用水溶性玉米蛋白或棉籽蛋白替代豆粕对肉鸡生长性能、胴体特性、肉质、血清生化指标及抗氧化能力的影响

《Poultry Science》：Effects of replacing soybean meal with water-soluble corn protein or cottonseed protein on growth performance, carcass traits, meat quality, serum biochemical indicators, and antioxidant capacity of broilers

　　**郭长正|廖世勇|史寿荣**
**江苏家禽科学研究所，扬州，225125，中国**

**摘要**
本研究的目的是评估一种新型水溶性玉米蛋白（WCP）作为肉鸡日粮中大豆粕（SBM）功能替代品的有效性，以商业成熟的棉籽蛋白（CotP）作为参考替代蛋白来源。该WCP是从传统的玉米浸出液中制备得到的，其酸溶性蛋白含量非常高（49.1%）。共有504只1日龄的雄性Arbor Acres肉鸡被随机分配到三个等氮和等热量的日粮处理组：对照组（CON）、WCP组（用WCP替代5%的SBM）和CotP组（用CotP替代5%的SBM）。在40天的实验期间，喂食WCP日粮的肉鸡生长性能（最终体重、日增重和饲料转化率）与对照组相当，并且显著优于CotP组（P < 0.001）。在胴体特性和肉质方面，WCP的添加显著提高了表皮水分损失率（P = 0.042）和胸肌黄色度（b*值，P = 0.004）。血清生化分析显示，WCP的添加显著提高了总蛋白、球蛋白和高密度脂蛋白的浓度（P < 0.05）。此外，WCP组体内的抗氧化能力也得到了增强，表现为血清总超氧化物歧化酶活性的显著升高（P = 0.049）。这些发现表明，WCP在加工过程中富集的生物活性肽不仅提供了氮素供应，还具有额外的生理益处。总之，用WCP替代5%的SBM可以维持肉鸡的生长性能，同时提高屠宰率和抗氧化能力，证明WCP是一种经济可行且功能优越的蛋白质来源，适用于可持续的肉鸡生产。

