石 敏,李雙全,唐義梅,鄭文涌,牛耀嶸,呂常旭,侯奇良,晏向華,馬立保*
(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,武漢 430070;2.湖北綠科樂(lè)華生物科技有限公司,湖北 黃岡 438000)
棉粕和菜籽粕等非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料因含有較多的游離棉酚、植酸、單寧及粗纖維等抗?fàn)I養(yǎng)因子,不能被動(dòng)物較好地消化、吸收和利用。微生物生物發(fā)酵是提高利用效率的有效手段之一,釀酒酵母常用于發(fā)酵非常規(guī)原料,以提高非常規(guī)原料的使用量和飼喂價(jià)值。釀酒酵母發(fā)酵在提高非常規(guī)原料利用價(jià)值的同時(shí),還能產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物(營(yíng)養(yǎng)代謝物、酶類(lèi)和未知營(yíng)養(yǎng)因子等),而且酵母細(xì)胞富含氨基酸、維生素、礦物質(zhì)和甘露寡糖等成分,能為微生物提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),改善腸道菌群組成,進(jìn)而提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能和改善肌肉品質(zhì)[1]。Gao等研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加釀酒酵母培養(yǎng)物2.5 g·kg-1可增加1~42日齡肉雞的平均日增重,降低料重比[2]。路則慶等研究發(fā)現(xiàn),大麥-高粱型日糧中添加釀酒酵母培養(yǎng)物0.8%能增加豬肉肌苷酸的含量,提升豬肉鮮味[3]。Price等研究報(bào)道,日糧中添加釀酒酵母培養(yǎng)物0.2%可增加沙門(mén)氏菌感染的斷奶仔豬胃腸道中乳酸菌和擬桿菌的數(shù)量,改善微生物區(qū)系[4]。
本試驗(yàn)使用的新型釀酒酵母培養(yǎng)物是基于菜籽粕等雜粕在菌酶協(xié)同作用下,經(jīng)固液結(jié)合深度發(fā)酵、低溫干燥制成,富含還原型谷胱甘肽、原花青素、有機(jī)酸和酵母細(xì)胞壁多糖等多種活性物質(zhì)。然而,雜粕的發(fā)酵效率較低,發(fā)酵后單位重量產(chǎn)生的可供腸道微生物吸收利用的代謝物的含量低于類(lèi)似于“益康XP”等釀酒酵母培養(yǎng)物,因此,為達(dá)到與“益康XP”相同的應(yīng)用效果,日糧中新型釀酒酵母培養(yǎng)物的添加量要提高,而且適度高劑量的添加也為利用非常規(guī)原料提供了可能性。使用發(fā)酵后的菜籽粕替代基礎(chǔ)日糧中部分豆粕作為動(dòng)物的蛋白質(zhì)來(lái)源,可以降低配方成本,減少資源的浪費(fèi)。本試驗(yàn)探究日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨肌肉品質(zhì)和腸道微生物的影響,為其在櫻桃谷鴨日糧中地進(jìn)一步推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)。
新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物(培養(yǎng)基)和新型釀酒酵母培養(yǎng)物由湖北綠科樂(lè)華生物科技有限公司提供。新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物養(yǎng)分含量為:粗蛋白質(zhì)51.4%、粗脂肪1.8%、粗纖維8.4%、粗灰分8.6%;新型釀酒酵母培養(yǎng)物養(yǎng)分含量為:粗蛋白質(zhì)53.1%、粗脂肪1.7%、粗纖維10.1%、粗灰分8.4%、還原型谷胱甘肽的含量為0.30%,原花青素的含量為0.15%。
選取健康且體重相近的1日齡櫻桃谷鴨396只,隨機(jī)分為3組,每組6個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)22只,試驗(yàn)期42 d。參考美國(guó)NRC(1994)櫻桃谷鴨的營(yíng)養(yǎng)需要量,分別設(shè)計(jì)1~21日齡和22~42日齡櫻桃谷鴨的日糧配方,基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。Ⅰ組為對(duì)照組,飼喂玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧,Ⅱ、Ⅲ組分別在基礎(chǔ)日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%和新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%。
表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平 %DM
