评估联合日粮策略与光照周期管理以缓解肉鸡胸肌肌病的研究

《animal》：Evaluation of combined dietary strategies and management of photoperiod as means to mitigate breast muscle myopathies in broiler chickens

　　

摘要 胸肌肌病（Breast muscle myopathies，BMMs），包括白纹肉（white striping，WS）、木质胸（wooden breast，WB）和意大利面肉（spaghetti meat，SM），是肉鸡生产中面临的重大挑战。本研究采用2 × 2因子设计，评估了日粮处理与光照周期调整的主效应及其交互作用对BMM发生、生产性能和肉品质的影响。共1 908只一日龄雄性雏鸡被随机分配到四个试验组。试验鸡接受标准光照周期（standard photoperiod，STP）或短光照周期（short photoperiod，SHP），后者相比STP额外增加两小时黑暗时间。在两种光照周期下，试验鸡分别接受对照日粮（control diet，CON）或日粮处理（dietary treatment，TRT），该处理包括植酸酶超量添加、全期补充0.06%胍基乙酸（guanidinoacetate，GAA）、育雏期提高氨基酸密度（+2%），以及生长期降低15%赖氨酸。植酸酶超量添加在育雏期和生长I期添加量为0.40%，生长II期为0.30%，育肥期为0.20%。与CON相比，TRT日粮使WS和WB的发生风险分别降低26.3%和19.2%（P<0.001），但使SM的发生风险增加37.7%（P<0.001）。与STP相比，SHP使SM的发生风险降低13.7%（P=0.024），但增加了足垫皮炎（footpad dermatitis，FPD）的严重程度，对应风险增加74%（P<0.001）。在肉品质方面，TRT日粮对最终pH值产生不利影响，较CON低4%（P=0.003），滴水损失较CON高90%（P<0.001），但腌制吸收率提高21%（P=0.001）。SHP较STP增加了蒸煮损失（23.4% vs. 21.7%；P=0.05），其余无显著影响。与CON相比，TRT日粮提高了饲料转化率（1.63 vs. 1.57；P<0.001），降低了日增重（80.9 vs. 82.6 g/只/天；P=0.004），并使胸肌产量降低2.35%。SHP组的死亡率较STP组几乎减半（分别为2.4% vs. 4.2%；P=0.035）。总体而言，本研究揭示了生产性能与产品品质之间存在重要的权衡关系。尽管日粮与光照周期之间的交互作用有限，但其主效应，尤其是日粮处理的主效应十分显著。TRT日粮有效降低了WS和WB的发生，但增加了SM的发生率，并对生产性能和部分肉品质性状产生不利影响。SHP降低了死亡率但增加了FPD的严重程度，对BMMs的直接效应有限。这些发现强调了在商业化家禽生产中实施干预策略时，需谨慎平衡生产力、动物福利与肉品质之间的关系。

论文解读

一、研究背景与目的

肉鸡胸肌肌病（Breast muscle myopathies，BMMs）是当前家禽产业面临的重大挑战，主要包括白纹肉（white striping，WS）、木质胸（wooden breast，WB）和意大利面肉（spaghetti meat，SM）三种类型。这些异常可单独或联合发生，虽然不构成食品安全问题，但受影响的胸肉片常被降级或拒收，造成巨大的经济损失。BMM的发生与复杂的代谢和生物学过程相关，快速胸肌肥大被认为是关键诱因，因为肌肉生长与血管化、氧气供应和能量供给之间存在不匹配。因此，调节生长轨迹和肌肉代谢的策略可能有助于缓解BMM。

在此背景下，光照周期已被证明可影响肉鸡生产性能，特别是生长速度、饲料转化率（feed conversion ratio，FCR）和死亡率。较短的光照周期可能限制肉鸡生长，同时通过降低FCR和减少代谢相关死亡来提高整体生产效率。日粮策略方面，植酸酶超量添加、胍基乙酸（guanidinoacetate，GAA）补充、育雏期提高氨基酸密度以及生长期赖氨酸降低等营养干预手段，已在单项研究中显示出缓解BMM的潜力。然而，这些策略大多被独立评估。鉴于BMM源于多种相互作用的生理过程，本研究旨在将上述营养策略与光照周期管理相结合，通过综合调控肌肉生长速度和代谢来影响BMM的发生，并对生产性能和肉品质指标进行全面评估。该论文发表于《animal》期刊。

二、主要技术方法

研究人员采用2 × 2因子设计，以日粮和光照周期为主要因素，将1 908只一日龄雄性Ross 308肉鸡随机分配到四个处理组，每组设九个重复栏，每栏53只，从出雏饲养至屠宰。光照周期处理包括标准光照周期（STP，18L:6D）和短光照周期（SHP，16L:8D，自第15天起较STP增加两小时黑暗）。日粮处理包括对照日粮（CON）和试验日粮（TRT），后者包含植酸酶超量添加、全期0.06% GAA补充、育雏期氨基酸密度提高2%及生长期15%赖氨酸降低。CON组于46日龄屠宰，TRT组于48日龄屠宰以减少组间体重差异。BMM发生率和严重程度在屠宰后约24小时对所有加工鸡只进行评估，采用三分制评分系统。生长性能按栏记录，足垫皮炎（footpad dermatitis，FPD）在加工过程中采集每只鸡一只脚进行评估。肉品质分析从每组选取15块胸大肌，测定最终pH值（pHu）、颜色、滴水损失、腌制吸收率、蒸煮损失和剪切力。统计分析采用逻辑回归、卡方检验和因子方差分析。

