代謝組學(xué)應(yīng)用：莓茶提取物調(diào)節(jié)腸道微生物和代謝改善文昌雞肉品質(zhì)風(fēng)味

文章標(biāo)題：Effects of Vine Tea Extract on Meat Quality, Gut Microbiota and Metabolome of Wenchang Broiler
發(fā)表期刊：Animals
影響因子：3.321
作者單位：中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所
百趣提供服務(wù)：16S rDNA擴(kuò)增子測序、糞便非靶代謝組學(xué)

研究背景
畜牧養(yǎng)殖是人類文明過程中最重要的食物來源之一，飼料作為關(guān)鍵的養(yǎng)殖措施，其添加劑的成分和作用也一直備受關(guān)注。代謝組學(xué)分享，目前添加劑的類型主要有抗生素類、益生菌類、天然物質(zhì)類（包含中草藥）。

適當(dāng)使用添加劑不僅能提高動(dòng)物產(chǎn)品性能、滿足日益升高的健康需求，也能促進(jìn)植物資源利用和生態(tài)養(yǎng)殖。顯齒蛇葡萄(Ampelopsis Grossedentata (Hand.-Mazz.)W. T. Wang，AG)是廣泛分布在中國南方的葡萄科蛇葡萄屬植物（又叫莓茶），因其黃酮含量高，具有抗菌和抗氧化特性，被廣泛用于治療肝炎、咳嗽和高血壓等疾病。代謝組學(xué)分享，本研究主要從性狀指標(biāo)、脂肪酸、菌群組成等方面評價(jià)了飼糧中添加莓茶提取物(Ampelopsis Grossedentata Extract, AGE)對文昌肉雞的品質(zhì)和風(fēng)味的影響。

研究結(jié)果
1.性狀指標(biāo)
血清脂質(zhì)參數(shù)：飼糧中添加AGE后，低密度膽固醇(Low Density Lipoprotein Cholesterol, LDL-C)和甘油三酯(Triglyceride，TG)水平呈線性降低（p<0.05）。同時(shí)，與T1組相比，飼糧中添加0.2%和0.4%的AGE均顯著降低了總膽固醇(The Concentrations of Total Cholesterol，TCHO)濃度（p<0.05）。

肉類品質(zhì)：飼糧中添加AGE對肉類性狀的影響見表3。T3組和T4組的大腿肌和雞胸肉a*值高于T1組（p<0.05）。代謝組學(xué)分享，此外，飼糧中添加AGE降低了大腿肌和雞胸肉的剪切力和滴水損失（p<0.05）。同時(shí)，與T1組相比，飼糧中添加0.2%和0.4%的AGE均顯著提高了大腿肌和雞胸肉的肌苷酸(Inosine Monophosphate, IMP)水平（p<0.05）。

表1. 莓茶提取物對肉雞血脂參數(shù)的影響（T1：肉雞飼喂基礎(chǔ)飼糧；T2：肉雞飼喂AGE添加0.2%；T3：肉雞飼喂AGE添加0.4%；T4：肉雞飼喂AGE添加0.6%。）

表2. 莓茶提取物對肉雞肉品質(zhì)的影響

2.脂肪酸的變化
脂肪酸：添加AGE對雞腿肌和雞胸肌脂肪酸組成的影響見表4和表5。T3和T4的大腿肌和雞胸肉（p<0.05）飽和脂肪酸(SFA)（尤其是C14：0和C16：0）水平低于T1組，而多不飽和脂肪酸(PUFA)（主要是C22：6n3）T3組含量高于T1組（p<0.05）。代謝組學(xué)分享，T4組雞胸中C16：1n7的增加，T3組的雞胸中C20：1n9的含量增加。此外，AGE處理組（T2、T3、T4組）的大腿肌和雞胸肉中總不飽和脂肪酸(USFA)、單不飽和脂肪酸(MUFA)、PUFA和USFA/SFA(USFA：SFA)呈線性增加（p<0.05）。

表3. 肉雞大腿肌肉中的脂肪酸含量(%)

表4. 肉雞胸肌中脂肪酸含量(%)

微生物組成：T1和T3類群在門和屬水平上觀察到的類群的相對豐度如圖1所示。在門水平上評估微生物群組成時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)擬桿菌門、厚壁菌門和放線菌門是兩組個(gè)體的優(yōu)勢微生物。T3組中擬桿菌門的豐度較高（p<0.05），厚壁菌門的豐度較低（p<0.05）。代謝組學(xué)分享，在屬水平上，擬桿菌屬和Rikenellaceae_RC9_gut_group屬是兩類群的主要屬。與T1組相比，T3組的糞桿菌豐度降低（p<0.05）。
 

圖1. 肉雞門(A)和屬(B)的微生物組成
 

代謝組學(xué)分析：研究T1組和T3組之間盲腸內(nèi)容物的不同代謝途徑，采用PCA和PLS-DA探討兩組間的差異。如圖2所示，PLS-DA評分圖顯示兩組可以明顯分離，反映了T1組和T3組之間盲腸樣本的代謝狀態(tài)差異。
 

圖2
 

圖3. T1和T3差異代謝物

如圖3所示，對甲酚硫酸酯和硫酸酯膽固醇被確定為T1組和T3組之間的差異代謝物。結(jié)果表明，與T1組相比，添加0.4%的AGE顯著下調(diào)了對甲酚硫酸鹽和硫酸鹽膽固醇的水平（p<0.05）。

盲腸中代謝物與微生物群的相關(guān)性：研究者進(jìn)一步分析了T1組和T3組之間盲腸含量中代謝物與微生物群之間的相關(guān)性（圖4）。代謝組學(xué)分享，結(jié)果表明，對甲酚硫酸鹽水平與糞桿菌呈正相關(guān)（p<0.05）。
 

圖4. 盲腸含量中代謝物與微生物群的相關(guān)性分析

AGE的黃酮類化合物二氫楊梅素和楊梅素的代謝過程：考察了盲腸含量中二氫楊梅素和楊梅素的代謝產(chǎn)物。代謝組學(xué)分享，發(fā)現(xiàn)代謝物M1（鑒定為二氫槲皮素）是在二氫楊梅素和楊梅素代謝過程中產(chǎn)生。
 

圖5. 二氫楊梅素(A)和楊梅素(B)的代謝產(chǎn)物M1的碎片化過程

分子實(shí)驗(yàn)：肝臟是家禽脂肪代謝的主要部位。為了進(jìn)一步探討AGE處理對肉雞脂質(zhì)代謝的影響，研究者主要分析了T1組和T3組之間的關(guān)鍵肝脂肪代謝合酶HMGR和CYP7A1的水平（圖6）。代謝組學(xué)分享，T3組的肝臟HMGR酶活性低于T1組（p<0.05）。
 

圖6. 添加AGE對肉雞肝臟中HMGR(A)和CYP7A1(B)酶活性的影響

總結(jié)
研究表明，飼糧中添加0.2%~0.6%的AGE可提高文昌肉雞肌肉IMP和多不飽和脂肪酸含量。代謝組學(xué)分享，飼糧中添加0.4%AGE可降低文昌肉雞盲腸含量中糞桿菌豐度，降低對甲酚硫酸鹽濃度，進(jìn)一步降低肝臟HMGR酶活性來調(diào)節(jié)膽固醇代謝。AGE中兩種主要的黃酮類物質(zhì)楊梅素和二氫楊梅素的代謝模型表明，它們都能在雞的腸道內(nèi)代謝為二氫槲皮素，提示AGE中的類黃酮可能參與了脂質(zhì)代謝等調(diào)控過程。