饲粮中添加α- 生育酚对生长肥育猪生长性能、抗氧化能力、肉品质及肌纤维类型的影响

2022-08-17赵嘉楠余镇东代志凯彭莉莉孙海辉马立保

养猪 2022年4期

任颖，赵嘉楠，余镇东，代志凯，张昭，吴敏，彭莉莉，孙海辉，马立保

（1.华中农业大学动物科学技术学院动物医学院，湖北武汉 430070；2.宜春大海龟生命科学有限公司，江西宜春 336000）

骨骼肌是一种由许多肌纤维组成的异质组织。肌肉纤维的特性被认为是影响肉品质的重要因素，与肉质的颜色、嫩度、pH、保水性以及肌内脂肪等性状密切相关[1]。根据收缩和代谢特性，可将肌纤维分为4种类型，缓慢氧化Ⅰ型（MyHC Ⅰ）、快速氧化Ⅱa型（MyHC Ⅱa）、中间型（MyHC Ⅱx）和快速酵解Ⅱb型（MyHC Ⅱb）[2]。不同类型的纤维在氧化能力、肌球蛋白ATP酶活性以及脂肪和肌红蛋白含量方面存在差异[3]。此外，不同的肌纤维类型会影响猪[4]、牛[5-6]、家禽[7]的肉质和胴体性状。比如，增加Ⅰ型肌纤维的比例与猪肉的亮度降低及持水能力的提高有关[8]。近年来，中国生猪产业迅速发展，人们健康意识在不断提高，对肉品质的要求也越来越高。如何提高猪肉品质一直是畜牧产业的研究热点。维生素E作为天然的抗氧化物质，不仅能清除体内的活性氧[9]，还可以缓解因氧化应激导致的肌纤维结构紊乱和胞浆凝固[10]。此外，Meta分析表明，饲粮中添加维生素E可以显著减小肌纤维直径使其变细，更易咀嚼[11]。同时有大量研究表明，饲料中添加维生素E能有效改善肥育猪[10]、肉兔[12]、肉牛[13]及肉鸡[14]等的肉品质。

α-生育酚是维生素E的主要活性成分，被认为是抗氧化能力、生物学活性最强的形式[15]。α-生育酚主要存在于绿色植物、杏仁、花生中。高生物利用度是因为α-生育酚转运蛋白（α-TTP）和ω-羟化酶是α-生育酚吸收的重要组成部分[16-17]，且α-TTP对α-生育酚的亲和力高达100%。文献记载，饲粮中添加α-生育酚会显著降低禽肉中的脂肪氧化程度、减少肉仔鸡肠道炎症反应、改善肉品质及提高肌肉抗氧化能力等[18-19]。除此之外，大量研究表明，饲粮中添加维生素E可以提高肥育猪的屠宰率[20]、提高抗脂质氧化能力[21]、改善肉色[22]、提高猪肉系水力[23]，以及延长肌肉的风味、鲜度、嫩度及多汁性[24]。

目前满足动物对维生素E的需要量，主要是以α-生育酚乙酸酯的形式添加到饲粮中，超过营养需要的生育酚可以延长猪肉的货架期，但是关于对肌肉纤维类型的研究较少。因此，本试验旨在探究α-生育酚对生长肥育猪生长性能、抗氧化能力、肉品质以及肌纤维类型的影响。

1 试验材料与方法

1.1 试验设计及饲养管理

基础饲粮参照肥育猪饲粮配方（NRC，2012）进行配制，其饲粮组成及营养水平见表1。120日龄体重60 kg左右的长大生长肥育猪72头，随机分为两个处理组，每组6个重复，每个重复6头，对照组饲喂基础饲粮，α-生育酚组在基础饲粮的基础上，每千克饲粮添加α-生育酚75 mg。经7 d预试验，进入正式试验期45 d。试验期间记录猪的采食量，试验结束后称重；试验结束后，每个重复随机挑选1头（共12头）进行屠宰采样，采集血清测定抗氧化能力、背最长肌进行肉品质检测，通过荧光定量PCR分析肌肉组织中肌球蛋白重链MyHC亚基基因的mRNA表达量。本试验在湖北省荆门市养猪场进行，从2021年8月中旬至9月末。每天饲喂3次（8：00、14：00和20：00）。试验期间提供清洁饮水，分栏饲养，自由采食，严格按照防疫规定执行。

表1 肥育猪饲粮配方及营养水平

1.2 生长性能测定

在试验开始第1天和第45天分别称每头肥育猪的体重，计算平均日增重（ADG）。在此期间，测量每次饲料消耗量并计算平均日采食量（ADFI），计算料重比（FCR）。

1.3 抗氧化能力测定

取1 mL血清于1.5 mL离心管中，采用试剂盒检测血清中总抗氧化能力（T-AOC）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、二胺氧化酶（DAO）及丙二醛（MDA）的活性，试剂盒购买于南京建成生物工程研究所。