飼養(yǎng)試驗(yàn)開(kāi)始前,鴨舍、水槽和料槽進(jìn)行充分清洗并且嚴(yán)格消毒。櫻桃谷鴨為舍內(nèi)平養(yǎng),自由采食和飲水,常規(guī)免疫,保證通風(fēng)良好,溫度適宜。舍內(nèi)地面平鋪墊料,雛鴨首次墊料厚度6~8 cm,以后逐漸遞減。每天清理鴨舍,更換潮濕墊料,定期消毒。
1.4.1 肌肉品質(zhì)指標(biāo)
試驗(yàn)至第42天,每組每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取1只接近平均體重的櫻桃谷鴨,頸部放血屠宰,立即解剖,分割胸肉和腿肉,自封袋分裝,4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分:水分檢測(cè)參照GB 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》。粗蛋白質(zhì)檢測(cè)參照GB/T 9695.11-2008《肉與肉制品氮含量測(cè)定》。肌內(nèi)脂肪檢測(cè)采用三氯甲烷-甲醇法。取5.0 g鴨胸肉和鴨腿肉,攪碎后放入勻漿管,加入30 mL三氯甲烷-甲醇溶液(體積比2∶1,下同),低速勻漿后轉(zhuǎn)入三角瓶,再加入50 mL三氯甲烷-甲醇溶液,靜置1 h,過(guò)濾,加入0.2倍體積的生理鹽水,3 000 r·min-1離心15 min,取下層液體,倒入50 mL燒杯中,沸水浴蒸干,經(jīng)烘箱干燥后稱(chēng)重。燒杯蒸前重為m1,蒸后重為m2,肉重為m3,則肌內(nèi)脂肪含量=(m2-m1)/m3×100%。
pH:屠宰后分別于宰后45 min和24 h檢測(cè)肌肉的pH。將DELTA320型pH計(jì)的探針插入肌肉中,測(cè)定3個(gè)不同位置,取平均值。
滴水損失率:屠宰后取約10 g的肉樣,天平稱(chēng)重得n1,將肉樣放入滴水損失管內(nèi),置于試管架上,放入4℃冰箱,48 h后取出稱(chēng)重得n2,滴水損失率=(n1-n2)/n1×100%。
肉色:將肌肉切成厚度約為0.5 cm,半徑約為2 cm的肉塊,用miniscan-EZ型肉質(zhì)測(cè)色儀檢測(cè)肌肉的亮度、紅度和黃度。每個(gè)樣品測(cè)3次,取平均值為最終結(jié)果。
1.4.2 腸道微生物
試驗(yàn)至第42天,每組每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取1只接近平均體重的櫻桃谷鴨,頸部放血屠宰,立即解剖,無(wú)菌操作,快速收集盲腸內(nèi)容物于滅菌的凍存管中,液氮速凍,-80℃保存。
基因組總DNA提取和PCR擴(kuò)增:Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組分別選取6、4和6個(gè)櫻桃谷鴨的盲腸內(nèi)容物樣品參考文獻(xiàn)進(jìn)行盲腸內(nèi)容物基因組總DNA提取,DS-11型超微量分光光度計(jì)和瓊脂糖凝膠電泳(1%)檢測(cè)DNA的濃度和純度,-80℃保存[5]。對(duì)微生物基因組16S rDNA V3-V4區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物序列為341F:ACTCCTACGGGAGGCAG和806R:GGACTACHVGGGTWTCTAAT。PCR擴(kuò)增,Illumina Miseq測(cè)序和生物信息分析均由深圳華大基因科技服務(wù)有限公司協(xié)助完成。
生物信息分析:下機(jī)后先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,去除低質(zhì)量、含有接頭和帶有N的序列,將reads拼接成tags,在97%相似度下通過(guò)USEARCH(V7.0.1090)軟件將tags聚類(lèi),得到分類(lèi)操作單元(OTUs)[6]。通過(guò)RDPclassifer(V2.2)將OTUs代表序列與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),置信度閾值為0.6,細(xì)菌數(shù)據(jù)庫(kù)為Greengene[7]?;跇悠稯TUs的數(shù)目通過(guò)R軟件(V3.1.1)繪制OTUs韋恩圖,通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì),對(duì)OTUs進(jìn)行菌種注釋繪制profiling柱狀圖?;跇悠稟lpha多樣性指數(shù),通過(guò)R軟件繪制相應(yīng)的稀釋曲線(xiàn)圖和箱形圖。Beta多樣性通過(guò)QIIME軟件(V1.80)分析。樣品組間差異的顯著性通過(guò)Metastats分析。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0軟件One Way ANOVA進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并進(jìn)行Duncan's多重比較,結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。
