编辑推荐:
为探究湿发酵啤酒糟(WFBG)对青年母鸡肝脏代谢的影响,研究人员以 120 只 84 日龄母鸡为对象,设 0% 和 20% WFBG 两组。发现 20% WFBG 组肝脏 SOD 活性升高、MDA 含量降低,鉴定出 324 个差异代谢物,涉及甘油磷脂(GP)等代谢通路,为饲料应用提供依据。
在全球粮食危机日益严峻的背景下,传统饲料资源短缺问题凸显,开发非传统农业和工业副产物作为家禽饲料新原料成为重要方向。啤酒糟作为酿酒工业的主要副产物,虽富含膳食纤维、氨基酸等营养成分,但存在高水分、粗纤维含量高及蛋白质和赖氨酸水平低等固有缺点。发酵处理可提升其粗蛋白水平、纤维素利用率和适口性,然而湿发酵啤酒糟(WFBG)在禽类中的应用研究,尤其是对肝脏代谢的影响却鲜见报道。青年母鸡的肝脏健康对其生产性能至关重要,肝脏不仅是脂质代谢的核心器官,还参与卵黄前体(如卵黄蛋白原和极低密度脂蛋白 VLDLs)的合成,而脂肪肝综合征等代谢疾病常因长期脂肪代谢紊乱引发。因此,探究 WFBG 对青年母鸡肝脏代谢的调控作用,对优化禽类饲料配方、保障肝脏健康具有重要的现实意义。
为此,聊城大学的研究人员开展了相关研究,旨在通过代谢组学技术揭示 WFBG 对青年母鸡肝脏代谢的影响机制。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为禽类饲料中非常规原料的应用提供了新的科学依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:选取 120 只 84 日龄的鲁西绿壳青年母鸡,随机分为对照组(基础饲料)和 20% WFBG 组,每组 6 个重复,每个重复 10 只,进行为期 28 天的饲养实验。实验结束后,采集肝脏样本,运用超高效液相色谱 - 串联质谱(UHPLC-MS/MS)技术进行非靶向代谢组学分析,同时检测肝脏中抗氧化酶活性(如超氧化物歧化酶 SOD、谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px)、丙二醛(MDA)含量及肝脂肪含量,并通过主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计方法筛选差异代谢物(DEMs),结合 KEGG 通路分析探讨其参与的代谢途径。
肝脏指标与抗氧化能力分析
与对照组相比,20% WFBG 组母鸡的肝脏相对重量和肝脂肪含量显著降低(P<0.05),表明 WFBG 可能通过调节脂质代谢减轻肝脏脂肪沉积。抗氧化指标显示,该组肝脏 SOD 和 GSH-Px 活性显著升高(P<0.05),MDA 含量显著降低(P<0.05),说明 WFBG 可增强肝脏的抗氧化能力,减轻氧化应激损伤。
肝脏代谢组学特征
非靶向代谢组学分析显示,两组肝脏代谢谱存在显著差异。共鉴定出 324 个差异代谢物,其中 208 个上调,116 个下调。通路分析表明,这些差异代谢物主要富集于 64 条代谢通路,包括代谢通路、甘油磷脂(GP)代谢、亚油酸(LA)代谢、花生四烯酸(ARA)代谢和 α- 亚麻酸代谢等。进一步聚焦 GP、LA 和 ARA 代谢通路,发现 20% WFBG 组中,18 个代谢物在三条通路中共同上调,8 个共同下调,如溶血磷脂酰胆碱(LPC (18:0/0:0)、LPC (0:0/20:4))、溶血磷脂酰乙醇胺(LPE (22:6/0:0))等含量显著变化,提示 WFBG 可能通过调控这些通路影响肝脏脂质代谢。
代谢通路的深入解析
甘油磷脂是细胞膜的主要成分,参与脂质运输和代谢。研究中发现的 LPC 水平升高可能促进高密度脂蛋白(HDL)的胆固醇逆向转运,降低脂肪沉积风险。亚油酸作为 n-6 多不饱和脂肪酸,可抑制脂肪酸合成、促进饱和脂肪酸氧化,其代谢产物的变化可能与血脂调节相关。花生四烯酸在免疫应答和脂质代谢中起关键作用,其代谢通路的改变可能与肝脏炎症反应和脂肪代谢平衡有关。三条通路中共同差异代谢物的发现,揭示了 WFBG 调控肝脏代谢的多途径协同作用机制。
研究结论表明,在青年母鸡饲料中添加 20% 湿发酵啤酒糟可通过调节肝脏代谢通路,显著改善抗氧化能力、减少脂肪沉积,并影响甘油磷脂、亚油酸和花生四烯酸等代谢过程。这些发现不仅为啤酒糟这一工业副产物在禽类饲料中的高效利用提供了理论依据,也为通过代谢组学技术解析非常规饲料原料的作用机制提供了范例。未来研究可进一步验证关键代谢物的功能,优化 WFBG 的添加比例和发酵工艺,为可持续家禽养殖提供更完善的饲料解决方案。该研究在缓解饲料资源压力、促进循环经济发展方面具有重要的实践意义,为禽类健康养殖和代谢性疾病防控开辟了新的研究方向。