2. 宜兴市天石饲料有限公司, 宜兴 214200
2. Yixing Skystone Feed Co., Ltd., Yixing 214200, China
近年来，随着人们生活水平的提高，对优质畜产品的需求量不断增大。在满足营养需要的基础上，鸡肉品质及风味已成为消费者追求的目标。因此，优质肉鸡占据国内肉鸡消费市场的比重越来越大[1]。所以，在采用营养手段提高肉鸡生长性能的同时，改善其肌肉品质，充分发挥优质肉鸡的品种潜力，具有重要的意义。甜菜碱是甘氨酸的三甲基衍生物，是一种季铵型生物碱，广泛存在于动植物以及微生物体内，其最主要的生理功能是提供甲基和渗透调节[2]。作为甲基供体，甜菜碱在动物机体中通过蛋氨酸循环，参与机体脂质和蛋白质代谢；作为渗透保护剂，甜菜碱可在肌肉组织中沉积[3]，通过调节渗透压来保护细胞及蛋白质结构和功能的完整性，增加肌肉保水能力，进而影响肌肉品质。肌肉中的水分根据其存在的空间结构分为3类：结合水、不易流动水和自由水，不同类型水分的分布和存在状态会影响肌肉的系水力[4]。目前，甜菜碱对肉鸡肌肉中不同类型水分分布状态的影响研究较少。此外，甜菜碱还是一种有效的抗氧化剂，可提高肉鸡胸肌中总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶活性[5]。黄羽肉鸡是我国的特色优质肉鸡品种，因其生长速度相对较快、肌间脂肪适中、肉味鲜美、风味独到的特点而深受广大消费者青睐[6]。前人研究表明，甜菜碱能够改善肉鸡生长性能和调节脂质代谢，且多应用于快大型肉鸡[7]。而对我国优质黄羽肉鸡的肉品质研究较少。因此，本试验以黄羽肉鸡为研究对象，研究饲粮中添加不同水平甜菜碱对黄羽肉鸡屠宰性能、肌肉品质、水分分布和抗氧化能力的影响，旨在为甜菜碱在我国优质黄羽肉鸡的生产应用及改善其肌肉品质提供参考。
1 材料与方法 1.1 试验材料试验用甜菜碱为无水甜菜碱，纯度为96%；中速型黄羽肉鸡(公司自育品种)购自江苏立华畜牧股份有限公司。
1.2 试验仪器与设备CR-400型色差仪(Konzca Minolta Sensing，美国)、HI9025 pH计(Hanna Instruments，意大利)、PQ-001 Niumag Pulsed核磁共振成像分析仪(上海纽迈电子科技有限公司)、TA-XT Plus质构仪(Stable Micro Systems，英国)、LA8080日立全自动氨基酸(日立公司，日本)。
1.3 试验方法 1.3.1 试验设计选用健康、体重相近1日龄雌性黄羽肉鸡400只，随机分为5组，每组8个重复，每个重复10只。对照组饲喂基础饲粮，试验组在基础饲粮中分别添加125、250、500、1 000 mg/kg甜菜碱。试验期74 d。其中，1~21日龄饲喂雏鸡料，22~45日龄饲喂中期饲料，46~74日龄饲喂后期饲料。基础饲粮组成及营养水平见表 1，料型为粉料。
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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) |
饲养试验在南京市康欣禽业有限公司进行，采用立体笼养方式。自由采食和饮水，按常规免疫程序免疫。
1.4 样品采集和指标测定于试验第74天，禁食12 h，分别从每组中选择8只(每个重复1只)黄羽肉鸡称活体重，颈静脉放血处死，待其死亡后立即解剖。屠宰后采集右侧胸肌样品，-20 ℃保存待测；屠宰后采集左侧胸肌样品，用于肌肉品质测定。
1.4.1 屠宰性能按照《家禽生产性能名词术语和度量统计方法》(NY/T 823—2004)[8]测定并计算屠宰率、全净膛率、腿肌率、胸肌率和腹脂率。用游标卡尺测量测定尾椎前端、背正中线切开的皮肤转角处的厚度为皮下脂肪厚度。用游标卡尺测量胸骨侧突部位的脂肪带宽度为肌间脂肪宽度。
1.4.2 肌肉品质滴水损失：称取胸肌约10 g肉样，测定质量(m1)，置于自封袋内，密封悬挂于在4 ℃冰箱内，24 h后将胸肌取出，滤纸吸干样品表面水分后测定质量(m2)，计算24 h滴水损失。48 h滴水损失测定方法同上。滴水损失的计算公式如下：
