饲粮中添加姜黄素对猪血液生理生化、抗氧化指标及肉品质的影响

涂尾龙,雷胡龙,毛 慧,薛惠琴,夏 东*

(1 上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海 201106;2 上海种猪工程技术研究中心,上海 201106)

姜黄素,分子式C21H20O6,相对分子质量为368.39,是从姜科、天南星科等植物的根茎中提取出的化学成分,其含姜黄3%—6%,是植物界少有的二酮类化合物。 姜黄素是橙黄色结晶粉末,不溶于水,味稍显苦。 姜黄素还是重要的氢供体,有两个重要的活性部位:酚羟基和β-二酮,它们可以阻断自由基之间的反应[ 1]。 反应介质决定姜黄素抗氧化活性的发生部位[ 2]。 姜黄素在动物体内除了可以直接清除自由基,还能对脂质过氧反应起到抑制作用,增加超氧化物歧化酶(SOD)的活性。 猪血清中的丙二醛(MDA)含量可以反映动物机体内脂质过氧化反应程度,以此判断动物机体内细胞损伤程度。 姜黄素作为一种抗氧化剂,可以阻止MDA 诱导的氧化应激,降低机体DNA 损伤,抑制单核细胞凋亡[ 3]。 近年来,姜黄素作为饲料添加剂逐渐受到关注。 韩婷等[ 4]研究发现,姜黄素具有抗氧化、抗肿瘤、清除自由基、防止脂肪肝形成等一系列药理作用。 王斌等[ 5]发现,姜黄素还能够促进猪的生长速度,降低脂肪率,提高背最长肌蛋白质含量。 本研究以杜长大三元育肥猪为试验对象,分析姜黄素对育肥猪血液生理生化、抗氧化指标及肉品质的影响,以期为猪肉品质的提升奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验动物

选取同一批次、体重约30 kg 的杜长大三元商品肉猪240 头,分为两组,每组120 头。 对照组饲喂普通日粮(表1),试验组参照周明等[ 2]试验方案,饲喂添加400 mg∕kg 的姜黄素的日粮,试验周期为大保育结束至出栏。 试验期间专人饲喂管理,所有猪只处于同一环境,人工投料,自由采食,按猪场正常程序进行免疫接种、驱虫等管理。

表1 日粮的组成及营养水平Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet

1.2 指标测定

1.2.1 血液指标检测

屠宰前,对两组猪只分别进行前腔静脉采血,各分装2 管,1 管加抗凝剂,用于检测血常规指标:WBC、红细胞计数(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞比积(HCT)、平均红细胞容积(MCV)、平均红细胞血红蛋白量(MCH)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)、血小板计数(PLT)、NEUT、LYMPH、单核细胞数(MONO)、嗜酸性细胞数(EO)、嗜碱性细胞数(BASO);另外1 管不加抗凝剂,用于离心分离血清,检测血清中的生化指标:ALT 活性、谷草转氨酶(AST)活性、ALP 活性、GGT 含量、总蛋白(TP)含量、白蛋白(ALB)含量、GLOB 含量、血清白∕球蛋白(A∕G)、血糖(GLU)含量、总胆固醇(CHOL)含量、TG 含量、HDL-C 含量、LDL-C 含量、LDH 含量。 使用上海朗逸医疗器械有限公司的迈瑞BC-30 全自动血液分析仪检测血常规指标,使用南京普朗医疗设备有限公司的普朗SMT100 仪器检测生化指标;使用ELISA 试剂盒(南京建成生物工程研究所提供)检测血清中抗氧化指标:MDA 和T-SOD 含量。

1.2.2 生长性能、屠宰及肉质性状指标检测

试验开始前进行称重,为初始重。 当猪只体质量达100 kg 左右时,空腹1 d,第二天清晨进行第二次称重,为末重。 称重后进行屠宰,现场测定屠宰率、胴体斜长、平均背膘厚、眼肌面积、6—7 肋骨膘厚、皮厚、瘦肉率;采集肉样,在实验室测定滴水损失、失水率、嫩度值、肉色(L、a、b)、肌内脂肪等相关指标。 利用Thermo 公司ORION 3 STAR 肉质专用pH 酸度计测定pH,ANKOM 公司XI15i 型全自动脂肪分析仪测定肌内脂肪,南京土壤仪器厂YYW-2 型应变控制式无侧限压力仪测定失水率,南京铭奥仪器设备有限公司RH-N50 型肌肉嫩度测定仪测定嫩度值,天翔飞域公司OPTO-SCAN 型肉质品质检测光谱仪测定肉色。

