新型乳酸菌发酵饲料对猪肉品质的影响及机制研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rian2sd
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
猪肉是我国肉类消费的主体,随着生活水平的不断改善,大众对肉品质的要求日益提高。而氧化作为限制肉类产品质量和可接受性的因素,在调节肉类的颜色、味道和营养价值等方面发挥重要作用。因此,在养殖过程中采取有效的营养调控,以使猪肉保持适当的肌内脂肪和脂肪酸含量,同时使肌肉不易发生脂质氧化,为人类提供优质肉类是非常必要的。另一方面,日粮中存在抗营养因子,影响饲料原料的利用率。研究表明,饲料经微生物发酵后抗营养因子含量降低,小肽等小分子物质含量增加,同时益生菌及其代谢产物含量丰富,更有利于提高动物机体的健康水平。本研究旨在筛选具有抗氧化能力的乳酸菌,随后与芽孢杆菌配伍发酵玉米豆粕复合饲料,探究其对育肥猪生长性能、肉品质以及风味物质的影响。在明确发酵饲料对育肥猪肉品质改善作用的基础上,初步揭示饲料经微生物发酵前后营养成分的变化,进一步以乳酸菌为切入点,通过动物实验评价其体内抗氧化能力,解析发酵饲料改善肉品质的可能机制,为通过营养手段调控猪肉品质提供一定理论依据。主要研究结果如下:1.具有体外抗氧化能力的乳酸菌的筛选本研究通过过氧化氢耐受能力初筛以及自由基清除能力复筛,旨在筛选具有优良抗氧化能力乳酸菌菌株。研究发现,(1)有四株乳酸菌31-2、ZJUAF-4、35-3、36-1的过氧化氢耐受能力较强,表现为生长状况几乎不受过氧化氢浓度变化的影响;进而通过比较这四株乳酸菌对超氧阴离子、DPPH以及羟自由基的清除能力,复筛得到ZJUAF-4,为具有优良抗氧化能力最优菌株。(2)进一步分析ZJUAF-4的抗氧化能力,发现ZJUAF-4具有较高的抗氧化酶活性,同时可产生抗氧化物质,如维生素E、维生素C以及谷胱甘肽。(3)生理生化分析和16S rRNA鉴定发现,ZJUAF-4为戊糖片球菌。2.ZJUAF-4联合芽孢杆菌BS12发酵饲料的制备及其在育肥猪上的应用采用戊糖片球菌ZJUAF-4和芽孢杆菌BS12协同发酵饲料,探究该发酵饲料在育肥猪上的应用。在实验1中,600头育肥猪(杜×长×大),平均初始体重90.53±0.75 kg,随机分成3个处理组。每个处理设置4个重复,同时每个重复包含50头育肥猪(公母各半)。处理1为基础日粮(对照组);处理2以5%的发酵饲料等氮替代基础日粮中的米糠;处理3以10%的发酵饲料等氮替代基础日粮中米糠和米糠粕。实验周期为39天,实验结束后,统计各组生长性能,同时每组随机选取5头平均体重为124.50±2.15 kg的育肥猪屠宰取样。为了验证发酵饲料的应用效果,开展第二次养殖实验,在实验2中,将400头育肥猪(杜×长×大),平均初始体重89.54±0.61 kg,随机分为4个处理组。每个处理设置4个重复,同时每个重复包含25头猪(公母比例基本一致)。处理1为基础日粮(对照组);处理2以2%的发酵饲料等氮替代基础日粮中的米糠;处理3以4%的发酵饲料等氮替代基础日粮中的米糠;处理4以8%的发酵饲料等氮替代基础日粮中米糠和米糠粕。实验周期为35天,实验结束后,统计各组生长性能,同时每组随机选取12头平均体重为120.52±0.33 kg的育肥猪屠宰取样。