2.1.1 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的影響
日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的影響見(jiàn)表2。
由表2可知,各組櫻桃谷鴨水分和粗蛋白質(zhì)的含量均差異不顯著(P>0.05)。Ⅲ組櫻桃谷鴨胸肌肌內(nèi)脂肪的含量極顯著高于Ⅰ和Ⅱ組(P<0.01),但腿肌肌內(nèi)脂肪的含量組間差異不顯著(P>0.05)。
2.1.2 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨常規(guī)肉品質(zhì)指標(biāo)的影響
日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨常規(guī)肉品質(zhì)指標(biāo)的影響見(jiàn)表3。
由表3可知,各組櫻桃谷鴨胸肌pH45min、pH24h、滴水損失率和肉色均差異不顯著(P>0.05)。Ⅲ組櫻桃谷鴨腿肌pH45min和pH24h均顯著高于Ⅰ、Ⅱ組(P<0.05),滴水損失率較Ⅱ組有降低的趨勢(shì)(P=0.06)。各組櫻桃谷鴨腿肌肉色均差異不顯著(P>0.05)。
表2 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的影響 %
表3 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨常規(guī)肉品質(zhì)指標(biāo)的影響
2.2.1 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物測(cè)序數(shù)據(jù)的影響
對(duì)16只櫻桃谷鴨的盲腸內(nèi)容物樣品進(jìn)行測(cè)序分析,共得到297792條有效序列。日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物測(cè)序數(shù)據(jù)的影響見(jiàn)圖1。
由圖1可知,隨著測(cè)序序列數(shù)目的增加,Chao指數(shù)已趨于平坦,達(dá)到平臺(tái)期,表明測(cè)序已基本覆蓋櫻桃谷鴨腸道微生物的所有物種。
2.2.2 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物OTUs數(shù)目的影響
日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物OTUs數(shù)目的影響見(jiàn)圖2。
由圖2可知,97%相似度下進(jìn)行聚類(lèi),所有的序列共聚類(lèi)成459個(gè)OTUs,其中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道微生物的核心OTUs為336個(gè)。
2.2.3 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物Alpha多樣性的影響
Alpha多樣性包括Chao指數(shù)、ACE指數(shù)、Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)等。Chao指數(shù)和ACE指數(shù)反映群落的豐富度,Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)反映群落的多樣性。日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物Alpha多樣性的影響見(jiàn)圖3。
圖1 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物測(cè)序數(shù)據(jù)的影響
圖2 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物OTUs數(shù)目的影響
圖3 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物Alpha多樣性的影響
由圖3可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道微生物的Alpha多樣性組間無(wú)顯著差異(P>0.05),但Ⅱ組櫻桃谷鴨腸道微生物的Chao指數(shù)(P=0.099)和ACE指數(shù)(P=0.050)較Ⅰ組均有降低的趨勢(shì)。
2.2.4 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物Beta多樣性的影響
Beta多樣性用于區(qū)分樣品組間物種多樣性的差異,weighted UniFrac是考慮序列豐度和進(jìn)化距離的一種衡量Beta多樣性的重要指標(biāo)。日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物Beta多樣性的影響見(jiàn)圖4。
