《Journal of Food Composition and Analysis》：Effects of short- and long-term high-fat diet feeding on muscle-type specific metabolism and meat quality in chickens
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本研究针对高脂饲料（HFD）对地方鸡种肉品质影响不明的问题，以广元灰鸡为模型，系统探究了短期（SHFD）与长期（LHFD）高脂饲喂对胸大肌（PEM）与比目鱼肌（SOL）代谢特性与肉品质的差异化调控。研究发现，SHFD可适度提升风味物质而不显著损害嫩度，而LHFD则通过诱发氨基酸代谢紊乱与氧化应激，导致保水性下降与肉质劣变，且此效应存在肌肉类型特异性。该研究为基于肌肉代谢表型制定精准营养策略以改善禽肉品质提供了新见解。
鸡肉作为全球重要的瘦肉蛋白来源，其感官品质（如颜色、嫩度、保水性及风味）是决定消费者选择的关键因素。随着健康意识的提升，肉品的营养特性，尤其是脂肪组成，也日益受到关注。在生理层面，肌肉本身的特性，特别是肌纤维类型，对宰后代谢和最终食用品质具有深远影响。例如，以糖酵解供能为主的白肌纤维（如鸡胸肉）与宰后pH值快速下降相关，可能导致肉色苍白、质地柔软、汁液渗出（PSE肉）等问题；而以脂肪酸氧化供能为主的红肌纤维（如鸡腿肉）则通常具有更好的色泽稳定性和抗氧化能力。这种根本的代谢差异提示，不同类型的肌肉可能对外部膳食挑战产生不同的应答。
在实际生产中，通过日粮调控肉品质是一种有效策略。在家禽养殖中，添加油脂的高能日粮被广泛用于改善生长性能和饲料效率。高脂饲料（HFD）的作用主要通过改变肌内脂肪酸组成及相关代谢通路实现。例如，日粮共轭亚油酸可改变肉鸡胸肌脂肪酸谱并抑制脂质氧化。也有证据表明，HFD可能影响肌纤维类型组成，加速由氧化型向糖酵解型纤维的转变，并加剧宰后pH下降。然而，HFD的效果复杂且依赖于日粮的具体情况，其中，饲喂时长是一个关键但研究尚不充分的变量，因为短期和长期的高脂暴露可能引发骨骼肌不同的代谢适应。
尽管膳食脂肪补充的效果已在商业肉鸡品系中得到广泛研究，但对地方鸡种的关注相对较少。以中国的广元灰鸡为代表的地方鸡种，因其独特的质地和浓郁风味而受到重视，这些特性与其较长的饲养周期有关。目前，关于HFD饲喂如何与地方鸡种特定的肌肉生理相互作用，特别是短期高脂饲喂（SHFD）与长期高脂饲喂（LHFD）如何差异性地重编程糖酵解型肌肉（如胸大肌，PEM）和氧化型肌肉（如比目鱼肌，SOL）的代谢，以及这些变化如何最终影响肉品质和风味形成，仍不清楚。
为此，一项发表在《Journal of Food Composition and Analysis》上的研究，以150日龄的广元灰鸡为研究对象，通过整合脂肪酸组成、挥发性化合物和代谢组学通路分析，旨在阐明SHFD和LHFD（相对于对照日粮）对PEM和SOL肌肉肉品质的独立和交互影响。研究人员假设，SHFD会优先增强风味相关特性且对质地负面影响最小，而LHFD则会诱导氧化应激特征，导致红度值（a*）降低、保水性（WHC）变差并增加嫩度，且这些效应具有肌肉类型特异性，表现为PEM中氨基酸代谢和脂质应激的改变，以及SOL中氧化代谢通路的重塑。
