提高恩施黑猪肉多不饱和脂肪酸的研究

郑 威， 卢 婵， 余 侃， 黄思思， 刘金龙 ， 曾德芳 ，李良华， 魏金涛， 刘欋霄， 郑 倬， 田国政， 周光来

（1.湖北省农业科学院农业经济技术研究所，湖北武汉 430064；2.湖北民族大学生物科学与技术学院，湖北恩施 445000；3.湖北省农业科学院畜牧兽医研究所，湖北武汉 430064；4.湖北华龙西科生物科技有限公司，湖北英山 438700）

恩施黑猪是恩施自治州一个古老的肉脂兼用型地方良种， 肉质好， 获得地理标志保护产品。 猪肉味甘咸平，滋阴润燥，丰肌泽肤，补虚强身，是人们喜食的肉食品，但经常食用饱和脂肪酸含量高的猪肉则加重动脉粥样硬化， 对心脏和动脉有不利影响（陈银基等，2008）。 而猪肉含的多不饱和脂肪酸（PUFA）则能调节人体的脂质代谢（王雪，2019；周晶晶等，2019）、治疗和预防心脑血管疾病（马方等2018；刘志国等，2016）、抗癌、抗肥胖、抗病毒、促进生长发育（弓剑等，2017；Peng 等，2017）。PUFA 不足，易导致皮肤黏膜细胞的通透性变得很高， 使致敏物质容易进入，引发过敏（武玉凤等，2011）。 缺乏PUFA 时，动物皮肤细胞对水的通透性增强， 毛细血管不仅透性增强，脆性也增加，导致皮肤病变、水肿和皮下出血等（罗士津等，2007），胆固醇也不能在体内正常转运，影响动物机体的代谢过程（吴永保等，2018）及前列腺素合成，使脂肪组织脂解的速度加快（靳革等，2018），饲粮中长期缺乏PUFA 还可导致动物繁殖性能降低，出现不孕症（张宇等，2019；何钦等，2012），授乳过程亦常发生障碍（潘学燕等，2008）。

PUFA 是肉香味重要的前体物质，是各种肉独具风味的关键， 也是人体所需的重要营养物质（Khan 等，2015）。 PUFA 在加热的情况下发生反应会生成风味物质（酯、酮及醇等），也可以与其他物质发生反应，从而产生肉风味（Zhang 等，2017）。

邓波（2019）在饲料中添加0%、5%、10%亚麻籽，饲喂生长育肥猪73 d，生长育肥猪背最长肌脂肪酸含的多不饱和脂肪酸依次为4.92%、6.47%和7.85%。 唐辛悦（2017）在饲料中添加硒和亚麻籽油，其C 组：基础日粮S＋0.3 mg/kg 亚硒酸钠、S1 组：基础日粮S＋0.3 mg/kg 酵母硒；S2 组：基础日粮S＋0.5 mg/kg 酵母硒；SL 组： 基础日粮L＋0.3 mg/kg 酵母硒， 其猪肉脂肪酸中PUFA 依次是27.39%、25.85%、27.08%、26.57%； 宋琼莉（2020）发现在饲粮中添加添加剂B （维生素E+辅酶Q10）比添加剂A（维生素E+酵母硒）在改善猪肉的肉色和肉质方面效果好。在猪饲料中添加鱼粉，可促进日粮氨基酸的平衡， 使由于某些养分缺乏造成的生长受阻或限制得以避免或降低到最小程度，为动物补充必需的n-3 型脂肪酸、日粮添加鱼粉可使种猪、乳猪、仔猪、生长肥育猪的生产性能得到不同程度改善（代建国等，2000）。

本研究利用基础饲料配方生物有机硒、 亚麻油、维生素E、鱼粉，设计恩施黑猪饲粮营养成分含量，进行单因素和响应面饲喂效果试验，以期优化饲料配比提高恩施黑猪肉PUFA 含量， 降低饱和脂肪酸含量。

1 材料与方法

1.1 仪器设备 气相色谱仪（GC112A-上海精密仪器仪表有限公司），固体发酵系统（T200 型-上海洋格生物工程设备有限公司）， 摇床 （TS-211GZ-上海锦玟仪器设备有限公司）， 高压灭菌锅 （700×1200-诸城市鑫泉食品机械有限公司），超净工作台 （SW-CJ-1FD-河南信诺仪器设备有限公司），臭氧机（POZBA-1K-青岛派尼尔环保技术有限公司）。

