飼糧添加低聚木糖對蛋雞蛋品質(zhì)、血清抗氧化功能和脂質(zhì)代謝的影響

周建民 邱 凱 張海軍 武書庚 王 晶 齊廣海

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部動物產(chǎn)品質(zhì)量安全飼料源性因子風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

脂類是育成期和產(chǎn)蛋期蛋雞的重要營養(yǎng)物質(zhì)，在雞蛋中其主要沉積于蛋黃，在胚胎期為雞胚發(fā)育供應(yīng)能量；就雞蛋品質(zhì)而言，脂肪酸是重要的風(fēng)味前體物質(zhì)，極大程度影響蛋品的風(fēng)味、滋味和口感。此外，蛋黃顏色是消費(fèi)者選擇雞蛋的重要參考指標(biāo)，飼糧中脂溶性類胡蘿卜素在蛋黃中的沉積受脂類物質(zhì)影響。因此，蛋雞的脂質(zhì)代謝對蛋雞的健康和雞蛋品質(zhì)至關(guān)重要。低聚木糖(xylooligosaccharide,XOS)是一種典型的益生元，由2～8個(gè)D-木糖單位經(jīng)β-1,4糖苷鍵連接而成[1]。由于家禽缺乏相應(yīng)的β-1,4糖苷酶，XOS可順利到達(dá)蛋雞盲腸，在盲腸中，XOS可作為微生物的發(fā)酵底物供微生物利用[2]。這種選擇性發(fā)酵能促進(jìn)腸道有益菌的增殖，減少致病菌豐度，從而改善腸道微生態(tài)環(huán)境[3]。此外，菌群發(fā)酵XOS的代謝產(chǎn)物，如揮發(fā)性脂肪酸，可改善家禽免疫狀態(tài)[4]，促進(jìn)腸上皮細(xì)胞增殖[5]，進(jìn)而提高機(jī)體健康和生產(chǎn)性能。本實(shí)驗(yàn)室前期研究表明，XOS可有效調(diào)節(jié)蛋雞盲腸菌群，改善腸道形態(tài)和提高蛋雞飼料效率[6]。同時(shí)，前期試驗(yàn)觀察到蛋黃顏色在XOS組明顯加深，結(jié)合XOS在豬[7]、小鼠[8]和肉雞[9]上的試驗(yàn)結(jié)果，推測其可能參與了蛋雞脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)。鑒于此，本試驗(yàn)旨在研究飼糧添加不同水平XOS對產(chǎn)蛋期蛋雞蛋品質(zhì)、血清抗氧化功能和脂質(zhì)代謝的影響，并分析其間的關(guān)聯(lián)性，為XOS在產(chǎn)蛋雞生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用XOS購于某生物科技股份有限公司，純度為95%，XOS聚合度為2～7(即XOS的糖鏈中木單糖數(shù)量是2～7個(gè))。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)飼糧

采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取480只45周齡產(chǎn)蛋率和體重相近的健康海蘭褐蛋雞，隨機(jī)分為5組，每組8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)12只。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組在基礎(chǔ)飼糧基礎(chǔ)上分別添加0.01%、0.02%、0.04%和0.08%的XOS。試驗(yàn)分為預(yù)試期1周和正試期12周。參照《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)、結(jié)合海蘭褐產(chǎn)蛋雞飼養(yǎng)手冊配制玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)采用半開放式雞舍3層階梯籠養(yǎng)，每籠(40 cm×40 cm×35 cm)3只，試驗(yàn)重復(fù)均勻分布。早晚補(bǔ)光保證光照時(shí)間16 h/d，光照強(qiáng)度20 lx，室內(nèi)溫度保持24～28 ℃，相對濕度50%～80%，自然通風(fēng)和橫向負(fù)壓通風(fēng)相結(jié)合。自由采食和飲水；專人管理，每日撿蛋1次、清理雞糞1次，每周消毒1次；常規(guī)免疫。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 蛋品質(zhì)

正試期第6周和第12周末，每重復(fù)隨機(jī)選取6枚雞蛋，采用SONOVA蛋品質(zhì)自動分析儀(Egg AnalyzerTM,Orka Technology Ltd.)測定雞蛋蛋白高度、哈氏單位和蛋黃顏色；采用蛋殼強(qiáng)度分析儀(Egg Force Reader,Orka Technology Ltd.)測定蛋殼強(qiáng)度；采用蛋殼厚度測定儀(Egg Shell Thickness Gauge,Orka Technology Ltd.)測定蛋殼厚度；分離蛋黃稱重，計(jì)算蛋黃比例；每重復(fù)取3個(gè)蛋黃混勻凍干，計(jì)算蛋黃含水率。