为了开展这项研究，研究人员设计了一个2（肌肉类型）×3（日粮处理）的因子实验。将270只广元灰鸡随机分为长期高脂日粮（LHFD）、短期高脂日粮（SHFD）和对照组（CONT），每组9个重复（栏）。高脂日粮通过用大豆油替代部分玉米和麦麸，将日粮脂肪含量从对照组的1%提高至7%。LHFD组从150日龄至210日龄（8周）饲喂HFD；SHFD组从150至195日龄饲喂对照日粮，随后从195至210日龄（2周）换为HFD；CONT组在整个实验期间（150-210日龄）均饲喂对照日粮。在210日龄时，每组随机选取9只鸡（每栏1只）进行采样，采集PEM和SOL肌肉用于后续分析。
研究采用的关键技术方法包括：对肌肉样本进行组织学（H&E染色、油红O染色）和扫描电镜（SEM）观察以分析肌纤维形态和脂质沉积；测定肉色（L, a, b*）、pH值（宰后15分钟和24小时）、滴水损失、蒸煮损失和剪切力等理化指标以评估肉品质；利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析脂肪酸组成；采用电子鼻（E-nose）分析挥发性风味物质轮廓；并通过非靶向代谢组学（LC-MS）技术全面鉴定肌肉中的代谢物，并结合主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）等多元统计方法挖掘差异代谢物及相关通路。所有数据采用SPSS进行双因素方差分析（Two-way ANOVA）等统计处理，以评估肌肉类型、日粮处理及其交互作用的影响。
3.1. 肌纤维形态
组织学结果显示，SOL肌纤维通常比PEM更大、排列更紧密，这与其氧化型表型一致。LHFD饲喂导致两种肌肉的肌纤维出现肥大，横截面积（CSA）增加，纤维间距减小。油红O染色显示脂滴主要沉积在肌纤维束间和肌束膜区域，且SOL中的脂质沉积比PEM更明显，并随HFD饲喂时间延长而增加。定量分析表明，日粮处理和组织类型对肌纤维直径和CSA均有显著主效应，但无显著交互作用。LHFD组的肌纤维直径和CSA显著大于CONT组，尤其在PEM中，表明长期高脂饲喂引起了肥大适应。
3.2. 肉品质特性
日粮处理和组织类型共同影响多项肉品质指标，但未检测到显著的日粮×组织交互作用。pH24h受日粮和组织类型的显著影响，LHFD组的pH24h低于SHFD和CONT组，SOL的pH24h始终高于PEM。因此，PEM的ΔpH显著大于SOL。肌肉色泽主要受组织类型驱动，PEM的L值（亮度）高于SOL，而a值（红度）和b*值（黄度）低于SOL。LHFD导致滴水损失和蒸煮损失增加，且PEM的滴水损失高于SOL。剪切力值也受日粮处理和组织类型影响，LHFD组剪切力值最低（最嫩），CONT组最高（最韧），SOL样本比PEM更韧。
3.3. 肌肉常规成分
肌肉常规成分因肌肉类型和日粮处理而异。SOL的水分含量高于PEM，并随HFD饲喂时间延长而降低，LHFD组最低。SOL的粗脂肪含量（干物质基础）高于PEM，且LHFD组显著高于SHFD和CONT组。相反，PEM的粗蛋白含量高于SOL，而日粮对粗蛋白含量的主效应未达显著水平。
3.4. 电子鼻结果
电子鼻分析表明，HFD时长显著影响PEM和SOL肌肉的整体挥发性物质轮廓。PCA显示，LHFD组的PEM和SOL样本与CONT组沿第一主成分（PC1）明显分离，SHFD样本则更接近CONT组。雷达图进一步显示，LHFD组中与硫化物、含氮挥发物和一般挥发性有机化合物相关的传感器响应值高于CONT组。SHFD组则主要在醇类、酮类和芳香族化合物相关的传感器上观察到适度增加。PEM对HFD的传感器响应通常强于SOL。
3.5. 脂肪酸组成