1.2 试验材料 生物有机硒（在湖北华龙西科生物科技有限公司发酵工厂用枯草芽孢杆菌SE201412发酵所得，纯度为99%，浓度为5000 mg/kg，SGS毒性报告为低毒）；试验育肥猪基础饲料（原料市场购买）组成：玉米40%、小麦麸10%、红薯干粉3.4%、发酵枯饼粉15%、发酵饲草粉20%、发酵秸秆粉10%、葡萄糖酸钙1%和竹盐0.6%，发酵的重金属、农残不超标。 基础饲料营养成分价值见表1。

表1 试验用每百千克配方基础饲料营养成分价值

1.3 试验方法

1.3.1 单因素处理试验操作要求 分别选空腹体重（45±0.5）kg 的健康去势育肥恩施黑猪8 头，公母各半。 按育肥体重3%计算猪饲粮量，饲喂60 d，检测恩施黑猪肉PUFA 含量。

1.3.2 响应面处理试验操作要求 分别选空腹体重（45±0.5）kg 的健康去势育肥恩施黑猪216 头，公母各半。 按育肥体重3%计算猪饲粮量，按响应面试验设计27 组，每组8 头，试验饲喂到90 kg/头左右时，屠宰，检测恩施黑猪肉PUFA 含量。

1.3.3 育肥猪屠宰操作要求 试验猪喂养到90 kg/头左右时， 每组任意选取3 头接近平均体重的猪进行屠宰。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 ℃保存，待测。

1.3.4 多不饱和脂肪酸检测方法 按GB 5009.168-2016 测定猪肉中多不饱和脂肪酸。

1.3.5 单因素提高猪肉PUFA 含量试验设计

1.3.5.1 生物有机硒对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响 用不含硒、亚麻油、维生素E 和鱼粉的生物猪饲料作对照， 分别添加生物有机硒0.15、0.35、0.55、0.75、0.95、1.15、1.35、1.55、1.7 mg 和1.85 mg，按育肥体重3%计算猪饲粮量，饲喂60 d，检测恩施黑猪肉PUFA 含量。

1.3.5.2 亚麻油对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响 用不含硒、亚麻油、维生素E 和鱼粉的生物猪饲料作对照，分别添加亚麻油20、40、60、80、100、120、140 g 和160 g， 按育肥体重3%计算猪饲粮量，饲喂60 d，检测恩施黑猪肉PUFA 含量。

1.3.5.3 维生素E 对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响 用不含硒、亚麻油、维生素E 和鱼粉的生物猪饲料作对照， 分别添加维生素E 20、40、60、80、100、120、140、160、180 mg 和200 mg，按育肥体重3%计算猪饲粮量，饲喂60 d，检测恩施黑猪肉PUFA 含量。

1.3.5.4 鱼粉对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响 用不含硒、亚麻油、维生素E 和鱼粉的生物猪饲料作对照， 分别添加鱼粉20、40、60、80、100、120、140、160、180 g 和200 g， 按育肥体重3%计算猪饲粮量，饲喂60 d，检测恩施黑猪肉PUFA 含量。

1.3.6 响应面法提高猪肉PUFA 含量试验设计根据单因素试验结果，以生物有机硒、亚麻油、维生素E、鱼粉为自变量，猪肉PUFA 含量为响应值，根据Box-Behnken 的中心组合试验设计原理， 采用响应面法在四因素三水平上对提高猪肉PUFA 含量进行优化（表2）。 根据模型分析试验结果，确定饲料中最佳提高猪肉PUFA 含量的条件。

表2 响应面设计因素与水平

1.4 数据处理软件 单因数数据处理软件Origin 8.5，响应面数据处理软件Design-expert V8.0.6。

2 结果与分析

2.1 生物有机硒对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响分析 随着生物有机硒量的增加， 猪肉PUFA 含量逐步增加， 说明生物有机硒有提高猪肉PUFA 含量的效果，见图1。 当生物有机硒达到