蛋黃比例(%)=(蛋黃重/蛋重)×100；
蛋黃含水率(%)=[(蛋黃鮮重-
蛋黃凍干重)/蛋黃鮮重]×100。

1.4.2 血清抗氧化指標(biāo)

正試期第12周末，每重復(fù)隨機(jī)選取2只雞翅靜脈采血3 mL于血清離心管，靜置，2 500 r/min離心10 min，取上清液分裝于1.5 mL Eppendorf管，-20 ℃保存待用。采用比色法測定血清中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和總抗氧化能力(T-AOC)，采用黃嘌呤氧化酶法測定血清中超氧化物歧化酶(SOD)活性，采用硫代巴比妥酸法測定血清中丙二醛(MDA)含量。測定采用南京建成生物工程研究所試劑盒，嚴(yán)格按照試劑盒說明操作。

1.4.3 血清生化指標(biāo)

血清樣品采集與保存同1.4.2。血清總蛋白(TP)和白蛋白(ALB)含量以及谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性采用卓越300型全自動生化分析儀(上海科華生物工程股份有限公司)測定，試劑盒購自上海科華生物工程股份有限公司。球蛋白(GLB)含量為TP與ALB含量之差。

1.4.4 肝臟指數(shù)和腹脂率

正試期第12周末，每重復(fù)隨機(jī)選取2只雞稱重后屠宰，完整取出肝臟和腹脂并稱重，計(jì)算肝臟指數(shù)和腹脂率。

肝臟指數(shù)(‰)=(肝臟重/活雞重)×1 000；
腹脂率(‰)=(腹脂重/活雞重)×1 000。

1.4.5 脂質(zhì)代謝指標(biāo)

血清樣品采集和保存同1.4.2，4 ℃緩凍，直接用于測定血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和極低密度脂蛋白(VLDL)含量；肝臟樣品采集同1.4.4，-20 ℃保存待用，4 ℃緩凍，取150 mg置于含9倍體積無水乙醇的1.5 mL無酶管，60 Hz勻漿100 s(上海靜信實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司)，4 ℃下4 000 r/min離心10 min，取上清液用于測定TC和TG含量；蛋黃凍干粉收集如1.4.1，取100 mg置于含4倍體積無水乙醇的1.5 mL無酶管，后續(xù)處理步驟與肝臟樣品一致。

血清TG、HDL-C和LDL-C含量采用卓越300型全自動生化分析儀(上海科華生物工程股份有限公司)測定，試劑盒購自上海科華生物工程股份有限公司。血清TC含量以及肝臟和蛋黃TC和TG含量采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定，血清VLDL含量應(yīng)用雙抗體夾心法、采用上海酶聯(lián)生物科技有限公司試劑盒測定，均嚴(yán)格按照試劑盒說明操作。蛋黃TC、TG含量以mmol/g鮮蛋黃表示。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 19.0軟件的one-way ANOVA程序進(jìn)行方差分析，F(xiàn)檢驗(yàn)先確定組間方差齊性，ANOVA檢驗(yàn)組間差異顯著性，然后對差異顯著指標(biāo)進(jìn)行Duncan氏法多重比較。Contrast命令獨(dú)立于多重比較用以檢驗(yàn)XOS的線性和二次效應(yīng)。以P<0.05為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)，以0.05≤P<0.10為有變化趨勢。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧添加XOS對蛋雞蛋品質(zhì)的影響

由表2可知，飼糧添加XOS對試驗(yàn)第6周末和第12周末的蛋殼強(qiáng)度、蛋殼厚度、蛋白高度、哈氏單位、蛋黃比例和蛋黃含水率均無顯著影響(P>0.05)。而試驗(yàn)第12周末，蛋黃顏色隨XOS添加水平提高呈線性提高(P<0.05)。

