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這是2016年韓國的一項研究,是在其他論文參考文獻中遇到的。該研究重點研究氧氣水效應,氫氣水效應作為次要,且效應還不如含氧氣水,當然某些指標更好,例如抗氧化誘導效應。文章中使用氫化水 hydrogenated water的概念,其他文獻中很少使用。畜牧角度,南京農業大學和東北農業大學主要從疾病預防角度開展過研究,類似醫學基礎研究。從產品品質角度,使用氫水飼養或許是另外一個應用角度。例如增加產量,提高營養和口感等。曾經有一次會議上一個老總說,給肉食雞飲用氫水能養出走地雞的口感??上]有這方面的研究依據,或許畜牧水產領域可以下手氫水養殖了。
線粒體中形成的活性氧 通過超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶的活性以水的形式被清除。過量的活性氧可以超過抗氧化能力,導致核因子- kb (NF-kB)的刺激,這是IgG產生的關鍵轉錄因子。重要的是,外源氧和/或氫的供應可能會影響B細胞產生IgM和IgG。通過飲用水強化氫和氧,單個氫原子和氧原子分別與水中的氧和氫相連,可以為肉雞提供更多的氫和氧。此外,飲用氫化和含氧水可能會提高肉雞活性組織中可利用的氧和氫,氫和氧可以提高肉雞的活力和免疫參數(Sommer et al., 2007)。
市面上有許多含氧水產品,含氧量為30至120毫克/升,比自來水和噴泉水高7至10倍(Choi等人,1982;Gruber等人,2005;Jung等,2012a,b);兩者的重要性對于細胞能量三磷酸腺苷的生成很重要。事實上,健康人體內約有97 - 98%的血紅蛋白處于飽和狀態(Willmert, 2001),這就引發了一個問題:從飲用水中獲得更多的氧氣供應是否會在肉雞體內產生生理和免疫差異?
因此,為了評估對肉雞免疫系統參數的改善,并確定對肉雞生產性能的任何提高,我們分別給肉雞飼喂含氧水、氫化水和對照飲水5周。并對不同供水量組的免疫系統和性能提高進行了比較。
氫化和氧化水的生成
竹莖氣孔向植株側面提供水分和營養物質,本研究選擇氣孔直徑為10nm的竹莖產生氫氧納米氣泡。具體來說,為了產生氫化和氧化水,將直徑50 毫米、長250毫米的竹莖輻照到50 kGy以下,以消除氣孔中的任何半纖維素。接下來,用竹竿往普通自來水中注入純氫或純氧。在室溫條件下,每天3次添加3巴的氫和氧,持續2 h,得到的氫化水(氫水)或氧化水(氧水)飼喂肉雞5周。確認為包含1到1.5 ppm的氫和40到60 ppm的氧氣,明顯高于自來水氫氣和氧氣含量。氣泡水比溶解水具有更大的氧和氫轉移能力,氣泡大小和數量是衡量納米氣泡水質量的重要指標。氫和氧的平均直徑和數量分別約為250 nm和2.05 × 108, 173 nm和1.75 × 108 (LM10-HS模型納米粒子跟蹤分析儀,NanoSight Ltd., Amesbury,英國)。
實驗設計與鳥類管理
選用體重為45-46 g的1日齡羅斯×羅斯雄性肉雞(Gallus Gallus domesticus)進行試驗。這些小雞是在全北大學動物生命工學專業養雞場飼養的。他們被單獨安置在衛生條件下(25 - 28°C), 12小時光照/12小時黑暗周期。根據NRC(1994)的建議,允許雛雞自由食用含有玉米和大豆的商業飼糧。該實驗程序由全北國立大學機構動物護理和使用委員會(No.2012-1-0014)根據韓國國家動物護理和使用法批準。
經過1周的馴化后,將雛雞分為以下組,飼養共5周。