**引言**
饲料成本占肉鸡生产总成本的70%（Mallick等，2020年）。随着全球家禽生产的持续集约化，稳定的高质量蛋白供应对于维持高效的生产系统至关重要（Kim等，2019年）。大豆粕（SBM）由于其氨基酸平衡和消化率高，长期以来一直是肉鸡营养不可或缺的成分（Ma等，2024年；Zhang等，2025年）。然而，近年来由于全球粮食生产波动、贸易政策调整和能源成本上升，SBM价格波动较大，导致饲养成本增加，并威胁到了家禽行业的可持续发展（Swick，2011年；Zhuang等，2025年）。因此，寻找成本效益高、营养充足的SBM替代品已成为动物营养研究的重点（Abasubong等，2025年）。在各种SBM替代品中，棉籽蛋白（CotP）作为大规模棉籽加工的衍生物，在实际肉鸡生产中得到了广泛采用（?wi?tkiewicz等，2016年；Yu等，2023年），因为它供应充足、成本较低，且营养成分与SBM相当（例如，粗蛋白含量高）。值得注意的是，CotP可以安全地替代肉鸡日粮中10-15%的SBM（?wi?tkiewicz等，2016年）。然而，天然存在的游离棉酚是棉籽产品中的主要抗营养因子，会导致肉鸡肝脏毒性、生长受阻和代谢紊乱（?wi?tkiewicz等，2016年）。游离棉酚的含量因品种和加工方法的不同而有很大差异（0.02-0.53%，200-5300 mg/kg）（Nagalakshmi等，2007年）。我们使用了商业上经过脱毒处理的CotP（游离棉酚含量685 mg/kg，处于报告范围的下限），以确保其对肉鸡的安全性和代表性。然而，脱毒CotP仍存在一些局限性，例如其氨基酸组成与SBM不平衡，从而降低了营养物质的利用率（?wi?tkiewicz等，2016年）。玉米浸出液（CSL）是一种富含蛋白质、小肽和游离氨基酸的湿法加工副产物，是一种有前景的替代蛋白来源（Zhang等，2021年）。全球年CSL产量约为430-480万吨干吨，基于淀粉产量（约8800-9800万吨/年，75%为玉米）和湿法加工质量平衡（Vilpoux和Junior，2023年；Zhang等，2021年）。重要的是，CSL成本低廉，其使用可减少工业废物对环境的影响，同时为SBM提供了经济可行的替代品。然而，高比例的CSL添加往往会导致不良的生理效应，限制了其实际应用（Lee等，2025年）。日粮中CSL含量超过10%可能会抑制免疫和消化器官的发育（Yazdanyar等，2015年），并引发作物黏膜增生、肠道炎症和肾小管坏死（Ullah等，2018年）。这些效应主要是由于抗营养因子和非蛋白质氮引起的代谢负担（Lee等，2025年）。选择CotP而非原始CSL作为比较对象，是因为原始CSL的高水分含量和不良的营养平衡使其不适合等量替代，而且在商业肉鸡生产中很少作为主要蛋白饲料使用。为了解决这些问题，我们开发了一种新的CSL改性技术（核心制造步骤包括：自然发酵以降解抗营养因子、树脂吸附去除植酸、陶瓷膜过滤去除大分子、酶促水解、纳米过滤富集低分子量肽以及浓缩/干燥）。所得到的新型水溶性玉米蛋白（WCP）是一种低成本、资源丰富的替代蛋白来源，其单位蛋白成本基本上与中国市售SBM相当。这种专有的多步纯化工艺提高了CSL的营养价值，实现了标准化生产、官方安全认证和稳定的工业规模化应用。因此，本研究比较了5% WCP与广泛使用的低棉酚CotP作为部分SBM替代品对肉鸡生长、屠宰率、肉质、蛋白质代谢和抗氧化能力的影响，评估WCP是否在营养价值和应用潜力上优于CotP，为可持续肉鸡生产提供了科学支持。

**材料与方法**
**伦理声明**
本研究获得了江苏省家禽科学研究所机构动物护理和使用委员会的批准（许可编号：CNP20220323）。

**动物、实验设计和管理**
共有504只健康的1日龄雄性Arbor Acres肉鸡，初始体重相近（40 ± 2克），被随机分配到三个处理组。每个处理组包含7个独立重复单元（笼子），每个笼子中有24只鸡。对照组（CON）喂食标准玉米-SBM基础日粮。两个实验组分别用5%的WCP或CotP替代SBM，同时确保所有日粮处理组在氮和热量上相等。选择5%的WCP添加量是基于我们之前的产蛋鸡研究，该研究表明WCP在约5%的添加量下具有最佳效果。本研究中使用的WCP是由中国的诸城浩天药业有限公司提供的商业产品。整个实验持续40天，颗粒日粮分为两个阶段配制（第1-21天和第22-40天），遵循《家禽营养需求》（NRC，1994年）中的规定。所有肉鸡都在地面饲养系统中饲养。在雏鸡入住前一周，鸡舍及相关设备进行了彻底清洁和消毒。在最初的饲养阶段，舍内环境温度保持在约34°C。从第4天开始，温度每48小时降低1°C，直到稳定在约23°C。在整个实验期间，肉鸡可以自由获取饲料和水。严格执行了常规的疾病免疫、卫生清洁和消毒程序，所有饲养操作均符合标准肉鸡管理指南。