表2 飼糧添加XOS對蛋雞蛋品質(zhì)的影響

續(xù)表2項(xiàng)目 ItemsXOS添加水平XOS supplemental levels/%00.010.020.040.08SEMP值 P-value處理Treatment線性Linear二次Quadratic蛋黃比例 Yolk percentage/%22.8123.4323.1623.3723.740.4810.5010.1350.785蛋黃含水率 Yolk water content/%48.3548.1748.2548.1348.270.0960.9560.6120.462第12周末 End of week 12蛋殼強(qiáng)度 Eggshell strength/N38.2641.2538.6637.0737.610.5970.2330.2320.804蛋殼厚度 Eggshell thickness/mm42.3342.9742.5542.4142.260.1640.6970.5170.670蛋白高度 Albumen height/mm6.826.687.147.006.690.0760.2580.6570.108蛋黃顏色 Yolk color5.886.396.336.346.570.0900.1280.0390.392哈氏單位 Haugh unit79.6978.7681.3480.5178.470.5140.3990.5170.176蛋黃比例 Yolk percentage/%24.0024.8724.6224.7425.110.1820.4040.8610.526蛋黃含水率 Yolk water content/%48.8048.7548.9248.8648.730.0750.9400.8050.540

2.2 飼糧添加XOS對蛋雞血清抗氧化功能的影響

由表3可知，試驗(yàn)第12周末，蛋雞血清GSH-Px活性隨飼糧XOS添加水平提高呈線性提高(P<0.05)，而血清MDA含量隨飼糧XOS添加水平提高呈二次變化(P<0.05)，即隨XOS添加水平的提高先降低后升高。飼糧添加不同水平XOS對蛋雞血清SOD活性和T-AOC無顯著影響(P>0.05)。

表3 飼糧添加XOS對蛋雞血清抗氧化功能的影響

2.3 飼糧添加XOS對蛋雞血清生化指標(biāo)的影響

由表4可知，飼糧添加不同水平XOS對試驗(yàn)第12周末蛋雞血清TP、ALB和GLB含量和ALT活性無顯著影響(P>0.05)；而蛋雞血清AST活性隨飼糧XOS添加水平提高呈線性降低(P<0.05)。

表4 飼糧添加XOS對蛋雞血清生化指標(biāo)的影響

2.4 飼糧添加XOS對蛋雞肝臟指數(shù)和腹脂率的影響

由表5可知，試驗(yàn)第12周末，各組蛋雞體重和腹脂率無顯著差異(P>0.05)；隨飼糧XOS添加水平的提高，蛋雞肝臟指數(shù)有線性增加趨勢(P=0.090)。

表5 飼糧添加XOS對蛋雞肝臟指數(shù)和腹脂率的影響

2.5 飼糧添加XOS對蛋雞脂質(zhì)代謝的影響

由表6可知，飼糧添加XOS對蛋雞血清TC含量無顯著影響(P>0.05)，但隨添加水平的提高血清TG(P=0.058)和LDL-C(P=0.056)含量有線性降低趨勢，血清VLDL含量呈線性降低(P<0.05)，血清HDL-C含量有所升高，且隨XOS添加水平提高呈二次變化趨勢(P=0.097)。肝臟方面，飼糧添加不同水平XOS對蛋雞肝臟TC含量無顯著影響(P>0.05)，但隨飼糧XOS添加水平的提高肝臟TG含量呈線性提高趨勢(P=0.076)。蛋黃方面，與對照組相比，飼糧添加4種水平(0.01%、0.02%、0.04%和0.08%)XOS均顯著降低蛋雞蛋黃TC含量(P<0.05)，分別降低6.71%、6.04%、6.51%和6.53%，且隨XOS添加水平提高呈線性和二次變化(P<0.05)；同時(shí)，0.02%、0.04%和0.08%XOS添加組蛋黃TG含量顯著低于對照組(P<0.05)，分別降低5.89%、5.46%和7.65%，且隨XOS添加水平提高呈線性和二次變化(P<0.05)。

3 討 論

3.1 飼糧添加XOS對蛋雞蛋黃顏色的影響

蛋黃顏色深刻影響消費(fèi)者對雞蛋的選擇。不同國家或地區(qū)對蛋黃顏色需求標(biāo)準(zhǔn)不一，但金黃色往往更具吸引力[10]。且消費(fèi)者更青睞顏色深的蛋黃，因?yàn)樯铑伾包S看起來更加天然[11]。蛋黃顏色主要受蛋雞飼糧影響，尤其是富含類胡蘿卜素的谷物飼糧，其可增加蛋黃中黃橙色素的沉積[12]。與本實(shí)驗(yàn)室前期研究結(jié)果[6]一致，本研究中，蛋黃顏色隨飼糧XOS添加水平提高呈線性顯著提高，分析原因可能是XOS干預(yù)了蛋雞脂質(zhì)代謝，從而促進(jìn)脂溶性類胡蘿卜素的吸收和其在蛋黃中的沉積[12]。類似發(fā)現(xiàn)也可見于其他關(guān)于寡糖的報(bào)道，如Li等[13]研究發(fā)現(xiàn)，蛋雞飼糧添加2 000 mg/kg果寡糖可提高蛋黃顏色。與之一致，筆者前期的研究發(fā)現(xiàn)，在0～6 000 mg/kg的添加范圍內(nèi)，蛋黃顏色隨果寡糖添加水平提高呈線性提高[14]。然而，也有研究報(bào)道，蛋雞飼糧添加100～500 mg/kg的XOS未見蛋黃顏色發(fā)生顯著變化[15]，這可能與試驗(yàn)所用XOS聚合度和添加水平的差異有關(guān)，此外，XOS的萃取方法和鍵型的變化也會影響其結(jié)構(gòu)和性能[16]。