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蒸煮损失：胸肌肉样于4 ℃冰箱内冷藏24 h后，称取约10 g，测定质量(m3)，置于自封袋中，放入72 ℃恒温水浴锅中加热至肉块中心温度70 ℃取出，冷却至室温，滤纸吸干肉样表面水分后测定质量(m4)，蒸煮损失的计算公式如下：
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pH：用pH计测定屠宰45 min和24 h后胸肌的pH。每个肉样测定3个不同点，取平均值。
肉色：用色差计测定屠宰45 min和24 h后胸肌的亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)值。每个肉样测定3个不同点，取平均值。
1.4.3 胸肌营养成分胸肌中水分含量采用105 ℃恒温烘干失重法(GB 5009.3—2016)进行测定，粗蛋白质含量采用凯氏定氮法(GB 5009.5—2016)进行测定，粗脂肪含量采用索氏提取法(GB 5009.6—2016)进行测定。
1.4.4 胸肌氨基酸含量称取0.1 g左右胸肌样品，在110 ℃、6 mol/L盐酸作用下水解，配制标样，将标样和处理好样品用全自动氨基酸分析仪进行测定。
1.4.5 胸肌水分分布状态称取2 g左右胸肌样品剪碎后放入核磁管中，再放入核磁共振成像分析仪中进行测定。参照黄子信等[9]的方法测定胸肌结合水、不易流动水、自由水的出峰时间(T2b、T21、T22)和峰面积(A2b、A21、A22)，并计算胸肌结合水、不易流动水、自由水的峰面积比(P2b、P21、P22)。
1.4.6 胸肌质构特性沿胸肌肌肉纤维方向切成2.0 cm3的块状，用质构仪进行测定胸肌硬度、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性和回复性[10]。
1.4.7 胸肌抗氧化能力胸肌中T-SOD、GSH-Px和过氧化氢酶(CAT)活性，总抗氧化能力(T-AOC)，丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)含量采用南京建成生物工程研究所试剂盒测定，测定步骤按照对应试剂盒说明书进行。
1.5 数据处理采用Excel 2016对试验数据进行初步整理后，用SPSS 20.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，同时进行线性和二次显著性检验。各组之间的差异用Duncan氏法进行多重比较。P < 0.05为差异显著，0.05≤P < 0.10为趋势性影响。结果以平均值和均值标准误(SEM)表示。
2 结果与分析 2.1 甜菜碱对黄羽肉鸡屠宰性能的影响由表 2可知，饲粮中添加甜菜碱可显著降低皮下脂肪厚度和肌间脂肪宽度(线性，P < 0.05)，有降低腹脂率(线性，P=0.069)和腿肌率(二次，P=0.097)的趋势。饲粮中添加甜菜碱对屠宰性能其他指标无显著影响(P > 0.05)。
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表 2 甜菜碱对黄羽肉鸡屠宰性能的影响 Table 2 Effects of betaine on slaughter performance of yellow feather broilers |
由表 3可知，饲粮中添加甜菜碱可显著降低胸肌24和48 h滴水损失(线性和二次，P < 0.05)，且各试验组的胸肌24和48 h滴水损失显著低于对照组(P < 0.05)。此外，饲粮中添加甜菜碱有增加肌肉45 min亮度值的趋势(线性，P=0.085；二次，P=0.081)。饲粮中添加甜菜碱对胸肌肉品质其他指标无显著影响(P > 0.05)。
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表 3 甜菜碱对黄羽肉鸡肌肉品质的影响 Table 3 Effects of betaine on muscle quality of yellow feather broilers |