**营养成分、pH值和酸结合能力**
饲料成分（包括SBM、WCP和CotP）的营养成分根据以下标准测定：干物质（GB/T 6435-2014）（中华人民共和国质量监督、检验和检疫总局，2014年）、粗蛋白（GB/T 6432-2018）（中华人民共和国质量监督、检验和检疫总局，2018a）、粗灰分（GB/T 6438-2007）（中华人民共和国质量监督、检验和检疫总局，2007年）、粗纤维（GB/T 6434-2022）（中华人民共和国质量监督、检验和检疫总局，2022年）、粗脂肪（GB/T 6433-2006）（中华人民共和国质量监督、检验和检疫总局，2006年）、酸溶性蛋白（GB/T 22492-2008）（中华人民共和国质量监督、检验和检疫总局，2008年）、总磷（GB/T 6437-2018）（中华人民共和国质量监督、检验和检疫总局，2018b）和氨基酸（方法994.12，AOAC，2005）。钾、钙、钠和镁的测定依据GB 5009.268—2016（中华人民共和国质量监督、检验和检疫总局，2016年）。日粮在pH 3下的pH值和酸结合能力（ABC-3）根据先前的研究确定（Lawlor等，2005年；Zhang等，2022年）。具体方法是将20克样品与40毫升去离子水混合，使用磁力搅拌器（C-MAG HS 7数字型；IKA，Staufen，德国）以恒定速度搅拌10分钟，然后用精密pH计（MP 220 Mettler Toledo，Giessen，德国）测量pH值。ABC-3的测定方法是将100克风干日粮称重到500毫升烧杯中，加入200毫升去离子水，将烧杯置于37±1°C的恒温水浴（Memmert WB 14，Schwabach，德国）中，并用数字温度计（TESTO 110，Testo AG，Lenzkirch，德国）实时监测温度。在持续磁力搅拌下，用1 mol/L盐酸标准溶液滴定直至pH值稳定在3.0。所有上述测量均进行了三次技术重复。

**生长性能**
在第1天和孵化后第40天，分别对每组中的每只鸡进行精确称重并记录。实验期间每天观察并记录每组中的发病率和死亡率。从第1天到第40天，记录每个重复单元中所有鸡的总饲料供应量。如果某个重复单元中有鸡死亡，立即测量剩余饲料的重量，并重新开始记录饲料供应量以确保计算准确。根据上述记录，计算每个组在1-40天的平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）、饲料转化率（F/G）和死亡率。

**胴体特性**
所有与胴体相关的测量在第40天进行。采样前，所有肉鸡禁食12小时，并可自由饮水。每个重复单元中选择一只体重接近对应笼子平均体重的鸡作为采样个体。所有鸡都在统一且安静的环境条件下处理，并通过颈静脉注射进行人道安乐死。放血后，测量活体重、屠宰前体重、去内脏后的体重、半去内脏后的体重、腹腔脂肪重量、左胸肌重量、左腿肌肉重量和左翼肌肉重量。相应的百分比指标基于活体重计算。

**器官指数**
在屠宰后的第40天立即测定器官指数。用于胴体评估的采样鸡与之前用于测定的鸡相同。迅速分离并称重胸腺、脾脏、法布里修斯囊、腺胃、砂囊、心脏和肝脏。器官指数计算公式为：器官指数（%）= [器官重量（克）/ 屠宰前活体重（克）× 100]。

**相对肠长度和重量**
屠宰后立即解剖整个小肠，去除附着在肠壁上的胰腺组织和脂肪组织。固定每个肠段并测量其长度。随后用玻璃片刮除肠内容物，并称重各肠段。分别计算十二指肠、空肠和回肠的相对长度和相对重量，计算公式如下：肠段相对长度（厘米/千克）= 肠段长度（厘米）/ 鸡的活体重（千克），肠段相对重量（克/千克）= 肠段重量（克）/ 鸡的活体重（千克）。所有胴体、器官和肠的测量在随机重新编码鸡只后进行，不考虑日粮处理组别。

