李旺东,陈 辉,张 彬
(湖南农业大学动物科学技术学院,湖南 长沙 410128)
现在随着社会的发展和人民的生活水平不断提高,对猪肉的消费观念也发生了巨大变化,对优质绿色安全的猪肉需求大幅增加,生猪的育种目标已从传统的提高瘦肉率转变为生产性能优越、肉品质优良的育种目标。植物提取物作为一种来源广泛、成本低廉、功效全面的绿色饲料添加剂被广泛应用于畜禽生产中。杜仲可以作为中草药[1],其叶不但含有多种维生素、蛋白质和矿物质等营养成分,且含有绿原酸、松脂醇二葡萄糖甙和桃叶珊瑚甙等药用成分,是一种具有开发潜力的绿色添加剂。大量的研究表明杜仲提取物具有提高畜禽生产性能、改善机体抗氧化性、免疫调节等诸多生物学功能[2-4]。关于杜仲提取物改善胴体品质和猪肉品质的研究较多,但主要集中在三元肥育猪中,鲜见在地方品种上的研究。宁乡花猪作为中国四大名猪品种之一,是湖南著名的地方品种,具有耐粗饲、肉质鲜嫩、抗逆性强、性成熟期早等优良特性[5]。因此,本研究以宁乡猪为研究对象,通过在宁乡猪饲粮中添加杜仲提取物,探讨其对宁乡猪胴体品质及肉品质相关指标的影响,以期为杜仲提取物在宁乡猪生产中的利用提供参考。
杜仲提取物购自张家界恒兴生物科技有限公司。主要成分为绿原酸3.5%、黄酮类化合物20%、桃叶珊瑚甙等。
本试验采用单因素试验设计。选择相同栏舍、相同批次、体重都相近的健康宁乡阉母猪24头(体重均在43 kg左右),将其随机分为两组,一组为对照组(饲喂基础饲粮),另一组是试验组(饲喂基础饲粮+杜仲提取物1 500 mg/kg),每组4个重复,每个重复3头。基础饲粮配方参照NRC(2012)猪营养需求和《宁乡猪饲养技术规程》(2009)进行配制,其饲粮组成及营养水平见表1。
试验在湖南省流沙河花猪生态牧业有限公司宁乡花猪生态养殖基地进行。于2018年2月20日至4月30日进行试验,饲养试验期为60 d,每天对猪只饲喂3次(时间分别为上午8:30,中午12:30和下午 18:30)。
表1 基础饲粮组成及营养水平
猪舍内要放有高低温度计,温度控制在18~22℃,湿度控制在50%~75%,并且有温度记录表。定期检查风机是否正常工作。每天清扫1次舍内猪粪,在饲喂猪时要进行刮粪。猪舍所有的消毒和免疫流程要严格按照养殖基地管理程序进行。
1.3.1 组织样品采集 饲养试验结束时,将猪禁食24 h,使其自由饮水。从每个重复中随机选择1头宁乡猪进行宰杀取样,分别取猪倒数第1至第2胸椎段背最长肌、肝脏和背脂,放置于-20℃冰箱中待测。
1.3.2 胴体性状和肉质测定 胴体性状和肉品质测定办法参照《猪生产学》[6]。屠宰前称重,屠宰依照常规办法去头、蹄、尾内脏(留下板油和肾脏),而后测定胴体重、屠宰率、胴体斜长、胴体直长、眼肌面积、胸腰椎结合处和腰荐椎联合处的背膘厚及皮厚。
(1)屠宰率:指胴体重占宰前空腹重(空腹24 h,单位为kg)的比率。前蹄的去蹄部位在腕掌关节,后蹄在跗关节。去尾部位在尾根紧贴肛门处。
(2)平均背膘厚:肩部最厚处、最后肋骨处、腰荐结合处3点膘厚的平均值。
(3)pH测定部位:背最长肌胸腰椎结合处以及半膜肌中心部位(采用酸度计将电极直接插入测定部位测量)。
(4)肉色评定部位:胸腰椎结合处背最长肌横断面(目测评定法和仪器测定法)。
(5)肌肉大理石纹测定意义:大理石纹指一块肌肉内可见的肌内脂肪,其状如大理石的纹路一般。大理石纹多,说明肌内脂肪含量较高,肉质和口感较好。
1.3.3 水解氨基酸含量测定 将冷冻干燥后的肌肉和肝脏样品磨碎后,称取0.100 0 g左右,加入10 mL 6 mol/L的盐酸,110℃消化24 h,定容至100 mL后取1 mL用双蒸水稀释10倍,0.22 m滤膜过滤后取1 mL用L-8800型全自动氨基酸分析仪(分析仪由日立公司所产)测定所有样品中水解氨基酸的含量。
1.3.4 长链脂肪酸含量测定 将肌肉和肝脏样品冷冻干燥后磨碎作为待测样品,称取待测样品0.5 g左右,测定指标。长链脂肪酸的测定参照喻文娟等(2012)外标气相-色谱-质谱法进行测定[7]。