由表 4可知，饲粮中添加甜菜碱可显著提高胸肌粗脂肪含量(线性，P < 0.05)，且1 000 mg/kg甜菜碱添加组胸肌中粗脂肪含量显著高于对照组(P < 0.05)。此外，饲粮中添加甜菜碱有增加胸肌粗蛋白质含量的趋势(二次，P=0.074)。饲粮中添加甜菜碱对胸肌水分含量无显著影响(P > 0.05)。
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表 4 甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌营养成分的影响(鲜样基础) Table 4 Effects of betaine on nutritional composition of breast muscle of yellow feather broilers (fresh sample basis) |
由表 5可知，饲粮中添加甜菜碱可显著提高胸肌中蛋氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和组氨酸含量(线性，P < 0.05)，饲粮中添加甜菜碱有线性增加胸肌中亮氨酸(P=0.089)、苏氨酸(P=0.054)、赖氨酸(P=0.068)、天冬氨酸(P=0.096)、谷氨酸(P=0.067)、精氨酸(P=0.069)、丝氨酸(P=0.072)、半胱氨酸(P=0.060)、风味氨基酸(P=0.082)、甜味氨基酸(P=0.089)和总氨基酸(P=0.064)含量的趋势。饲粮中添加甜菜碱对胸肌中其他氨基酸含量无显著影响(P > 0.05)。
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表 5 甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌氨基酸含量的影响 Table 5 Effects of betaine on contents of amino acid in breast muscle of yellow feather broilers |
由表 6可知，饲粮中添加甜菜碱可显著提高胸肌中不易流动水的峰面积比(线性，P < 0.05)，饲粮中添加甜菜碱可显著降低胸肌中不易流动水的出峰时间、自由水的出峰时间、结合水的峰面积和结合水的峰面积比(线性，P < 0.05)，饲粮中添加甜菜碱有提高不易流动水的峰面积(二次，P=0.092)和降低自由水的出峰时间(二次，P=0.083)的趋势。与对照组相比，500、1 000 mg/kg甜菜碱添加组胸肌中自由水的出峰时间显著降低(P < 0.05)。饲粮中添加甜菜碱对胸肌中结合水的出峰时间、自由水的峰面积和自由水的峰面积比无显著影响(P > 0.05)。
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表 6 甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌水分分布状态的影响 Table 6 Effects of betaine on breast muscle moisture distribution state of yellow feather broilers |
由表 7可知，饲粮中添加甜菜碱有降低胸肌弹性的趋势(线性，P=0.059)。饲粮中添加甜菜碱对胸肌硬度、内聚性、胶着性、咀嚼性和回复性无显著影响(P > 0.05)。
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表 7 甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌质构特性的影响 Table 7 Effects of betaine on breast muscle texture characteristics of yellow feather broilers |
由表 8可知，饲粮中添加甜菜碱可显著提高胸肌中T-AOC和GSH含量(线性，P < 0.05)，饲粮中添加甜菜碱有降低胸肌中MDA含量的趋势(线性，P=0.060)，饲粮中添加甜菜碱有增加胸肌中T-SOD活性(二次，P=0.099)和GSH含量(二次，P=0.057)的趋势。与对照组相比，500、1 000 mg/kg甜菜碱添加组胸肌中T-AOC显著提高(P < 0.05)。饲粮中添加甜菜碱对胸肌中CAT和GSH-Px活性无显著影响(P > 0.05)。
