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益生菌对苏尼特羊胃肠道菌群、代谢物及肉品质的影响


现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2020/7/22 14:47:45 关注:113 评论: 我要投稿

  苏尼特羊是内蒙古独特的优良羊种,具有育肥能力强、脂肪率低、抗病性强、遗传性能稳定等优点,在我国得到了广泛的推广。苏尼特羊的优良特性不仅与遗传基因有关,还与肠道中的微生物有关。目前,羊肉生产中存在抗生素滥用的现象,因此寻找安全、高效的绿色添加剂替代抗生素是畜牧业的研究热点之一,而益生菌有着安全、高效、低成本的特点,可作为抗生素潜在的替代品,其中嗜酸乳杆菌、链球菌、干酪乳杆菌和植物乳杆菌,能在宿主的消化系统中定植,改善菌群结构,抑制病原微生物,提高畜禽的产肉性能,因此添加益生菌可有效调节畜禽的胃肠道菌群,并在改善肉用品质方面有巨大的潜力。
  胃肠道微生物群是一个信号枢纽,它能将饮食等环境输入与影响宿主新陈代谢、免疫和感染反应的遗传和免疫信号结合起来,在饲粮中加入益生菌有助于在胃肠道中建立和维持合适的微生物区系。因此,内蒙古农业大学食品科学与工程学院的杜瑞、靳烨和苏琳*等人通过饲粮中添加复合益生菌(植物乳杆菌和干酪乳杆菌)研究其对肉羊胃肠道菌群、代谢物及肉品质的影响,以期改善舍饲羊的肉品质,并为益生菌在肉羊产业中的应用提供理论依据。
  1 益生菌对苏尼特羊胃肠道菌群组成的影响
  胃肠道微生物是“第二基因组”,在调节宿主代谢、营养和免疫中扮演着重要角色,而胃肠道菌群失调会引起一系列疾病。通过高通量测序技术对两组羊瘤胃和粪便样品进行测序分析可知:门水平上,胃肠道菌群以拟杆菌门和厚壁菌门为主;在属水平上,测序结果中丰度大于1%的主要包括拟杆菌属、普雷沃菌属和瘤胃球菌属等。
  1.1 益生菌对苏尼特羊瘤胃菌群组成的影响
  厚壁菌门和拟杆菌门均有助于宿主代谢,调节脂质代谢,从而提升能量效率,其中拟杆菌门是促进动物利用碳水化合物的优势菌群,而厚壁菌门是促进动物胃肠道微生物分解纤维素的优势菌群。在本实验的结果中,瘤胃中的菌群结构发生变化,这可能与益生菌进入动物瘤胃后,拟杆菌门的数量增加,厚壁菌门的数量降低,厚壁菌门与拟杆菌门的比例改变,能抑制有害菌的生长,维持肠道菌群结构的稳态有关。
  拟杆菌属(Bacteroides)在帮助宿主分解多糖用于提高营养利用率、加快肠黏膜的血管形成、免疫系统发育及提高宿主的免疫力、维持肠道微生态平衡等方面有着重要作用,在饲粮中添加益生菌能提高拟杆菌属的数量。对照组羊瘤胃中分布着大量的瘤胃球菌,能促进瘤胃中不饱和脂肪酸的生物氢化,这不利于不饱和脂肪酸在肉中的沉积。整体上,添加益生菌可以增加羊瘤胃中拟杆菌属和部分瘤胃球菌属的数量,改善瘤胃菌群结构,这对机体多糖等营养物质及纤维素酶分解有益。
  1.2 益生菌对苏尼特羊肠道菌群组成的影响
  相比于瘤胃,益生菌组肠道中的拟杆菌门数量下降,而厚壁菌门数量增加,和对照组比较接近,说明益生菌对肠道菌群的影响低于瘤胃。在属水平上共检测到249种细菌微生物。苏尼特羊肠道中主要包括的微生物(相对丰度大于1%):Ruminococcaceae-UCG-002、Ruminococcaceae-UCG-010、Ruminococcaceae-UCG-013和毛螺菌(f-Lachnospiraceae)等,这些优势菌不仅能维持肠道的健康稳定水平,而且还能参与剩余营养物质的消化吸收,防止养分的流失。益生菌组中毛螺菌(P<0.05)和Ruminococcaceae-UCG-002(P<0.05)的相对丰度显著高于对照组,而Ruminococcaceae-UCG-010(P<0.05)和Ruminococcaceae-UCG-013(P<0.05)的相对丰度显著低于对照组。
