2. 北京农学院动物科学技术学院, 北京 100081
2. College of Animal Science and Technology, Beijing Agricultural Collage, Beijing 100081, China
我国饲用蛋白质资源短缺，极度依赖进口大豆压榨所得。国家统计局数据显示，2018年大豆总消费量达1.11亿t，其中大豆进口量达8 806万t；禽蛋产量为3 128.28万t，饲粮中蛋白质原料占20%以上。虽然降低饲粮粗蛋白质水平可减少氮排放，进而降低环境污染，但降低饲粮粗蛋白质水平会影响鸡蛋蛋清品质，进一步影响鸡蛋新鲜度及货架期。因此，针对蛋鸡低粗蛋白质水平饲粮，聚焦鸡蛋蛋清品质的研究具重要意义。研究发现，在玉米-豆粕型饲粮标准回肠可消化氨基酸(SIDAA)模式下(异亮氨酸:蛋氨酸+半胱氨酸:苏氨酸:色氨酸:缬氨酸:赖氨酸=80 : 91 : 70 : 21 :88 :100)，饲粮粗蛋白质水平降低到16%，显著降低了20周龄海兰灰蛋鸡的平均蛋重、蛋清重和蛋白高度[1]。
蝇蛆蛋白作为优质昆虫蛋白质源，可提高家禽生产性能。蝇蛆蛋白中粗蛋白质含量(58.80%~63.89%)接近进口鱼粉[2]，必需氨基酸含量丰富，占氨基酸总量的47.72%[3]。研究表明，蝇蛆蛋白较豆粕含有较丰富的微量元素，尤其是维生素A和B族维生素[4]，可以改善蛋鸡的生产性能。使用蝇蛆蛋白替代部分饲粮蛋白质原料饲喂蛋鸡，可增强蛋鸡的抗病性和免疫力，提高夏季蛋鸡对热应激的抵抗力[5]；可以使蛋鸡开产日龄提前，提高产蛋率和产蛋量[6-7]。但目前蝇蛆蛋白在蛋鸡低粗蛋白质水平饲粮中的应用及其对鸡蛋蛋清品质影响的研究非常有限。因此，本试验在SIDAA平衡模式下配制试验饲粮，使蝇蛆蛋白与豆粕提供等量的粗蛋白质，探讨不同饲粮粗蛋白质水平(16.50%、14.85%和13.20%)下蝇蛆蛋白替代豆粕对产蛋高峰期蛋鸡生产性能、蛋清品质及血清蛋白质代谢指标的影响，旨在为蝇蛆蛋白的利用提供理论参考。
1 材料与方法 1.1 试验材料豆粕购于三河汇福粮油集团饲料蛋白有限公司，蝇蛆蛋白购自广东鑫肽生物科技股份有限公司，晶体氨基酸购自石家庄石兴氨基酸公司。以湿化学法测得饲料原料总氨基酸含量，经SIDAA数据库比对计算各饲料原料SIDAA含量(Evonik Degussa GmbH公司北京实验室技术支持)。表 1为本试验所用玉米、豆粕和蝇蛆蛋白的粗蛋白质、SIDAA含量及代谢能。
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表 1 玉米、豆粕和蝇蛆蛋白的粗蛋白质、SIDAA含量及代谢能 Table 1 CP, SIDAA contents and ME of corn, soybean meal and fly maggot protein |
试验采用单因素试验设计，选取252只产蛋率、体重相近的健康33周龄罗曼白蛋鸡，随机分为3组，每组7个重复，每个重复12只鸡。参照NY/T 33—2004[8]和理想氨基酸模式[9]，在等能(代谢能11.29 MJ/kg)、相同SIDAA平衡模式下，配制3种不同粗蛋白质水平(16.50%、14.85%、13.20%)的玉米-豆粕-蝇蛆蛋白试验饲粮，饲粮中蝇蛆蛋白与豆粕提供等量的粗蛋白质。试验饲粮组成、营养水平及SIDAA含量见表 2。预试期2周，正试期12周。
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表 2 试验饲粮组成、营养水平及SIDAA含量(风干基础) Table 2 Composition, nutrient levels and SIDAA contents of experimental diets (air-dry basis) |
试验采用半开放式鸡舍阶梯式3层立体笼养，将3个组的共21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，人工光照强度16 lx，光照周期16L : 8D，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 指标检测 1.4.1 生产性能以重复为单位，计算正试期内的平均产蛋率、日产蛋量(日产蛋总数/鸡只数)、平均蛋重、平均日采食量和料蛋比。
1.4.2 蛋清品质试验结束时，每重复采集接近平均蛋重的5枚蛋样，称重，计算平均蛋重；采用SONOVA蛋品质自动分析(Egg AnalyzerTM，Orka Technology Ltd)测定鸡蛋蛋白高度、哈氏单位。分离蛋清称重，计算蛋清重、蛋清比例；全蛋清在40目筛子上停留2 min，筛上物为浓蛋白，去除系带后分离浓蛋白称重，计算浓蛋白重。