1.4 肉品质测定

试验结束后，每个重复随机挑选一头肥育猪进行屠宰，共12头。经电击、放血、去毛、去皮、去内脏后，沿中线劈成两半。使用5 mL含有促凝剂的真空采血管采集血液，3 100 r/min离心12 min，分装上清液于15 mL离心管中，-80 ℃保存备用。从胴体左侧采集背最长肌（LD），测定pH、大理石纹评分等。分别在屠宰后45 min和24 h用便携式pH计测量并记录pH，测量之前用生理盐水校正。参照2019年猪肉品质测定技术规程进行猪肉大理石纹评分。

1.5 荧光定量PCR

提取背最长肌总RNA，进行反转录。反转录体系：2 μL总RNA、2 μL 10 mM dNTP Mix、4 μL Reaction Buffer、1 μL RiboLock RNase Inhibitor、1 μL Revertaid M-MuLV RT、1 μL Oligo（dT）18 primer，最后用nuclease-free water补充至20 μL。实时荧光定量PCR引物用Primer 5.0设计，由上海生工合成，引物如表2所示。实时荧光定量PCR体系：cDNA 2 μL，SYBR Green Supermix 5 μL，上、下游引物各0.5 μL，ddH2O补充至10 μL。

表2 实时荧光定量PCR引物序列

1.6 数据分析

数据采用Excel 2016和SPSS进行单因素方差分析，结果以“平均值±标准差”表示。

2 试验结果

2.1 饲粮中添加α-生育酚对生长肥育猪生长性能的影响

试验结束后，对生长肥育猪生长性能的统计结果如表3所示，与对照组相比，饲粮中添加α-生育酚后，生长肥育猪的平均日增重上升，料重比下降，但差异不显著（P＞0.05）。

表3 饲粮中添加α-生育酚对生长肥育猪生长性能的影响

2.2 饲粮中添加α-生育酚对生长肥育猪血清抗氧化能力的影响

用试剂盒检测血清中抗氧化物酶及丙二醛含量，结果如表4所示，与对照组相比，饲粮中添加α-生育酚后，总抗氧化能力、过氧化氢酶含量及超氧化物歧化酶含量均上升，但差异不显著（P＞0.05）；α-生育酚组丙二醛含量极显著下降（P＜0.01）。

表4 饲粮中添加α-生育酚对生长肥育猪抗氧化能力的影响

2.3 饲粮中添加α-生育酚对生长肥育猪肉品质的影响

对屠宰后背最长肌的感官品质评价指标及猪肉基本营养物质进行检测，结果如表5所示，与对照组相比，饲粮中添加α-生育酚后，背最长肌中胶原蛋白含量显著上升（P＜0.05）。

表5 饲粮中添加α-生育酚对生长肥育猪肉品质的影响

2.4 饲粮中添加α-生育酚对肥育猪背最长肌肌纤维类型的影响

提取背最长肌的RNA，通过荧光定量PCR对肌球蛋白重链MyHC亚基基因的mRNA表达量进行检测，结果如表6所示。与对照组相比，饲粮中加入α-生育酚后，MyHCⅠ的mRNA基因表达量显著提高（P＜0.05），MyHCⅡb的mRNA相对表达量显著下降（P＜0.05）。

表6 饲粮中加入α-生育酚对生长肥育猪肌纤维mRNA相对表达量的影响

3 讨论

3.1 饲粮中添加α-生育酚改善生长肥育猪的生长性能

维生素E是一种脂溶性抗氧化剂，能被肠道吸收并储存在肝脏中。研究表明，饲料中维生素E水平高于推荐水平（NRC，1998）时可改善平均日增重及饲料利用率[25]。郭建凤等发现，每100 kg饲粮中添加20 g的维生素E可显著提高肥育猪的日增重、料重比有下降趋势[26]。本试验中，饲粮中添加75 mg/kg的α-生育酚后，生长肥育猪的平均日增重高于对照组，料重比低于对照组，但无显著差异。