图1 生物有机硒对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响

0.95 mg 时，猪肉PUFA 含量略有下降，但继续增加生物有机硒量，猪肉PUFA 含量继续增加，当生物有机硒达到1.55 mg 时， 则猪肉PUFA 含量达到65.58%后再无明显提高。这与育肥恩施黑猪对生物有机硒吸收利用代谢能力大小有关。

2.2 亚麻油对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响分析 随着亚麻油量的增加， 猪肉PUFA 含量逐步增加，见图2。 当亚麻油量添加到80 g 后，猪肉PUFA 含量增加幅度略微降低。 亚麻油量添加到160 g 时， 猪肉PUFA 含量从61.07%增加到66.28%。 增加幅度的降低与恩施黑猪对亚麻油的消化分解转化能力有关。

图2 亚麻油对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响

2.3 维生素E 对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响分析 随着维生素E 量的增加， 猪肉PUFA含量从61.09%增加到63.42%，见图3。 当维生素E 添加量为180 mg 时， 猪肉PUFA 含量达到63.35%，再增加维生素E 量，猪肉PUFA 含量增加不明显。

图3 维生素E 对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响

2.4 鱼粉对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响分析 随着鱼粉量的增加， 猪肉PUFA 含量从59.93%增加64.62%，见图4。 当鱼粉量达到140 g时，猪肉PUFA 含量达到64.17%之后，再增加鱼粉含量，则猪肉PUFA 含量增加不明显。

图4 鱼粉对提高恩施黑猪肉PUFA 含量的影响

2.5 响应面法提高猪肉PUFA 含量试验设计结果在单因素试验结果基础上，以生物有机硒、亚麻油、维生素E 和鱼粉量为自变量，猪肉PUFA 含量为响应值，进行响应面分析试验。 试验结果如表2 所示。

2.6 响应面回归模型及方差分析 根据表2 进行多元回归拟合和方差分析，结果如表3 所示。

表2 响应面试验设计及结果

表3 回归模型及方差分析

四个因素经过拟合的二次多项回归模型方程为：Y=65.22+1.02A+4.92B+0.05C+0.21D+0.19AB+0.035AC -0.08AD -0.85BC +0.11BD +5.000E -003CD+0.26A2+2.12B2+0.11C2-4.167E -004D2+0.19A2B+0.060A2C+0.11A2D-0.063AB2+0.45AC2+0.12B2C-5.000E-003B2D-0.095BC2。 模 型P＜0.0001， 具有高度的显著性， 模型失拟项P=0.0828＞0.05，不显著，证明建模成功，试验结果可用该模型描述。 模型的决定系数R2=0.9999，说明响应值的变化有99.99%来源于所选因素，该模型与实际情况接近， 试验拟合程度良好，CV=0.17%，试验误差小，能充分反映各因素与响应值间的关系。

饲粮生物有机硒用量、饲粮亚麻油用量、饲粮生物有机硒用量二次项、 饲粮亚麻油用量的二次项、饲粮生物有机硒用量与饲粮维生素E 用量的二次项的交互作用达到极显著水平（P＜0.01），饲粮鱼粉用量、 饲粮生物有机硒用量与饲粮亚麻油用量的交互作用达到显著水平（P＜0.05）。说明各因素对响应值的影响较为复杂， 不是简单的线性关系，而应是抛物面关系。 根据各因素F 值的大小可知， 各因素对提高猪肉恩施黑猪肉PUFA 含量能力影响的大小顺序为： 饲粮亚麻油用量＞饲粮生物有机硒用量＞饲粮鱼粉用量＞饲粮维生素E用量。

2.7 因素间交互作用分析 响应曲面坡度越弯曲，则响应值对于因素的改变越敏感，相反曲面越平缓，则响应值对于因素的改变越迟钝；等高线图形状反映交互作用的强弱，等高线图形越椭圆，表示交互作用越显著。 图5 ～10 直观地给出了各个因素交互作用响应面的3D 和等值线分析图。 从图中可知， 饲粮生物有机硒用量与饲粮维生素E用量的二次项交互作用对响应值的影响呈极显著水平。 饲粮生物有机硒用量与饲粮亚麻油用量对响应值的影响呈显著水平， 这与模型的方差分析结果一致。

