试验期,各组蛋鸡的产蛋率无显著差异(P>0.05);与SBM组相比,LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组9~12周时的平均蛋重呈下降趋势(P=0.050 7);整个试验期,各组的平均日产蛋量无显著差异(P>0.05);与SBM组相比,LCSM和LCSM+Leu组5~8周时的平均日采食量著降低(P < 0.05),LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组1~12周时的平均日采食量著降低(P < 0.05);整个试验期,各组的料蛋比无显著差异(P>0.05)。综上,以脱酚棉籽蛋白质作为饲粮唯一蛋白质来源会降低平均蛋重,且添加Leu使脱酚棉籽蛋白质型饲粮中Leu含量等于或高于SBM型饲粮也未见平均蛋重有所改善。

表 2 亮氨酸对产蛋高峰期蛋鸡生产性能的影响 Table 2 Effects of Leu on performance of laying hens in peak stage (n=12)
2.2 Leu对产蛋高峰期蛋鸡蛋清品质的影响

表 3可知,各组第4周时的蛋清重无显著差异(P>0.05);与SBM相比,LCSM组第8周时的蛋清重显著降低5.89%(P < 0.05),LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组第12周时的蛋清重分别显著降低5.97%、5.61%和7.46%(P < 0.05),且LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组间无显著差异(P>0.05)。整个试验期,各组的哈氏单位无显著差异(P>0.05)。各组第4和8周时的蛋白高度无显著差异(P>0.05);与SBM组相比,LCSM和LCSM+Leu组第12周时的蛋白高度分别显著降低5.83%和5.71%(P < 0.05)。整个试验期,各组的浓蛋白重无显著差异(P>0.05)。与SBM组相比,LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组第12周时浓蛋白的干物质重分别显著降低9.84%、9.51%和17.25%(P < 0.05),浓蛋白的CP含量分别显著降低2.37%、2.87%和2.70%(P < 0.05)。整个试验期,各组的蛋清比例和浓蛋白/蛋白无显著差异(P>0.05)。综上,Leu不能改善由脱酚棉籽蛋白质作为产蛋高峰期蛋鸡饲粮的唯一蛋白质来源导致的鸡蛋蛋清品质下降现象。

表 3 亮氨酸对产蛋高峰期蛋鸡蛋清品质的影响 Table 3 Effects of Leu on albumen quality of laying hens in peak stage
2.3 Leu对产蛋高峰期蛋鸡血清生化指标的影响

表 4可知,整个试验期,各组蛋鸡的血清ALT、AST活性及ALB、UA含量无显著差异(P>0.05)。与SBM组相比,LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组第4周时的血清TP和GLB含量呈升高趋势(P=0.087 0;P=0.096 4),第8周时的血清GLB含量呈降低趋势(P=0.050 6);LCSM+Leu组第8周时的血清TP含量显著降低(P < 0.05);LCSM+2Leu组第12周时的血清TP含量显著降低(P < 0.05);LCSM和LCSM+2Leu组第12周时的血清GLB含量显著降低(P < 0.05),第4周时的血清CRE含量显著升高(P < 0.05)。

表 4 亮氨酸对产蛋高峰期蛋鸡血清生化指标的影响 Table 4 Effects of Leu on serum biochemical parameters of laying hens in peak stage
3 讨论 3.1 脱酚棉籽蛋白质型饲粮中Leu对产蛋高峰期蛋鸡生产性能的影响

本研究表明,相同代谢能、CP水平且Lys、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、含硫氨基酸比例相同模式下,以脱酚棉籽蛋白质作为产蛋高峰期蛋鸡饲粮的唯一蛋白质来源,除降低平均日采食量外,大体上并不影响其生产性能,且试验中未有鸡只死亡。饲粮中用100%脱酚棉籽蛋白质替代豆粕,同样未见显著影响肉鸡的生产性能[12]。与SBM组相比,LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组9~12周时的平均蛋重呈下降趋势,1~12周时的平均日采食量显著降低,表明脱酚棉籽蛋白质不能长期作为高产蛋鸡的唯一蛋白质来源[13]。LCSM+Leu组的氨基酸组成与SBM组一致也未消除上述现象,说明改善蛋白质来源不同导致的平均日采食量和平均蛋重的下降,不仅仅依靠个别氨基酸的相互叠加,Leu发挥作用需要与饲粮释放氨基酸协同[14];也可能是LCSM+Leu和LCSM+2Leu组额外补充的晶体氨基酸在消化吸收过程中的释放速率高于SBM组,故而使体内代谢池中Leu水平迅速增高,与其他支链氨基酸(BCAA)发生作用,使生产性能受到抑制[15]。本试验LCSM+2Leu组中SID Leu实测含量为1.420%,推测还可能是因为Leu本身就已经过量添加导致BCAA间发生拮抗,从而导致采食量下降。研究表明,饲粮中添加0.67% Leu显著降低肉鸡的胴体重[16];低蛋白质饲粮中过量添加Leu会增加机体对Ile和Val的需要量[17];因为高剂量Leu刺激α-酮异己酸支链脱氢酶活性,从而导致Ile和Val氧化,致其缺乏[18];低蛋白质肉鸡饲粮中Leu含量高于1.19%,对Val具有拮抗作用,导致21~42日龄肉鸡的采食量显著降低[19];这与本试验研究结果一致。研究发现,低蛋白质蛋鸡饲粮中为保证氨基酸平衡,适宜的含量分别为1.01% Leu、0.40% Val和0.29% Ile[20],故在蛋鸡饲粮中应考虑同时平衡这3种BCAA,有助于改善生产性能。