3.2 饲粮中添加α-生育酚降低了生长肥育猪的氧化应激

活性氧（ROS）包括羟基自由基、超氧阴离子、过氧化氢等[27]，这些物质可以直接攻击蛋白质，导致蛋白质的二级和三级结构被破坏，而氧化诱导产生的二硫化物等分子导致蛋白质聚集，从而改变蛋白质的水解特性[28]。这些变化会影响蛋白质的物理和化学性质，包括保水性、肉类的嫩度等[29-30]。除此之外，蛋白质的氧化可能会导致氨基酸残基的利用率下降，改变蛋白质的消化率，从而使肉类蛋白质的营养价值下降[31]。氧化应激和细胞氧化还原平衡紊乱是导致动物疾病的主要原因[32]。氧化应激会诱导动物机体发生脂质过氧化，产生丙二醛（MDA）等副产物，从而导致畜禽肉品质下降[33]。抗氧化剂能清除体内产生的氧自由基，切断氧化链反应，抑制脂质过氧化。抗氧化性是抗氧化物鉴别的评价指标之一。其中，抗氧化物酶如过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）在机体抗氧化中发挥了重要作用。超氧阴离子会被SOD分解为过氧化氢，过氧化氢会被CAT分解为水[34]。MDA则反映了脂质氧化水平的高低，含量越低，抗氧化能力越强[35]。维生素E的抗氧化性在肉鸡[19，36]、肉牛[37]及鱼[38]上均得到了验证。在本试验中，与对照组相比，饲粮中添加75 mg/kg的α-生育酚后，血清总抗氧化能力、超氧化物歧化酶及过氧化氢酶的含量提高，无显著差异，丙二醛的含量极显著下降，这表明猪的氧化应激有所减轻。所以，笔者推测添加α-生育酚后，猪肉品质的改善可能与抗氧化状态的改善有关。

3.3 饲粮中添加α-生育酚改善生长肥育猪肉品质

脂质氧化是导致肉类品质恶化的主要原因之一，一旦氧化会产生异味、多不饱和脂肪酸等的含量下降，甚至会产生有毒的过氧化物和醛类化合物[39]。随着人们消费观念及健康意识的提高，对猪肉品质的需求更倾向于色泽、风味及营养物质等。目前评价猪肉品质的指标主要是pH、肉色等。pH表示酸度，也就是肌肉中糖原酵解的程度。屠宰后pH45min应处于6.0～6.5之间，pH24h应低于6.0。屠宰后45 min至24 h内pH下降越快，表明糖酵解过程中产生的乳酸越多，会导致PSE（灰白、发软、渗出性）肉。肉色是评价猪肉品质外观最直接的指标，大理石纹评分则是评价猪肉中脂肪含量多少的表观指标。本试验中，与对照组相比，猪肉的肉色和大理石纹评分均无显著差异，且与对照组相比，饲粮中添加75 mg/kg的α-生育酚后，肥育猪屠宰后45 min至24 h内，背最长肌的pH下降缓慢，表明糖酵解程度低，肉质更好。

中国是猪肉生产大国，人们维持生命所需要的蛋白质大都来自猪肉，而肌肉内的蛋白质含量仅低于水分含量。氨基酸和脂肪酸组成是衡量肉品质优劣的重要指标，降低生长肥育猪的背膘厚度和腹部脂肪沉积，可以改善胴体性状，提高猪肉脂肪酸的营养价值[40]。胶原蛋白中含有大量甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸，是肌肉中结缔组织的组成成分，其分子间交联的增减是影响肉质的关键因素[41]。肌肉中胶原蛋白含量越高，猪肉的系水力越强，但肉质会变粗。本试验中，与对照组相比，α-生育酚组中猪肉的水分和粗蛋白质的水平无显著变化，而胶原蛋白的含量显著上升。这说明饲粮中添加α-生育酚可提高背最长肌中胶原蛋白的含量，对猪肉品质有积极影响。

3.4 饲粮中添加α-生育酚改善肌纤维类型

肌纤维类型是影响猪肉品质的重要因素。Ⅰ型肌纤维直径细且横截面积小，所以Ⅰ型肌纤维的剪切力更小，嫩度更好。增加Ⅰ型肌纤维会降低猪肉的亮度和提高持水能力[42]。Ⅱb型肌纤维的含量与屠宰后肌肉pH呈负相关。有研究表明，Ⅱb型肌纤维含量越高，猪肉的持水能力越低，且pH下降的速度和程度会增加[43]。除此之外，肌纤维中肌红蛋白含量的下降顺序为Ⅰ＜Ⅱa＜Ⅱx＜Ⅱb[44]。有研究表明，维生素E可以预防肌肉萎缩，在肌肉水解的过程中通过调节肌肉蛋白水解相关基因的表达，可部分阻止MyHCⅠ及MyHCⅡa纤维大小的减少[1]。在本试验中，通过检测MyHC mRNA相对含量，与对照组相比，α-生育酚组MyHCⅠ的mRNA相对含量显著上升，MyHCⅡb的mRNA表达量显著下降。这说明饲粮中添加α-生育酚能显著增加缓慢氧化Ⅰ型肌纤维，降低快速酵解Ⅱb型肌纤维的含量，从而改善肉品质。