脱氢表雄酮对去势公猪胴体品质与抗氧化能力的影响

姜锦鹏， 宁康健， 应如海

(安徽科技学院 动物科学学院，安徽 凤阳 233100)

猪肉是我国居民肉类消费的最主要来源。随着生活水平的提高,人们对瘦肉的需求量越来越大,对猪肉品质也提出了更高的要求。但如何在保证商品猪瘦肉率的同时，不影响猪肉品质，其成为消费者和生产者普遍关注的问题。脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA)是一种类固醇激素,是动物和人体血液循环中最为丰富的甾体物质[1]。相关研究表明,DHEA除作为甾体激素前体在肌肉、脂肪组织、骨和肝脏等相关外周组织中转化为雄激素或雌激素等其他激素，而间接发挥生物学作用,其在调节机体物质代谢、骨质代谢、抗氧化、抗衰老、免疫等分面也有独特效应[2-3]。然而这些研究主要集中在啮齿类动物和老年人研究上,对于产肉动物肉质和抗氧化功能影响方面的研究报道甚少。纪长谨等发现,每kg饲料中添加50和100 mg DHEA可以显著降低AA肉种鸡腿肌的肌纤维直径,增加肌纤维密度[4]。母源性添加DHEA可以降低子代肉鸡的腿肌与胸肌的肌纤维直径,增加肌纤维密度,减少子代公鸡腹部脂肪的沉积,并且提高胸肌率和腿肌率,具有改善肉鸡胴体品质的生理作用[5]。国内外商品公猪生产一般采用去势后肥育的方法,但该方法降低了公猪的增重速度、饲料转化率和胴体肌肉含量,增加了胴体脂肪含量,影响经济效益动物体脂的过多沉积，不仅降低了饲料转化率，还引起机体产生过多的氧自由基，致使机体脂质过氧化作用增强，破坏机体的稳态和细胞膜的完整性，从而影响动物的健康及其胴体品质。肾上腺是人与啮齿动物分泌DHEA的主要器官[6]。公猪睾丸是DHEA及其硫酸盐的主要生成组织，说明猪的DHEA分泌较为独特[7]。本实验室前期研究表明，去势公猪的体内DHEA及其硫酸盐水平显著减少，且血清DHEA 水平与血清甘油三酯浓度呈较强的负相关，而日粮添加DHEA可显著提高血清DHEA浓度，降低血清胆固醇、甘油三酯浓度和脂肪沉积[8]。然而有关DHEA处理对去势公猪胴体品质的影响尚未见有关报道。因此,本试验以去势公猪为试验对象,通过在日粮中添加不同水平DHEA,研究DHEA对去势公猪胴体品质和抗氧化能力的影响,为DHEA的进一步研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

γ放射免疫计数器(GC-300,科大创新股份有限公司中佳分公司),酶标仪(1510,赛默飞世尔科技中国有限公司),显微镜(BA410,麦克奥迪厦门医疗诊断系统有限公司),离心机(L400,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司),肌肉嫩度仪(C-LM3,东北农业大学工程学院),允许膨胀压力仪(YYW-2,中国科学院南京土壤研究所),色差仪(CR-10,日本柯尼卡美能达公司),酸度计(Testo 205,德国德图集团),水浴锅(HH-S6,北京科伟永兴仪器有限公司),电冰箱(BCD-550WB,青岛海尔电冰箱股份有限公司),电子天平(FA2004N,上海箐海仪器有限公司),DHEA(常州佳尔科药业集团有限公司,纯度大于99%),血清总超氧化物歧化酶、总抗氧化能力和丙二醛试剂盒(南京建成生物工程研究所),三碘甲腺原氨酸(T3)和甲状腺素(T4)放免试剂盒(北京北方生物技术研究所)。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 选择健康、体质量40 kg左右的杜×(长·大)去势公猪45头，随机分成3组，每组15头，组内设3 个重复，每个重复5 头。分别在对照组、试验Ⅰ组、Ⅱ组的每kg基础日粮中添加0、25、75 mg DHEA。试验日粮为玉米-豆粕型全价饲料，分两阶段饲喂(30～60 kg为Ⅰ阶段，其营养成份为：DE，12.98 MJ/kg；CP，15.71%；Ca，0.58%；P，0.55%；Lys，0.79%。60 kg出栏为Ⅱ阶段，其营养成份为：DE，13.05 MJ/kg；CP，14.47%；Ca，0.48%；P，0.46%；Lys，0.72%)。试验猪均自由采食和饮水，常规饲养管理，并严格按猪场常规程序进行驱虫和免疫。试验期为105 d。