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表 8 甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌抗氧化指标的影响 Table 8 Effects of betaine on breast muscle antioxidant indexes of yellow feather broilers |
屠宰性能是衡量养殖经济效益的关键指标，也是衡量畜禽产肉性能的重要指标[11]。蒋雪樱等[12]研究表明，饲粮中添加甜菜碱可以显著提高爱拔益加(AA)肉鸡胸肌率和腿肌率，但对全净膛率和屠宰率无显著影响。本试验结果表明，饲粮中添加甜菜碱除对黄羽肉鸡屠宰率和全净膛率无显著影响外，对胸肌率和腿肌率也未产生影响影响。这一结果与上述研究结果不一致，其原因可能与试验鸡品种、性别、生长速度和饲养日龄有关。此外，本试验发现饲粮中添加甜菜碱后，黄羽肉鸡皮下脂肪厚度和肌间脂肪宽度线性降低，同时腹脂率有线性降低的趋势。这一结果与杨雨等[13]和汪以真等[14]的结论一致，他们分别报道饲粮中添加甜菜碱可以降低仔鹅和肉鸭的腹脂率和皮脂厚。甜菜碱降低脂肪沉积机制可能与其抑制机体内脂肪组织中乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合成酶等活性及其mRNA的表达[15]，并促进脂肪酸的β氧化[16]有关，进而降低机体脂肪沉积。
3.2 甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌肉品质、水分分布和质构特性的影响肌肉蒸煮损失、滴水损失、pH和肉色是衡量肉品质的物理指标。pH与肌糖原的酵解速率有关，较高pH的肉具有较长的货架寿命[17]。肉色可反映肌肉生理生化和微生物的变化过程，其颜色取决于肌肉中肌红蛋白和血红蛋白的含量和化学状态[18]。在本试验中，饲粮中添加甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌pH和肉色无显著影响，这与Chen等[19]和冷智贤等[20]研究结果一致。滴水损失和蒸煮损失表示肌肉的系水能力，能直接影响肉的食用品质。蒋雪樱等[12]和Chen等[19]分别报道甜菜碱可以降低AA肉仔鸡和樱桃谷肉鸭的胸肌滴水损失。本试验结果表明，饲粮中添加甜菜碱可显著降低黄羽肉鸡胸肌24和48 h滴水损失，这与上述结果一致，说明甜菜碱能提高黄羽肉鸡肌肉的保水性和多汁性，从而能改善肌肉品质与商业价值。保水性的提高可能归因于甜菜碱作为有机渗透压调节剂对细胞渗透性的保护作用。此外，饲粮中添加甜菜碱具有增加对矿物质的吸收和保持能力，也有助于提高肌肉组织的保水能力[21]。有研究指出，中速和慢速型地方肉鸡肌肉系水能力显著高于快速型白羽肉鸡[22]，这说明生长速度也是影响黄羽肉鸡肌肉品质的因素之一。
组织中水分由结合水、不易流动水和自由水3种类型组成。结合水是细胞内部与蛋白质紧密结合的水分子层；不易流动水存在于细胞内部，是决定肌肉保水性的关键部分；自由水存在于肌肉细胞间隙，在外力作用下很容易失去[9]。目前，核磁共振作为一种测定肌肉中水分分布的有效方法已得到广泛应用[23]。本试验结果表明，饲粮中添加甜菜碱可显著提高胸肌中不易流动水的峰面积比，显著降低胸肌中不易流动水的出峰时间、自由水的出峰时间、结合水的峰面积和结合水的峰面积比，说明甜菜碱能够影响肌肉中水分分布，使得肌肉中结合水和自由水向不易流动水迁移，增加不易流动水比例，提高肌肉组织对水的束缚力。结合胸肌24和48 h滴水损失结果，我们认为甜菜碱通过渗透保护作用提高细胞系水能力[2]，避免细胞脱水，从而增加肌肉中不易流动水比例，达到保水作用。
肌肉质构特性的检测是通过质构仪模拟人口腔的咀嚼动作，从硬度、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性和回复性等指标来客观评价肌肉品质[24]。本研究表明，饲粮中添加甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌质构特性无显著影响。