表6 飼糧添加XOS對蛋雞脂質(zhì)代謝指標(biāo)的影響

3.2 飼糧添加XOS對蛋雞血清抗氧化和生化指標(biāo)的影響

體外試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了XOS具有抗氧化活性[17-18]，這與其含有酚類取代基結(jié)構(gòu)有關(guān)[16]。在動物試驗(yàn)中，XOS的抗氧化活性主要體現(xiàn)在抗氧化酶活性的提高和非酶抗氧化物質(zhì)含量的增加[19]。Abasubong等[20]研究發(fā)現(xiàn)，大米濃縮蛋白補(bǔ)充不同水平XOS可改善小鼠抗氧化性能，其中，1.5%和2.3%添加水平顯著提高小鼠肝臟過氧化氫酶(CAT)、SOD和GSH-Px活性，顯著降低肝臟MDA含量。同樣，糖尿病大鼠飼糧補(bǔ)充XOS后，血液CAT和谷胱甘肽還原酶活性顯著上升[21]。在本研究中，隨飼糧XOS添加水平的提高，蛋雞血清GSH-Px活性呈線性提高，血清MDA含量呈二次降低，提示XOS有改善蛋雞血清抗氧化功能的潛力。與之一致，肉雞飼糧補(bǔ)充含XOS的合生元顯著提高了血清總超氧化物歧化酶和溶菌酶活性[22]。目前關(guān)于低聚糖在動物體內(nèi)抗氧化機(jī)制的報(bào)道較少，Wang等[23]研究證實(shí)，果膠低聚糖和鋅的螯合物顯著上調(diào)肝臟核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)基因表達(dá)，有助于減少線粒體功能障礙和氧化損傷。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，人體在攝入含益生元面包后血漿抗氧化性能明顯提高，且可有效阻止血漿類胡蘿卜素的破壞[24]。因此，本研究中飼糧補(bǔ)充XOS加深蛋黃顏色也可能與其提高血清抗氧化功能有關(guān)，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

家禽血清TP和ALB含量可以反映機(jī)體營養(yǎng)狀態(tài)及蛋白質(zhì)的吸收和代謝水平[14]；血清中ALT、AST、堿性磷酸酶和肌酸激酶等活性變化可用于評估試雞肝功能情況[25]。當(dāng)肌肉或肝臟細(xì)胞發(fā)生應(yīng)激性損傷時(shí)，血清ALT、AST等酶活性會相應(yīng)升高。本研究中，飼糧添加XOS未改變蛋雞血清TP、ALB和GLB含量和ALT活性，但線性降低了血清AST活性。與之一致，許金根等[26]報(bào)道，飼糧添加0.020%和0.025%的XOS可顯著降低21日齡肉仔雞血清AST活性。因此，在本試驗(yàn)中，飼糧添加0.01%～0.08%的XOS對蛋雞肝臟未產(chǎn)生不良影響。

3.3 飼糧添加XOS對蛋雞脂質(zhì)代謝的影響

肝臟是家禽進(jìn)行脂質(zhì)代謝的主要器官，蛋雞通過小腸吸收獲取外源脂肪，通過門靜脈運(yùn)送至肝臟代謝[27]。1只1.6 kg的蛋雞每天可從飼糧獲取3 g脂肪，而卵黃沉積所需脂肪為5～6 g[28]。因此，蛋雞肝臟仍負(fù)責(zé)機(jī)體約60%脂類合成。外源吸收和內(nèi)源合成的TG在肝臟中與固醇、磷脂等脂類及載脂蛋白B100形成VLDL，并在雌激素刺激下經(jīng)血液轉(zhuǎn)運(yùn)到卵巢并沉積到卵母細(xì)胞[29]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨蛋雞飼糧XOS添加水平的提高，蛋雞血清TG含量呈線性降低趨勢，血清VLDL含量線性降低，且絕大多數(shù)XOS添加組蛋黃TG含量顯著低于對照組。因此，XOS可能通過降低蛋雞肝臟中TG(以VLDL形式)往卵巢中的輸出，減少了蛋黃中TG的沉積。且本研究中肝臟TG含量和肝臟指數(shù)隨XOS添加水平的升高呈線性升高趨勢，進(jìn)一步支持了這一觀點(diǎn)。