3.2 脱酚棉籽蛋白质型饲粮中Leu对产蛋高峰期蛋鸡蛋清品质的影响

蛋重的下降主要表现为蛋清重的下降[8],本试验中,浓蛋白的干物质重和CP含量下降是蛋清重下降的主要原因,蛋清重的下降也是蛋白质合成下降的结果。与SBM组相比,LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组的蛋清重、浓蛋白重及浓蛋白的CP含量均下降,即使脱酚棉籽蛋白质组中添加Leu使其SID AA含量与SBM组相同,也不能够改善蛋清品质变差的状况,说明在蛋鸡脱酚棉籽蛋白质型饲粮中添加Leu不能促进蛋清蛋白质合成,原因可能是脱酚棉籽蛋白质和豆粕在蛋白质利用率或者蛋白质周转代谢存在差异。可在蛋鸡饲粮中添加0.09%的角蛋白酶来提高蛋鸡对棉籽蛋白质的利用率[21]。也有研究认为蛋清品质的下降与饲粮所含游离棉酚有关,本试验各组饲粮中所含游离棉酚最大值为28.24 mg/kg。何涛[7]研究认为,饲粮中游离棉酚含量为28.35 mg/kg时不会导致产蛋鸡生产性能和蛋清品质的下降,故本试验中蛋清品质的下降并非饲粮中28.24 mg/kg的游离棉酚引起的。此外,本试验中,脱酚棉籽蛋白质组中精氨酸含量远高于SBM组,而过量的精氨酸与赖氨酸存在拮抗,进而影响蛋清蛋白质沉积[22-23];再者,LCSM、LCSM+Leu和LCSM+2Leu组中虽然平衡了多数氨基酸,但其丝氨酸含量远低于SBM组,而储存期鸡蛋蛋清品质下降、蛋清稀化主要与浓蛋白卵黏蛋白β亚基的降解有关[24];作为鸡蛋蛋清卵黏蛋白β亚基的主要成分,丝氨酸对鸡蛋蛋清品质的影响值得关注。

3.3 脱酚棉籽蛋白质型饲粮中Leu对产蛋高峰期蛋鸡血清生化指标的影响

血液承担着运输养料和代谢废物的重要功能,血液生化指标直接反映机体的健康和代谢情况。AST和ALT是心脏和肝脏中活性最高的2种转氨酶,且在机体氨基酸代谢中发挥重要作用。肝脏发生损伤,肝细胞不能保持其结构和功能的完整性,AST和ALT活性会显著升高[25]。CRE是肌酸的代谢产物,其含量也反映机体的代谢水平,当肾小球滤过功能异常时,血清CRE和UA含量显著升高[26]。本试验中,整个试验期,各组未见显著影响血清AST、ALT活性及CRE和UA含量,说明在脱酚棉籽蛋白质型饲粮中添加Leu不会造成产蛋高峰期蛋鸡肝功能和肾功能的损伤,产蛋鸡在试验全期处于健康状态。

血清TP包括ALB和GLB,TP反映机体蛋白质的代谢水平;ALB由肝脏产生,维持血浆渗透压,其含量也反映肝脏合成功能;GLB是一种免疫蛋白,可与相应的抗原特异性结合,其含量反映机体的免疫能力。本试验结果显示,LCSM组第12周时的血清GLB含量显著低于SBM组,表明脱酚棉籽蛋白质型饲粮对产蛋鸡的免疫功能具有不利影响,也进一步证实脱酚棉籽蛋白质不能长期作为产蛋鸡的唯一蛋白质来源进行饲喂,这与本课题组的前期结论[7, 27]一致。LCSM+2Leu组第12周时的血清TP含量显著低于SBM组,说明蛋鸡对脱酚棉籽蛋白质的利用率较差。且体内过量Leu可能导致机体蛋白质合成受阻或蛋白质降解加强,不利于蛋白质沉积,这与LCSM+Leu和LCSM+2Leu组鸡蛋中浓蛋白的CP含量下降相吻合。

4 结论

Leu不能改善由脱酚棉籽蛋白质作为产蛋高峰期蛋鸡饲粮的唯一蛋白质来源导致的鸡蛋蛋清品质下降。

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