  2 益生菌对苏尼特羊胃肠道微生物代谢物的影响2.1 益生菌对苏尼特羊瘤胃微生物代谢物的影响结果显示,益生菌对苏尼特羊瘤胃微生物的短链脂肪酸代谢有显著影响。益生菌组的丙酸和丁酸含量显著低于对照组(P<0.05),而异丁酸和异戊酸含量显著高于对照组(P<0.05),乙酸和戊酸在两组之间没有显著差异(P>0.05)。
  2.2 益生菌对苏尼特羊肠道微生物代谢物的影响结果显示,在苏尼特羊肠道微生物代谢物中,益生菌组的丁酸、异丁酸和戊酸含量显著低于对照组(P<0.05),而乙酸、丙酸和异戊酸含量在两组之间没有显著差异(P>0.05)。丙酸等短链脂肪酸可通过影响糖代谢参与机体的能量代谢,影响肌肉的生长发育。饲粮中加入益生菌能够调节肠道菌群的数量,进而改变的菌群代谢物,并最终影响肌肉的生长和功能。
  3 益生菌对苏尼特羊血脂指标的影响
  结果显示,益生菌对苏尼特羊血液中的代谢指标有影响,其中益生菌组血液中HDL-C的浓度显著高于对照组(P<0.05),LDL-C浓度显著低于对照(P<0.05),说明饲粮添加益生菌可显著增加血液中高密度脂蛋白含量,降低低密度脂蛋白含量。饲粮添加益生菌可通过调节高低密度脂蛋白含量改善机体血液脂质代谢水平。
  4 益生菌对苏尼特羊肉品质的影响
  结果显示,益生菌组羊肉pH24值显著低于对照组(P<0.05),饲粮中添加益生菌后可改变宰后羊肉机体内糖酵解速率,使肉中的乳酸增多,进而降低了肉的pH值。色泽能直观评价衡量肉质的好坏,益生菌组羊肉的a*值显著高于对照组(P<0.05),而b*值显著低于对照组(P<0.05),说明益生菌可以提高羊肉的红度值,降低肉的黄度值,从而改善肉的色泽。嫩度是反映肉质地的重要指标之一,益生菌组的剪切力值显著低于对照组(P<0.05),说明益生菌组的肉较嫩,乳酸菌能改善肉的嫩度。
  5 苏尼特羊胃肠道菌群与代谢产物之间的相关性结果显示,瘤胃菌群中的拟杆菌门相对丰度与乙酸、丙酸含量呈显著正相关(P<0.05),与丁酸含量呈显著负相关(P<0.05),这表明拟杆菌门能促进乙酸、丙酸的生成,但能抑制丁酸的产生;Saccharofermentans相对丰度与异丁酸(P<0.01)、异戊酸(P<0.01)和戊酸含量(P<0.05)呈显著正相关,与丙酸呈显著负相关(P<0.05);月形单胞菌属-1相对丰度与丁酸含量呈显著正相关(P<0.05);拟杆菌属相对丰度与戊酸含量呈极显著正相关(P<0.01)。瘤胃微生物可分解可溶性的膳食纤维产生短链脂肪酸,主要包括乙酸、丙酸和丁酸。在本研究中,益生菌组中的异丁酸和异戊酸含量显著高于对照组,说明益生菌能够调节瘤胃菌群,进而促进丙酸和丁酸的生成。
  在肠道菌群中,Ruminococcaceae-UCG-002相对丰度与异丁酸、异戊酸含量呈显著正相关(P<0.05),与乙酸含量呈显著负相关(P<0.05);毛螺菌相对丰度与异丁酸、异戊酸含量呈显著正相关(P<0.05),与丙酸含量呈显著负相关(P<0.05);这说明RuminococcaceaeUCG-002和毛螺菌均能促进异丁酸和异戊酸的生成;在本研究中发现摄入益生菌可对肉羊粪便短链脂肪酸中的乙酸和丙酸含量有上调作用;这两种脂肪酸对机体有促进细胞代谢、影响肌肉生长等积极作用。
