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日粮ω6/ω3多不饱和脂肪酸构成比对育肥猪背最长肌脂肪酸组成和血清抗氧化指标的影响

2013-03-07刘显军边连全

食品科学 2013年1期
关键词:不饱和脂质比值

刘显军,杨 营,边连全*,陈 静

(沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁 沈阳 110866)

日粮ω6/ω3多不饱和脂肪酸构成比对育肥猪背最长肌脂肪酸组成和血清抗氧化指标的影响

刘显军,杨 营,边连全*,陈 静

(沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁 沈阳 110866)

研究日粮中ω6/ω3多不饱和脂肪酸(PUFA)构成比对育肥猪背最长肌脂肪酸组成和血清抗氧化指标的影响。采用质量替代法使各处理日粮ω6/ω3比例分别为26:1、19:1、12:1、8:1、6:1、3:1。选择体质量70kg左右的杜h长h大育肥猪90头,将实验猪随机分为6个处理组,每个处理15头猪,每个处理组设5个重复,每个重复3头猪。结果表明,随着日粮ω6/ω3降低:ω3 PUFA中α-亚麻酸(ALA,C18:3)、二十碳五烯酸(EPA,C20:5)的含量显著增加(P<0.05),二十二碳六烯酸(DHA,C22:6)含量各组间差异不显著(P>0.05),但也表现出升高的趋势;ω6 PUFA中亚油酸(LA,C18:2)、C20:4、C22:4含量显著降低(P<0.05);各实验组背最长肌ω6/ω3的比值显著降低;猪血清中丙二醛(MDA)有逐渐增加的趋势;各组谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总抗氧化能力(T-AOC)活性差异不显著(P>0.05);ω6/ω3比值为19的组的SOD活性显著高于比值为12:1、8:1、6:1、3:1的组(P<0.05)。结果表明:日粮ω6/ω3多不饱和脂肪酸构成比能不同程度调整育肥猪背最长肌脂肪酸组成,并对血清中抗氧化指标有一定的影响。

ω6/ω3;育肥猪;脂肪酸组成;抗氧化指标

近年来,越来越多的研究证明,各种癌症特别是冠心病发病率的增高与日粮摄入的脂肪酸组成高度相关,人们对控制肉类脂肪酸组成的研究热情日益高涨。

多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)是一类重要的营养物质,它主要包括两类脂肪酸:ω3系列和ω6系列脂肪酸。猪肉作为人膳食中PUFA,尤其是ω3 PUFA的主要来源之一,其脂肪酸组成对人类健康非常重要,目前人类食物中ω6/ω3 PUFA比例(ω6/ω3)极不平衡,已经远超过中国营养学会推荐膳食ω6 PUFA/ω3 PUFA的比例(4:1~6:1)[1],降低ω6/ω3比例是提高猪肉质量和提升人类膳食质量的重要途径。本实验根据日粮的脂肪酸组成实测值,设计了不同ω6/ω3 PUFA比例的日粮,研究在油脂添加量相同的情况下,不同ω6/ω3的日粮对肥育猪脂肪酸组成和血清抗氧化指标的影响,为通过营养调控途径生产健康肉品提供生产和理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及日粮

表 1 实验日粮组成及营养水平Table 1 Ingredients and nutrient levels of diets

表 2 日粮脂肪酸组成Table 2 Fatty acid composition of diets with different dietaryω6/ω3 PUFA ratios

选用健康、体质量相近的杜h长h大三元去势育肥猪90头,参照美国美国国家研究委员会(National Research Council,NRC)猪营养需要(1998)和中国瘦肉型猪饲养标准,并结合猪场实际情况配制日粮。在玉米-豆粕型日粮的基础上添加不同比例的不饱和脂肪酸(分别用0、0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1.5%的亚麻籽油(红井源亚麻籽油)代替等量的玉米油(金龙鱼玉米油)),使日粮的多不饱和脂肪酸ω6/ω3比例分别为26:1、19:1、12:1、8:1、6:1、3:1,油的总添加量为日粮的2%,日粮组成及各处理组脂肪酸组成分别见表1和表2。

1.2 试剂与仪器

谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)试剂盒南京建成生物工程研究所。

m225060纯水系统 武汉中西仪器公司;DK-98-Ⅱ电热恒温水浴锅 天津市泰斯特仪器有限公司;LDZX-30KBS立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂;5804R高速台式冷冻离心机 德国Eppendorf公司;GC-9A气相色谱仪 日本岛津公司。

