去势时间对从江香猪肉质性状的影响

牟 琪，冯贤辀，蔡 栋，徐永健，龚 婷*

（1高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室/贵州省动物遗传育种与繁殖重点实验室，贵州 贵阳 550025；2贵州大学动物科学学院，贵州 贵阳 550025）

0 引言

【研究意义】公猪肉制品在烹饪时易产生膻味，主要是由雄烯酮、粪臭素和吲哚引起，且沉积在脂肪组织中而影响肉质（Duarte et al.，2021），因此多数情况下会对公猪采取去势处理。去势具有促进生长、改善肉质、节约饲料等优点（黄印尧等，2021），但实际操作中去势效果受仔猪发育程度、日粮及具体操作的影响，一旦在去势过程中出现护理不良、消毒不严等问题，极易带来仔猪患病等风险（刘军，2020）。从江香猪主产于贵州省从江县，具有体型小、肉质嫩、成熟早、基因纯等特点（邵峰泉，1995；张福平等，2021），且在肌肉脂肪率、多不饱和脂肪酸含量、肌肉剪切力及肌纤维直径等肉质指标方面优于其他香猪，更有利于人体健康（刘培琼，2010）。因此，明确去势时间对从江香猪公猪肉质性能的影响，对优化香猪饲养管理模式及提高香猪养殖效益均具有重要意义。【前人研究进展】去势是指利用手术法或免疫法等使动物失去性腺或失去性腺功能，包括手术去势、免疫去势、化学去势和局部放射线去势等，其中手术去势在生产上应用较广泛，具有操作简单、要求相对较低等优势（余胜富，2018）。手术去势可阻断公猪生殖系统的发育及成熟，从而减少公猪打架斗殴，有效改善公猪因发情而导致饲料转化率低等缺陷。一般而言，仔公猪通常在出生后1周内进行手术去势，仔母猪的最佳去势时间则为3月龄（黄印尧等，2021），且地方猪去势的时间通常较商品猪晚（袁亚利等，2011；陈晓宏，2016）。国外研究表明，1周内进行手术去势的杂交公猪（长白×皮特兰）与全公猪相比，其脂肪生成有关的PAPPA-2基因下调，而PAPPA-2基因会影响类胰岛素生长因子1（IGF-1）的生物利用度，进而影响脂肪细胞的增殖与分化（Poklukar et al.，2021）；且手术去势杂交猪（德系长白猪×皮特兰）的肌肉大理石纹评分、滴水损失、肉色和剪切力均低于全公猪（Škrlep et al.，2020）。此外，出生后第2 d接受手术去势的皮特兰公猪，其肌纤维氧化性较弱，剪切力较低（Li et al.，2015）；与接受免疫去势的公猪相比，出生后第3 d进行手术去势的公猪屠宰率、腰部脂肪含量和背膘厚度显著提高（Muniz et al.，2021），出生后第7 d进行手术去势的公猪胸最长肌肉色较深，而半膜肌的pH24h较高（Dalla Costa et al.，2020）。国内研究证实，地方猪公猪在20～30日龄阶段实施手术去势后的增重效率最高，而31～40日龄阶段去势的增重效率最低（陈晓宏，2016），与王迎培等（1992）、唐和燕（2016）的研究结果相似。巫占仕等（2009）研究发现小公猪在40日龄左右进行手术去势后生长增重较快，效果最佳；徐建平和古才鑫（2018）认为杂交仔猪去势时间早于出生后第3 d将会对仔猪的生长发育产生不利影响。近年来，研究人员对仔猪去势问题进行了全面总结，并指出公猪去势会引起饲料消耗量增加，但其生长效率并未提高，导致饲料转化效率和瘦肉率降低，致使生产成本增加（Bonneau and Weiler，2019）。值得注意的是，全公猪随着生殖系统的发育会逐渐产生膻味，而去势可有效避免公猪肉质因膻味被消费者厌弃的现象（景绍红和胡占云，2019）。去势公猪脂肪和血清中的雄烯酮、粪臭素水平低于全公猪，但粪臭素代谢关键酶CYP2E1（Cytochrome P450 family 2 subfamily E member 1）表达水平高于全公猪（马义涛等，2013；杜环利，2014；Han et al.，2019），即去势不仅可以减少粪臭素形成，还能加速粪臭素的降解代谢，从而消除公猪肌肉中粪臭素的积累。【本研究切入点】已有大量研究证实，去势对肉质性状的影响存在品种和仔猪发育差异，但目前针对公猪是否去势及最佳去势时间的问题仍存在广泛争议。从江香猪作为我国的特色小型猪种，但不同去势时间对其肉质性能的影响尚未明确。【拟解决的关键问题】以从江香猪为研究对象，采用主成分分析法构建肉质综合评分模型，结合ELISA和实时荧光定量PCR检测从江香猪膻味物质含量及参与代谢膻味物质基因的表达水平，综合分析不同日龄去势对其肉质性状的影响，为从江香猪最佳去势日龄的确定提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试从江香猪由贵阳绿生源畜牧业科技发展有限公司提供，根据试验需求分别选取12头20日龄、体况良好、体重相同的公猪，相同饲养管理条件下饲养至240日龄。将12头从江香公猪随机分为25日龄去势组（C25d组）、120日龄去势组（C120d组）、180日龄去势组（C180d组）和未去势组（UC组），每组3头。公猪去势均采用手术法，由专门人员严格按照动物伦理进行麻醉及手术。试验过程严格遵守贵州大学动物实验伦理委员会相关规定（EAE-GZU-2020-P001）进行操作。