圖4 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物Beta多樣性的影響
由圖4可知,細(xì)菌主成分1(Principal compoent 1,PC1)、PC2和PC3的貢獻(xiàn)率分別為38%、21%和13%。由圖4可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組櫻桃谷鴨的腸道微生物區(qū)系能夠比較明顯地區(qū)分開(kāi)。
2.2.5 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物群落組成的影響
日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物群落組成的影響見(jiàn)圖5~7、表4。由圖5可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)菌門(mén)均為擬桿菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、變形菌門(mén)和梭桿菌門(mén)。通過(guò)Metastats分析比較不同處理間櫻桃谷鴨門(mén)水平上腸道微生物相對(duì)豐度的差異,由圖6可知,Ⅱ組和Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度極顯著高于Ⅰ組(P<0.01),Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中放線(xiàn)菌門(mén)的相對(duì)豐度顯著高于Ⅰ組(P<0.05),Ⅱ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中變形菌門(mén)的相對(duì)豐度極顯著低于Ⅰ組(P<0.01),但Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中變形菌門(mén)的相對(duì)豐度與Ⅰ組無(wú)顯著差異(P>0.05)。
圖5 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物門(mén)水平相對(duì)豐度的影響
圖6 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道差異菌門(mén)水平相對(duì)豐度的影響
櫻桃谷鴨屬水平上腸道微生物的相對(duì)豐度:由圖7可知,通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組櫻桃谷鴨的腸道細(xì)菌共注釋到64個(gè)菌屬,并且優(yōu)勢(shì)菌屬均為擬桿菌屬和梭桿菌屬。表4結(jié)果顯示,與Ⅰ組相比,Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中擬桿菌屬的相對(duì)豐度顯著增加(P<0.05),Erysipelatoclostridium的相對(duì)豐度顯著減少(P<0.05);與Ⅱ組相比,Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中Oxalobacter的相對(duì)豐度極顯著增加(P<0.01),Parabacteroides和Oscillibacter的相對(duì)豐度極顯著減少(P<0.01),脫硫弧菌屬、Hydrogenoanaerobacterium、Butyricimonas、嗜膽菌屬和梭菌屬的相對(duì)豐度顯著增加(P<0.05)。
圖7 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物屬水平相對(duì)豐度的影響
表4 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道差異菌屬水平相對(duì)豐度的影響 %
2.2.6 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物基因功能的影響
日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物基因功能的影響見(jiàn)圖8。
由圖8可知,Ⅱ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌脂質(zhì)代謝基因功能的相對(duì)豐度顯著高于Ⅰ、Ⅲ組(P<0.05),細(xì)胞運(yùn)動(dòng)基因功能的相對(duì)豐度極顯著低于Ⅰ組(P<0.01),但與Ⅲ組差異不顯著(P>0.05);Ⅲ組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌核苷酸代謝基因功能的相對(duì)豐度極顯著高于Ⅰ組(P<0.01),氨基酸代謝基因功能的相對(duì)豐度顯著高于Ⅰ組(P<0.05),能量代謝基因功能的相對(duì)豐度較Ⅰ組有增加的趨勢(shì)(P=0.073),而細(xì)胞運(yùn)動(dòng)基因功能的相對(duì)豐度較Ⅰ組有減少的趨勢(shì)(P=0.085)。