1.3 实验设计与饲养管理

采用单因子试验设计,选择体质量70kg左右的杜h长h大肥育猪90头,将实验猪随机分为6个处理组,每个处理15头猪,每个处理组设5个重复,每个重复3头猪。饲喂多不饱和脂肪酸ω6/ω3比例分别为26:1、19:1、12:1、8:1、6:1、3:1的日粮。实验预饲期为7d,正式期为38d,实验期间实验猪自由采食,自由饮水,保持圈舍清洁,定期消毒,防疫注射等其他管理按猪场常规程序进行。

1.4 样品采集和保存

实验结束后,每个重复选择实验猪1头,共30头,禁止饮水12h后采血,于37℃水浴中静置,待析出血清后吸取血清,于3000r/min条件下离心10min,取上清液,置于—20℃冰箱中保存待测。屠宰后取左侧胴体第10胸椎处背最长肌中心部位肌肉,冷冻干燥后置冰箱中—20℃条件下保存,待测。

1.5 指标的测定与方法

1.5.1 抗氧化指标的测定

GSH-Px、SOD、T-AOC、MDA按试剂盒方法测定及计算。

1.5.2 背最长肌中脂肪酸测定

脂肪酸处理方法:称取适量样品于厌氧培养管中,加入氯乙酰甲醇4mL,氯乙酰:甲醇 = 1:10(V/V),精确加入1mL含有C19:0内标的正己烷溶液,内标质量浓度为1mg/mL,盖紧管盖,80℃水浴2h,取出冷却至室温,加入7%的碳酸钾溶液5mL,振荡均匀,静置10min。1000r/min离心5min分层,吸取上清液于2mL进样小瓶中,上机待用。

气相色谱条件:进样量:1μL;进样模式:分流模式;分流比:20:1;载气:氦气;载气流速:24cm/s;进样口温度:250℃;色谱柱型号:J&W DB-23;色谱柱规格:65.0mh250μmh0.25μm;柱温:180℃;升温程序:180℃保持10min,以4℃/min升温至200℃保持15min,以10℃/min升温至230℃保持6min;检测器:FID;检测器温度:250℃;尾吹气:氦气;尾吹气流速:45mL/min。

1.6 数据统计分析

所得数据,用SPSS16.0统计软件进行分析,oneway ANOVA方差分析,用Duncan氏法进行多重比较,以P<0.05(差异显著)作为差异显著性判断标准。

表 4ω6/ω3多不饱和脂肪酸构成比对血清抗氧化指标的影响Table 4 Effect of different dietary ω6/ω3 PUFA ratios on serum antioxidant parameters in fi nishing pigs

2 结果与分析

2.1 育肥猪背最长肌脂肪酸的组成

表 3ω6/ω3多不饱和脂肪酸构成比对育肥猪背最长肌脂肪酸组成的影响Table3 Effect of different dietary ω6/ω3 PUFA ratios on the fatty acid composition of longissimus dorsi in fi nishing pigs

由表3可知,背最长肌脂肪酸组成受日粮脂肪酸组成的变化而发生改变,日粮中ω6/ω3比值的降低(从26:1到3:1),ω3 PUFA中α-亚麻酸ALA(C18:3)从0.15mg/g上升到1.72mg/g(P<0.05),EPA(C20:5)从0.05mg/g上升到0.09mg/g(P<0.05),C22:5各组间差异不显著(P>0.05),C20:3上升到0.09mg/g,降低日粮ω6/ω3比值对背最长肌中DHA(C22:6)影响差异不显著,但是日粮中ω6/ω3比值为8:1、6:1和3:1的组,也表现出上升的趋势。ω6 PUFA中亚油酸LA(C18:2)从10.16mg/g降至6.33mg/g(P<0.05),对C20:2的影响不显著(P>0.05),C20:4却呈上升趋势,从1.62mg/g到1.96mg/g(P<0.05),对C22:4总体变化不大(0.24mg/g到0.29mg/g),但日粮ω6/ω3比例为26:1和3:1的组别差异显著。各实验组背最长肌中总ω3 PUFA的含量有极显著升高的趋势,ω6/ω3的比值显著地降低,日粮ω6/ω3比值为3:1、6:1、8:1的组,背最长肌中的ω6/ω3比例降到了10以下,而日粮ω6/ω3比值为3:1的组,背最长肌中的ω6/ω3比例降到了4.39,达到了中国营养学会推荐的膳食多不饱和脂肪酸比例。

