姜黃素對湘黃雞生長性能、血清生化指標(biāo)和抗氧化能力的影響

楊 燦 張玉婷 唐小武 唐青海 楊 海 劉會敬 賓冬梅

(1.衡陽師范學(xué)院，生命科學(xué)與環(huán)境學(xué)院，南岳山區(qū)生物資源保護與利用湖南省重點實驗室，衡陽 421008；2.湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，生物工程學(xué)院，衡陽 421005)

在全球抗生素禁用的大背景下，能否找到天然植物添加劑應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)對提升養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展非常重要。機體的抗氧化物質(zhì)及氧還原酶保護機體免受氧化損傷。但當(dāng)活性氧(ROS)的產(chǎn)生超過機體天然抗氧化能力時，大分子物質(zhì)如DNA、蛋白質(zhì)、脂肪將被氧化，線粒體ATP的產(chǎn)生將受損[1]。ROS與骨骼肌生理功能的發(fā)揮相關(guān)，它們在細(xì)胞和分子水平參與了肌肉再生過程[2]，抗氧化劑可防止細(xì)胞免受凋亡[3]。姜黃素是姜黃的主要活性成分，它具有抗炎[4]、抗氧化、抗腫瘤、抗癌[1,3]、抗菌、抗寄生蟲的作用[5]，可作為生長促進劑應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)[3]。研究顯示，斷奶仔豬飼糧添加300 mg/kg姜黃素可顯著降低胰腺丙二醛(MDA)含量，提高其谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性，緩解斷奶應(yīng)激帶來的損傷[6]。湘黃雞具有嘴黃、腳黃、毛黃“三黃”特征，屬肉蛋兼用型品種，因其肉質(zhì)鮮美、藥用價值高，于2019年被評為國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志產(chǎn)品。湘黃雞的主產(chǎn)地湖南省夏季最高氣溫達40 ℃，極易引發(fā)熱應(yīng)激。熱應(yīng)激條件下，肉雞飼糧添加100或200 mg/kg姜黃素后，其肝臟ROS含量下降，線粒體氧化還原狀態(tài)得以改善，肝臟抗氧化能力增強[7]。骨骼肌占機體的10%及以上，促進肌肉的生長即可促進肉雞的生長。研究顯示，過度訓(xùn)練將降低大鼠骨骼肌抗氧化相關(guān)酶如超氧化物歧化酶(SOD)、血紅素氧合酶-1(HO-1)的活性，而灌胃姜黃素[200 mg/(kg·d)]可通過調(diào)控核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)影響抗氧化相關(guān)酶的表達，提高骨骼肌抗氧化酶活性及抗氧化能力，有效清除自由基，抑制或緩解過度訓(xùn)練導(dǎo)致的肌肉結(jié)構(gòu)和功能損傷[8]；添加400 mg/kg的姜黃素可顯著提高宮內(nèi)發(fā)育遲緩大鼠肌肉總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性及mRNA表達水平，提高肌肉抗氧化能力[9]。綜上所述，姜黃素可通過清除超氧陰離子和羥基自由基抑制脂肪過氧化，通過調(diào)節(jié)Nrf2影響抗氧化相關(guān)酶的表達，改善機體抗氧化能力。但能否通過在飼糧中添加姜黃素提高湘黃雞肌肉組織的抗氧化能力，尚無報道。此外，有研究指出，姜黃素添加量從500 mg/kg增加到1 000或2 000 mg/kg時，肉仔雞的平均日增重顯著下降[10]。因此，本研究擬探討中等劑量姜黃素對湘黃雞生長性能、血清生化指標(biāo)及抗氧化能力的影響，明確姜黃素能否通過提高肌肉組織抗氧化能力改善肉雞的生長，以期為姜黃素在家禽抗氧化損傷領(lǐng)域的進一步應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

將160只1日齡湘黃雞公雞隨機分為2組，分別為對照組和試驗組，每組8個重復(fù)，每個重復(fù)10只雞。對照組飼喂玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧，姜黃素組飼喂在基礎(chǔ)飼糧基礎(chǔ)上添加500 mg/kg姜黃素的試驗飼糧?；A(chǔ)飼糧參照NRC(1994)家禽營養(yǎng)需要結(jié)合中國《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》配制，其組成及營養(yǎng)水平見表1。飼養(yǎng)試驗在衡陽師范學(xué)院生命科學(xué)與環(huán)境學(xué)院動物房進行。試驗雞自由采食、自由飲水。雛雞飼養(yǎng)在鋪有鋸木屑的紙盒子中，溫度由保溫?zé)暨M行調(diào)節(jié)，自然通風(fēng)。預(yù)試期7 d，正試期28 d。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (as-fed basis) %