研究发现:(1)日粮中添加发酵饲料显著提高育肥猪日增重(P<0.05),降低料重比(P<0.05),显著提高粗蛋白、干物质、粗脂肪、磷以及氨基酸的表观消化率(P<0.05),进而提高育肥猪生长性能。(2)与对照组相比,日粮中添加发酵饲料显著提高育肥猪肌肉肉色、嫩度、系水力,以及肌内脂肪含量(P<0.05),从而提高肉品质。(3)风味物质分析发现,日粮中添加发酵饲料显著提高不饱和脂肪酸(花生四烯酸、亚油酸、油酸、亚麻酸)在肌肉中的积累(P<0.05);显著提高猪肉中鲜味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、丙氨酸、甘氨酸)和必需氨基酸(苯丙氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、赖氨酸)的含量(P<0.05);显著提高猪肉中醇类物质(异辛醇、壬醇),醛类物质(壬醛、辛醛、庚醛、己醛、苯甲醛)以及酮类物质(3-羟基-2 丁酮、苯乙酮、甲基庚烯酮)等风味物质的含量(P<0.05),提高猪肉风味。(4)育肥猪血清抗氧化指标检测提示,发酵饲料显著提高血清中GSH-Px、CAT和SOD活性,降低MDA含量(P<0.05),提高肌肉中SOD、GSH-Px活性(P<0.05),表明发酵饲料可提高猪血清和肌肉中的抗氧化水平。3.ZJUAF-4联合芽孢杆菌BS12发酵饲料的营养成分变化分析采用ZJUAF-4和BS12协同发酵饲料,探究饲料经微生物发酵前后营养成分的变化。研究发现,(1)发酵显著降低饲料中β-伴球蛋白、大豆球蛋白、酸性和中性洗涤纤维的含量(P<0.05);显著提高饲料中酸溶蛋白,必需氨基酸(赖氨酸、亮氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸)、不饱和脂肪酸(花生一烯酸、亚麻酸、亚油酸、油酸)的含量(P<0.05)。(2)饲料经发酵后富含益生菌(ZJUAF-4和BS12),同时发酵显著提高饲料中有机酸(丙酸、甲酸、丁酸、乙酸)含量(P<0.05),降低饲料pH值,提高饲料酸度。(3)抗氧化能力分析发现,发酵显著提高饲料中抗氧化物质(谷胱甘肽、肌肽、叶酸)的含量,以及抗氧化酶(SOD、GSH-Px)的活性(P<0.05)。(4)体外消化率试验结果表明,发酵显著提高饲料中氨基酸的体外消化率(P<0.05),分析可能与抗原蛋白的降解有关。4.ZJUAF-4对Diquat诱导小鼠肠道氧化应激的缓解作用及机制探究利用Diquat构建小鼠肠道氧化应激模型,以维生素C为阳性对照,探究ZJUAF-4对小鼠肠道屏障氧化应激的影响,以及肠道菌群的变化。研究发现,(1)Diquat诱导的氧化应激显著增加FD4的通透量、血清DLA含量和DAO活性(P<0.05),表明肠道氧化应激引起肠道屏障严重损伤;而ZJUAF-4预处理则显著抑制小鼠血清中FD4、DLA和DAO水平的增加(P<0.05),缓解肠道屏障的氧化损伤。(2)小鼠肠道形态分析发现,Diquat处理组小鼠空肠绒毛和微绒毛损伤,而ZJUAF-4预处理可改善绒毛和微绒毛形态。(3)肠道氧化应激导致小鼠空肠和血清中SOD活性显著降低(P<0.05),MDA浓度显著升高(P<0.05),而ZJUAF-4预处理则显著抑制空肠和血清中SOD水平增加,MDA水平降低(P<0.05)。