本試驗(yàn)還觀察到，飼糧添加XOS顯著降低了蛋黃TC含量，同時(shí)血清LDL-C含量隨XOS添加水平的提高呈線性降低趨勢，血清HDL-C含量呈二次升高趨勢。與此相似，朱明等[30]研究報(bào)道，蛋雞飼糧補(bǔ)充0.010%和0.015%的XOS顯著降低了血清和蛋黃中TC含量；而在肉雞飼糧中補(bǔ)充玉米殼源XOS同樣發(fā)現(xiàn)血清TC和TG含量顯著降低[9]。由于蛋雞飼糧中膽固醇含量極低，體內(nèi)膽固醇幾乎全部由內(nèi)源合成，此過程主要在肝臟中發(fā)生。蛋雞體內(nèi)約2/3的膽固醇是通過雞蛋排出，其余通過糞便和膽汁酸代謝途徑排出[31]。血清高密度脂蛋白介導(dǎo)了逆膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)過程，即將外圍組織中膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟。因此，本研究中蛋黃TC含量下降可能與XOS提高了血清HDL-C含量有關(guān)。

XOS對蛋雞脂質(zhì)代謝的調(diào)控機(jī)制可能與其調(diào)節(jié)腸道菌群、改善腸道內(nèi)環(huán)境的功能有關(guān)。Ooi等[32]研究報(bào)道，XOS經(jīng)腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生丙酸被吸收運(yùn)送到肝臟，可抑制肝臟中膽固醇的合成。此外，XOS可促進(jìn)腸道有益菌(如雙歧桿菌、乳酸桿菌等)豐度增加，減少致病菌(如大腸桿菌等)數(shù)量[3]。而增加的有益菌可通過影響羥甲基戊二酰輔酶A的活性，減少機(jī)體膽固醇合成[33]；同時(shí)，雙歧桿菌和乳酸桿菌對膽汁鹽具有同化和共沉積的作用，降低腸道內(nèi)膽酸濃度，增加膽酸和類固醇的糞便排出量[34]。

蛋黃顏色主要受飼糧中脂溶性類胡蘿卜素在蛋黃中的沉積影響，本研究中XOS線性提高了蛋黃顏色與其顯著降低蛋黃中TG、TC含量似有矛盾。然而類似現(xiàn)象并非鮮見，Selim等[35]研究報(bào)道，蛋雞飼糧添加0～7%甜菜粕能夠顯著提高蛋黃顏色，同時(shí)線性降低了蛋黃膽固醇、TG和血清總脂含量。與之類似，筆者前期研究發(fā)現(xiàn)，0.2%～0.6%果寡糖線性提高蛋黃顏色，并線性降低血清TC、TG和低密度脂蛋白含量[14]。分析蛋黃顏色的變化還可能與脂肪酸組成的改變有關(guān)，研究表明富含n-3多不飽和脂肪酸的海藻油有效提高了蛋黃紅度值[36]；高油酸的花生粕替代豆粕后，雞蛋蛋黃顏色顯著加深[37]。而脂類脂肪酸的組成與其氧化還原狀態(tài)密切相關(guān)[38]。因此，既然蛋雞飼糧添加XOS改善機(jī)體抗氧化功能，其能否通過減少脂質(zhì)氧化，改變蛋黃脂肪酸組成，并最終影響到蛋黃顏色，值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

① 飼糧添加0.01%～0.08%的XOS線性提高了試驗(yàn)第12周末蛋雞蛋黃顏色，線性提高了第12周末蛋雞血清GSH-Px活性，血清MDA含量呈二次降低，提示XOS改善了蛋雞血清抗氧化功能。

② 飼糧添加0.01%～0.08%的XOS有線性降低蛋雞血清TG和LDL-C含量的趨勢，線性降低了血清VLDL含量，有線性提高肝臟TG含量的趨勢，且顯著降低了蛋黃TG和TC含量，表明XOS參與調(diào)節(jié)蛋雞脂質(zhì)代謝。