2.2 血清抗氧化指标测定结果

从表4可知,在日粮ω6/ω3比值为6:1、8:1、12:1的组GSH-Px活性相对较高,而其他的组GSH-Px活性相对低些,比值为26:1的组GSH-Px活性最低,但各组间GSH-Px的活性没有达到显著程度(P>0.05)。

随着日粮ω6/ω3比值的降低,SOD活性有也随之降低(P>0.05)。ω6/ω3比值为19:1、26:1的组SOD活性较高,两组之间差异不显著(P>0.05),但与其他组相比差异显著(P<0.05),ω6/ω3比值为3:1、6:1、8:1、12:1的组之间差异不显著(P>0.05)。

实验结果显示,日粮ω6/ω3比值对血清T-AOC活性影响差异不显著(P>0.05)。ω6/ω3比值为19:1的组最高,ω6/ω3比值为8:1、12:1、26:1的组T-AOC活性处于中等水平,ω6/ω3比值为3:1、6:1的组T-AOC活性最低。

随着日粮ω6/ω3比值的降低,MDA的含量越大,各处理组血清中MDA的含量差异显著(P<0.05),ω6/ω3比值为3:1的组最高,与其他组相比差异显著(P<0.05),比值为26:1的组MDA的含量最低,ω6/ω3比值为6:1、8:1、12:1、19:1的组之间差异不显著(P>0.05)。

3 讨 论

3.1 ω6/ω3多不饱和脂肪酸构成比对背最长肌脂肪酸组成的影响

PUFA经消化道吸收后不经氢化,直接合成胴体脂肪[2],因此猪肉中的脂肪酸类型受日粮脂肪酸类型的影响很大。本实验表明,育肥猪背最长肌的脂肪酸组成可以通过日粮ω6/ω3多不饱和脂肪酸构成比的调整而改变。关于肉中脂肪酸组成的研究多集中于脂肪组织,因为大部分脂肪酸存在脂肪组织。蔡传江等[3]认为饲料中添加亚麻油可提高猪皮下脂肪中α-亚麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳五烯酸(DPA)含量,以及ω3 PUFA总含量。人们对猪肌肉中的脂肪酸组成也越来越重视,因为它更大的意义在于猪肉是人类膳食的重要组成部分,而且人们对于猪肉中可见的脂肪越来越反感[4]。

很多研究多集中于在猪的日粮中添加单一油类,以此增加猪肉中多不饱和脂肪酸的沉积,徐彬等[5]研究,日粮中添加亚麻油可显著增加猪肉中C18:3(ω3)和C20:5(ω3)的含量,C22:5(ω3)和C22:6(ω3)的含量有所增加,但并未达到显著水平。Wang Haifeng等[6]研究,饲喂大豆油的实验组猪背最长肌的ω6 PUFA和ω3 PUFA明显高于对照组,背最长肌的ω6 PUFA/ω3 PUFA也相比对照组明显的降低。Nuernberg等[7]研究结果显示,饲喂亚麻籽油的猪的肌肉脂肪中的亚麻酸含量和长链ω3脂肪酸明显的增加,饲喂橄榄油的猪的肌肉中油酸的含量有所积累。Hallenstvedt等[8]研究,在猪的日粮中添加鱼油,结果显示,背最长肌脂肪酸组成受日粮脂肪酸组成的影响,所有添加鱼油的组都显著降低了ω6/ω3比值,增加了背最长肌的EPA、DHA的含量,尤其是DPA的含量。吕玉丽等[9]在育肥猪饲料中添加鱼油,结果显示添加2.5%的鱼油组虽然对育肥猪的生产性能和肉质的影响不明显,但是很明显地提高了脂肪组织和肌肉组织中的EPA和DHA的含量。鱼油作为饲料ω3 PUFA来源可使肉中产生不良气味,而使用植物性ω3 PUFA来源的油(如亚麻籽油),能显著增加ω3 PUFA中的C18:3(ω3PUFA的前体物),并且能降低饲料成本。单一油脂中各类脂肪酸含量都不一样,使得这种单一油脂日粮中的脂肪酸组成并不均衡,从而使猪肉中的多不饱和脂肪酸组成的比值达不到膳食要求,从改善猪肉中不饱和脂肪酸平衡比例的效果出发,在日粮中添加混合油,生产出更加均衡的脂肪酸组成的猪肉显得尤为重要,安文俊等[10]研究不同配比油脂饲料对肉鸡胸肌中脂肪酸组成的影响,在ω3脂肪酸方面,棕榈油为主的配比油脂组以及多种植物油为主的配比油脂组高于基础日粮组,但均显著低于豆油组,在ω6脂肪酸方面,豆油组与以椰子油为主的配比油脂组显著高于基础日粮组。Haak等[11]研究发现,ω3多不饱和脂肪酸在动物体内的沉积受到添加油脂的时间和饲喂的持续时间的影响。