3.3 甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌营养成分及氨基酸含量的影响水分、粗蛋白质和粗脂肪是肌肉中主要的营养成分，也是评价肌肉品质的化学指标。肌肉中脂肪分肌间脂肪和肌内脂肪，前者主要成分是甘油三酯，与肌肉的多汁性等有关；后者主要成分是磷脂，其氧化产物直接影响风味成分的组成[25]。本试验表明，饲粮中添加甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌中粗蛋白质含量无显著影响，但显著提高黄羽肉鸡胸肌中粗脂肪含量。其结果与在AA肉鸡中的试验结果[12]一致。这说明无论是快速生长型AA肉鸡还是中速生长型黄羽肉鸡，甜菜碱都具有改善肌肉风味和嫩度、增加其感官品质的作用。在生长育肥猪上的试验结果表明，饲粮中添加甜菜碱能够增加猪背最长肌中酸不溶肉碱含量，加强猪背部脂肪动用，在降低背脂(背膘厚)同时，适度增加肌肉中粗脂肪含量，从而发挥脂肪在脂肪组织和肌肉组织之间重新分配的作用[26]。此外，生长速度也会对肉鸡肌肉营养成分产生影响。黎寿丰等[27]研究表明，肉鸡胸肌中肌内脂肪含量随着饲养日龄的增大而升高，且120日龄时达到最高。提高肌肉中粗脂肪含量对肉质保水性的增加或滴水损失的减少均有改善作用[28]。
氨基酸是鸡肉的重要滋味物质和香味前体物质。总氨基酸含量用于评估鸡肉的营养价值，风味氨基酸含量则反映鸡肉风味品质的高低[22]。甜味氨基酸可以和风味物质协同呈味，呈现肉类鲜美滋味。冯杰等[29]报道，肥育猪饲喂甜菜碱后，其背最长肌中氨基酸组成无显著变化，但与对照组相比，蛋氨酸、苯丙氨酸、精氨酸及甘氨酸含量略有提高。本试验结果显示，饲粮中添加甜菜碱对黄羽肉鸡胸肌中大部分氨基酸含量尽管未产生显著影响，但蛋氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和组氨酸含量随甜菜碱添加量的增加呈线性提高；亮氨酸、苏氨酸、赖氨酸等多种氨基酸含量有线性增加的趋势，以及胸肌中风味氨基酸、甜味氨基酸和总氨基酸含量也存在线性提高的趋势。甜菜碱的分子结构中具有3个活性甲基，是一种高效的甲基供体，可在甜菜碱同型半胱氨酸甲基转移酶的催化下为蛋氨酸再生提供甲基，从而节省蛋氨酸，促进蛋白质在肌肉中沉积。同时，甜菜碱能促进RNA合成和含硫氨基酸代谢，提高肌肉中风味氨基酸含量[30]。因此，饲粮添加甜菜碱有利于促进黄羽肉鸡胸肌中氨基酸的合成，提升肌肉风味品质。至于更高添加量的甜菜碱能否对黄羽肉鸡胸肌中氨基酸含量产生影响，有待进一步研究。
3.4 甜菜碱对黄羽肉鸡肌肉抗氧化指标的影响肌肉脂质过氧化反应产生的过氧化物是影响肉品的主要因素，此过程不仅改变肉的色泽、质感和风味，还可能会产生有毒物质[31]。T-AOC是机体抗氧化能力的总和。GSH是一种非酶抗氧化剂，在GSH-Px作用下清除体内自由基。Alirezaei等[5]发现，在蛋氨酸缺乏的饲粮中添加甜菜碱可显著提高肉鸡胸肌的抗氧化能力和肉品质，并降低脂质过氧化反应。Veskovic等[32]报道甜菜碱能够降低蛋氨酸-胆碱缺乏老鼠肝脏中活性氧的生成，增加GSH含量，提高T-SOD、CAT和GSH-Px活性，改善肝脏的抗氧化能力。本试验中，饲粮中添加甜菜碱可以显著提高黄羽肉鸡胸肌中T-AOC，且线性提高胸肌中GSH含量，与上述结果一致。这说明甜菜碱能够增强胸肌抗氧化能力，减少自由基对细胞的损伤。甜菜碱的抗氧化功能可能与以下途径有关：甜菜碱通过蛋氨酸循环产生的S-腺苷甲硫氨酸和蛋氨酸，或通过转硫途径生产的还原型谷胱甘肽，来增强细胞的抗氧化能力，保护细胞免受氧化损伤[33]。此外，甜菜碱的渗透调节作用可以保护细胞的蛋白质和酶免受环境的影响，从而提高酶与非酶抗氧化能力，减少脂质过氧化[20]，发挥抗氧化功能。
4 结论饲粮中添加甜菜碱能够降低黄羽肉鸡体脂沉积，增加胸肌中粗脂肪和氨基酸含量，提高胸肌系水力、不易流动水比例和抗氧化能力，最终改善肌肉品质。本试验中，以1 000 mg/kg甜菜碱添加组效果最好。
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