續(xù)表1項目 Items含量 Content營養(yǎng)水平 Nutrient levels2)代謝能 ME/(MJ/kg)12.14粗纖維 CF2.30粗脂肪 EE5.40粗蛋白質(zhì) CP21.00鈣 Ca0.90磷 P0.68可消化磷 Digestible P0.47食鹽 NaCl0.37賴氨酸 Lys1.08蛋氨酸+半胱氨酸 Met+Cys0.85蘇氨酸 Thr0.89色氨酸 Trp0.30

1.2 樣品采集

每周對雞進行稱重，記錄采食量，計算平均日增重、平均日采食量和料重比。死亡的雞只剔除。在第36天，試驗雞空腹12 h后采集翅靜脈血，2 500 r/min離心15 min獲得血清，-80 ℃保存待測。采血后將試驗雞屠宰，剝離肝臟、脾臟、腸道(帶內(nèi)容物)、胸腺、法氏囊、胸肌、腿肌，對其進行稱重。采集肝臟以及右側(cè)胴體的胸肌、腿肌，保存于-80 ℃待測。

1.3 檢測分析

在全自動生化儀(貝克曼CX4，美國)上檢測血清生化指標(biāo)，包含總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、免疫球蛋白G(IgG)含量以及丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、二胺氧化酶(DAO)活性。按照試劑盒(南京建成生物工程研究所)說明書檢測血清、肝臟、胸肌、腿肌MDA含量及GSH-Px、T-SOD、銅鋅超氧化物歧化酶(Cu-Zn SOD)活性與總抗氧化能力(T-AOC)。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SAS 8.0的GLM程序?qū)?shù)據(jù)進行方差分析，差異顯著時組間進行t檢驗。P<0.05視為差異顯著，0.05≤P<0.10視為差異有顯著趨勢。

2 結(jié) 果

2.1 姜黃素對湘黃雞生長性能的影響

由表2可知，飼糧添加500 mg/kg的姜黃素在最初2周對湘黃雞的平均日增重沒有顯著影響(P>0.05)，從第3周開始，姜黃素組的平均日增重顯著高于對照組(P<0.05)，到第5周時，組間差異不再顯著(P>0.05)，但姜黃素組的全期平均日增重顯著高于對照組(P<0.05)。姜黃素組湘黃雞在第1、2周時的平均日采食量與對照組差異不顯著(P>0.05)，從第3周開始直到第5周結(jié)束，姜黃素組的平均日采食量顯著高于對照組(P<0.05)，同時姜黃素組的全期平均日采食量顯著高于對照組(P<0.05)。湘黃雞各周齡以及全期的料重比在對照組和姜黃素組間沒有顯著差異(P>0.05)。

表2 姜黃素對湘黃雞生長性能的影響Table 2 Effects of curcumin on growth performance of Xianghuang broilers

2.2 姜黃素對湘黃雞器官指數(shù)的影響

由表3可知，飼糧中添加姜黃素對湘黃雞的肝臟、脾臟、腸道、胸腺、法氏囊、腿肌指數(shù)均沒有顯著影響(P>0.05)。姜黃素組湘黃雞的胸肌占體重比例有高于對照組的趨勢(P=0.06)。

表3 姜黃素對湘黃雞器官指數(shù)的影響Table 3 Effects of curcumin on organ indexes of Xianghuang broilers %

2.3 姜黃素對湘黃雞血清生化指標(biāo)的影響

由表4可知，飼糧中添加姜黃素對湘黃雞血清TG、ALB、GLU、TG、TC、HDL-C、IgG含量及ALT、AST、DAO活性沒有顯著影響(P>0.05)，但顯著降低了血清LDL-C含量(P<0.05)，有降低血清ALP活性的趨勢(P=0.07)。

表4 姜黃素對湘黃雞血清生化指標(biāo)的影響Table 4 Effects of curcumin on serum biochemical indexes of Xianghuang broilers

2.4 姜黃素對湘黃雞抗氧化能力的影響

由表5可知，與對照組相比，湘黃雞采食含有姜黃素的飼糧后，其腿肌MDA含量、T-AOC活性以及血清和腿肌的GSH-Px、T-SOD、Cu-Zn SOD活性沒有顯著差異(P>0.05)。姜黃素組湘黃雞肝臟MDA含量、T-AOC以及GSH-Px、T-SOD活性與對照組差異不顯著(P>0.05)，但肝臟Cu-Zn SOD活性顯著高于對照組(P<0.05)。飼糧中添加姜黃素對湘黃雞胸肌MDA含量、T-AOC以及T-SOD、Cu-Zn SOD活性沒有顯著影響(P>0.05)，但顯著提高了胸肌GSH-Px活性(P<0.05)。

表5 姜黃素對湘黃雞抗氧化能力的影響Table 5 Effects of curcumin on antioxidant capacity of Xianghuang broilers