图5 饲粮生物有机硒和饲粮亚麻油交互作用的等高线图与响应面

2.8 提高恩施黑猪肉PUFA 含量的最佳饲粮添加物料配方 根据拟合模型方程， 结合等高线和响应面， 得出提高恩施黑猪肉PUFA 含量的最佳饲粮添加物料配方为：生物有机硒1.5 mg，亚麻油80 g，维生素E 160 mg，鱼粉130 g，可将恩施黑猪肉PUFA 含量从占总脂肪酸的61.68%提高到73.83%，提高率达到19.7%。

图6 饲粮生物有机硒和饲粮维生素E交互作用的等高线图与响应面

3 讨论

图7 饲粮生物有机硒和饲粮鱼粉交互作用的等高线图与响应面

图8 饲粮亚麻油和饲粮维生素E交互作用的等高线图与响应面

生物有机硒可安全有效改善肥育猪肉的抗氧化能力。 本试验结果表明，日粮生物有机硒用量、日粮亚麻油用量、日粮生物有机硒用量二次项、日粮亚麻油用量的二次项、 日粮生物有机硒用量与日粮维生素E 用量二次项的交互作用达到极显著水平，日粮鱼粉用量、日粮生物有机硒用量与日粮亚麻油用量的交互作用达到显著水平。 氧化应激是影响猪肉品质的主要因素。 硒是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成部分, 可以通过催化减少过氧化物生成量而抵抗氧化应激。 研究证明在肥育猪日粮中添加生物有机硒能有效改善肥育猪肉的抗氧化能力，而生物有机硒与维生素E 结合对猪肉的抗氧化作用有增强作用（佘禄明等，2011）。

图9 饲粮亚麻油和饲粮鱼粉交互作用的等高线图与响应面

图10 饲粮维生素E 和饲粮鱼粉交互作用的等高线图与响应面

研究证明恩施黑猪育肥猪在出栏前60 天在饲料中按比例添加生物有机硒、亚麻油、维生素E和鱼粉，可显著提高猪肉中PUFA 含量，提高猪肉的安全性和营养保健功效。但在单因素试验中，这几种物质对猪肉的改善作用有一个临界值， 超过这个临界值后改善作用增加不明显甚至下降，与前人的研究结果一致（Freire 等，2017；温晓鹿等，2015），说明这几种物质在一定量时就能满足猪的生长需要、代谢能力及保健功能，从而在多因素多水平响应面设计中会出现一个最优组合。

高含PUFA 的恩施黑猪肉比普通饲料猪肉鲜香味浓，没有腥臭味，适口性好，可诱发食欲。其原因是生物有机硒大量增加了生猪体内谷胱甘肽酶量和其他诸多生物酶量，新陈代谢旺盛，可排除体内重金属。 生物有机硒和维生素E 抗氧化协同增效，减少了过氧化物的产生，并增强清除体内自由基能力，可以更多的除掉体内毒素，减少有毒物在猪肉中的累积。 因此， 可以应用到优质猪肉生产中， 提高猪肉安全和质量， 提高猪肉附加值（Li等，2015；Dai 等，2013）。

研究还发现使用优化的最佳配方饲料， 猪肉中易氧化的不饱和脂肪酸含量很低， 占总脂肪酸的1.42%， 饱和脂肪酸仅占总脂肪酸的24.75%，说明饲料配方饲喂的猪肉具有抗氧化、 不易变质和减轻吃猪肉患肥胖症风险的作用。 其原因是四种添加剂共同作用提高了饱和脂肪酸的含量，降低了饱和脂肪酸的含量， 同时保护不饱和脂肪酸不被氧化（宋琼莉等，2020；Kouba 等，2008）。

4 结论

本试验结果表明，影响提高恩施黑猪肉PUFA 含量的因素大小顺序为： 日粮亚麻油用量＞日粮生物有机硒用量＞日粮鱼粉用量＞日粮维生素E用量。 优化的提高恩施黑猪肉PUFA 含量的最佳日粮4 种添加物料量为：生物有机硒1.5 mg、亚麻油80 g、维生素E 160 mg、鱼粉130 g。 可将恩施黑猪肉PUFA 含量从占总脂肪酸的61.68%提高到73.83%，提高率达到19.7%。 随着我国大健康产业的推进，通过改善猪饲料营养结构，从而提高猪肉的品质和适口性是值得研究的课题。