圖8 日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物對(duì)櫻桃谷鴨腸道微生物基因功能的影響
肌肉品質(zhì)能體現(xiàn)肉用畜禽的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。肌肉中水分含量越高,保水性越強(qiáng),肌肉的嫩度和多汁性等性狀越好[8]。蛋白質(zhì)是肌肉中的主要養(yǎng)分,含量越高,肉品質(zhì)越好。肌內(nèi)脂肪是評(píng)定肉品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一,與肌肉的嫩度、多汁性和風(fēng)味有著密切的聯(lián)系[9]。于素紅等研究報(bào)道,日糧中添加酵母培養(yǎng)物5.0和7.5 g·kg-1,肉雞胸肌和腿肌粗蛋白質(zhì)的含量無(wú)顯著差異[9]。路則慶等研究報(bào)道,大麥-高粱型日糧中添加酵母培養(yǎng)物0.8%對(duì)肥育豬背最長(zhǎng)肌水分和肌內(nèi)脂肪的含量無(wú)影響[3]。本試驗(yàn)日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%和新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%對(duì)櫻桃谷鴨胸肌和腿肌的水分和粗蛋白質(zhì)的含量均無(wú)影響,而新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%組櫻桃谷鴨胸肌肌內(nèi)脂肪的含量高于對(duì)照組和新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%組。
新型釀酒酵母培養(yǎng)物中還原型谷胱甘肽的含量較高,由于含有半胱氨酸殘基,還原型谷胱甘肽易與自由基結(jié)合,轉(zhuǎn)化成氧化型谷胱甘肽,提高機(jī)體的抗氧化能力[10]。此外,代謝組數(shù)據(jù)顯示,新型釀酒酵母培養(yǎng)物中原花青素的含量高于新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物組,原花青素由于含有多個(gè)酚性羥基,可以競(jìng)爭(zhēng)性地與自由基結(jié)合,抑制脂質(zhì)氧化反應(yīng),從而保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷[11]。新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%組櫻桃谷鴨胸肌肌內(nèi)脂肪的含量高于對(duì)照組和新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%組,原因可能是新型釀酒酵母培養(yǎng)物中還原型谷胱甘肽和原花青素的含量較高,能減少機(jī)體的氧化應(yīng)激,抑制肌內(nèi)脂肪的氧化,從而改善肌肉品質(zhì)。
pH、滴水損失率和肉色是反映肉品質(zhì)的重要指標(biāo)。pH反映動(dòng)物屠宰后肌糖原的降解速度。一定范圍內(nèi),pH升高,肌肉系水力增強(qiáng),嫩度越好[12]。滴水損失率是在外力(如加壓、冷凍和儲(chǔ)藏等)條件下,肌肉維持固有水分的能力[9]。肉色可通過(guò)亮度、紅度和黃度進(jìn)行鑒定,一般紅度越大,亮度和黃度越小,肉品質(zhì)越好。于素紅等研究報(bào)道,日糧中添加酵母培養(yǎng)物5 g·kg-1可顯著降低肉雞胸肌和腿肌的滴水損失率,但對(duì)胸肌pH45min和pH24h無(wú)顯著影響[9]。試驗(yàn)日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%和新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%對(duì)櫻桃谷鴨胸肌pH45min、pH24h、滴水損失率和肉色均無(wú)影響,但2.5%新型釀酒酵母培養(yǎng)物組櫻桃谷鴨腿肌pH45min和pH24h高于對(duì)照組和新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%底物組,并且新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%組櫻桃谷鴨腿肌的滴水損失率較新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%組有降低的趨勢(shì)。新型釀酒酵母培養(yǎng)物中還原型谷胱甘肽的含量較高,抗氧化能力增強(qiáng),進(jìn)而提高細(xì)胞膜的屏障功能,減少水分外流,降低肌肉的滴水損失率,增強(qiáng)系水力[10]??寡趸芰υ鰪?qiáng)還會(huì)減少機(jī)體的氧化應(yīng)激,從而減少促腎上腺皮質(zhì)激素的含量,抑制糖酵解過(guò)程中各催化酶的活性,減少乳酸的產(chǎn)生,因此提高腿肌pH[13]。有研究表明,PPAR-δ是過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助活化因子1α(PGC-1α)的上游調(diào)控因子,能與其他的轉(zhuǎn)錄因子共同作用促進(jìn)PGC-1α的表達(dá),而PGC-1α可誘導(dǎo)Ⅰ型肌纖維特異基因的表達(dá),增加Ⅰ型肌纖維的數(shù)量,抑制pH的下降,從而改善肌肉品質(zhì)[14]。
