嗜酸乳杆菌棉粕发酵产物代谢组学研究及其对肉仔鸡血浆代谢物的影响

The probiotics fermented feed used in animal breeding could improve the balance of intestinal flora and enhance the body resistance to disease, and that is an important way to solve the problem of livestock drug residues and microbial resistance and its hazards to human health in livestock production. Lactobacillus acidophilus fermented product is of unique nutritional characteristics,and retains many amounts of microbial metabolites.These metabolites include all kinds of amino acids, fatty acids (especially lactic acid), oligosaccharides, vitamins, small peptides, flavoring agents and some fragrance substance, etc. It is very important for exploitation and evaluation of the fermented feed to investigate the varieties and amount of the metabolites and the effect on plasma metabolite components in broilers. The main content of this project is to research the varieties and content of the metabolites of the fermented cottonseed meal with Lactobacillus acidophilus via metabonomics techniques. The objective is to ascertain the biomarkers and specific metabolic profile, to compare the difference of L.acidophilus metabolites components with the same genus or not, and to illustrate the specificity of matabolite group of L.acidophilus fermented cottonseed meal. Through researching the effect of this fermented product on broiler plasma metabolites and their biological significance, the new plasma biomarkers would be identified, and the specific metabolic profiles of broiler plasma would be established.This would provide theoretical basis for scientific evaluation of fermented feed nutritive value and animal health protection.

将生物发酵饲料应用于动物养殖中，以改善肠道菌群平衡和增强机体抗病力，是解决当前畜牧业生产中存在的畜产品药物残留、微生物抗药性及其对人类健康的危害等问题的重要途径。嗜酸乳杆菌发酵产物具有独特的营养性，发酵产物中存留许多微生物代谢产物。这些代谢物包括各种氨基酸、脂肪酸（特别是乳酸）、寡糖、维生素、小肽、增味剂以及芳香物质等，研究这些代谢物的组分、含量及对肉仔鸡血浆代谢物组分的影响等具有重要的理论和实践意义。本研究拟采用代谢组学技术研究嗜酸乳杆菌棉粕发酵产物所包含的代谢物组分的种类和含量变化规律，确定生物标志物和特异性代谢谱；比较研究嗜酸乳杆菌与同属以及不同属的菌种代谢物组分的差异，明确嗜酸乳杆菌棉粕发酵产物的代谢物组特异性。通过研究该发酵产物对肉仔鸡血浆代谢物的影响及其生物学意义，确定新的血浆生物标志物，建立鸡血浆特异性代谢谱，为保障动物健康、科学评定发酵饲料营养价值提供理论依据。

生物发酵饲料应用于动物养殖中，可改善肠道菌群平衡和增强机体抗病力，这是解决当前畜牧业生产中存在的畜产品药物残留、微生物抗药性及其对人类健康的危害等问题的重要途径。嗜酸乳杆菌发酵产物具有独特的营养性，发酵产物中存留许多微生物代谢产物。这些代谢物包括各种氨基酸、脂肪酸、寡糖、维生素、小肽、增味剂以及芳香物质等，研究这些代谢物的组分、含量及对肉仔鸡血浆代谢物组分的影响等具有重要的理论和实践意义。本研究在筛选和选育出一株高产乳酸嗜酸乳杆菌的基础上，优化了发酵饲料的生产工艺条件，并进行了嗜酸乳杆菌发酵棉粕的相关代谢组学研究；利用代谢组学研究方法对嗜酸乳杆菌棉粕发酵产物的不同提取方法进行了评价和优化；研究了嗜酸乳杆菌发酵棉粕代谢物及其与同属不同种的另外两种乳酸菌的发酵代谢物的差异变化，筛选出了32种特征性差异代谢物，并发现可能参与的27条主要代谢途径，绘制出了代谢网络分析图；研究了嗜酸乳杆菌与不同属的两种酵母菌发酵棉粕代谢物的差异，筛选出了34种特征性差异代谢物，发现可能参与的24条主要代谢途径并绘制了代谢网络分析图；研究了不同蛋白含量的底物对嗜酸乳杆菌固态发酵棉籽粕的影响，发现30%水平底物蛋白发酵组的效果最优；研究发现不同比例添加嗜酸乳杆菌固态发酵棉籽粕对肉仔鸡的生长性能有显著影响（P<0.05），尤其是日增重和料重比改善作用明显，其中6%添加效果最佳，但对屠宰性能及肉的营养品质影响不显著（P>0.05）；日粮添加不同比例发酵棉粕对肉仔鸡血浆代谢物亦有显著影响，通过代谢组学分析建立了鸡血浆特异性代谢谱，筛选出了11种差异代谢物，并确定了可能的9种代谢通路。以上研究为保障动物健康、科学评定发酵饲料营养价值提供了重要的理论依据。