发酵草莓渣对蛋鸡产蛋性能、蛋黄脂肪酸组成、卵巢功能、肠道屏障及盲肠微生物的影响

《Foods》：Processed Meats as Delivery Systems for Nutraceuticals: Technological Advances, Bioavailability, Health Benefits, and Future Perspectives

　　

摘要专业翻译 草莓渣是富含纤维和生物活性化合物的水果加工副产物，是一种功能性饲料资源。本研究评估了发酵草莓渣（FSP）对蛋鸡产蛋性能、蛋黄脂肪酸组成、卵巢功能、肠道屏障状态、盲肠微生物群及短链脂肪酸（SCFAs）的影响。研究人员将320只345日龄蛋鸡随机分为4组，分别饲喂添加0%、0.25%、0.5%或1.0% FSP的日粮，试验期为8周。补充0.25% FSP提高了浓蛋白高度和哈氏单位（p < 0.05）。此外，1.0% FSP降低了蛋黄饱和脂肪酸含量和血栓形成指数（TI），并提高了多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值（p < 0.05）。日粮FSP supplementation通过提高血浆和卵巢激素水平增强了生殖内分泌活性，其中0.25% FSP上调了HSD17B1和LHCGR的表达（p < 0.05）。日粮添加1.0% FSP上调了卵巢Nrf2和SOD1的表达，而0.5% FSP改善了小肠形态并上调了肠道屏障相关基因的表达，包括Occludin、Cadherin 1和Mucin 2（p < 0.05）。此外，0.5% FSP增加了盲肠微生物丰富度，重塑了微生物组成，0.25%–1.0% FSP supplementation提高了乙酸摩尔比例，但降低了乙酸绝对浓度和总SCFAs浓度（p < 0.05）。综上所述，日粮FSP改善了蛋黄脂质营养品质，尤其在1.0% supplementation水平下效果最为显著。FSP supplementation还影响了生殖内分泌活性、肠道屏障相关状态及盲肠微生物发酵。

论文解读

一、研究背景与目的

鸡蛋是广泛消费的动物源性食品，提供优质蛋白质、必需氨基酸、脂质、维生素和矿物质。蛋黄脂质组成直接决定鸡蛋的营养与健康价值。降低饱和脂肪酸（SFAs）含量、提高不饱和脂肪酸（UFAs）尤其是多不饱和脂肪酸（PUFAs）含量，被认为是改善蛋黄营养价值的潜在策略。更高的PUFA/SFA比值以及更低的动脉粥样硬化指数（AI）和血栓形成指数（TI）通常代表更健康的脂肪酸谱。然而，传统脂质调控策略存在诸多局限：部分富含脂质的原料可能降低饲料适口性，高添加水平下损害生产性能，或因其高度不饱和而增加蛋黄脂质氧化敏感性；鱼油或高剂量二十二碳六烯酸 supplementation还会影响鸡蛋感官品质，产生鱼腥味，限制消费者接受度。因此，寻找既能改善蛋黄脂质品质又能维持产蛋性能和氧化稳定性的可持续饲料添加剂具有重要意义。

草莓渣是草莓汁、果酱和果泥生产过程中产生的主要副产物，富含多酚类物质（花青素、鞣花酸、槲皮素、儿茶素等）、维生素及其他抗氧化成分。然而，未加工的草莓渣存在水分含量高、储存稳定性差、易受微生物污染、营养价值低于新鲜草莓等实际限制。微生物发酵是改善水果副产物营养价值的有效策略，可提高渣粕稳定性、促进植物化学物质生物转化、增加生物活性化合物可利用性、改善蛋白质和纤维利用率并降低抗营养因子。基于此，研究人员假设日粮补充FSP可能通过调节蛋鸡内分泌功能、抗氧化能力和肠道功能来改善鸡蛋品质，尤其是蛋黄脂质营养价值。本研究系统评估了FSP supplementation对蛋鸡产蛋性能、鸡蛋品质、蛋黄脂肪酸谱、卵巢功能、肠道形态、屏障相关基因表达、盲肠微生物群及短链脂肪酸的影响。

二、研究设计与技术方法

本研究经中国科学院亚热带农业生态研究所动物护理与使用委员会批准。研究人员将320只345日龄的峪口京粉8号蛋鸡随机分为4个处理组，分别饲喂基础日粮（对照组）及在基础日粮中添加0.25%、0.5%或1.0% FSP的试验日粮，每个处理8个重复，每个重复10只鸡，试验期8周。FSP通过固态发酵制备，发酵条件为75°C、64小时、3%–10%溶解氧、45%–55%相对湿度，复合发酵剂包含枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和海洋红酵母。主要技术方法包括：蛋品质分析（使用Egg Analyzer测定哈氏单位、浓蛋白高度和蛋黄颜色）、气相色谱法分析蛋黄脂肪酸组成、ELISA法测定血浆和卵巢生殖激素（FSH、LH、E₂）水平及卵巢抗氧化指标、苏木精-伊红（H&E）染色观察肠道形态、实时荧光定量PCR检测基因表达、16S rRNA基因V3–V4区高通量测序分析盲肠微生物群、气相色谱法测定盲肠短链脂肪酸。

三、研究结果

3.1 生产性能

重复测量混合模型分析显示，日粮处理及处理×时间交互作用对产蛋率、平均蛋重、平均日采食量和料蛋比均无显著影响（p > 0.05），表明0.25%–1.0% FSP supplementation对采食量和产蛋性能无不良影响。