玉米油中富含C18:2(ω6),亚麻籽油中富含C18:3(ω3),调整玉米油和亚麻籽油的添加比例,改善猪肉的脂肪酸组成,使得沉积于猪肉中的ω6 PUFA和ω3 PUFA的比例接近膳食适合比例。本实验中,随着日粮ω6/ω3比值的降低,ω3 PUFA中ALA(C18:3)、EPA(C20:5)、C20:3含量都有增加的趋势,C22:5的含量在各组间无显著差异。降低日粮ω6/ω3比值对背最长肌中DHA(C22:6)含量影响差异不显著,但有逐渐增加的趋势,EPA在酶系统的作用下可经去饱和作用转化成DHA。ω6 PUFA中LA(C18:2)的含量显著的降低,C20:2含量各组之间无明显差异,C20:4含量有上升的趋势,C22:4含量在ω6/ω3比例为3:1的组最高,在比例为26:1和3:1两组间表现差异显著。各实验组背最长肌中总ω3 PUFA的含量有显著升高的趋势,而且ω6/ω3的比值显著降低。随着日粮ω6/ω3比值的降低,沉积在猪肉中C20:5和C22:6含量极少,但含量均有增加的趋势,表明降低ω6/ω3有利于提高C18:3向其长链衍生物的转化效率,这是因为短链ω3 PUFA(亚麻酸)在动物机体中在相关酶的作用下通过去饱和以及碳链延长等步骤,转变成长链ω3PUFA(EPA和DHA),但这种转变过程很缓慢[7]。此外,猪肉中脂肪酸的组成也受遗传的影响[4]。

3.2 ω6/ω3多不饱和脂肪酸构成比对血清抗氧化指标的影响

动物在应激状态下,机体抗氧化酶活性降低,消除氧化代谢产物的能力下降,从而打破体内自由基产生与清除的动态平衡,自由基逐渐积累并产生氧化损伤。SOD、GSH-Px等具有很强的清除活性氧和自由基的作用,可提高机体的抗氧化能力,是常用的抗氧化指标[12]。

GSH-Px可与有机氢过氧化物反应,还原其为有机羟化物;以还原型谷胱甘肽(GSH)作为氢供体,GSH-Px使H2O2变为H2O,具有清除自由基和衍生物的作用,并能与其他酶类组成多水平的还原有机氢过氧化物系统,抑制脂质过氧化物的形成,增强机体抗氧化损伤的能力[13]。本实验结果显示,随着日粮ω6/ω3比值的降低,各组GSH-Px活性差异不显著(P>0.05),在ω6/ω3比值为6:1、8:1、12:1的组GSH-Px活性相对较高。夏兆刚[14]研究发现,产蛋鸡血浆和肝脏GSH-Px活性随着ω6/ω3比值的升高显著增加(P<0.10),与本实验中血清中GSH-Px活性的变化有相似的结论。

SOD是体内清除氧自由基的主要酶之一,能有效地消除氧自由基,当疾病过程中产生过多氧自由基从而超过)清除能力时,会造成细胞膜与基因的损伤,进而对细胞起保护作用[15]。杨小军等[16]研究发现,日粮鱼油和玉米油改善脾脏SOD活性主要发生在肉仔鸡21日龄;增强肠道SOD活性主要发生在42日龄。本实验中,不同ω6/ω3比值的日粮中,比值为26:1和19:1的组与其他组相比血清中SOD活性差异显著,其他组之间未表现出差异性影响,但是整体有活性降低的趋势。

T-AOC的大小可代表和反映机体抗氧化系统对外来刺激的代偿能力以及机体自由基代谢的状态。从表4可见,随着日粮ω6/ω3比值的降低,各组T-AOC含量差异不显著(P>0.05),但是血清T-AOC有不同程度的降低。夏兆刚[14]研究发现,不同比例PUFA对产蛋鸡血浆和肝脏T-AOC的影响达不到显著水平,但随着ω6/ω3比值的升高存在着增加的趋势。