1.2 从江香公猪肉质性状测定

从江香公猪屠宰和胴体测定参照NY/T 821—2004《猪肌肉品质测定技术规范》进行操作，具体步骤：（1）从江香公猪屠宰后45 min内测定肌肉pH，4 ℃冷藏24 h后再次测定pH，分别记录为pH45min（X1）和pH24h（X2）。（2）取第一腰椎处背最长肌的新鲜切面，采用肉色测定仪OPTO-STAR（德国MATTHAUS公司）进行测定，读取数据并记录肉色（X3）（张晓东等，2019）。（3）取4 ℃冷藏24 h的肉样，根据美国NPPC的大理石纹评分标准图进行目测评定，记录大理石纹评分（X4）。（4）取倒数第二胸椎（肋骨）至第一腰椎的背最长肌，先4 ℃冷藏72 h，以75～80 ℃恒温水浴锅加热至70 ℃后取出样品，室温冷却至20 ℃时测定并记录剪切力（X5）。（5）从江香公猪屠宰后1 h内切取倒数第三、四胸椎（肋骨）处眼肌中部2 cm×3 cm×5 cm的肌肉组织块，电子天平上称重（W1，30 g左右）；用吊钩挂住肌肉组织块一端，放入塑料袋，使肌肉组织块悬吊于中央，避免与塑料袋接触，用棉线将塑料袋与吊钩扎紧一起吊于挂架上，置于4 ℃冰箱冷藏48 h后称重（W2），然后计算滴水损失（X6），滴水损失（%）=（W1-W2）/W1×100。（6）取从江香公猪腰大肌中段（100 g左右），电子天平称重，记为蒸前质量（W1）；沸水蒸30 min后取出，室内无风阴干15 min再称重，记为蒸后质量（W2），计算熟肉率（X7），熟肉率（%）=W2/W1×100。（7）取肌肉样品（约100 g），搅拌均匀后，采用MultiScan近红外肉质分析仪（Series 3000）测定肌肉水分含量（X8）、肌肉蛋白含量（X9）、肌肉脂肪含量（X10），测定参数均为默认值（王鑫等，2018）。

1.3 主成分分析

运用主成分分析法构建不同去势时间从江香公猪肉质综合评分模型（陈映等，2019）。

1.3.1 数据标准化处理

1.3.2 主成分提取 运用SPSS 25.0对各测定性状进行因子分析，得到主成分的特征值及因子载荷矩阵，最后计算主成分的特征向量矩阵。

其中，Aij为因子载荷矩阵，Uji为特征向量矩阵，λ为特征值。

1.3.3 主成分综合评价 通常采用各主成分特征值占累计特征值的比例作为权重计算。

1.4 从江香公猪膻味物质测定

取合适大小的脂肪、背最长肌及肝脏组织（约0.1 g）放入匀浆管中，加入900 μL生理盐水进行匀浆，3000 r/min离心10 min后取上清液，采用猪粪臭素ELISA试剂盒及猪雄烯酮ELISA试剂盒分别进行检测。

1.5 从江香公猪肝脏组织总RNA提取及cDNA合成

采用TRIzol法提取从江香公猪肝脏组织总RNA，以超微量分光光度计检测其浓度和纯度，当OD260/280介于1.8～2.1且OD260/230在2.0以上时方可进行下一步试验。参照Revert Aid First Strand cDNA Synthesis Kit反转录试剂盒说明完成cDNA合成，合成的cDNA置于-20 ℃冰箱保存备用。