第1組:對照組,雛雞飲用pH為7.3 ~ 7.4的正常自來水,連續5周。
第2組:氫水組,雛雞飲用pH 7.3 ~ 7.4的氫化水,連續5周。
第3組:氧水雛雞飲用含氧處理水(pH 7.3 ~ 7.4),連續5周。
水由飲乳者隨意飼喂,試驗設4個獨立重復,每個重復12只雞(12 × 4 × 3 =雞×重復×處理)。
飼養結束后,回收飼料12 h,運至試驗加工廠屠宰。然后將所有禽鳥戴上腳鐐,擊昏,割頸、頸靜脈處死,再進行屠宰處理。在屠宰過程中,從胸肌采集3毫升的血液和組織,送往實驗室進行生化分析。為了測定血液生化參數和免疫系統增強,屠宰過程中采集的每一份血液在室溫下凝固30分鐘,然后在3000 rpm下離心10分鐘,分離血清。所有血清樣本保存在- 70°C,直到分析。胸肌用pH 7.4磷酸鹽緩沖鹽水洗滌,在pH 7.4含乙二胺四乙酸的磷酸鹽緩沖鹽水中勻漿。每個勻漿在4℃下10000rpm離心15 min,收集上清液測定抗氧化酶活性。
生長性能
飼養結束后,收集肝臟、腹部脂肪和脾臟材料并稱重。為了評價肉雞的生長性能,測定了肉雞的初始體重和末重,并以此來確定增重量。試驗結束時記錄每欄雞的采食量,并根據采食量和增重計算飼料系數。
來自個體動物的血清樣本用于血液生化參數的測量。葡萄糖、甘油三酯(TAG)、總膽固醇(TCL)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-cholesterol)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-cholesterol)、總蛋白、白蛋白和球蛋白用日立7600全自動分析儀測定。按照公式計算LDL膽固醇。
為了測定血清免疫球蛋白(Ig) G和M水平,使用相應的雞IgG和IgM ELISA試劑盒(Bethyl Laboratories, Montgomery, TX),按照生產商的指南測定血清免疫球蛋白。通過測定450 nm處的吸光度計算各組IgG和IgM水平。
抗氧化酶活性分析
使用開曼化學公司(Cayman Chemical Co., Ann Arbor, MI)提供的商業試劑盒,檢測血清和胸肌樣品的過氧化氫酶、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和抗氧化活性。使用Bio-Rad的試劑盒測定胸肌的蛋白質定量。
統計分析
所有數據均采用SAS程序(SAS, 2002)的一般線性模型(GLM)程序進行方差分析(ANOVA)。所有數據的統計顯著性水平設為P <0.05 ,采用Duncan多極差檢驗確定。
結果與討論
各組末重和增重有顯著差異(表1)。具體來說,飼喂含氧水組的雛鳥體重平均比對照組高156 g (P <0.05 )。氫水和氧水飼養的肉雞的采食量和飼料轉化率均有所提高,并在數值上顯著改變了肉雞腹部脂肪積累(P <0.05 )。實驗結束時,觀察各組體重增加。但與對照組相比,氫化組和氧化組的末重、增重、采食量和飼料轉化率均有所提高。腹部脂肪及其與末體重的比值表明,肉雞只飲用氧水 5周后,腹部脂肪積累有所減少。
Sommer等人(2007)報告說,給3 - 6個月大的雌鼠提供氧水 22周后,前兩周它們的體重顯著增加,但在這段時間后,這種差異不再顯著。因此,最初兩周的體重增加可能是由于氧氣濃度較高,因為高濃度的氧氣會提高身體對氧氣的吸收率,從而增加糖酵解和/或線粒體蛋白質合成。糖酵解率和線粒體蛋白質合成率的提高往往會促進肌原纖維蛋白質的合成,肌肉蛋白質質量的增加會導致增重增加,采食量降低,這可能解釋了肉仔雞腹部脂肪沉積的變化。