3.2 鸡蛋品质

日粮处理显著影响浓蛋白高度和哈氏单位（p < 0.05），0.25% FSP组高于对照组和1.0% FSP组。浓蛋白百分比和蛋壳百分比存在显著的处理×时间交互作用：试验第2周，1.0% FSP组浓蛋白百分比高于0.25%和0.5% FSP组，蛋壳百分比则相反。

3.3 鸡蛋营养价值

与对照组相比，1.0% FSP组蛋黄C17:0含量升高，0.25%和0.5% FSP组C20:3n6含量降低。1.0% FSP supplementation线性降低了蛋黄SFA比例和TI（p < 0.05），提高了PUFA/SFA比值（p < 0.05）。n-6 PUFA含量、低胆固醇血症/高胆固醇血症比值（H/H）和健康促进指数（HPI）随FSP水平增加呈上升趋势，AI呈下降趋势。浓蛋白粗蛋白和其他氨基酸含量在各组间无显著差异，仅脯氨酸含量在0.25%和1.0% FSP组中低于对照组。

3.4 血浆和卵巢生殖激素

0.25%和0.5% FSP组血浆FSH浓度高于对照组和1.0% FSP组；0.25%和1.0% FSP组血浆LH浓度高于0.5% FSP组和对照组。所有FSP supplementation组卵巢FSH、LH和E₂水平均较对照组线性升高（p < 0.05）。

3.5 卵巢卵泡数量及激素合成与受体信号相关基因表达

各组间卵巢卵泡数量无显著差异。0.25% FSP组卵巢HSD17B1和LHCGR表达较对照组和1.0% FSP组上调（p < 0.05）。

3.6 卵巢抗氧化能力及相关基因表达

0.25% FSP组卵巢GSH-Px活性低于其他三组。1.0% FSP组卵巢Nrf2和SOD1表达上调；0.25%和0.5% FSP组NQO1表达下调；0.5% FSP组CAT表达较1.0% FSP组和对照组上调。

3.7 肠道形态

0.5% FSP组空肠绒毛宽度（VW）和绒毛表面积（VSA）高于对照组；0.5% FSP组回肠绒毛高度（VH）高于对照组，1.0% FSP组回肠VSA高于对照组。FSP supplementation各组肠道绒毛结构完整紧凑。

3.8 肠道屏障相关基因表达

空肠中，0.5% FSP组Occludin和Cadherin 1表达较对照组和0.25% FSP组上调，0.5%和1.0% FSP组Mucin 2表达较对照组上调，0.25%和1.0% FSP组Claudin 2表达下调。回肠中，所有FSP处理组Mucin 2表达均较对照组上调；0.25%和1.0% FSP组Claudin 1表达下调；1.0% FSP组Occludin和ZO-1表达较对照组下调。

3.9 盲肠微生物群结构、功能潜力及短链脂肪酸

0.5% FSP组Chao 1指数升高、Good's coverage指数降低。NMDS分析显示FSP supplementation各组盲肠微生物群与对照组明显分离。FSP supplementation提高了Ruminococcus、Ruminococcaceae_Ruminococcus、Blautia和Coprococcus的相对丰度。LEfSe分析显示Cetobacterium在0.25% FSP组富集，Ralstonia在1.0% FSP组富集。PICRUSt2预测显示不同FSP水平富集了不同的KEGG代谢通路。与对照组相比，0.25%–1.0% FSP supplementation降低了总SCFA、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸浓度（p < 0.05），但提高了乙酸摩尔百分比，降低了丙酸和丁酸摩尔百分比。相关性分析显示，乙酸摩尔百分比与Desulfovibrio显著正相关，Ruminococcus、Blautia和Coprococcus与丁酸摩尔百分比显著负相关。

四、讨论与结论

讨论部分指出，0.25% FSP提高浓蛋白高度和哈氏单位可能与卵巢E₂水平升高相关，因为E₂可调节输卵管膨大部发育和分泌活性，促进浓蛋白蛋白合成。1.0% FSP改善蛋黄脂肪酸谱的机制可能与其富含PUFA（51.21%）和亚油酸（C18:2n6c，42.53%）有关，这些脂肪酸可抑制SFA合成并改变蛋黄脂肪酸组成。FSP supplementation提高卵巢FSH、LH和E₂水平，0.25% FSP组LHCGR和HSD17B1表达上调，提示卵巢对促性腺激素的响应性和雌激素代谢发生改变，可能参与蛋黄脂质沉积。0.5% FSP改善小肠形态和空肠屏障相关基因表达，而较高FSP水平在回肠中产生不太有利的适应性反应，表明肠道屏障相关反应呈剂量依赖性。FSP supplementation改变盲肠微生物组成和SCFA摩尔谱，提高了乙酸相关产乙酸菌属（Ruminococcus、Blautia、Coprococcus）的相对丰度，与乙酸摩尔百分比升高一致。

研究结论：日粮FSP改善了蛋鸡蛋黄脂质营养品质，表现为SFA比例和TI降低、PUFA/SFA比值升高，其中1.0% FSP效果最为显著。FSP supplementation还与生殖内分泌活性变化、肠道形态改善、屏障相关基因表达改变以及盲肠微生物群和SCFA谱变化相关，尤其是乙酸摩尔百分比升高。因此，1.0% FSP具有改善蛋鸡蛋黄脂质品质的潜力。研究局限性包括缺乏未发酵草莓渣对照组、未分析最终日粮脂肪酸组成，以及缺乏将生殖内分泌、肠道、微生物和SCFA变化与蛋黄脂肪酸沉积直接关联的证据，后续研究需进一步阐明这些关系及潜在机制。