1.2.2 样品采集 试验结束时将供试猪逐头空腹称重，并从每重复随机选择2 头去势公猪进行屠宰。宰前称重并由前腔静脉采集血样，分离血清后置于-20 ℃冰箱保存，用于激素和抗氧化指标的检测。左半胴体最后胸椎至第五腰椎处的背最长肌样作为肉质测定材料[9]。

1.3 测定项目及分析方法

1.3.1 胴体性状的测定 宰前体质量、胴体质量、平均背膘厚、胴体长等指标的测定方法参照NY/T825-2004。用游标卡尺测量最后胸椎处背最长肌的高度和宽度,计算眼肌面积[9]和屠宰率:眼肌面积(cm2)=眼肌高度(cm)×眼肌宽度(cm)×0.7。屠宰率(%)=胴体质量/宰前体质量×100%。

1.3.2 肉质性状的测定 各肉质性状测定时使用肉样的部位与前处理统一按周贵等方法进行[9]。滴水损失、pH24值、失水率、大理石纹和剪切力等肉质性状的测定参照李毅等的方法[10]。肌纤维直径按照白宗胜等的方法进行测定[11]。肉色采用五分制比色法(NPPC,1991)和色差法(色度仪测定屠宰后24 h的L*值、a*值和b*值)两种方法评分[12]。肌内脂肪含量采用索氏化学抽提法测定[9]。为消除样品前处理过程中水分损失造成的误差，本研究以抽提脂肪重与风干样品重(65 ℃烘干15 h)的比值作为肌内脂肪含量指标。

1.3.3 血清甲状腺激素水平的测定 血清三碘甲腺原氨酸(T3)和甲状腺素(T4)含量均采用放射免疫法(RIA)测定。T3和T4的检测灵敏度分别低于0.31 nmol/L和3.86 nmol/L,批内变异系数(CVw)均低于10%,批间变异系数(CVb)均低于15%。

1.3.4 血清抗氧化指标的测定 血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)采用黄嘌呤氧化法,总抗氧化能力(T-AOC)采用Fe3+还原法,丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法测定。以上指标均采用商业试剂盒测定,相关测定步骤按试剂盒说明书进行。

1.4 数据处理

所有试验数据用Mean±SE表示,统计分析采用SPSS软件(For Windows Version 15.0)。差异显著性检验采用独立样本t检验和单因子方差分析(one way ANOVA,LSD),差异显著性标准为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 DHEA对去势公猪胴体性状的影响

由表1可知,试验Ⅰ、Ⅱ组猪的平均背膘厚分别比对照组降低了21.50%(P<0.01)和18.69%(P<0.05),试验Ⅱ组猪的眼肌面积比对照组提高了24.20%(P<0.05);而DHEA处理对去势公猪的胴体质量、屠宰率、胴体长无显著影响(P>0.05)。

表1 日粮添加DHEA对去势公猪胴体性状的影响±SE)Table 1 Effects of dietary DHEA on carcass quality in barrows

注:*、**表示与对照组相比P<0.05、P<0.01。下同。

Note:*,**indicatedP<0.05 andP<0.01，which compared with control group. The same below.

2.2 DHEA对去势公猪肉质性状的影响

DHEA处理使试验Ⅰ组b*值比对照组提高24.59%(P<0.05),而对肉色(比色法)及L*值、a*值无显著影响;DHEA处理对滴水损失、失水率、pH24值、肌肉水分含量影响不显著,对大理石纹、肌内脂肪含量、剪切力、肌纤维直径等肉质性状也无明显影响(表2)。

表2 日粮添加DHEA对去势公猪肉质性状的影响±SE)Table 2 Effects of dietary DHEA on meat quality traits in barrows

2.3 DHEA对去势公猪血清甲状腺激素水平的影响

与对照组相比,试验Ⅰ组和试验Ⅱ组血清T3水平显著上升(P<0.05),而血清T4水平变化不明显(P>0.05)(图1)。

图1 日粮添加DHEA对去势公猪血清T3(左图)和T4(右图)水平的影响Fig.1 Effects of dietary DHEA on serum T3 (left) and T4 (right) contents in barrows