**肉质**
屠宰和解剖后，均匀取样左胸肌进行肉质测定，所有取样操作在一致的实验条件下进行以确保一致性。使用自动色度计（型号SP62；口径8毫米，光源A，观察角度10°；X-Rite公司，Grand Rapids，MI，美国）测量胸肌颜色的亮度（L*）、红色度（a*）和黄色度（b*）。通过滤纸压榨法测定滴水损失。为了测量pH值，使用手术刀在肌肉表面做一个小切口，然后使用便携式pH计来确定胸肌肉的pH值。在每个肌肉样本的三个不同测试点进行三次测量，并计算平均值以用于统计分析。上述指标的具体测定方法是根据中国国家标准NY/T 1333-2017进行的。肌肉的剪切力是根据中国国家标准NY/T 1180-2006中规定的方案确定的。

### 血清生化指标
在屠宰前第40天，从选定的禁食鸡的臂静脉中采集血液样本。在标准化条件下通过离心分离血清，并暂时储存以备后续检测。使用自动生化分析仪测定血清中的总蛋白（TP）、球蛋白（GLO）、白蛋白（ALB）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、血尿素氮（BUN）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（T-CHO）、葡萄糖（GLU）、高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）的浓度。

### 抗氧化能力
屠宰后立即采集血清、肝脏和空肠黏膜样本。使用商业检测试剂盒测定血清、肝脏和空肠中的谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性，以及丙二醛（MDA）含量和总抗氧化能力（T-AOC）。本研究使用的所有检测试剂盒均来自南京健城生物工程有限公司。

### 统计分析
实验数据使用Microsoft Excel整理，随后使用SPSS软件（版本25.0；IBM公司，美国阿蒙克）进行统计分析。首先进行单因素方差分析（ANOVA），然后进行Tukey事后检验以进行多重比较。所有结果以平均值±标准误差（SEM）表示，其中P < 0.05被认为具有统计学意义，P < 0.01被认为具有高度统计学意义。

### 表1
表1. 实验日粮的组成和营养水平（风干基）。

| 项目 | 组别 | 1-21天 | 22-40天 |
|-------|------|--------|--------|
| 玉米粉 | 8.2% | 51.8 | 44.3 |
| 豆粕 | 44.3% | 30.8 | 47.8 |
| 花生粕 | 4.0% | 4.0 | 4.0 |
| DDGS | 26.9% | 6.0 | 6.0 |
| 豆油 | 3.7 | 2.4 | 2.9 |
| CaCO3 | 1.4 | 1.5 | 1.4 |
| CaHPO4 | 0.9 | 0.7 | 0.7 |
| DL-Met | 0.18 | 0.18 | 0.18 |
| L-Lys | 0.02 | 0.16 | 0.16 |
| 植物酶 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
| NaCl | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 维生素预混剂 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
| 微量矿物质预混剂 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
| 氯化胆碱 | 0.09 | 0.09 | 0.09 |
| L-色氨酸 | 0.04 | 0.01 | 0.01 |
| L-苏氨酸 | 0.10 | 0.09 | 0.10 |
| L-精氨酸 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
| L-半胱氨酸 | 0.10 | 0.06 | 0.09 |
| WCP | 5.00 | 5.00 | 5.00 |

### 营养水平（干物质基础，kcal/kg）
| 营养素 | WCP | CONW | WCPC |
|---------|------|------|------|
| ME | 2953 | 2953 | 2953 |
| CP | 22.12 | 22.12 | 22.12 |
| Ca | 0.90 | 0.90 | 0.90 |
| 非植物磷 | 0.35 | 0.35 | 0.35 |
| Lys | 1.15 | 1.15 | 1.15 |
| Met | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| Thr | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
| TrP | 0.26 | 0.26 | 0.26 |
| Arg | 1.43 | 1.43 | 1.43 |
| Met+Cys | 0.94 | 0.94 | 0.94 |

### 结果
#### 营养成分、pH值和ABC-3
如表2所示，基于风干基础的营养成分分析显示，WCP的pH值为3.65，明显低于SBM和CotP的5.94。WCP的粗蛋白含量为54.57%，高于SBM（44.19%）但低于CotP（61.28%）。最显著的是，WCP的酸溶性蛋白含量为49.1%，明显高于SBM的1.47%和CotP的3.96%。在矿物质元素方面，WCP的镁和钠含量相对较高，钾含量低于SBM但略高于CotP，钙含量低于两者。