小鼠空肠组织ROS含量变化也存在类似的趋势,即ZJUAF-4预处理显著抑制了 Diquat引起的小鼠空肠ROS含量的增加(P<0.05),保护空肠氧化还原稳态。(4)Western blot分析表明,氧化应激组小鼠空肠Nrf2及其下游HO-1和NQO1的表达显著降低(P<0.05),而ZJUAF-4预处理则显著抑制空肠Nrf2及其下游HO-1和NQO1表达的降低(P<0.05)。(5)Diquat处理在门水平降低小鼠盲肠中厚壁菌门丰度,提高拟杆菌门的丰度,在属水平增加了幽门螺杆菌属和拟杆菌属的丰度,降低了片球菌属、肠球属和杜氏菌属的丰度,而ZJUAF-4预处理则逆转了 Diquat引起的肠道菌群的变化,即在门水平提高厚壁菌门,降低拟杆菌门的丰度,在属水平提高片球菌属、肠球菌属和杜氏菌属的丰度,降低幽门螺杆菌属和拟杆菌属的丰度。综上所述,本研究筛选并获得一株具有优良抗氧化能力的乳酸菌ZJUAF-4。进一步利用ZJUAF-4和芽孢杆菌配伍发酵玉米豆粕复合饲料,在育肥猪上开展实验,结果表明,发酵饲料可提高育肥猪生长性能;提高肉色、系水力、嫩度,以及肌内脂肪,进而提高猪肉品质;并通过促进猪肉中不饱和脂肪酸,鲜味氨基酸,必需氨基酸,以及醇、醛、酮等风味物质的积累,改善猪肉风味;提高育肥猪血清和肌肉的抗氧化水平。在明确发酵饲料对育肥猪肉品质改善作用的基础上,进一步探究饲料经微生物发酵前后营养成分的变化,结果表明ZJUAF-4和芽孢杆菌配伍发酵玉米豆粕复合饲料提高饲料中小分子营养物质含量,如酸溶蛋白、氨基酸、脂肪酸,并提高饲料中益生菌、有机酸和抗氧化能力。进一步以ZJUAF-4为切入点,通过氧化应激模型,评价ZJUAF-4对Diquat诱导小鼠肠道氧化应激的缓解作用及机制,结果表明ZJUAF-4通过激活Nrf2通路及重塑肠道菌群,缓解Diquat诱导的氧化应激。结果提示发酵饲料因富含ZJUAF-4,从而具有较强的抗氧化能力,可改善育肥猪的肉品质与风味。
其他文献
桔梗是桔梗科植物桔梗Platycodon grandiflorum(Jac.q)A.DC的干燥根,是一种著名的传统中药,用于肺部疾病的祛痰和治疗呼吸系统疾病,如咳嗽、感冒、喉咙痛、扁桃体炎和胸闷。桔梗皂苷D(platycodin D,PD)具有抗肿瘤、免疫调节剂、抗炎、抗氧化、成骨等多种生物学活性和药理学作用,是桔梗的主要活性成分及药材质量指标成分。PD是一种理想的疫苗候选佐剂。然而,其佐剂作用确
奶牛乳房炎是牧场常见疾病,对奶业生产造成巨大损失,而奶牛的瘤胃和肠道微生物对宿主的稳态和健康起着重要作用。本研究通过微生物组和代谢组学等方法,探究了不同乳腺健康状况下奶牛生理代谢和胃肠道微生物变化机制,并筛选了奶牛乳房炎相关的微生物指征物。首先以奶牛乳腺健康常用指征物牛奶体细胞数(SCC)出发,发现不同SCC奶牛瘤胃微生物存在差异;在此基础上,探究了健康、隐性乳房炎和临床乳房炎奶牛的生理状况和胃肠
氟在地壳中含量丰富,分布广泛,化学性质活泼,是维持机体健康必需的微量元素,但过多的氟具有一定毒性作用。矿物饲料氟超标、工业氟污染以及自然高氟环境引起的畜禽氟中毒早有报道。蛋鸡饲喂周期较长,日粮氟水平略高,容易产生慢性氟中毒。然而,目前关于氟中毒的研究主要以大鼠和小鼠为动物模型,主要关注骨骼毒性、生殖毒性以及神经毒性。但关于蛋鸡氟中毒,尤其是慢性氟中毒的研究资料很少。因此本研究以37周龄海兰灰商品代
