《Animal Nutrition》:Normal and fermented macadamia nut meal in diets improve growth performance, meat quality, volatile compounds profile, and gut microbiota in broilers
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澳洲坚果仁粕(Macadamia nut meal, MNM)是澳洲坚果加工副产物,富含脂肪、蛋白质和纤维,但其对肉鸡肉品质与风味的影响大多未被探索。本研究探讨了正常与发酵澳洲坚果仁粕(Fermented MNM, FMNM)对肉鸡生长性能、肉品质、胸肌挥发性
澳洲坚果仁粕(Macadamia nut meal, MNM)是澳洲坚果加工副产物,富含脂肪、蛋白质和纤维,但其对肉鸡肉品质与风味的影响大多未被探索。本研究探讨了正常与发酵澳洲坚果仁粕(Fermented MNM, FMNM)对肉鸡生长性能、肉品质、胸肌挥发性化合物谱及盲肠微生物群组成的影响。FMNM由植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)于37 °C发酵12 h制备。将90只1日龄雄性901白羽肉鸡(初始体重36.66 ± 0.52 g)随机分为5个饲粮处理组,每组3重复每重复6只鸡:对照组(CK,豆粕基础饲粮)、基础饲粮+5% MNM(MNM-L)、基础饲粮+10% MNM(MNM-H)、基础饲粮+5% FMNM(FMNM-L)、基础饲粮+10% FMNM(FMNM-H)。结果表明,添加MNM与FMNM显著提高了肉鸡平均日增重(Average Daily Gain, ADG)并降低了料重比(Feed-to-Gain ratio, F/G)(P < 0.05)。与CK相比,MNM和FMNM显著增加了胸肌中精氨酸、赖氨酸及醇类含量(P < 0.05)。此外,MNM显著升高胸肌不饱和脂肪酸水平,而FMNM显著降低饱和脂肪酸含量(P < 0.05)。盲肠微生物谱与相关分析显示,MNM与FMNM提高了Butyricicoccus、Ruminococcus、Clostridium和Lactobacillus相对丰度(P < 0.05),并提升盲肠短链脂肪酸(Short-Chain Fatty Acids, SCFA)浓度,这些与改善的肉品质和风味性状相关。结果说明MNM与FMNM通过调节盲肠微生物群落和促进SCFA产生来改善肉营养值与风味。该方法为澳洲坚果产业副产物在家禽生产中的高值化利用提供了有效策略。
研究背景方面,鸡肉因高蛋白、低脂肪和成本效益被广泛视为优质动物蛋白源,但传统禽料原料如玉米、小麦和豆粕面临供应不稳与价格竞争。坚果副产物富含有益化合物,然而直接利用受限于低消化率与抗营养因子,发酵可改善植物副产物营养品质。澳洲坚果仁粕(MNM)作为榨油副产物,占果仁25%–27%,前期研究多聚焦水产、羊和猪,肉鸡中系统研究其肉品质、风味与肠道微生物的文章有限,且发酵澳洲坚果仁粕(FMNM)在肉鸡中尚未见报道。因此研究人员以植物乳杆菌固体发酵制备FMNM,评估MNM与FMNM对肉鸡生长、胸肌氨基酸与脂肪酸、挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOC)、盲肠SCFA及微生物群的影响,并探索其关联。该文发表于《Animal Nutrition》。
关键技术方法上,研究人员采用90只1日龄雄性901白羽肉鸡(初始体重36.66 ± 0.52 g,购自山东大成集团湖南顺成实业有限公司),随机分5组(CK、MNM-L、MNM-H、FMNM-L、FMNM-H),每组3栏每栏6只,42 d饲养试验;FMNM由MNM经121 °C灭菌、加水、接植物乳杆菌CGMCC No.18215于37 °C固态发酵12 h后55 °C烘干过60目筛制得;生长性能记录初末重、平均日采食量(ADFI)、ADG与F/G;屠宰取胸肌与盲肠内容物,肉品质测pH、色值(L、a、b*)、蒸煮损失、滴水损失与剪切力;胸肌氨基酸用超高效液相色谱-三重四极杆质谱测,脂肪酸用气相色谱-质谱(GC-MS)测,VOC用顶空固相微萃取-GC/MS测,盲肠SCFA用GC-MS测,微生物用16S rRNA V3–V4区扩增与Illumina NovaSeq 6000测序,统计用ANOVA与Spearman相关。