#### 十八种氨基酸的组成和含量
如表3所示，SBM、WCP和CotP中的十八种氨基酸的组成和含量如下：CotP的总氨基酸含量最高，其次是SBM，而WCP的总氨基酸含量相对较低。在必需氨基酸中，WCP的赖氨酸含量低于SBM但略高于CotP。其含硫氨基酸（甲硫氨酸+半胱氨酸）的总含量（2.13%）高于SBM（1.38%）和CotP（1.84%），其中CotP的半胱氨酸含量（1.47%）高于前者两者。在非必需氨基酸中，WCP的脯氨酸、丙氨酸和甘氨酸含量高于SBM。

#### 日粮WCP对饮食pH值和酸结合能力的影响
如表4所示，WCP组在这两个参数上的值均最低，且显著低于CON组和CotP组（P < 0.001）。

#### 生长性能
表5显示，用WCP替代SBM对肉鸡生长性能没有不良影响。在40日龄时，WCP组的体重与CON组相当，并且高于CotP组（P < 0.001）。在1-40天的实验期间，WCP组的日增重（ADG）和日饲料摄入量（ADFI）与CON组无差异，但高于CotP组（P < 0.001）。WCP组的饲料转化效率（F/G）与CON组无差异。死亡率在三个处理组之间没有显著变化（P = 1.000）。此外，WCP组的欧洲生产指数（EPI）也高于CON组（P < 0.001）。