西红花,又称藏红花,为鸢尾科植物番红花CrocussativusL,的干燥柱头,是一味名贵中药。其具有活血化瘀、凉血解毒、解郁安神等功效,用于经闭、产后瘀血、抑郁、心悸、癫狂等治疗。番红花花瓣(C.sativus petal,CSP)是西红花生产过程中的副产物,产量高,资源丰富。实验室前期研究表明:CSP水提物具有免疫调节活性。本课题在此基础上,利用现代柱色谱方法,从中分离、纯化得到番红花花瓣多糖
针对肉雏鸡出壳及后处理所致禁食时间偏长的问题,国外开展了新型孵化管理系统和肉雏鸡早期开食相结合的研究,以提高肉鸡生产效率和效益。课题组前期研究也表明,雏鸡出壳后24 h内开食,可使肉鸡获得最高的出栏体重和饲料转化率。在此基础上,本文进一步探讨了肉鸡早饲对卵黄吸收利用、肠道发育和生长性能的影响及生理生化指标的动态变化,同时开展了盲肠微生物组学和血清代谢组学分析,以解析早饲对肉鸡的作用效果及其分子机制
猪圆环病毒(PCV)是猪圆环病毒病(PCVAD)的主要病原,是目前发现能在哺乳动物体内复制的最小DNA病毒,主要引起断奶仔猪多系统衰竭综合征(PMWS)、猪皮炎与肾病综合征(PDNS)、猪增生性坏死性肺炎(PNP)。已有的研究分析了 PCV2的吸附、入侵、基因组的复制和转录调控等过程,但其胞内运输和入核机制尚不明确,病毒能否成功将遗传物质(环状DNA)运输至细胞核周并最终入核决定它能否进行有效复制
本研究利用含硒平板培养基初筛、含硒液体培养基复筛的方式,筛选得到1株耐硒菌株SR14,经鉴定该菌株为益生菌副地衣芽孢杆菌,并对其还原亚硒酸钠的能力、发酵产物各组分含量和微观形态结构进行了初步分析。同时,本研究初步探究了益生菌SR14(BP)和富硒发酵产物(S-BP)对四种自由基的体外清除能力。在此基础上,通过构建H2O2诱导的猪肠道上皮细胞氧化应激模型,研究并比对了 BP和S-BP缓解细胞氧化应激
牛奶蛋白质含量是评价乳品质的重要指标,也是我国生鲜奶和乳制品的关键定价标准。乳蛋白的合成受生物学和环境因素影响,前者包括动物遗传、消化机制和代谢分配等,后者包括日粮和饲养管理等。奶牛乳蛋白合成是一个多器官共同协调完成的过程,其中瘤胃是奶牛最重要的消化器官,瘤胃微生物对饲料消化能力起决定性作用,可通过影响奶牛营养素的供应控制乳成分的合成。本研究利用系统生物学技术,选择相同日粮但乳蛋白产量不同的奶牛群
精氨酸(Arg)是奶牛必需氨基酸(EAA)之一,也是功能性氨基酸,参与机体的众多生理功能。给奶牛直接补饲普通Arg会在瘤胃中降解,不仅成本昂贵,而且也易与其它氨基酸产生拮抗作用。N-氨甲酰谷氨酸(NCG)可促进内源性Arg生成,且在瘤胃中相对稳定,作为Arg的增强剂在单胃动物上已有不少研究。但是,关于NCG在奶牛上的应用效果未见系统报道,对其作用机制尚有诸多不明之处。因此,本研究通过在奶牛泌乳的各
抗生素残留与食源性病原菌对动物源性食品的污染是造成公共卫生安全问题的重要因素,对抗生素及食源性病原菌的检测也是食品安全防控中的重要环节。因此,建立高效灵敏且低成本的检测方法具有重要意义。光学传感由于其特有的快速及灵敏度在检测中发挥着重要的作用,镧系元素掺杂的上转换荧光纳米颗粒具有大的反斯托克斯位移、发射线清晰、光稳定性强等优势,是构建光学传感器的优选材料之一。适配体是通过指数富集的配体系统进化技术