三、研究结果

（一）胸肌肌病发生情况

WS方面，日粮与光照周期之间存在显著交互作用（P=0.002）。A组（CON+STP）未受影响比例最低（32.8%），中度和重度病例比例最高（分别为31.1%和36.1%）。在STP下，TRT日粮显著提高了未受影响胸肉比例并减少了重度病变；在SHP下效果较弱但仍显著。风险分析显示，TRT较CON的WS发生风险降低26.3%（P<0.001），SHP较STP降低11.5%（P=0.008）。

WB方面，未检测到日粮与光照周期的显著交互作用。日粮效应显著（P<0.001），TRT组未受影响比例（32.5% vs. 16.4%）和中度受影响比例（53.5% vs. 44.0%）均高于CON组，重度受影响比例显著降低（14.0% vs. 39.5%）。风险分析显示TRT较CON的WB风险降低19.2%，SHP较STP降低9.9%（P<0.001）。

SM方面，日粮与光照周期之间存在显著交互作用（P<0.001）。TRT日粮在STP下对SM发生影响有限，但在SHP下降低了未受影响胸肉的比例。C组（CON+SHP）未受影响比例最高（80%），D组（TRT+SHP）最低（54%）。风险分析显示TRT较CON的SM风险增加37.7%（P<0.001），SHP较STP降低13.7%（P=0.024）。

整体可接受性分析显示，TRT较CON的降级胸肉风险降低44.0%（P<0.001）。光照周期对降级胸肉无显著影响，但SHP较STP有升高趋势（P=0.080）。

（二）生长性能与产肉率

整个试验期内，TRT日粮对肉鸡生产性能产生不利影响，日增重较CON降低（80.9 vs. 82.6 g/只/天，P=0.004），采食量增加（6.30 vs. 5.93 kg，P<0.001），FCR升高（1.630 vs. 1.566，P<0.001）。SHP与STP的生长性能总体相似，但SHP的采食量较高（6.15 vs. 6.07 kg，P=0.024），死亡率较低（2.4% vs. 4.2%，P=0.035）。胸肌产量方面，TRT组平均低于30%（28.8%和29.6%），而CON组超过31%（31.6%和31.5%），去内脏产量各组间相似（约73%）。

（三）足垫皮炎发生情况

TRT日粮对FPD有积极影响，未受影响比例高于CON（85.8% vs. 75.5%，P<0.001），风险降低42%（P<0.001）。相反，SHP对FPD产生负面影响，未受影响比例低于STP（75.3% vs. 85.8%，P<0.001），风险增加74%（P<0.001）。

（四）肉品质

TRT日粮显著影响多项肉品质指标。TRT组胸肉片重量低于CON（475.6 vs. 584.9 g，P<0.001），pHu显著降低（5.44 vs. 5.64，P=0.003），亮度（L）升高（59.8 vs. 57.3，P<0.001），黄度（b）降低（5.06 vs. 6.49，P<0.001）。TRT组的滴水损失高于CON（2.4% vs. 1.2%，P<0.001），腌制吸收率较高（10.5% vs. 8.7%，P=0.001），但腌制后蒸煮损失也较高（17.1% vs. 15.5%，P=0.002）。光照周期仅对未腌制肉的蒸煮损失有显著影响，SHP高于STP（23.4% vs. 21.7%，P=0.05）。

四、讨论与结论

讨论部分指出，TRT日粮对WS和WB的一致有益效果与既往关于植酸酶超量添加、GAA补充和赖氨酸降低的单项研究结果相符。可能的机制包括植酸酶超量添加对氧稳态和氧化应激相关基因的调节、植酸酶分解植酸盐释放肌醇后通过葡萄糖摄取增强能量平衡、GAA作为肌酸前体通过精氨酸节约和NO产生促进血管舒张并提高抗氧化能力，以及赖氨酸降低通过减缓生长轨迹来降低WS和WB的发生。TRT日粮增加SM风险的合理解释是TRT组胸肌pHu较低，宰后酸化可能削弱肌束膜结缔组织，导致纤维束分离的SM表型。

光照周期对BMM的影响有限，未证实延长黑暗时间可减少BMM发生的假设。SHP仅降低了SM风险，这可能与延长黑暗期导致的采食限制和生长轨迹控制有关。TRT日粮对生长性能的不利影响可能主要归因于生长期15%的赖氨酸降低，因为赖氨酸是胸肌蛋白中占比最大的必需氨基酸，对蛋白质周转和肉产量有直接影响。TRT日粮降低FPD风险的结果值得进一步研究，尽管该组采食量和FCR较差。SHP增加FPD严重程度可能与采食行为改变和粪便排出量增加导致垫料质量恶化有关。

TRT组pHu降低可能与日粮处理引起的糖酵解潜力和宰后早期肌肉代谢变化有关。赖氨酸降低可增加肝脏成纤维细胞生长因子21（FGF21）的表达，刺激糖原合成，为糖酵解提供更多底物；GAA补充也可能通过增加肌酸合成、增强磷酸原系统活性来限制糖原消耗，导致肌肉中糖原沉积增加和pHu降低。较低的pHu促进了水分向肌原纤维外间隙的重新分布，增加了光散射，导致肉色变浅，同时降低了肉对内在和添加水分的保持能力，表现为滴水损失和蒸煮损失增加。

研究结论指出，日粮处理降低了WS和WB的发生，但增加了SM的流行率，并对生长效率、胸肌产量和部分肉品质性状产生不利影响。SHP降低了死亡率但加重了FPD严重程度，对BMM发生的直接效应有限。这些发现强调了对于干预策略进行整体评估的重要性，因为此类策略可能产生选择性收益但也伴随相关权衡。未来研究应不仅关注这些策略对BMM的影响，还应关注其对生产力、动物福利和肉品质的更广泛影响。