《Animals》：Dietary Isoacids Improve Early-Life Feed Efficiency, Reduce Abdominal Fat Deposition, and Modulate Intestinal and Metabolic Responses in Broiler Chickens
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本研究评估了日粮中添加不同水平的支链挥发性脂肪酸（即异位酸，ISO）对肉鸡生长性能、屠体性状、肠道健康及胸肌代谢组学特征的影响。共700只1日龄雄性Cobb 500雏鸡被分配到5种玉米-豆粕型日粮处理组，每组10个重复栏（每栏14只鸡），采用完全随机设计：阳性
本研究评估了日粮中添加不同水平的支链挥发性脂肪酸（即异位酸，ISO）对肉鸡生长性能、屠体性状、肠道健康及胸肌代谢组学特征的影响。共700只1日龄雄性Cobb 500雏鸡被分配到5种玉米-豆粕型日粮处理组，每组10个重复栏（每栏14只鸡），采用完全随机设计：阳性对照组（PC）满足营养需求，分别补充0.0%、0.10%、0.20%、0.40%或0.60%的ISO（由异丁酸盐和2-甲基丁酸盐按2:1混合而成）。数据采用一般线性模型结合正交多项式对比、PERMANOVA用于微生物组β多样性分析，以及ANOVA结合FDR校正用于代谢组学分析。在饲养各阶段监测生长性能。在第42天，评估屠体性状、胸肉品质、肠道通透性、盲肠短链脂肪酸（SCFAs）以及盲肠和回肠微生物群，同时对胸大肌进行液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）代谢组学分析。日粮ISO显著改善了前21天（早期）的平均日增重（p < 0.0001）和饲料转化率（p < 0.0001），最佳添加水平为0.40%。虽然整体屠体和胸肉产量未受影响，但ISO添加显著且二次性地减少了腹部脂肪沉积（p < 0.0001），最佳添加范围为0.10%至0.40%。ISO未损害肠道通透性或改变微生物α多样性，但显著重构了盲肠微生物群（β多样性；Bray-Curtis p = 0.0213），并线性增加了盲肠内容物中的异丁酸积累（p = 0.0443）。胸肌代谢组学显示出剂量依赖性的非线性响应；0.40%添加水平使半乳糖脂的相对丰度最大化，而最高剂量（0.60% ISO）则上调了鞘磷脂、溶血磷脂和酰基肉碱。总之，特定日粮ISO添加剂量0.4%是一种有效的营养策略，可提高早期饲料效率并减少腹部肥胖。超过此最佳水平的剂量（如0.60%）不提供进一步的生产效益，并可能引发细胞应激。
研究背景与目的
在家禽生产中，寻找可持续的饲料添加剂以在不依赖抗生素的情况下改善鸟类生长和健康至关重要。异位酸（Isoacids, ISO）是由肠道细菌产生的天然化合物，已在反刍动物中被证明有效，但其对肉鸡的影响在很大程度上尚不清楚。尽管短链脂肪酸（Short-chain fatty acids, SCFAs）在肉鸡肠道健康方面的益处已被广泛认知，但作为支链氨基酸发酵产物的支链挥发性脂肪酸（Branched-chain volatile fatty acids, BCVFAs）在家禽中的生理意义仍缺乏表征。此外，过量摄入挥发性有机酸可能引起代谢性酸中毒等不良反应，因此确定最佳日粮添加阈值对于最大化生产优势同时防止性能下降和代谢毒性至关重要。基于此，本研究旨在评估日粮中添加不同水平ISO对肉鸡生长性能、屠体特性、肠道通透性、盲肠微生物群及胸肌代谢组学特征的影响。
研究方法
研究人员将700只1日龄雄性Cobb 500肉鸡随机分为5个处理组，每组10个重复栏（每栏14只鸡），饲喂玉米-豆粕型基础日粮，并分别添加0.0%、0.10%、0.20%、0.40%或0.60%的ISO（由异丁酸盐和2-甲基丁酸盐按2:1混合而成，由Zinpro公司提供）。试验于巴西圣保罗大学动物科学与食品工程学院（FZEA/USP）的商业化肉鸡研究设施中进行。主要技术方法包括：通过记录体重和采食量计算各阶段生长性能指标；在第42天屠宰后测定屠体及分割部位产量和胸肉品质（pH、色度、剪切力、蒸煮损失及脂质过氧化TBARS值）；利用16S rRNA基因测序（V3-V4区）分析盲肠和回肠微生物群的α和β多样性及差异丰度；采用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）测定盲肠SCFA谱；通过荧光素异硫氰酸酯-葡聚糖（FITC-dextran）灌胃法评估肠道通透性；运用液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）对胸大肌进行非靶向代谢组学分析。
