《Food Bioscience》：Molecular weight-dependent bioactive potential of chicken feet collagen hydrolysates derived from
Abelmoschus manihot-fed broilers
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本研究探究了补充Abelmoschus manihot粉末对肉鸡饲料中鸡爪胶原蛋白提取量及水解产物抗氧化活性与NO抑制的影响。结果表明，补充量未显著改变胶原蛋白含量或整体抗氧化活性，但分子量分布显著影响活性，低分子量组分NO抑制效果最佳，而高分子量组分抗氧化能力最强。
张虎根（Ho Gun Jang）| 李惠媛（Hye Won Lee）| 金东彬（Dong Bin Kim）| 李孝珍（Hyo Jin Lee）| 金元俊（Won Jun Kim）| 金钟赫（Jong Hyuk Kim）| 李承允（Seung Yun Lee）
韩国庆尚国立大学农业与生命科学研究所动物科学系，晋州，52828
摘要
本研究探讨了在肉鸡日粮中添加0%、0.5%或1%的Abelmoschus manihot粉末对鸡脚胶原蛋白提取率及其水解产物的生物活性的影响，重点关注抗氧化能力（通过DPPH、ABTS和Fe2+螯合试验评估）以及抑制H2O2刺激的RAW 264.7巨噬细胞中一氧化氮（NO）生成的作用。鸡脚胶原蛋白使用柠檬酸提取，提取率为14.8%至19.0%，随后用胶原酶D水解3小时或6小时，再分为<3 kDa、3-10 kDa和>10 kDa三个分子量组分。所有分子量组分均表现出较强的Fe2+螯合能力。<3 kDa组分对NO的抑制作用最强，而>10 kDa组分具有最高的ABTS自由基清除活性。日粮中添加Abelmoschus manihot粉末并未显著改变胶原蛋白的提取率或水解产物的整体抗氧化活性，表明其生物功能性主要与分子量分布相关，而非日粮干预因素。总体而言，这些结果表明分子量分级是决定鸡脚胶原蛋白水解产物生物活性潜力的关键因素，不同分子量组分在抗氧化能力和NO抑制作用上存在差异。这些结果为评估饲料对家禽副产品的影响提供了基础数据。
引言
诸如牲畜产品可追溯系统和环保牲畜认证计划等进展为消费者提供了更全面的信息，从而增加了对环境可持续和安全牲畜来源食品的需求。为满足这些需求，人们研究了功能性饲料添加剂（如植物提取物、有机酸和益生菌）以改善动物性能和动物源食品的质量与功能。研究表明，这些添加剂能促进生长（Hamady等，2015年），具有抗氧化和抗菌作用（Seidavi等，2022年），并能增强免疫反应（Abd El-Hack等，2020年）。
随着对鸡肉需求的增加，产生了更多的副产品，如鸡脚，这导致了处理成本的上升并引发了环境问题。因此，人们越来越关注将这些副产品转化为有价值的化合物，如胶原蛋白、明胶和透明质酸（Zamri等，2021年）。尽管鸡脚富含胶原蛋白，但在许多地区它们通常被丢弃或未得到充分利用。然而，作为历史上依赖牛皮和猪皮的行业的替代胶原蛋白来源，鸡脚具有巨大潜力（Potti和Fahad，2017年）。
此外，胶原蛋白被认为是一种生物活性物质，其生理活性取决于其分子量，低分子量和水解胶原蛋白因其增强的生物活性而受到关注。特别是，先前的研究表明，低分子量胶原蛋白肽比天然胶原蛋白具有更好的生物利用度。例如，低分子量胶原蛋白肽被认为具有更强的抗氧化活性和抑制一氧化氮（NO）生成的能力（Chi等，2014年；Sivaraman和Shanthi，2021年），这可能归因于其更高的吸收率和与生物系统的更有效相互作用。