1.6 实时荧光定量PCR检测

鉴于肝脏CYP2E1参与机体粪臭素代谢（Han et al.，2019），在NCBI检索已公布的CYP2E1基因（XM_005657509.3）和β-actin基因（XM_021080647.1），通过Primer Premier 5.0设计扩增引物（表1），并委托生工生物工程（上海）股份有限公司合成。使用荧光定量PCR仪（C1000 TouchTM，德国Bio-Rad公司）检测CYP2E1基因表达水平，每个样品重复3次。实时荧光定量PCR反应体系10.0 μL：2×SYBR®Premix ExTaqTMII 5.0 μL，上、下游引物各0.4 μL，cDNA模板1.0 μL，ddH2O 3.2 μL。扩增程序：50 ℃UDG酶激活2 min，95 ℃预变性2 min；95 ℃15 s，退火15 s，72 ℃1 min，延伸完成后进行荧光信号采集，进行40个循环。

表1 实时荧光定量PCR扩增引物序列信息Table 1 qRT-PCR amplification primer sequence information

1.7 统计分析

通过2-△△Ct法计算不同去势时间从江香公猪CYP2E1基因相对表达量，采用SPASS 25.0进行单因素方差分析（One-way ANOVA）及LSD法多重比较，并以GraphPad Prism 9.0制图。

2 结果与分析

2.1 不同去势时间从江香公猪肉质指标的比较

将不同去势时间从江香公猪的各项肉质指标进行比较分析，结果（表2）显示：C25d组的肌肉pH24h（X2）显著高于C120d组（P＜0.05，下同）。在肉色（X3）评分方面，表现为UC组和C25d组显著高于C180d组和C120d组；剪切力（X5）和肌肉脂肪含量（X10）与X3恰好相反，表现为C180d组和C120d组显著高于C25d组和UC组。肌肉水分含量（X8）表现为：C25d组＞UC组＞C180d组＞C120d组，组间差异显著；肌肉蛋白含量（X9）则表现为C120d组显著高于C180d组、C25d组和UC组。

表2 不同去势时间对从江香公猪肉质指标的影响Table 2 Effects of different castration times on meat quality indexes of Congjiang Xiang boars

2.2 从江香公猪各项肉质指标间的相关分析结果

不同去势时间从江香公猪10个肉质指标间的相关性如表3所示。其中，X3与X5间呈显著负相关，熟肉率（X7）与X8间呈显著正相关，X8与X9间呈显著负相关。由于部分肉质指标间存在相关性，因此可通过主成分分析降低肉质性状数量的影响，对不同去势时间从江香公猪肉质进行综合评分。

表3 从江香公猪各项肉质指标间的相关性Table 3 Correlation of meat quality indexes of Congjiang Xiang boars

2.3 主成分分析结果

通过对不同去势时间从江香公猪10个肉质指标进行主成分分析，得到3个主成分的特征值、贡献率及累计贡献率（表4）。按照特征值大于1.00的标准，3个主成分均被选取进行分析，其累计贡献率达100.00%，说明主成分分析信息损失量较小，运算结果真实合理。

表4 各主成分的特征值和贡献率Table 4 Eigenvalue and contribution rate of each principal component

通过公式（1）可将从江香公猪的各项肉质指标进行标准化处理（表5），然后通过因子分析得到3个主成分的载荷矩阵，再根据公式（3）得到3个主成分的特征向量（表6），最终得到3个主成分的表达式为：

表5 标准化后不同去势时间的肉质指标Table 5 Standardized meat quality indexes at different castration times

表6 主成分的特征向量Table 6 Eigenvectors of principal components

从得到的主成分表达式可看出，第一主成分（PC1）权重较大的肉质指标包括X3、X5、X8和X10，说明第一主成分越大肌肉的肉色越高、剪切力越小、肌肉水分含量越高、肌肉脂肪含量越低，即肉质颜色越鲜红，水分含量越高，保证了肉质的鲜嫩与多汁性。第二主成分（PC1）权重较大的肉质指标有X2、X4和X6，说明第二主成分越大肌肉pH越高、大理石纹得分越低、滴水损失越高，即不易形成PSE肉。第三主成分（PC1）权重较大的肉质指标包含X1、X7和X9，说明第三主成分越大肌肉的pH和熟肉率越高。