與對照組相比,氫水和氧水組5周血清中TAG、TCL和LDL膽固醇水平均有所降低(P <0.05 ,表2);氫水組與氧水組間差異無統計學意義(P>0.05 )。各組間總蛋白和白蛋白含量無顯著變化(P>0.05 ),而肉雞血清中可利用球蛋白的量則受高凈值飲食的影響。氫水組肉雞的球蛋白水平為2.30±0.04 g/dL,比對照組高出0.28 g/dL (P <0.05 )。而在這項研究中觀察到的最高球蛋白水平氫水集團代IgG、IgM的水平提供一個整體的免疫功能,在烤焙用具小雞配有標記成更高,這增加了10.58%和32.97%,分別比那些反對肉用雞小雞(P <0.05)。與其他組相比,氧水組血清甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇顯著升高。這一數據與Nugrahani(2013)的長期研究一致,他報道了12名喝含氧水然后鍛煉的男學生,攝入含氧水可以降低血漿中的總膽固醇和LDL膽固醇水平。由于水中氧、氫帶輕微的負電荷和正電荷,加入的氧、氫分子可以通過離子鍵與水中的氫、氧結合。通過含氧和氫化水,添加額外的氧和氫,似乎可以通過擴散提高肉仔雞血液中的氧飽和度和自由氫離子水平(伊格納西奧等人,2013)。
氫水組和氧水組血清IgG、IgM水平明顯高于對照組。球蛋白含量的升高可能意味著產生額外的IgG和IgM的能力增加。氧化應激的增加導致免疫球蛋白水平和抗氧化酶的降低,以及脂肪的消耗導致免疫球蛋白水平的改變(IgG和IgM)。結果表明,氫水和氧水能提高小鼠的IgG、IgM、SOD水平,降低小鼠的脂肪水平。SOD免疫球蛋白與脂肪之間可能存在某種聯系。因此,我們認為SOD的升高和脂肪水平的降低可能會影響免疫球蛋白IgG和IgM。此外,如Okada等人(2003)所述,IgG和IgM的改善可能是由于白細胞介素-10 (IL-10)的釋放,而過量的氧氣導致活性氧的形成與IL-10的產生有關。
飼糧中添加氫水和氧水使肉雞抗氧化能力分別提高到4.69 mM和4.36 mM (P <0.05 ,表3)。這一發現與早期的報道Öztürk-Ürek等人(2001)一致,他們沒有觀察到在雞的飼料中添加銅后過氧化氫酶活性有任何改善,而是SOD活性有任何改善。具體表現為,隨著SOD水平的升高,更多的活性氧可轉化為過氧化氫。因此,過氧化氫酶和GSH-Px的活性都應該增加。而本研究中,過氧化氫酶未受影響,GSH-Px顯著降低(P <0.05 )??梢钥紤]兩種不同的情況來解釋這一現象。首先,通過飲水提供給肉雞的氫和/或氧可能與活性氧反應并穩定其水平,而部分氫和/或氧可能與SOD反應形成過氧化氫。另一種對過氧化氫的防御是非酶抗氧化分子。雖然非酶促抗氧化劑將過氧化氫轉化為水,但它們不是很快的或反應性很強的物質,但在氫和/或氧水平增加的情況下,它們的活性可能會加快。此外,高濃度的過氧化氫可能導致過氧化氫酶比GSH-Px更優先激活,將過氧化氫轉化為H2 O ,這可能是因為GSH-Px是復雜的,需要額外的輔因子和蛋白來激活。綜上所述,這些效應可以解釋為什么過氧化氫酶表現出持續的活性而不降低其在血清或組織中的水平(P>0.05 )。
綜上所述,肉雞連續5周飼喂氫化水或含氧水均能降低肉雞體內的TAG、TCL和LDL膽固醇水平,提高免疫球蛋白水平。此外,通過向肉雞提供氫化水或含氧水,酶的抗氧化作用顯著提高。隨著飼糧中TAG和膽固醇水平的升高以及抗氧化防御能力的提高,含氧水的供應似乎提高了飼料轉化率,從而提高了末重。因此,應用氧水可能是提高雞抗氧化酶、免疫系統和降脂活性的一種新的治療方法,對雞的健康和動物福利有積極的作用。