1.3.5 肝脏中脂肪代谢相关基因表达量测定 采用Trizol(Invitrogen公司,美国)法提取肝脏组织中总RNA,取1 000 ng进行反转录(试剂盒购自TaKaRa公司),详细方法按说明书进行。再利用实时定量(Real-time)PCR方法检测mRNA的表达量,引物由上海生工生物工程有限公司合成。以猪β-actin为内参基因,以过氧化酶活化增生受体(PPAR)、脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、肝X受体(LXR)、脂肪酸合成酶(FAS)为目的基因进行相对定量分析其表达量(表2)。
表2 引物序列
经Excel 2010初步整理后,用SPSS 21.0统计软件中的独立样本t检验进行各处理组间差异显著性比较,结果以平均值±标准误表示,P<0.05表示差异显著。
杜仲提取物对宁乡猪胴体性状的影响见表3,试验组的屠宰率比对照组显著提高1.53个百分点(P<0.05),且试验组有降低平均背膘厚的趋势(0.05<P<0.10)。
表3 杜仲提取物对宁乡猪胴体性状的影响
如表4所示,试验组比对照组猪肌内脂肪提高2.41个百分点(P<0.05),表明杜仲提取物对猪肌内脂肪有显著升高的影响,而对于剪切力有降低的趋势(0.05<P<0.10),试验组与对照组相比,其余肉质指标间没有显著差异(P>0.05)。
表4 杜仲提取物对宁乡猪肉品质的影响
杜仲提取物对肌肉氨基酸的影响见表5,试验组比对照组赖氨酸含量降低0.14个百分点,杜仲提取物对宁乡猪肝脏氨基酸中赖氨酸的含量有降低的趋势(P=0.084),试验组比对照组精氨酸含量降低0.10个百分点,对精氨酸含量有降低的趋势(0.05<P<0.10),而对其他氨基酸含量无显著差异的影响(P>0.05)。
表5 杜仲提取物对宁乡猪肝脏氨基酸含量的影响
杜仲提取物对背最长肌脂肪酸的影响见表6。与对照组相比,试验组宁乡猪背最长肌亚油酸(18∶2n6)、花生四烯酸(20∶4n6)和多不饱和脂肪酸(PUFA)的含量分别显著降低1.82、0.7和2.37个百分点。而试验组单不饱和脂肪酸(MUFA)的含量比对照组提高1.62个百分点。杜仲提取物对宁乡猪背最长肌脂肪酸中单不饱和脂肪酸的含量有增加的趋势(P=0.076),而对亚油酸、花生四烯酸和多不饱和脂肪酸的含量有显著降低的影响(P<0.05)。
表6 杜仲提取物对宁乡猪背最长肌脂肪酸的影响
如表7,试验组中脂肪甘油三酯脂肪酶、乙酰辅酶A羧化酶、肝X受体、脂肪酸合成酶为目的基因的表达量分别比对照组下调62.00%、76.00%、77.00%和82.00%。杜仲提取物对宁乡猪肝脏中脂肪甘油三酯脂肪酶、乙酰辅酶A羧化酶、肝X受体、脂肪酸合成酶为目的基因有显著下调其表达量的影响(P<0.05)。而对以过氧化酶活化增生受体为目的基因的表达量没有显著差异的影响(P>0.05)。
表7 杜仲提取物对宁乡猪肝脏中脂肪代谢基因表达量的影响
猪的生产价值取决于猪的胴体性状的各项指标的高低,极大程度地影响着养殖场的经济效益。而猪的胴体性状一般受营养水平、饲养管理、品种等各种因素影响。杜仲提取物是一种无污染的饲料添加剂,有药理作用和生理功能。可以提高饲粮养分的利用率[8]和吸收率,同时对猪肠道保持良好的状态也有重要作用[9]。李金宝等[10]研究发现,在饲粮中加入杜仲叶提取物250 mg/kg,仔猪料重比降低,平均日增重提高。王介庆等[11]研究表明,以杜仲提取液饲喂断奶仔猪,仔猪增重率提高,耗料量降低。Wang等[12]也得到相似的研讨成果。在本试验中,用添加杜仲提取物的试验料饲喂宁乡猪,使猪的屠宰率显著提高,这与李金宝、王庆介等的试验结果是一致的。可能是因为杜仲提取物中的有效成分如绿原酸有肾上腺素类作用,环烯醚萜类中甙元(如京尼平)能够促成胆汁分泌,进而促进动物机体消化器官成熟及消化液分泌,从而影响猪的生长性能,提高屠宰率[13]。