研究结果
3.1 生长性能
日粮ISO添加显著影响了1-7天阶段的平均日增重（ADWG）（p = 0.0067）和饲料转化率（FCR）（p = 0.0006），其中0.4%组ADWG最高（21.80 g），0.4%和0.6%组FCR最低。在1-21天阶段，ISO对ADWG（p < 0.0001）和FCR（p < 0.0001）均有极显著影响，0.2%和0.4%组ADWG最高，FCR在0.2%至0.6%范围内达到最优。在1-35天阶段，总体处理效应未达统计显著性，但回归分析显示ADWG和平均日采食量（ADFI）呈显著正线性趋势。在1-42天全期，所有生长性能指标均无显著差异。
3.2 屠体及分割部位产量
ISO添加未显著改变屠体产量、胸肉百分比或翅膀比例。腿部产量随ISO水平增加呈显著负线性响应（p = 0.0111）。腹部脂肪沉积受显著影响（p < 0.0001），呈二次曲线响应，所有添加组的腹部脂肪百分比均显著低于对照组（1.57%），有效响应范围为0.10%至0.40%。
3.3 胸肉品质评价
ISO添加未显著改变胸肉的物理品质属性（剪切力、蒸煮损失、色度）。然而，脂质过氧化指数（TBARS值）呈显著正线性趋势（p = 0.011），丙二醛（MDA）含量随ISO水平增加而升高。
3.4 肠道微生物组分析
ISO添加未显著改变α多样性指标。β多样性分析显示，盲肠微生物群在定量和定性矩阵（Bray-Curtis、Jaccard、Weighted UniFrac）上发生显著重构，而回肠微生物群仅在定性指标（Jaccard、Unweighted UniFrac）上表现出显著变化。在分类学层面，仅有毛螺菌科（Lachnospiraceae）在多重比较校正后仍显示显著差异。
3.5 盲肠短链脂肪酸
主要SCFA谱在各处理间保持稳定。异丁酸虽总体处理效应不显著，但回归分析显示其呈边缘显著的线性增加趋势（p = 0.0443）。
3.6 肠道通透性
血清FITC-右旋糖酐浓度在各处理间无显著差异（p = 0.966），表明ISO添加未损害肠道屏障功能。
3.7 胸肌代谢组学
主成分分析（PCA）显示各处理间代谢组高度重叠，表明ISO未引起广泛的代谢重编程。偏最小二乘判别分析（PLS-DA）识别出15种最关键的判别代谢物。层次聚类显示，0.4%添加水平使半乳糖脂（如MGDG 42:3、MGDG 42:6）和α-常春藤皂苷的相对丰度最大化；而0.6%添加水平则上调了鞘磷脂（SM d34:1）、溶血磷脂（LysoPC 17:0/0:0）和长链酰基肉碱（ACar 22:5）。
讨论与结论
研究表明，日粮ISO添加通过提供易同化的能量来源，在肠道和代谢发育的关键早期阶段提高了养分利用效率，从而改善了早期生长性能。腹部脂肪的快速减少表明，下调脂质沉积的微生物或代谢阈值在较低ISO剂量下即可实现，这可能与肠道微生物群作为脂质代谢关键调节因子的作用有关。ISO未影响肌肉理化品质，这是重要的积极发现。TBARS值的线性升高提示了剂量依赖性的脂质氧化状态变化。
微生物组分析表明，ISO主要在盲肠而非回肠引起了基于丰度和系统发育的群落结构重组，这与盲肠作为家禽主要发酵部位的特性一致。ISO未破坏微生物生态稳定性（α多样性不变），但改变了群落组织方式（β多样性显著）。盲肠异丁酸的线性增加趋势暗示了对氨基酸发酵途径的潜在影响。
胸肌代谢组学的非线性响应揭示了剂量特异性效应：0.4%剂量下的半乳糖脂富集反映了植物源脂质的靶向积累；而0.6%剂量下鞘磷脂、溶血磷脂和酰基肉碱的上调则提示了线粒体能量挑战（酰基肉碱积累）和细胞膜周转增加（溶血磷脂和鞘磷脂积累），可能预示着细胞应激。
研究结论翻译
总之，日粮ISO添加代表了一种可行且有效的营养策略，可增强肉鸡的早期生长性能并调节身体组成。以0.4%的比例添加异丁酸盐和2-甲基丁酸盐的2:1混合物，显著优化了关键起始阶段（0-21天）的饲料转化效率，并在0.10%至0.40%的有效添加范围内二次性地最小化了腹部脂肪沉积。重要的是，这些表型改善是在未对肠道屏障功能或肠道微生物α多样性产生不利影响的情况下实现的，并且伴随着盲肠微生物群落的显著重构和盲肠异丁酸浓度的线性增加。此外，胸肌代谢组学表明，0.4%的添加水平以半乳糖脂富集为特征。相反，超过此水平至0.6%则不提供进一步的生产效益，并会触发以溶血磷脂和酰基肉碱积累为特征的独特代谢转变。因此，在此有效响应范围内的ISO添加为家禽业提供了一种可持续的工具，用以优化饲料效率和屠体品质，支持高标准肉鸡生产，且不会对所评估的性能、屠体、肉质和肠道通透性终点产生不良影响。