Illumina MiSeq測(cè)序能夠比較準(zhǔn)確全面地分析腸道微生物的多樣性,在微生物研究中應(yīng)用越來(lái)越廣泛[15]。本試驗(yàn)日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%對(duì)櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌的Alpha多樣性無(wú)影響,可能與新型釀酒酵母培養(yǎng)物的發(fā)酵菌株和發(fā)酵時(shí)間有關(guān)。Si等研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加酵母細(xì)胞壁Biolex MB40 0.2%,裸頸雞腸道細(xì)菌的Alpha多樣性無(wú)變化,而添加0.2%酵母細(xì)胞壁Leiber ExCel,裸頸雞腸道細(xì)菌的Alpha多樣性下降[16]。孫喆等研究發(fā)現(xiàn),隨著日糧中添加的酵母培養(yǎng)物發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),肉雞腸道細(xì)菌的Alpha多樣性呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)[17]。
Vasa?等通過(guò)16S rRNA焦磷酸測(cè)序檢測(cè)綠頭鴨和番鴨的盲腸微生物區(qū)系發(fā)現(xiàn)綠頭鴨和番鴨在門(mén)水平上主要由厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)和變形菌門(mén)組成[18]。本試驗(yàn)對(duì)照組、新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%組和新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)菌門(mén)為厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、變形菌門(mén)和梭桿菌門(mén),說(shuō)明相同種屬間腸道菌群組成存在一定的相似性。新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%組和新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度高于對(duì)照組,可能與釀酒酵母培養(yǎng)物底物和釀酒酵母培養(yǎng)物中粗纖維的含量較高有關(guān)。擬桿菌門(mén)是動(dòng)物體內(nèi)酵解碳水化合物的主要菌門(mén),擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度增加,降解纖維素的能力可能增強(qiáng),能為微生物提供更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以促進(jìn)其生長(zhǎng)[19]。Upadrasta等研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加蘋(píng)果酒酵母可增加斷奶仔豬糞便中擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度,此結(jié)論與本文一致[20]。放線(xiàn)菌門(mén)的主要功能是產(chǎn)生抗生素,鏈霉素、紅霉素和卡那霉素等均由放線(xiàn)菌門(mén)中的鏈霉菌產(chǎn)生。此外,具有營(yíng)養(yǎng)、抑菌、免疫調(diào)節(jié)和抗癌等生理功能的雙歧桿菌也隸屬于放線(xiàn)菌門(mén)[21]。變形菌門(mén)在動(dòng)物腸道中含量較豐富,且形態(tài)多樣,但變形菌門(mén)中許多細(xì)菌如沙門(mén)氏菌、霍亂弧菌和幽門(mén)螺桿菌等均被證實(shí)是致病菌。變形菌門(mén)相對(duì)豐度的增加不僅會(huì)打亂微生物群落結(jié)構(gòu)的平衡,還可能使機(jī)體患病的機(jī)率大幅提高[22]。新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中變形菌門(mén)的相對(duì)豐度極顯著低于對(duì)照組,而新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%組與對(duì)照組無(wú)顯著差異。說(shuō)明日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物底物2.5%和新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%通過(guò)增加擬桿菌門(mén)和放線(xiàn)菌門(mén)等有益菌的相對(duì)豐度抑制或穩(wěn)定了變形菌門(mén)中病原菌相對(duì)豐度的增加,維持櫻桃谷鴨腸道的健康。