#### 屠宰性能
表6显示，用WCP替代SBM对40日龄肉鸡的屠宰性能没有不良影响，除了WCP组的肉质百分比高于CON组和CotP组（P = 0.042）。其他屠宰性能指标在三个组之间没有显著差异。

#### 器官指数
表7显示，用WCP替代SBM对肉鸡器官指数没有不良影响，CON组、WCP组和CotP组之间在任何器官指数上都没有显著差异。

#### 肉质质量
表9显示，WCP组在b*值上高于CON组和CotP组（P = 0.004）。在其他肉质指标上，三个组之间没有显著差异。

### 抗氧化能力
表11显示，WCP组血浆中的T-SOD活性高于CON组（P = 0.049），CotP组的T-SOD水平介于两者之间。这些成分主要以小分子量的肽和游离氨基酸的形式存在（Marais和Evanwell，1983；Hou等人，2022），这可能有助于提高肉鸡对营养物质的消化率和利用率（Hou等人，2022）。由于WCP的固有pH值低于SBM和CotP，在配制为肉鸡日粮时，WCP日粮的pH值和ABC-3显著低于CON和CotP日粮。这些变化有助于优化胃肠道环境条件，从而可能有利于肉鸡消化酶的活性（Abd El-Ghany，2024；He等人，2025）。生长性能结果表明，用WCP替代SBM并未影响肉鸡的关键生长指标，在40日龄时，体重、日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）、饲料转化率（F/G）和骨架指数（EPI）与CON组相当。这一结果反映了WCP的有利营养特性，有助于高效利用营养物质来支持肉鸡的生长，这与Russo等人（Russo等人，1960）的研究结果一致，他们报告称发酵CSL比未发酵的CSL更能提高饲料效率，从而验证了改良CSL产品在优化肉鸡消化条件和生长性能方面的价值（Lee等人，2025）。相比之下，WCP组的生长性能明显优于CotP组，表现为更高的体重、日增重和骨架指数。这一优势表明，加工后的WCP是一种可行且有效的肉鸡日粮蛋白替代品。胴体特性结果显示，用WCP替代SBM对40日龄肉鸡的大部分屠宰指标没有不利影响，但显著提高了肉鸡的皮下脂肪（dressing percentage），这与关于改良蛋白质饲料的相关研究结果一致（Chachaj等人，2019；Zhang等人，2024）。酶解和发酵都可以将大分子蛋白质分解为可吸收的小肽和游离氨基酸（Eugenio等人，2022；Malyar等人，2024；Liao等人，2025；Yu等人，2025），这可能通过增强肌肉蛋白质的合成和沉积来提高肉鸡的皮下脂肪比例（Chachaj等人，2019；Zhang等人，2024）。与这些改良蛋白质来源类似，WCP富含酸溶性蛋白质，主要以小肽和游离氨基酸的形式存在，这可能有助于营养物质的吸收和肌肉蛋白质的合成与沉积，从而增加皮下脂肪比例。值得注意的是，以前关于传统CSL的研究尚未报道CSL衍生物对肉鸡胴体特性的有益影响。肉质结果显示，WCP组与CON组和CotP组相比唯一的显著差异是黄色度值（b*）升高，这可能与玉米副产品中的天然色素物质有关。在之前关于玉米加工材料的研究中也报道了类似现象（Rausch等人，2006；Jiao等人，2022），这种适度的黄色度增加是可接受的，并可能为禽肉产品带来一定的商业优势。黄色度的提高可以增强消费者的吸引力和市场竞争力，特别是在亚洲、墨西哥和美国某些地区，黄色的肉皮被认为与更健康、质量更高、口味更好的肉相关（Bilgili等人，1998；Mu?oz-Díaz等人，2012；Wu等人，2021）。没有观察到肉的pH值、水分保持能力或剪切力的负面变化，表明添加WCP对肉质没有不良影响。血清生化结果显示，尽管三种日粮的粗蛋白水平相同，但WCP组的血清总蛋白（TP）、溶菌酶（GLO）和高密度脂蛋白（HDL）显著高于CON组。WCP组血清TP和GLO的增加可能与WCP衍生物肽和游离氨基酸的高消化率有关，这可能促进蛋白质代谢和体液免疫状态（Eugenio等人，2022）。同时，升高的HDL水平表明对脂质代谢有轻微的积极作用。WCP组的肝功能相关指标保持在正常生理范围内，并与对照组相当，证实了添加5% WCP的安全性，没有明显的肝脏不良影响。关于肠道参数，WCP组的空肠相对长度显著低于CON组和CotP组，这可能是由于WCP组的体重较高所致。相比之下，CotP组的血清ALT、AST和AST/ALT比值显著不同，这可能与棉籽蛋白中的抗营养因素有关（Cao等人，2025）。这进一步证实了深度加工技术完全消除了传统CSL的毒性和副作用，使WCP成为一种安全的高质量肉鸡蛋白质饲料。抗氧化能力结果显示，日粮中添加WCP适度增加了血浆中的T-SOD活性。这一有益变化可能与WCP独特的蛋白质组成和生物活性成分有关（Lee等人，2025）。结合现有数据，WCP对循环抗氧化能力有有限但积极的影响。然而，仅凭本研究中血清抗氧化指标无法完全阐明其背后的作用机制。

**结论**
WCP富含酸溶性蛋白质，可能与蛋白质代谢的增强有关，具体表现为血清TP和GLO水平升高。在当前实验条件下，部分用WCP替代SBM并未对40日龄肉鸡的生长性能、器官发育或肝脏功能产生负面影响，同时增加了皮下脂肪比例并适度提高了血浆抗氧化能力。然而，本研究仅评估了5%的WCP添加水平。负责改善血清蛋白质指标、胴体产量和抗氧化能力的具体机制尚不清楚，需要进一步研究。总体而言，在测试剂量下，WCP作为肉鸡日粮的可行替代蛋白质来源显示出良好的潜力。

**作者贡献声明**
郭长正：撰写原始稿件、方法论、研究设计、数据分析、数据整理、概念构建。
廖世勇：撰写原始稿件、方法论、研究设计、数据分析。
史秀荣：撰写修订稿件、监督、项目管理和资金争取。