鹌鹑蛋黄组成与代谢对糙米型饲粮响应的多组学分析

《Food Chemistry》:Impact of brown rice-based diets on egg yolk composition and metabolism in quail

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Food Chemistry 10.4

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  研究人员对饲喂玉米型或糙米型饲粮的鹌鹑蛋黄进行了多组学分析(multi-omics analysis)。糙米型饲粮未影响鹌鹑产蛋性能或生长性能。糙米饲喂通过肝脏从头脂肪生成(de novo lipogenesis)改变蛋黄脂肪酸组成。糙米饲喂鹌鹑的蛋黄牛磺酸(

  
研究人员对饲喂玉米型或糙米型饲粮的鹌鹑蛋黄进行了多组学分析(multi-omics analysis)。糙米型饲粮未影响鹌鹑产蛋性能或生长性能。糙米饲喂通过肝脏从头脂肪生成(de novo lipogenesis)改变蛋黄脂肪酸组成。糙米饲喂鹌鹑的蛋黄牛磺酸(taurine)水平显著升高。α-生育三烯酚(α-Tocotrienol)从糙米进入蛋黄,可能增强抗氧化能力。
研究背景方面,鸡蛋是含全部必需氨基酸的优质易消化蛋白来源,随着全球尤其发展中国家人口增加,鸡蛋需求上升,但家禽饲料依赖进口玉米与豆粕,使生产易受地缘政治与气候事件导致的价格冲击影响,因此亟需区域适应性替代饲料资源。水稻可作为玉米替代候选,禽类肌胃能机械粉碎整粒或粉碎稻谷,既往肉鸡与蛋鸡研究显示部分或完全替代玉米不影响体重、采食量、肌肉量与产蛋性能;但慢性热应激下稻谷会降低绒毛高度与肌肉量并增加脂质过氧化,而糙米可缓解这些不良效应。糙米代谢能(ME)与粗蛋白(CP)水平与玉米相近,且含α-生育三烯酚(α-Tocotrienol)、γ-稻糠醇(γ-oryzanol)、阿魏酸(ferulic acid)等玉米缺乏的生物活性物质,可调节氧化应激与炎症;已有训练小组描述性感官分析显示稻米与玉米饲喂母鸡所产蛋风味不同,但糙米饲喂对蛋黄组分的具体影响不清。为此,研究人员以日本鹌鹑(Coturnix japonica)为模型,对玉米型与糙米型饲粮组的蛋黄代谢物、脂质与维生素E进行多组学分析,并检测血浆与肝脏以区分膳食摄入与内源代谢的影响。《Food Chemistry》刊发该论文。
关键技术方法方面,动物为291日龄商业雌性日本鹌鹑,按体重与产蛋率随机分玉米型饲粮组与糙米完全替代玉米组,单笼饲养8周。研究人员采用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)非靶向代谢组学分析蛋黄与血浆亲水性代谢物;用LC-MS/MS脂质组学分析蛋黄脂质;用气相色谱飞行时间质谱(GC-TOF-MS)分析蛋黄与肝脏甘油三酯脂肪酸组成及蛋黄维生素E异构体;用实时逆转录聚合酶链反应(real-time RT-PCR)分析肝脏与回肠脂质代谢基因表达;统计采用Student t检验并以Benjamini–Hochberg法校正错误发现率(FDR)。
3.1 糙米饲粮对鹌鹑生长性能与产蛋的影响
研究人员通过每周记录体重、采食量与产蛋率,并称量肝脏、脾脏、盲肠等组织,发现玉米完全替换为糙米不影响体重、采食量、粗蛋白摄入、产蛋率及代谢与免疫和肠道组织重量,蛋黄重与水分、粗蛋白也无变化,说明糙米替代玉米不损害鹌鹑生长与产蛋。