在这种情况下，原产于中国的锦葵科植物Abelmoschus manihot（AM）受到了关注，常被称为“金芙蓉”（Kwon等，2022年）。它含有丰富的生物活性化合物，包括黄酮类、皂苷和多酚，具有多种药理作用，如抗糖尿病、抗氧化、促血管生成和保护上皮细胞（Kwon等，2022年；Luan等，2020年）。基于这些特性，许多研究探讨了AM作为功能性饲料添加剂的应用。在肉鸡日粮中添加AM粉末可提高腿部和胸部骨骼肌组织的粗蛋白含量，同时降低粗脂肪和腹部脂肪（Jang等，2024年；Mandey等，2013年）。最近的研究还表明，AM可通过抑制关键胶原蛋白降解酶基质金属蛋白酶-1（MMP-1）和促进皮肤修复过程中的成纤维细胞增殖来改善皮肤胶原蛋白的平衡（Runtuwene等，2023年）。综上所述，AM不仅作为饲料添加剂能改善肉鸡的皮肤健康，还能显著提升富含胶原蛋白的副产品（如鸡脚）的价值。
然而，迄今为止，大多数关于在肉鸡日粮中添加AM的研究主要集中在生长性能、饲料效率和肌肉组织的营养成分等参数上。因此，关于AM日粮添加是否会影响特定富含胶原蛋白的副产品（如鸡脚）中的胶原蛋白含量，或这种日粮干预如何影响胶原蛋白水解产物的提取率和生物活性方面的信息仍然有限。尽管有报道称AM能增加皮肤胶原蛋白含量，但其对其他富含胶原蛋白的副产品的影响尚不清楚。因此，本研究旨在探讨AM粉末日粮添加是否会影响鸡脚中的胶原蛋白含量及其水解产物的生物活性。通过分析分子量分布来解释抗氧化能力和H2O2诱导的氧化应激下的NO抑制作用。
材料与试剂
鸡脚来自食用含有0%、0.5%或1%（w/w）AM粉末日粮的肉鸡，这些日粮由忠北国立大学提供。忠北国立大学的机构动物护理和使用委员会批准了所有动物护理和样本收集程序（IACUC编号CBNUA-2133-23-03）。制备好的样本经过冷冻干燥后保存在-18°C直至分析。ABTS、DPPH和5%（w/v）2,4,6-三硝基苯磺酸（TNBS）甲醇溶液均购买自商业供应商。
胶原蛋白含量
通过测量羟脯氨酸浓度来评估日粮中AM粉末添加对鸡脚胶原蛋白含量的影响（图1）。对照组（0%）和1% AM组之间的胶原蛋白含量相当（分别为190.2 mg/g和190.0 mg/g），而0.5% AM添加组则导致胶原蛋白含量显著降低（148.0 mg/g）。先前的研究表明，AM的摄入可能在伤口愈合或组织损伤条件下增强皮肤胶原蛋白。
结论
本研究表明，日粮中添加AM并未显著改变鸡脚胶原蛋白的含量或抗氧化特性。胶原酶D水解出的胶原蛋白肽具有不同的分子量分布，其生物活性主要与分子量相关，而非日粮干预因素。特别是，在H2O2诱导的氧化应激下，低分子量组分表现出更强的NO抑制活性。
作者贡献声明
金东彬（Dong Bin Kim）： 实验研究。
金元俊（Won Jun Kim）： 数据管理。
李孝珍（Hyo Jin Lee）： 数据管理。
李承允（Seung Yun Lee）： 文章撰写、审稿与编辑、项目监督、资金筹集。
金钟赫（Jong Hyuk Kim）： 文章撰写、审稿与编辑、项目监督。
李惠媛（Hye Won Lee）： 形式分析、数据管理。
张虎根（Ho Gun Jang）： 初稿撰写、实验研究、形式分析、数据管理。
未引用参考文献
Alam等，2013年；Chen等，1996年；Edwards和O'Brien Jr，1980年；国家食品和药物安全评估研究所，2013年；Re等，1999年；Saito等，2003年；Yadav等，2016年。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
数据可用性
数据可应要求提供。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）的资助，该基金会由韩国政府（MSIT）资助（项目编号RS-2023-00211920）。本研究还得到了庆尚南道区域创新系统（RISE）计划的支持，该计划由教育部（MOE）和庆尚南道省政府共同资助（项目编号2025-RISE-16-001）。