1.4.3 血清蛋白质代谢指标试验结束时，每重复选取中间笼的1只健康蛋鸡翅静脉采血3 mL并分离血清，于-20 ℃保存待分析。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)、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，试剂盒购于上海科华生物工程股份有限公司。
1.4.4 输卵管膨大部组织切片试验结束时，每重复随机选取1只健康蛋鸡，颈静脉放血处死，剖腹取输卵管，在膨大部中间部位剪下2 cm组织，用生理盐水冲洗后置于10%甲醛溶液中固定，待做组织切片。膨大部冠状面(环状)取材、脱水、石蜡包埋、切片苏木精-伊红(HE)染色，观察样本组织学变化，于100倍显微镜下拍摄图片。
1.5 统计分析数据经Excel 2010处理，采用SAS 8.0软件ANOVA程序进行单因素方差分析，并用Duncan氏法进行多重比较，结果以平均值和均值标准误(SEM)表示，以P＜0.05为差异显著性标准。
2 结果 2.1 不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕对蛋鸡生产性能的影响由表 3可知，与16.50%组相比，14.85%组的产蛋率、平均蛋重、产蛋量、平均日采食量和料蛋比均无显著差异(P>0.05)；13.20%组的料蛋比显著增加(P < 0.05)，而产蛋率、产蛋量、平均蛋重和平均日采食量均显著降低(P < 0.05)。
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表 3 不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕对蛋鸡生产性能的影响 Table 3 Effects of soybean meal replaced by fly maggot protein in different dietary crude protein levels on performance of laying hens (n=12) |
由表 4可知，试验开始前(0周)，各组鸡蛋蛋清品质均无显著差异(P>0.05)。试验期末(12周)，与16.50%组相比，14.85%组的平均蛋重、蛋清重、浓蛋白重、蛋白高度、哈氏单位和蛋清比例均无显著差异(P>0.05)；13.20%组的平均蛋重、蛋清重、浓蛋白重和蛋白高度分别显著降低了4.08%、4.74%、9.37%和8.47%(P < 0.05)，而蛋清比例、哈氏单位无显著差异(P>0.05)。
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表 4 不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕对蛋鸡蛋清品质的影响 Table 4 Effects of soybean meal replaced by fly maggot protein in different dietary crude protein levels on egg albumen quality of laying hens (n=12) |
由表 5可知，不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕对蛋鸡血清AST、ALT活性及TP、ALB、UA含量没有显著影响(P>0.05)。
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表 5 不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕对蛋鸡血清蛋白质代谢指标的影响 Table 5 Effects of soybean meal replaced by fly maggot protein in different dietary crude protein levels on serum proteometabolism indexes of laying hens (n=12) |
图 1显示的是各组连续饲喂12周之后的输卵管膨大部组织切片，如图所示，在输卵管膨大部病理学方面，16.50%组、14.85%组和13.20%组输卵管黏膜固有层结构清晰，局部间质小血管充血，未见炎症细胞浸润；输卵管黏膜皱襞粗大，固有层腺体发达，腺体数量多、密度大，管状腺腺细胞肥大，管状腺内可见大量糖原及分泌颗粒。可见，不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕并未对蛋鸡输卵管膨大部的分泌功能产生不良影响。
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图 1 输卵管膨大部组织病理学观察 Fig. 1 Histopathological observation of magnum tubae uterinae (100×) |