3.2 玉米或糙米饲喂鹌鹑蛋黄与血浆的非靶向代谢组学
研究人员对蛋黄与母体血浆作主成分分析(PCA)与代谢物注释,发现蛋黄代谢谱偏移,缬氨酸(Valine)、L-麦角硫因(L-Ergothioneine)、牛磺酸等变化,其中L-麦角硫因在蛋黄与血浆均下降且蛋黄中经FDR后仍显著;定量氨基酸分析显示血浆甘氨酸(glycine)与丝氨酸(serine)升高,蛋黄牛磺酸升高,且血浆与蛋黄变化不重叠,表明血浆变化不直接反映蛋黄组成,糙米饲喂轻微改变氨基酸谱。
3.3 玉米或糙米饲喂鹌鹑蛋黄的脂质组学
研究人员分析蛋黄与血浆甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、磷脂与非酯化脂肪酸(NEFA),发现总量无差异;LC-MS/MS脂质组学总体轮廓相似,但含必需脂肪酸的TG物种趋降、含内源合成脂肪酸的TG物种趋升;GC-MS显示蛋黄TG中亚油酸(C18:2)、α-亚麻酸(C18:3, n-3)、花生四烯酸(C20:4, n-6)比例显著降低,棕榈酸(C16:0)与棕榈油酸(C16:1)升高,证明糙米不改变脂质总量但改变脂肪酸质量。
3.4 肝脏脂肪酸组成与从头脂肪酸合成
研究人员分析肝脏脂肪酸与基因表达,发现肝脏同样呈亚油酸降低、C16:0与C16:1升高;脂肪合成关键基因脂肪酸合酶(Fasn)、乙酰辅酶A羧化酶(Acc)显著上调,固醇调节元件结合蛋白1(Srebf1)有上调趋势,β-氧化、脂肪酸转运、延长与脂蛋白合成基因多无显著变化,说明糙米饲喂激活肝脏从头脂肪生成,导致蛋黄与肝脏脂肪酸组成改变。
3.5 玉米或糙米饲喂鹌鹑蛋黄中生育酚与生育三烯酚的综合分析
研究人员用GC-MS检测维生素E化合物,发现α-生育酚(α-tocopherol)与γ-生育酚(γ-tocopherol)无组间差异;玉米组几乎检不出α-生育三烯酚,糙米组所有样品均约0.04 nmol/g湿蛋黄检出α-生育三烯酚,表明糙米高α-生育三烯酚含量可蓄积入蛋黄。
讨论部分总结中,研究人员指出蛋黄常量营养素相对稳定,但糙米饲喂影响α-生育三烯酚、脂肪酸组成与非蛋白源性氨基酸牛磺酸;植物几乎不能由甲硫氨酸合成牛磺酸,鹌鹑体内牛磺酸可能由半胱氨酸经半胱亚磺酸通路或丝氨酸来源胱酸通路合成,补甘氨酸与丝氨酸未诱导牛磺酸合成,机制待研。糙米脂肪低使膳食必需脂肪酸绝对摄入降,但血浆与蛋黄TG、TC不变,内源脂肪生成被激活;C16:0与C16:1富集也见于肝脏,脂肪生成基因上调,ω-6降低可能影响蛋风味。糙米纤维低于玉米,可消化碳水更高,短链脂肪酸(SCFAs)如乙酸、琥珀酸、戊酸降低,多余乙酰辅酶A进入从头脂肪生成,类似反刍动物补糙米促脂沉积但禽类机制不同。L-麦角硫因主要来自膳食,玉米含量高于糙米可解释其下降;α-生育三烯酚抗氧化活性高于生育酚,可随脂蛋白入蛋黄,为功能性蛋开发提供依据。鹌鹑与鸡母源转运系统保守,结果对家禽有较广适用性,但需在鸡上验证。
研究结论部分翻译:本研究综合分析了饲喂糙米后蛋黄中代谢物、脂质与维生素E,显示糙米饲喂改变蛋黄组成,包括脂质概况(脂肪酸组成)与牛磺酸、麦角硫因、α-生育三烯酚等生物活性物。本研究产生的多组学数据集揭示了糙米饲喂条件下所产蛋的特征,并可促进功能性蛋开发。研究以日本鹌鹑为动物模型,鹌鹑与鸡的蛋组成总体相似,母源生物活性成分沉积的母源转运系统在禽类中大体保守,因此虽需考虑种间差异,本发现仍可能广泛适用于家禽,未来在鸡中验证将增强其对商品家禽生产的适用性。
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