正常情况下,动物机体存在着一个完整的抗氧化体系,SOD、GSH-Px、过氧化氢酶(CAT)等都属于机体的抗氧化酶系,并在酶防御系统发挥了重要作用[17-18]。机体通过酶系统与非酶系统产生氧自由基,后者能攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸,引发脂质过氧化作用,并因此形成脂质过氧化物[19],氧自由基不但通过生物膜中多不饱和脂肪酸的过氧化引起细胞损伤,而且还能通过脂氢过氧化物的分解产物引起细胞损伤。MDA是生物膜脂质成分受自由基攻击后的产物,是评价脂质过氧化程度的指标。从表4可以看出,随着日粮ω6/ω3比值的降低,猪血清中MDA的含量有逐渐增加的趋势,提示体内脂质过氧化作用加强,多不饱和脂肪酸易于发生脂质过氧化,使机体MDA的含量增多,同时也表明与玉米油中长链脂肪酸相比,亚麻籽油中长链ω3 PUFA更容易氧化酸败,脂质过氧化作用与PUFA中双键的数目有关,ω3 PUFA双键数目多于ω6 PUFA,使得ω3 PUFA脂质过氧化作用较强。

4 结 论

育肥猪日粮中ω6/ω3PUFA构成比可明显影响猪背最长肌的PUFA的构成,而且ω6/ω3为3:1的日粮可使猪背最长肌ω6和ω3比值降至中国营养学会推荐膳食ω6PUFA/ω3PUFA的比例(4:1~6:1),接近人的健康饮食推荐水平。

从抗氧化酶和脂质过氧化物整体来看,日粮ω6/ω3比值为8:1、12:1、19:1的组,机体的抗氧化能力较强,这与机体的抗氧化系统存在动态平衡的自我平衡机制有关。

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Effect of Dietary ω6/ω3 Polyunsaturated Fatty Acid Ratio on longissimus dorsi Fatty Acid Composition and Serum Antioxidant Parameters in Finishing Pigs

LIU Xian-jun, YANG Ying, BIAN Lian-quan*, CHEN Jing
(College of Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

The effect of dietary ω6/ω3 polyunsaturated fatty acid (PUFA) ratio on longissimus dorsi fatty acid composition of and serum antioxidant parameters were investigated in fi nishing pigs with body weight of approximately 70 kg. ω6/ω3 PUFA ratios of 26:1; 19:1; 12:1; 8:1; 6:1 and 3:1 were obtained by replacing corn oil with the same amount of linseed oil. Ninety fi nishing Duroc h Landrace h York shine pigs of similar body weight (approximately 70 kg) were divided randomly into 6 groups of 15 pigs (5 replicates in each group, 3 pigs per replicate). The contents of ω3 PUFAs such as ALA (C18:3), EPA (C20:5) in longissimus dorsi signif i cantly increased (P<0.05), and DHA (C22:6) content increased but not signif i cantly (P>0.05) as the dietary ω6/ω3 PUFA ratio decreased. However, the contents of ω6 PUFAs such as LA (C18:2), C20:4and C22:4signif i cantly decreased (P<0.05) and ω6/ω3 PUFA ratio in longissimus dorsi also showed a signif i cant downward trend. In contrast, MDA content in porcine serum tended to gradually increase. There were no signif i cant changes in serum GSH-Px or T-AOC activities (P>0.05). A signif i cantly higher level of serum SOD activity was obtained at an ω6/ω3 PUFA ratio of 19:1 compared to 12:1, 8:1, 6:1 and 3:1 (P<0.05). These results indicated that dietary ω6/ω3 PUFA ratio could modify the fatty acid composition of pork longissimus dorsi and affect serum antioxidant parameters to a certain extent.

ω6/ω3;f i nishing pigs;fatty acids composition;antioxidant parameters

S816.4

A

1002-6630(2013)01-0272-05

2011-10-30

十一五国家科技支撑计划项目(2007BAD71B03);十二五国家科技支撑计划项目(2011BAD28B01-02)

刘显军(1972ü),男,副教授,博士,研究方向为动物营养。E-mail:lchenj@163.com

*通信作者:边连全(1955ü),男,教授,硕士,研究方向为动物营养与肉品质调控。E-mail:bianlq@163.com

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