HFD饲喂显著改变了PEM和SOL的脂肪酸组成。长链饱和脂肪酸（SFA）如棕榈酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）以及油酸（C18:1n9c）在HFD组的两种肌肉中普遍高于CONT组。总多不饱和脂肪酸（PUFA）含量在HFD组（LHFD和SHFD）显著高于CONT组，且SOL的绝对PUFA浓度始终高于PEM。SFA:UFA（不饱和脂肪酸）比值在HFD下的SOL中略低于CONT组，而PEM中无显著变化。具体而言，亚油酸（C18:2n-6）和α-亚麻酸（C18:3n-3）水平在HFD组的两种肌肉类型中均显著升高，SOL的增幅大于PEM。n-3 PUFAs如DHA（C22:6n-3）和EPA（C20:5n-3）在HFD组也显著增加，且在SOL中效应更强。
3.6. 代谢组学分析
3.6.1. PEM与SOL的基础代谢差异
非靶向代谢组学在PEM和SOL样本中共注释到388种代谢物。在对照组内比较发现，SOL相对于PEM有129种差异表达代谢物（DEMs），其中78种上调，51种下调。SOL中肉桂酸、羟基酸和酮酸等含量较高，而嘌呤核苷酸和甘油磷脂含量相对较低。KEGG通路富集分析指出，亚油酸代谢、糖酵解/糖异生和氧化磷酸化是区分SOL和PEM的关键通路。跨所有日粮组比较，共有90种DEMs在SOL和PEM间持续存在差异，表明肌肉类型特异的代谢特征对HFD相对稳定。参与TCA循环、糖酵解和氧化磷酸化的代谢物中间体大多在SOL中比PEM更丰富。
3.6.2. HFD对SOL的代谢效应
PLS-DA模型能清晰区分SOL的不同日粮组。VIP（变量重要性投影）评分筛选出的前10位代谢物包括甘油磷酸胆碱、去甲炔诺酮、对苯二甲酸、原儿茶酸、13S-羟基十八碳二烯酸等（在HFD组上调），以及阿维菌素A1b苷元、鹰嘴豆素A和2-脱氢泛解酸（在HFD组下调）。这些VIP代谢物与滴水损失、pH变化、a*值等肉品质性状存在显著相关性。DSPC（去稀疏偏相关）网络表明脂质相关和酚类代谢物之间存在非随机相关性。KEGG通路富集分析显示这些DEMs主要富集于不饱和脂肪酸生物合成、苯丙氨酸/酪氨酸/色氨酸代谢、PPAR信号通路等。
3.6.3. HFD对PEM的代谢效应
PLS-DA也能较好区分PEM的不同日粮组。VIP评分筛选出的前10位代谢物包括9-氧代-ODE、D-苯丙氨酸、11-脱氢皮质酮、N-乙酰鸟氨酸等。去甲炔诺酮和甘油磷酸胆碱在PEM和SOL中均是重要的HFD响应代谢物。相关性分析显示，去甲炔诺酮与滴水损失呈正相关，11-脱氢皮质酮与L*值呈正相关。DSPC网络显示脂质、氨基酸和类固醇相关代谢物之间存在广泛互作。KEGG通路富集提示亚油酸代谢、丙氨酸代谢以及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成是PEM中受HFD影响的主要通路。
综合以上结果，本研究得出结论：短期高脂饲喂（SHFD）能在不明显损害嫩度或保水性的前提下，适度增强与香气相关的醇类/酮类物质，从而提升风味复杂性。而长期高脂饲喂（LHFD）则会在氧化型肌肉（SOL）中诱导氧化应激特征，并在糖酵解型肌肉（PEM）中引起氨基酸代谢紊乱和脂质应激，最终导致红度降低、保水性变差、肉质变韧等品质劣变。这些效应具有明显的肌肉类型特异性。
该研究的重要意义在于，它首次在高脂饲喂背景下，系统揭示了饲喂时长与肌肉类型对地方鸡种肉品质及其背后代谢基础的交互影响。研究结果强调，旨在改善禽肉品质的日粮脂肪策略需要同时考虑饲喂时长和靶向肌肉的代谢类型（氧化型 vs. 糖酵解型）。对于追求风味的短期饲养，适度的高脂日粮可能有益；而对于较长时间的饲养，则需要谨慎控制日粮脂肪水平和饲喂时长，以避免对肉质，特别是保水性和色泽稳定性产生负面影响。这为家禽生产中的精准营养管理提供了重要的理论依据和实践指导。