1.3 统计分析

采用SPSS 26.0 软件,数据采用独立样本t检验进行差异分析,试验结果用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 姜黄素对猪的生理指标的影响

由表2 可以看出,整个试验阶段,HGB 和MCHC 指标出现异常,不在参考值范围。 姜黄素组的HCT显著低于对照组,WBC、NUET 和LYMPH 显著高于对照组。

表2 姜黄素对猪的生理指标的影响Table 2 Effects of curcumin feed on physiology indicators of experimental pigs

2.2 姜黄素对猪的生化指标的影响

由表3 可以看出,LDH 指标出现异常,不在参考值范围。 姜黄素组GGT 活性、HDL-C 含量显著高于对照组;姜黄素组ALT 活性、ALP 活性、GLOB 含量、TG 含量、LDL-C 含量、LDH 活性显著低于对照组。

表3 姜黄素对猪血清的生化指标的影响Table 3 Effects of curcumin feed on biochemistry indicators of experimental pigs

2.3 姜黄素对猪的抗氧化指标的影响

姜黄素组的MDA 浓度为(2.94 ±0.23)nmol∕mg、T-SOD 浓度为(476.35 ±41.29)U∕mL;对照组的MDA 浓度为(3.57 ±0.31) nmol∕mg、T-SOD 浓度为(368.27 ±34.23)U∕mL;姜黄素组的MDA 显著低于对照组(P＜0.05),T-SOD 显著高于对照组(P＜0.05)。

2.4 姜黄素对猪的生长性能、屠宰性能及肉质性状的影响

对照组均初始重为(35.65 ±1.26)kg,均末重为(93.33 ±4.04)kg,均日增重(ADG)为(716.76 ±35.21)g;姜黄素组均初始重为(35.37 ±1.29)kg,均末重为(109.67 ±3.25)kg,均日增重为(842.81 ±45.66)g。 均初始重两组间无显著差异(P＞0.05),姜黄素组均末重显著高于对照组(P＜0.05);姜黄素组均日增重高于对照组(P＜0.05)。

对照组和饲喂姜黄素组胴体斜长、皮厚差异显著;在屠宰率、平均背膘厚、6—7 肋骨膘厚、眼肌面积和瘦肉率方面,两组之间差异不显著,但饲喂姜黄素组均优于对照组。 两组之间45 min pH 无差异;饲喂姜黄素组在失水率、嫩度、肌内脂肪三个方面均显著优于对照组;在肉色方面,无论是传统5 分制,还是从L值、a值、b值方面,姜黄素组较对照组有显著改善;虽然两组肌肉水分无差异,但姜黄素组优于对照组(表4)。

表4 姜黄素对猪肉质性能的影响Table 4 Effects of Curcumin feed on meat quality indicators of experimental pigs

3 讨论

3.1 姜黄素对猪的生理生化指标的影响

血液常规指标可反映机体健康状况,且检测速度快,成本低。 白细胞是机体内的防御部队,直接参与消灭侵入体内的细菌病毒的过程。 白细胞有五种常见的类型,分别是单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞[ 6]。 在机体正常状态下,白细胞指标处在一个正常的范围值内,波动不会太大,只有在遇到细菌病毒等微生物侵入的时候,白细胞才会急剧增加[ 7],尤其是中性粒细胞,是动物机体感染疾病初期的重要判定指标[ 8]。 顾军等[ 9]研究发现,姜黄素有抗炎、抗肿瘤、抗微生物等功效。Anggakusu 等[ 10]研究发现,姜黄素能够降低乙型脑炎、乙型肝炎等多种病毒活性。 吴小萍等[ 11]研究发现,姜黄素对仔猪感染蓝耳病有一定的抑制作用,能增加动物抵抗多种疾病的能力[ 12-14]。 本研究发现,姜黄素对育肥猪有明显影响的生理指标是WBC、HCT、NUET、LYMPH,这些指标也在参考值范围内,说明姜黄素未降低猪对细菌、病毒等的抵抗力。 饲喂姜黄素组HCT 要显著低于对照组,说明饲喂姜黄素组的猪运氧能力低于对照组,饲喂姜黄素组的猪疾病抵抗力比对照组强。 另外,两组猪只HGB 和MCHC 出现异常,可能是应激造成的影响。