研究结果部分,结构与营养组成小节显示扫描电镜见FMNM表面更皱缩粗糙,傅里叶变换红外光谱(FTIR)与X射线衍射(XRD)见特征峰变化,FMNM粗脂肪(16.13% vs 11.30%)与粗纤维(6.53% vs 5.70%)显著高于MNM(P < 0.05),C18:1n-9c与C16:1为主脂肪酸。生长性能小节显示各处理终重与ADG显著高于CK(P < 0.001),F/G较CK降低23.58%–32.43%。肉品质小节显示各组烹饪损失、滴水损失、pH、L、b无显著差异,MNM-H剪切力高于CK,FMNM-L与FMNM-H的a*(45 min与24 h)显著低于CK(P < 0.05)。胸肌氨基酸小节显示MNM-L精氨酸显著升高,FMNM-L赖氨酸、精氨酸与总必需氨基酸(EAA)显著升高(P < 0.05)。胸肌脂肪酸小节显示MNM-L与MNM-H提升不饱和脂肪酸,MNM-L中C18:1n-9c等单不饱和与C18:3n3等n-3/n-6多不饱和显著升高;FMNM-L与FMNM-H降低饱和脂肪酸(SFA)如C16:0、C18:0等,但FMNM-H同时降低n-3 PUFA、n-6 PUFA与总不饱和脂肪酸(TFA)。胸肌VOC小节显示共鉴208种VOC,醛类最高(43.64%–49.66%)次之醇类(19.69%–25.57%);MNM-H显著降低壬醛、癸醛等醛类,各处理醇类(含乙醇)总量显著升高呈剂量趋势。盲肠SCFA小节显示MNM-L丁酸显著升高,FMNM-L乙酸、丁酸、戊酸、丙酸与总SCFA显著升高(P < 0.05),10%添加则部分SCFA下降。盲肠微生物多样性与组成小节显示β多样性分离,MNM-L与FMNM-H的Simpson指数高于CK;门水平Firmicutes升高、Bacteroidetes与Actinobacteria降低,FMNM-H富集Verrucomicrobia;属水平Butyricicoccus各处理均升,AF12均降,FMNM-L富集Lactobacillus,FMNM-H富集Akkermansia。LEfSe与功能预测小节显示MNM-L富Bacteroides、Butyricicoccus、Ruminococcus、Clostridium,FMNM-L富Lactobacillaceae,FMNM-H富Akkermansia;KEGG预测MNM组上调有机污染物降解、下调胆汁酸合成,FMNM组上调脂肪酸/氨基酸/胆汁酸代谢。相关分析小节显示Ruminococcus、Blautia与ADG正相关与F/G负相关,Butyricicoccus与丁酸、赖氨酸、精氨酸正相关,Coprococcus与F/G及醛类正相关、与醇类负相关。
讨论部分总结指出,MNM与FMNM因残脂、蛋白与单不饱和酸可作替代能蛋源,发酵提升粗脂与粗纤;5%添加改善ADG与F/G,与既往高量MNM无ADG变化不同,归因子配方与工艺差异;FMNM降a*但不升剪切力,利于嫩度。5% MNM/FMNM升胸肌EAA与风味氨基酸(精氨酸),5% MNM升C18:1n-9c与C18:3n3,5% FMNM降SFA且对TFA影响较小。VOC中醛降醇升改变风味轮廓。5%添加升SCFA尤丁酸/总SCFA,10%反降,提示纤维过量抑发酵。微生物F/B比升、Butyricicoccus与Lactobacillus促SCFA,Akkermansia参与黏膜修复,功能预测与胸肌氨基酸沉积和脂肪酸改变一致。
结论部分翻译:本研究表明饲粮添加5%与10% MNM和FMNM可改善肉鸡生长性能;5% MNM与FMNM显著提升胸肌EAA含量;5% MNM增强不饱和脂肪酸,5% FMNM更有效降低胸肌SFA;5% MNM与FMNM均提升SCFA并调节肠道菌群。推荐肉鸡饲粮以5% MNM或FMNM添加。本研究首次报道FMNM在肉鸡中的益处,提示其作为非传统饲料原料提升肉品质与肠道健康的潜力。MNM与FMNM影响肉品质与菌群的分子机制仍需深入。