2.4 DHEA对去势公猪血清抗氧化能力的影响

由表3可见,DHEA处理显著提高试验Ⅰ组血清T-SOD活性(P<0.01),并显著降低了血清MDA浓度(P<0.05),而对试验Ⅱ组血清T-SOD活性、MDA含量无显著影响;DHEA处理对血清T-AOC活性也无明显影响。

表3 日粮添加DHEA对去势公猪血清抗氧化能力的影响±SETable 3 Effects of dietary DHEA on serum antioxidant capacity in barrows

3 结论与讨论

猪的胴体品质主要取决于胴体性状和肉质性状[13]。胴体性状和肉质性状是衡量商品肉猪肉用性能的重要指标,不仅直接关系着猪肉加工经营者和猪场的经济效益,而且与消费者的健康、营养水平以及购买欲望密切相关。因此,改善猪的胴体品质已成为现代养猪行业关注的焦点。

有关DHEA影响畜禽胴体性状的报道相对较少。张钰婷等研究指出,母源性添加不同剂量的DHEA可显著提高子代公鸡的胸肌率和腿肌率[5]。而田朝阳等发现日粮添加20 mg/kg DHEA[14],可显著降低鸡的体重和试验组母鸡体重、胸肌重、腿肌重。本试验结果表明,DHEA处理降低去势公猪的背膘厚、增加眼肌面积,提示DHEA可以改善其胴体性状。性别对猪的胴体性状有明显的影响[15],说明性激素水平与猪的胴体性状密切相关。DHEA调节去势公猪胴体性状的机制主要涉及以下几个方面:(1)DHEA本身具有弱的雄激素样作用或拟甲状腺素作用,可直接影响机体的静息代谢率和促进蛋白质合成[16-18];(2)DHEA在相关外周组织中转化为雄激素或雌激素,促进肌肉蛋白质的合成[5];(3)DHEA处理可调节血清胰岛素、T3、T4、胰岛素样生长因子-1等重要生产调控激素水平,从而增加蛋白合成生理剂量的甲状腺激素,可促进蛋白质合成、脂肪酸氧化和胆固醇分解。本试验中，日粮添加25、75 mg/kg DHEA均可升高去势公猪的血清T3水平，促进蛋白质合成和脂肪分解[4]。这与纪长谨等试验结果基本一致[5,19-20];(4)DHEA减少了脂质合成,促进了脂质分解,使更多的能量用于蛋白质的合成[21]。

肉质性状如嫩度、色泽和多汁性是影响猪肉消费的重要因素。肌纤维直径与嫩度呈正相关,即肌纤维愈细,肌纤维密度愈大,肉质越鲜嫩[11]。张钰婷等发现母源性添加DHEA可显著增加子代肉鸡胸肌的肌纤维密度,但降低肌纤维直径[5]。本研究表明,DHEA处理对去势公猪肌纤维直径有增加的趋势,但影响不显著。这种差异可能与动物品种和性别等因素有关。本试验是以去势公猪为试验对象。去势不仅降低了公猪体内的雄激素水平[22],也减少了DHEA及其硫酸盐水平[8]。目前普遍公认,雄激素持续处于低水平会使肌肉量减少。去势可降低公猪的肌纤维直径[15],而长期使用睾酮则可以加强肌纤维增大的程度[23]。DHEA也具有促进蛋白质合成的作用[24]。本试验中外源添加DHEA,增加了去势公猪体内DHEA和雄激素水平,对其蛋白合成和肌纤维的发育有促进作用。田朝阳等[19]研究也表明,DHEA对鸡的蛋白质合成和脂类代谢的作用存在性别差异。这提示,DHEA在机体内转化为雌激素还是雄激素还取决于机体有组织的需求,其中在体内雄激素缺乏的情况下,DHEA可能加快向雄激素的转化,但其确切的机理还有待进一步研究。肌纤维类型也影响肌肉嫩度。I型纤维直径较细,而Ⅱb型纤维直径较粗,肌肉中I型纤维减少,Ⅱb型纤维比例增大,会增加肌肉的剪切力,从而降低肉品的嫩度[25]。据Dhatariya等报道,长期口服DHEA可以减少I型纤维比例[26]。上述试验结果说明DHEA处理可能影响肌肉嫩度。