  6 苏尼特羊胃肠道菌群与血脂指标之间的相关性通过分析胃肠道微生物与血脂指标的关系可知,在瘤胃菌群中,Saccharofermentans相对丰度与LDL-C浓度呈显著正相关(P<0.05);厚壁菌门相对丰度与TC浓度呈显著负相关(P<0.05);月形单胞菌属-1相对丰度与TG浓度呈显著负相关(P<0.05);普雷沃菌属-1相对丰度与HDL-C浓度呈极显著负相关(P<0.01);说明瘤胃菌群中Saccharofermentans能促进LDL-C的产生,而厚壁菌门能抑制TC的生成,月形单胞菌属-1能抑制TG的生成,普雷沃菌属-1则能抑制HDL-C生成。在肠道菌群中,Ruminococcaceae-UCG-010相对丰度与TG、TC浓度呈显著负相关(P<0.05),说明Ruminococcaceae-UCG-010能抑制TG和TC的生成;毛螺菌相对丰度与TG、TC、LDL-C浓度呈显著正相关(P<0.05)。
  7 苏尼特羊胃肠道菌群与肉品质之间的相关性
  在瘤胃菌群中,Saccharofermentans相对丰度与pH0值呈极显著负相关(P<0.01),厚壁菌门相对丰度与熟肉率呈极显著负相关(P<0.01),月形单胞菌属-1与熟肉率呈显著负相关(P<0.05),密螺旋体属-2与pH0值、剪切力呈显著负相关(P<0.05);研究发现Saccharofermentans增多能促进肠道中短链脂肪酸的生成,其中60%~70%被用于能源物质,其余的进入肌肉组织并引起了肉pH值的降低。
  在肠道菌群中,厚壁菌门相对丰度与a*值呈显著正相关(P<0.05),本研究发现益生菌能够提高肉的红度,这可能是益生菌改变了肠道中厚壁菌门和拟杆菌门的比例,促进了肉中肌红蛋白的合成,进而调控肉色。Ruminococcaceae-UCG-002与pH0、pH24值呈极显著负相关(P<0.01),Ruminococcaceae-UCG-013与pH24值呈极显著负相关(P<0.01),说明肠道中的一些菌属能降低pH值,使肉的pH值保持在正常的范围内。毛螺菌相对丰度与熟肉率呈显著正相关(P<0.05),目前关于毛螺菌影响肉保水性的机理仍不明确,这可能与细胞因子的变化有关。
  结 论
  饲粮中添加益生菌能影响胃肠道菌群的组成,其中益生菌组羊瘤胃菌群中拟杆菌门、拟杆菌属和f-Bacteroidales-BS11-gut-group的相对丰度增加;肠道菌群中毛螺菌和Ruminococcaceae-UCG-002的相对丰度增加。在胃肠道代谢物中,益生菌组瘤胃中的丙酸和丁酸含量降低;益生菌组的肠道中的丁酸、异丁酸和戊酸含量降低;血脂指标中,益生菌组的HDL-C浓度增加,LDL-C浓度降低;肉品质中,益生菌组羊肉的p H2 4值和剪切力值降低,而a*值增加。
  苏尼特羊胃肠道菌群相对丰度与代谢物、血脂指标、肉品质的相关性分析中,瘤胃菌群中的拟杆菌门相对丰度与乙酸、丙酸含量呈显著正相关(P<0.05);肠道菌群的Ruminococcaceae-UCG-002相对丰度与异丁酸、异戊酸含量呈显著正相关(P<0.05);肠道菌群的毛螺菌相对丰度与TG、TC、LDL-C浓度呈显著正相关(P<0.05);肠道菌群的厚壁菌门相对丰度与a*值呈显著正相关(P<0.05)。
  本文《益生菌对苏尼特羊胃肠道菌群、代谢物及肉品质的影响》来源于《食品科学》2020年41卷11期14-21 页,作者:杜瑞,靳烨,王柏辉,罗玉龙,宝勒格,赵丽华,苏琳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190714-181。
文章来源:食品科学杂志     文章编辑:一米优讯     
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