在屬水平上,2.5%新型釀酒酵母培養(yǎng)物組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌中擬桿菌屬的相對(duì)豐度高于對(duì)照組,Erysipelatoclostridium的相對(duì)豐度低于對(duì)照組。擬桿菌屬的脆弱擬桿菌能激活Toll樣受體,通過(guò)分泌一種微生物多糖A可抵制Helicobacter hepaticus誘導(dǎo)的結(jié)腸炎,增強(qiáng)機(jī)體免疫力[23-24]。Erysipelatoclostridium是一種條件性致病菌,日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%可降低Erysipelatoclostridium的相對(duì)豐度,減小櫻桃谷鴨患病的可能性[25]。日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物能改善櫻桃谷鴨的腸道菌群結(jié)構(gòu)可能與新型釀酒酵母培養(yǎng)物細(xì)胞壁組成甘露寡糖和β-葡聚糖有關(guān)。
甘露寡糖可吸附在腸道表面,為病原菌提供特定的結(jié)合位點(diǎn),競(jìng)爭(zhēng)性地抑制病原菌在腸道表面的定植[26]。Mourao等研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加甘露寡糖可顯著降低育肥兔盲腸大腸桿菌和腸球菌的數(shù)量,改善腸道微生物區(qū)系[27]。Wang等研究發(fā)現(xiàn),β-葡聚糖能極顯著增加人體糞便中擬桿菌屬的相對(duì)豐度,并且普氏菌屬的相對(duì)豐度有增加的趨勢(shì)[28]。
此外,腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變還可能與新型釀酒酵母培養(yǎng)物富含有機(jī)酸有關(guān),腸道中的有益菌能在酸性環(huán)境(5.8~6.2)中較好地生存,而致病菌大多存在于pH≥7的中性或偏堿性環(huán)境中[29]。Ozduven等研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加有機(jī)酸可顯著增加肉雞盲腸乳酸菌的含量,降低大腸桿菌的含量,調(diào)節(jié)腸道菌群組成[30]。
PICRUSt分析彌補(bǔ)了16S rDNA測(cè)序只能檢測(cè)微生物的組成,無(wú)法預(yù)知微生物功能的缺陷,目前已成為一種預(yù)測(cè)細(xì)菌和古細(xì)菌代謝功能的重要工具。本試驗(yàn)PICRUSt分析結(jié)果顯示,新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌核苷酸代謝基因功能高于對(duì)照組,氨基酸代謝基因功能高于對(duì)照組,能量代謝和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)基因功能組間差異不明顯。但新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌能量代謝基因功能較對(duì)照組有增加的趨勢(shì),而細(xì)胞運(yùn)動(dòng)基因功能較對(duì)照組有減少的趨勢(shì)。Fang等研究發(fā)現(xiàn),細(xì)菌能量代謝、氨基酸代謝、核苷酸代謝和碳水化合物代謝等基因功能的相對(duì)豐度與肌內(nèi)脂肪的含量呈正相關(guān),而細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和膜轉(zhuǎn)運(yùn)等基因功能的相對(duì)豐度與肌內(nèi)脂肪的含量呈負(fù)相關(guān)[31]。因此,日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%能增加櫻桃谷鴨胸肌肌內(nèi)脂肪的含量,可能與該組櫻桃谷鴨腸道細(xì)菌核苷酸代謝、氨基酸代謝和能量代謝基因功能增強(qiáng),細(xì)胞運(yùn)動(dòng)基因功能減弱有關(guān)。
日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物2.5%可提高櫻桃谷鴨胸肌肌內(nèi)脂肪的含量,提高腿肌pH45min和pH24h,改善肌肉品質(zhì)。日糧中添加新型釀酒酵母培養(yǎng)物可能導(dǎo)致有利于改善肉品質(zhì)的細(xì)菌基因功能相對(duì)豐度的變化,進(jìn)而改善肌肉品質(zhì)。