姜黄素能够调节机体血脂代谢、调控相关脂质氧化信号通路,减少机体过量自由基,降低机体血清中TC、TG、LDL-C 含量,提高HDL-C 含量。 Yang 等[ 15]研究发现,小鼠饲喂含姜黄素日粮20 d 后,小鼠血清中的TG 和TC 含量显著降低。 Manzoni 等[ 16]研究发现,姜黄素可以显著降低大鼠体内TG 含量,增加血清中HDL-C 的含量,保护大鼠肝脏不被脂肪化。 Niu 等[ 17]研究表明,饲喂添加姜黄素的日粮30 d 后,猪血清中血糖含量(Glu)降低,并可通过调节机体胰岛素信号通路降低胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),减轻肝脏脂质沉积。 邓小杰等[ 18]通过研究姜黄素对肉鸡血清生化指标的影响,发现姜黄素能够显著影响肉鸡血清中的LDH、ALT、AST 等指标,但对血清中Glu 含量没有影响。 周明等[ 2]研究表明,姜黄素能够不同程度地提高血清中Glu 水平,降低ALT、AST,育肥猪饲粮中姜黄素添加的适宜量为300—400 mg∕kg。 本研究发现,饲喂姜黄素组GGT、HDL-C 活性显著高于对照组,姜黄素组ALT、ALP、GLOB、TG、LDL-C、LDH 含量显著低于对照组,说明饲喂姜黄素显著改善脂质代谢,缓解脂质氧化脂肪沉积。 姜黄素饲喂后的猪血清中LDH 不在参考值范围内,其原因有待进一步分析。

3.2 姜黄素对猪的抗氧化指标的影响

T-SOD、MDA 含量是衡量动物机体抗衰老、抗病等能力的重要指标。 动物机体内的自由基含量超过机体本身清除的能力时,受到刺激的情况下,会攻击机体正常细胞,最终导致机体受损,产生病变甚至死亡。 而姜黄素独特的β-二酮和两个邻甲基化的酚分子结构,可以阻断自由基反应[ 19]。 姜黄素是一种双功能抗氧化剂,能激活GSH-PX 和SOD 活性,降低MDA 含量,既能清除ROS 又能防止脂质氧化、蛋白变质[ 20-21]。 Longa 等[ 22]研究发现,姜黄素通过清除巨噬细胞中的自由基来保护血红蛋白不被氧化。 Waseem等[ 23]研究表明,姜黄素能够显著提高大鼠线粒体内的SOD 活性、降低MDA 含量,从而降低大鼠的氧化损伤程度。 本研究中,姜黄素可显著提高猪的血清中T-SOD 活性,降低MDA 含量,这和国内学者研究结果基本一致[ 24-26]。

3.3 姜黄素对猪的生长性能、屠宰性能及肉质性状的影响

姜黄素能够抑制机体内自由基水平,激活抗氧化剂活性,缓解机体脂质氧化,保护心肌及肠道、肝脏和肾脏等器官,促进猪的生长,提高猪的饲料转化率。 姜黄素含有甾醇类物质,生物活性强,可以调节猪胴体构成,提高猪的瘦肉率。 姜黄素还含有微量元素、Ca、Zn、多酚、生物碱等多种营养成分,可以改善肉色和嫩度、风味等。 祝国强等[ 27]研究发现,日粮中添加姜黄素饲喂6 周后,肉鸡脂肪沉积显著降低,肉鸡屠宰率、活重等生长性能提高,料肉比降低。 薛海鹏等[ 28]研究表明,姜黄素能够有效改善猪肉肉色、提高系水力,防止猪肉变坏。 张靖等[ 29]研究表明,姜黄素替代饲粮中喹烯酮对猪健康无显著影响,能显著改善猪肉品质。 本研究中姜黄素能显著改善失水率、嫩度和脂肪,提高肉质。 虽然其抗氧化机理还存在一定的争议[ 30],但其降低体内过量的自由基,缓解脂质氧化,提高猪肉品质的特性毋庸置疑。

4 结论

三元商品猪饲喂添加了400 mg∕kg 姜黄素的饲粮后,猪的生理生化指标显著改善,T-SOD 含量提高,MDA 含量降低,猪生长速度显著提高,猪肉品质显著改善。