低粗蛋白质水平饲粮是指基于理想氨基酸模式，按照营养需要标准，饲粮粗蛋白质水平降低2%~4%，补足晶体氨基酸，满足动物需求[10]。研究表明，蝇蛆蛋白替代豆粕使用可提高长顺绿壳蛋鸡的产蛋率和产蛋量[11]。蝇蛆蛋白替代豆粕饲喂蛋鸡，试验期内产蛋数提高了9.2%，蛋重增加了62%[12]。180日龄罗曼白蛋鸡饲喂蝇蛆蛋白，可显著提高其产蛋率[2]。在本试验中，添加晶体氨基酸使各组必需氨基酸与赖氨酸比例一致。本试验结果表明，使用蝇蛆蛋白替代豆粕，适当降低饲粮粗蛋白质水平(降至14.85%)，对产蛋高峰期罗曼白蛋鸡的产蛋率、平均蛋重、产蛋量和平均日采食量均无显著差异。也有研究表明，在43周龄海兰褐蛋鸡饲粮中添加5%~15%的蝇蛆蛋白可显著增加蛋重，但对平均日采食量和产蛋率无显著影响[13]。这与本试验研究结果不完全一致，可能与蛋鸡所处的生理阶段以及季节有关。此外，本研究表明在SIDAA模式下，当饲粮粗蛋白质水平降低至13.20%时，其生产性能依然显著降低，可能是因为13.20%组蝇蛆蛋白添加量较少，饲粮中缺乏某种活性物质；还可能是因为13.20%组中为平衡饲粮氨基酸，添加了较多的晶体氨基酸盐酸盐如L-赖氨酸盐酸盐，导致机体酸碱失衡，从而影响了13.20%组的饲喂效果。研究认为，过分降低饲粮粗蛋白质水平导致家禽生产性能下降的原因之一是体内离子失衡[14]。
3.2 不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕对蛋清品质的影响鸡蛋蛋清约占蛋重的63%[15]，由内向外依次是内浓蛋白、内稀蛋白、外浓蛋白和外稀蛋白。国际上通常用蛋白高度和哈氏单位作为蛋清品质评定的指标，蛋白高度越高，蛋清越浓稠，蛋清品质越好[16]。鸡蛋蛋清品质受饲粮粗蛋白质水平、蛋白质来源、蛋鸡品种、年龄、储存时间等多种因素的影响。本研究结果显示，饲粮粗蛋白质水平降低至14.85%时未显著影响试验末期鸡蛋的平均蛋重、蛋清重、浓蛋白重、蛋白高度、哈氏单位、蛋清比例等。饲粮粗蛋白质水平降低至13.20%时则显著降低平均蛋重、蛋清重、浓蛋白重和蛋白高度。蛋鸡对小肽、非必需氨基酸有最低需要量[17]，13.20%组虽然平衡了饲粮中大部分氨基酸，但例如谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)和小肽等这些营养物质可能缺乏；另外，饲粮过低的粗蛋白质水平也导致蛋鸡体内蛋白质合成不足或者抑制蛋白质合成，进而影响蛋清品质[18]。由此可见，蛋鸡饲粮长期使用蝇蛆蛋白替代豆粕并使饲粮粗蛋白质水平降低1.65%不影响蛋清品质。
3.3 不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕对蛋鸡血清蛋白质代谢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，在机体氨基酸代谢中发挥重要作用。肝脏发生损伤时，肝细胞不能保持其结构和功能的完整性，血清AST和ALT活性会显著升高[19]。UA含量反映肾小球功能，UA含量提高提示肾小球滤过作用出现异常。本试验结果显示，各组间血清ALT、AST活性及UA含量无显著差异，说明本试验条件下蝇蛆蛋白并未对罗曼白蛋鸡的肝脏和肾脏功能产生不良影响。血清TP包括ALB和球蛋白(GLB)，TP反映机体蛋白质代谢水平，ALB由肝脏产生，反映肝脏合成蛋白质功能，本试验结果显示，血清TP、ALB含量虽无显著变化，但13.20%组血清TP、ALB含量均有所降低，说明13.20%组蛋白质合成功能减弱。
3.4 不同饲粮粗蛋白质水平下蝇蛆蛋白替代豆粕对蛋鸡输卵管膨大部组织学形态的影响蛋鸡输卵管膨大部是蛋清蛋白合成和分泌的部位[20]，其健康状况直接影响鸡蛋蛋清品质。受病毒感染或应激时，蛋鸡输卵管膨大部管状腺细胞和颗粒细胞出现病变，致蛋清蛋白合成不足，蛋清稀化[21-22]。在本试验条件下，各组的蛋鸡输卵管膨大部组织结构完整，管状腺的腺细胞肥大，管状腺内有大量糖原及分泌颗粒，说明在蛋鸡低粗蛋白质水平饲粮中使用蝇蛆蛋白替代豆粕并未对输卵管膨大部的蛋白质合成、分泌功能产生损伤。蝇蛆蛋白一方面可以在低粗蛋白质水平饲粮中维持蛋鸡输卵管膨大部的正常功能，另一方面在饲粮粗蛋白质水平更低时则会对蛋清品质产生不良影响，这种变化除了蝇蛆蛋白在低粗蛋白质水平饲粮中影响肝脏蛋白质代谢外，可能与肠道对氨基酸和小肽等的吸收和转运有关，研究发现家禽对饲粮蛋白质的利用率与空肠氨基酸转运载体有关[23]。这一点有待于进一步研究证实。
4 结论饲粮等能、相同SIDAA模式下，使用蝇蛆蛋白替代豆粕并使饲粮粗蛋白质水平降低至14.85%时未影响蛋鸡的生产性能和蛋清品质，但饲粮粗蛋白质水平降低至13.20%时则有不利影响。
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