猪肉品质是一个涉及多方面指标的性状[14]。现在人们生活环境条件极大程度的改变,使人们越来越看重猪肉产品的感官品质、质量安全,消费者对猪肉产品的追求已经转变为对品质的追求。刘孟洲等[15]用杜仲叶粉3%和4%替代饲粮中同等量的小麦次粉饲喂长大二元肥育猪。结果显示,在饲粮中加入杜仲叶粉会降低滴水损失、增大眼肌面积,同时可以提高肌肉嫩度,增加干物质和肌内脂肪含量。Lee等报道,肥育猪饲料中分别加入3%和5%的杜仲提取物,可以改善肉色、滴水损失和大理石花纹。与对照组比较,试验组猪肌内脂肪含量提高[16]。而在本试验中,以添加杜仲提取物为试验组与对照组相比,添加杜仲提取物显著提高试验猪肌内脂肪含量,这与刘孟洲等的试验结果一致。这可能是由于杜仲叶中含有大量的维生素及微量元素,能够刺激中枢神经系统兴奋,进而影响猪的生长性能,使肉品质的各项指标升高。此外,杜仲叶中的桃叶珊瑚甙起减缓脂质的过氧化作用,抑制亚铁离子诱导MDA(丙二醛)的形成和阻止肌肉过快的氧化作用,对保持良好的肉品质有一定的影响。
猪肌肉内脂肪含有磷脂,磷脂是可以改变肉类风味成分优劣的重要物质,单不饱和脂肪酸和脂肪酸(硬脂酸除外)对肉的质量有正面的影响。可以在一定程度上提高肉的嫩度,同时也可提高其他肉品质的相关指标。但是饱和脂肪酸在血清中会转化为胆固醇,而胆固醇过高会发生动脉硬化,使动脉将血液输送到身体各器官和组织的能力减弱,因此肌内饱和脂肪酸达到一定数值会导致人体产生疾病。肝脏是身体内以代谢功能为主的一个重要的器官,饲粮中吸收的氨基酸进入肝脏参与分解代谢、蛋白质合成等重要过程。氨基酸是构成动物营养所需蛋白质的基本物质,在动物营养中起很大的作用,同时参与肝脏内众多代谢通路的调控过程[17]。本试验中杜仲提取物对宁乡猪肝脏氨基酸中赖氨酸的含量有明显降低的趋势。可能是由于杜仲提取物含有的环烯醚萜如京尼平甙在肠道内可以转变为一种高效的利胆剂(京尼平),京尼平以非胆汁酸依赖的方式途径表现出利胆作用,并且调节肝脏谷胱甘肽(GSH)的含量[18]。谷胱甘肽的主要生理功能是消除自由基、阻止氧化、抵制衰老。谷胱甘肽含量的变化导致了部分肝脏氨基酸含量的变化。多不饱和脂肪酸含量过高则肌肉易被氧化、酸败,使肉质量下降[19]。Fredriksen等研究表明,胴体脂肪中多不饱和脂肪酸的含量高则对人的健康有益处,但对肉质性状有负相关的作用,使脂肪变得柔软,容易氧化[20]。本试验中试验组多不饱和脂肪酸的含量降低2.37个百分点,而单不饱和脂肪酸的含量比对照组提高1.62个百分点。添加杜仲提取物的试验组饲粮,可以使猪背最长肌中单不饱和脂肪酸有明显增加的趋势,可能是因为杜仲提取物中的绿原酸、黄酮类化合物等抗氧化物质,可以延缓猪肉中不饱和脂肪酸的氧化损失,因此提高了肌肉中部分不饱和脂肪酸的趋势。李文娜等研究发现,杜仲中所含有的绿原酸能以剂量依赖性抵制离体胆固醇微胶粒形成,表明其对肠道胆固醇的吸收有抵制作用,从而减少肝脏胆固醇的合成[21]。总之,添加杜仲提取物不仅可以改善肉的品质,而且具有一定的保健功能。
PPAR属于PPAR超家族成员,通过线粒体及过氧化物酶体的氧化作用调控游离脂肪酸(FFA)的氧化和吸收,参与调控脂肪代谢。本试验中试验组以脂肪甘油三酯脂肪酶、乙酰辅酶A羧化酶、肝X受体、脂肪酸合成酶为目的基因的表达量分别比对照组下调62.00%、76.00%、77.00%、82.00%。所以杜仲提取物对宁乡猪肝脏中脂肪甘油三酯脂肪酶、乙酰辅酶A羧化酶、肝X受体、脂肪酸合成酶为目的基因有显著下调其表达量的作用。可能是因为杜仲中的绿原酸促进机体氨基酸代谢和谷胱甘肽代谢途径,改善机体脂质代谢水平,从而下调了乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合成酶为目的基因的表达量。进而降低脂肪酸的合成,减少脂肪在动物体中的沉积[22]。
综上表明,饲粮中添加杜仲提取物1 500 mg/kg可以显著提高宁乡猪的屠宰率、肌内脂肪,显著降低肌肉中亚油酸、花生四烯酸、多不饱和脂肪酸的含量,对脂肪代谢相关基因的表达具有显著的抑制作用,综合考察表明在宁乡猪饲粮中添加杜仲提取物可以改善其胴体品质及肉品质。