肌内脂肪是肌肉组织中的重要成分,它对猪肉的嫩度、风味和多汁性有重要的影响,而且,肌内脂肪含有更多对人体健康有益的不饱和脂肪酸。Abadie等研究发现DHEA处理可显著增加大鼠心肌与腓肠肌磷脂中花生四烯酸比例,降低油酸比例[27]。本试验中探讨了DHEA对肌内脂肪含量的影响,结果表明,DHEA处理对大理石纹与肌内脂肪含量无明显影响,但是否增加磷脂中有益脂肪酸成分仍需进一步研究。肉色也是重要的肉质性状之一。正常的亮色肉有较高的L*值和b*值及较低的a*值和pH值,能够抑制破坏性微生物的繁殖,防止腐败变质,延长货架寿命。本试验表明,日粮中添加DHEA可提高去势公猪背最长肌的b*值,有稳定肉色的作用。

肉品的技术质量主要由肉的系水力、抗氧化能力等构成。肌肉的持水性能是肌肉品质的一项重要评定指标,直接影响猪肉的嫩度和多汁性等肉用质量,而且影响肉品的贮藏和加工过程[12]。本试验结果表明,DHEA处理对肌肉滴水损失、失水率无显著影响,但具有提高滴水损失、失水率的趋势。这可能由于DHEA处理后肌肉中I型纤维减少,Ⅱb型纤维比例增大,肌肉糖酵解潜能较大,因而保水能力较差。另外还可能由于肌肉细胞膜多不饱和脂肪酸的氧化,降低了细胞膜的完整性,导致细胞液大量外流,滴水损失增加。在正常生理条件下，机体内可生成少量的氧自由基，但机体内的抗氧化酶或抗氧化剂能够迅速将其清除，保护细胞免受损伤。但是，当机体代谢异常时，将产生大量的氧自由基，如果氧自由基的数量超过机体抗氧化防御能力，将会导致机体正常细胞和组织的损伤，此时机体细胞处于氧化应激状态。脂质过氧化加速与机体抗氧化体系减弱均可引起细胞的氧化应激。SOD 是体内主要的抗氧化物酶，能够清除超氧化阴离子自由基，保护细胞免受损伤，测定该酶活性可反映机体内源性抗氧化能力。自由基所导致的机体损伤机制主要是其引起的生物膜脂质过氧化，生产脂质过氧化物。MDA是脂质过氧化物反应的最终产物，测定其含量可反映机体自由基的产生情况和脂质过氧化程度，间接反映机体组织和细胞损伤的程度。马海田等证实,DHEA能够降低大鼠血清和肝脏MDA含量,显著升高肝脏SOD活性,显示抗氧化作用[28]。Magyar等发现日粮添加DHEA提高了大鼠肝脏SOD活性[16]。我们在前期试验中也发现,DHEA处理可降低鸡血清MDA含量,而显著增加T-AOC水平[29]。本试验中,DHEA对去势公猪血清SOD活性有升高作用,MDA含量有降低作用,提示DHEA可以降低去势公猪的脂质过氧化,增强机体的抗氧化能力。同时,我们还发现,不同剂量的DHEA对机体抗氧化能力的影响存在差异。据报道,生理剂量的睾酮具有抗氧化作用[30],睾酮水平低下或则长期过量使用外源性睾酮均会导致脂质代谢紊乱,加重氧化应激损伤[31-32]。另外,雌激素也可降低体内活性氧水平,具有明显的抗氧化作用[33-34]。这表明机体性激素水平与抗氧化能力密切相关。DHEA作为体内性激素合成过程的中间产物,可在其作用的靶组织,在类固醇合成酶的作用下,在体内转化为雄激素/雌激素。提示在补充外源性DHEA时,要适量使用,使DHEA转化生成的雄激素/雌激素处于机体生理水平,将有助于提高机体的抗氧化能力。

综上所述,在本试验条件下,饲料中添加DHEA可增加眼肌面积、降低背膘厚度、改善肉色、提高血清T-SOD活性、降低血清MDA含量,说明DHEA能够改善去势公猪的胴体性状,提高抗氧化能力,且不影响肉质性状。