3 討 論

本試驗顯示，姜黃素的添加可促進慢速肉雞的生長，這與Oke[11]的研究結(jié)果一致。研究表明，飼糧添加1%的姜黃提取物(香菜、姜黃和百里香酚的混合物，含3.1%的姜黃素類化合物和6.2%的姜黃酮)顯著改善了雞的日增重[3]。姜黃或姜黃素的攝入可顯著降低病人的血清LDL-C含量，同時對血清HDL-C含量沒有顯著影響[12]。本研究也表明，500 mg/kg姜黃素的添加可顯著降低湘黃雞血清LDL-C含量。但這與Xie等[10]的報道不一致，他們指出，與對照組相比，添加500或1 000 mg/kg姜黃素后肉雞血漿LDL-C含量雖然有下降，但直到添加量達到2 000 mg/kg時這種差異才達到顯著水平，但2 000 mg/kg姜黃素降低了肉雞的日增重和腹部脂肪重。因此，我們推測，姜黃素對日增重及肝臟脂肪沉積產(chǎn)生影響的適宜劑量不一致。低或中等劑量姜黃素的添加可有效降低過氧化氫誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的MDA和ROS含量，但高劑量姜黃素反而會增加MDA和ROS的含量[13]。在高溫高濕條件下，有效改善肉雞增重的姜黃素含量需求更高，8 g/kg飼糧組的日增重顯著高于4與12 g/kg飼糧組，并且該組肉雞血漿超氧化物歧化酶(SOD)活性增加，MDA含量下降[11]。姜黃素可通過抑制Toll樣受體4(TLR4)-核因子-κB(NF-κB)/miR33a信號通路，減少泡沫細(xì)胞的形成和炎癥因子分泌，進而促進THP-1細(xì)胞內(nèi)膽固醇排出[14]。

姜黃素對生長性能的改善可能與它對采食量的提高和對肌肉抗氧化能力的改善相關(guān)。姜黃素具有很強的捕獲自由基的能力，氧化應(yīng)激狀態(tài)下，細(xì)胞通過促進抗氧化相關(guān)酶如CAT、T-SOD、GSH以及提高非酶抗氧化劑如總硫醇和谷胱甘肽的含量來恢復(fù)氧化還原穩(wěn)態(tài)[4]。SOD作為抵抗ROS侵襲的第1道防線，可催化內(nèi)源性超氧化物自由基為過氧化氫(H2O2)，然后CAT和GSH-Px將H2O2清除[15]。不同添加量(50～200 mg/kg)的姜黃素處理肉雞后，其胸肌CAT活性與姜黃素的添加量呈二次關(guān)系，100 mg/kg的添加量相對更合適，而組間T-SOD、GSH-Px含量沒有顯著變化[4]。本研究表明，姜黃素組湘黃雞肝臟Cu-Zn SOD活性及胸肌GSH-Px活性顯著高于對照組，并且姜黃素組胸肌占體重的比例有高于對照組的趨勢。另有報道指出飼糧添加姜黃可提高肉雞胸肌和腿肌的相對比例[11]。因此，姜黃素可通過提高機體抗氧化能力，改善肌肉生長，促進增重。本試驗是在正常室溫條件下進行的，各組間湘黃雞未遭受明顯的氧化損傷，而姜黃素對肉雞抗氧化能力的提高在其面臨熱應(yīng)激[11]或黃曲霉毒素污染[16]風(fēng)險時效果更佳。預(yù)先添加0.5%或1.0%的姜黃素可劑量依賴性的緩解由硝基三乙酸鐵誘發(fā)的小鼠腎臟氧化損傷[17]。高糖無血清環(huán)境下，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞形態(tài)受損，凋亡率增加，細(xì)胞內(nèi)ROS含量明顯增加，而10 μmol/L的姜黃素可改善它的受損形態(tài)，降低細(xì)胞內(nèi)ROS含量[18]。姜黃素可通過介導(dǎo)蛋白激酶C(PKC)在S351位點磷酸化p62而誘導(dǎo)Nrf2的激活，調(diào)節(jié)神經(jīng)元細(xì)胞中Nrf2下游基因如HO-1、醌氧化還原酶1(NQO1)的表達，緩解氧化應(yīng)激損傷[19]。與豬肉相比，雞肉的多聚不飽和脂肪酸含量高，它更易遭受氧化損傷，影響其營養(yǎng)價值[20]。在飼糧中添加姜黃素或姜黃可改善雞肉品質(zhì)，降低熱應(yīng)激肉雞胸肌的MDA含量，恢復(fù)其胸肌多聚不飽和脂肪酸含量[21]，改善肉色，增加系水率[4]，維持冷凍保藏期肉的穩(wěn)定性[22]。因此，值得繼續(xù)深入研究姜黃素在雞生產(chǎn)上的應(yīng)用。

4 結(jié) 論

飼糧中添加500 mg/kg姜黃素可通過提高平均日采食量和胸肌的抗氧化酶GSH-Px的活性促進胸肌生長，進而提高湘黃雞的平均日增重，適量的姜黃素可作為促生長劑應(yīng)用于肉雞生產(chǎn)。