发酵棕榈仁粕对肉鸡肠道形态、抗氧化能力、盲肠菌群及肝脏代谢组学的调控作用研究

本研究系统评估了日粮中添加发酵或未发酵棕榈仁粕（PKC）对肉鸡肠道健康及肝脏代谢的深层影响。结果表明，发酵PKC（特别是10%添加组，LPKC）可显著改善肠道形态（如绒毛高度）、紧密连接蛋白（Claudin-1）表达及总抗氧化能力（T-AOC），并调控肝脏中与氨基酸、碳水化合物及脂质代谢相关的关键代谢物（如lysoPC、ergothioneine等），为替代传统玉米-豆粕型日粮提供了科学依据。

　　

引言

数十年来，玉米和豆粕一直是肉鸡日粮中主要的蛋白质和能量来源，对肠道功能和肝脏代谢具有重要影响。然而，原料短缺促使研究者寻找替代方案。棕榈仁粕（PKC）作为棕榈油提取的副产品，虽富含能量、蛋白质和矿物质，但因高纤维含量在 poultry 饲料中的应用受限。通过发酵技术（如使用植物乳杆菌^{Lactobacillus plantarum}和纳豆芽孢杆菌^{Bacillus natto}结合水解酶）可降解纤维，提升PKC的营养价值。本研究旨在探讨发酵或未发酵PKC对肉鸡肠道形态、抗氧化指标、盲肠菌群组成、短链脂肪酸及肝脏代谢组学的影响。

材料与方法

实验采用240只3日龄雄性Arbor Acres肉鸡，随机分为4组（每组6个重复，每重复10只）：对照组（基础日粮）、PKC组（10%未发酵PKC）、LPKC组（10%发酵PKC）和MPKC组（20%发酵PKC）。发酵过程使用植物乳杆菌LY19和纳豆芽孢杆菌ND1（均保藏于南京农业大学胃肠道微生物实验室）结合甘露聚糖酶（45 U/g）、纤维素酶（160 U/g）和酸性蛋白酶（250 U/g），在37°C、pH 4.8条件下发酵48小时。实验周期39天，自由采食和饮水。结束时采集空肠、盲肠组织及内容物、肝脏样本，进行组织学、抗氧化指标、实时荧光定量PCR（q-PCR）、16S rRNA测序、短链脂肪酸（SCFA）及肝脏非靶向代谢组学（LC-MS/MS）分析。

结果

肠道形态和紧密连接

LPKC组空肠绒毛长度显著高于其他组（p < 0.05），而MPKC和LPKC组盲肠绒毛长度和绒毛/隐窝比均高于对照组和PKC组（p < 0.05）。紧密连接基因^Claudin-1在LPKC组表达上调，而^ZO1和^Occludin无显著变化。

抗氧化指标

MPKC组总抗氧化能力（T-AOC）显著高于对照组（p < 0.05），但各处理间丙二醛（MDA）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）无差异。

盲肠微生物群组成

α多样性指数（Shannon、Ace、Simpson等）和β多样性在门水平（拟杆菌门^{Bacteroidetes}、厚壁菌门^Firmicutes、变形菌门^{Proteobacteria}）无显著差异。属水平上，PKC组^Romboutsia丰度低于对照组，而MPKC组^{Erysipelatoclostridium}丰度高于PKC组。

盲肠短链脂肪酸

乙酸、丙酸、丁酸等SCFA浓度在各组间无显著差异。

肝脏代谢组学

PLS-DA分析显示各组代谢谱明显分离。LPKC组上调与氨基酸代谢（如组氨酸）和碳水化合物代谢（如半乳糖醇、棉子糖）相关的代谢物，下调脂质代谢相关代谢物（如lysoPC(14:0/0:0)、PC(14:1(9Z)/18:2(9Z,12Z))）。MPKC组下调碳水化合物代谢物（如果糖、棉子糖），上调辅酶A（coenzyme A）等。KEGG富集分析表明差异代谢物涉及甘油磷脂代谢、花生四烯酸代谢、组氨酸代谢等通路。

讨论

发酵PKC（LPKC和MPKC）改善肠道形态可能与纤维降解和营养素生物利用度提高有关。紧密连接蛋白^Claudin-1上调提示肠道屏障功能增强。抗氧化能力提升（如MPKC组T-AOC升高）表明发酵PKC可缓解氧化应激。微生物群组成基本稳定，但特定菌属（如^Romboutsia）的变化可能与纤维来源不同有关。SCFA无差异反映微生物发酵活动未受显著影响。肝脏代谢组变化表明发酵PKC调控了能量、氨基酸和脂质代谢，其中LPKC组表现出更优的养分利用效率（与前期生长性能数据一致）。

结论

日粮中添加发酵或未发酵PKC不影响盲肠菌群多样性和SCFA。发酵PKC（尤其LPKC）可改善肠道形态、紧密连接和抗氧化能力，并调控肝脏代谢谱（如上调氨基酸代谢物、下调脂质代谢物）。PKC、LPKC和MPKC均为替代传统日粮的可行选择。