2.4 不同去势时间从江香公猪肉质综合得分

根据公式（4）及3个主成分表达式，计算得到不同去势时间从江香公猪肉质综合评分模型为F=0.669F1+0.193F2+0.138F3。然后根据表5计算出不同去势时间各主成分得分、综合得分及排名情况。如表7所示，C25d组的肉质综合排名第一，UC组排名第二，C180d组排名第三，C120d组排名最后。

表7 不同去势时间从江香公猪肉质主成分得分及综合得分Table 7 Principal component score and comprehensive score of meat quality of Congjiang Xiang boars castrated at different times

2.5 不同去势时间从江香公猪膻味物质测定结果

对不同去势时间从江香公猪脂肪、背最长肌及肝脏中的雄烯酮含量进行检测，结果（图1-A）显示，肝脏和脂肪中的雄烯酮含量差异不显著（P＞0.05，下同）；在背最长肌中，C25d组的雄烯酮含量显著低于C120d组和UC组，C180d组的雄烯酮含量也显著低于C120d组。在粪臭素含量（图1-B）方面，C25d组、C120d组、C180d组、UC组从江香公猪脂肪、背最长肌和肝脏中的粪臭素含量差异均不显著。

图1 不同去势时间从江香公猪不同组织中的膻味物质含量比较Fig.1 Taint substance contents in different tissues of Congjiang Xiang boars castrated at different times

2.6 CYP2E1基因在不同去势时间从江香公猪肝脏中的表达情况

在实时荧光定量PCR检测体系中，CYP2E1基因的熔解曲线呈单峰，无非特异性产物和引物二聚体。由图2可看出，CYP2E1基因在C120d组、C180d组和UC组从江香公猪的肝脏中均有表达，且组间差异不显著。

图2 CYP2E1基因在不同去势时间从江香公猪肝脏中的表达情况Fig.2 Expression of CYP2E1 gene in liver of Congjiang Xiang boars castrated at different times

3 讨论

肉色与猪肉风味有关。郭红霞等（2019）发现除DFD肉外，较深的肉色提示肌红蛋白含量较高，而肌红蛋白中赖氨酸比例较高，因此风味较好。本研究中，未去势与25日龄去势从江香公猪的肉色高于180日龄和120日龄去势的从江香公猪，表明早期去势或未去势的从江香猪肉风味较好。从江香公猪肌肉脂肪含量随着去势日龄的延迟其含量越高，且全公猪的肌肉脂肪含量低于去势公猪，与蔡兆伟等（2010，2013）、Huber 等（2018）的研究结果一致。dos Santos等（2021）通过比较全公猪与免疫去势公猪的肉质也得到相似结果，且发现全公猪的肌肉深度（胸腰最长肌深度）和皮下脂肪厚度均低于免疫去势公猪，推测是去势后公猪血清睾酮含量下降，而影响公猪生长及肌肉脂肪的沉积。张雄等（2019）研究发现，从江香猪（去势公猪和母猪）在2月龄时肌肉脂肪含量、多不饱和脂肪酸含量及鲜味氨基酸总量均维持在较高水平，说明此时是从江香猪肌肉风味与脂肪快速沉积的关键时期。与从江香猪脂肪沉积规律不同的是，正常饲养的荣昌猪肌肉脂肪随着生长而增加，5月龄时背肌肌肉脂肪含量较1日龄约升高3.0倍，腿肌肌肉脂肪含量约升高2.6倍（齐仁立等，2014）。张艺等（2008）的研究也证实，从江香猪的各种不饱和脂肪酸含量均高于环江香猪、剑白香猪和久仰香猪。此外，出生1周内去势的公猪屠宰率、腰部脂肪含量和背膘厚度显著提高，但剪切力降低（Li et al.，2015；Muniz et al.，2021）；在20～30日龄去势的公猪增重速度快，31～40日龄去势的公猪增重速度减慢（陈晓宏，2016）；但巫占仕等（2009）研究表明在40日龄后去势的增重效果最佳。从江香猪属于小型地方猪种，其体型小、易早熟，与中、大型猪相比，更早达到肌肉与脂肪生长高峰，能较早完成脂肪及风味物质的沉积，形成良好的肉质性状。

主成分分析能较好地解决变量间共线性的问题，当测定指标的共线性越明显，指标间的相关性越高，故基于主成分的综合分析效果越佳。目前，已有学者利用主成分分析对不同品种的猪（陈映等，2019）、牛（Lopes et al.，2020）、绵羊（张稳等，2020）、鸡（巨晓军等，2021；Tan et al.，2022）、鱼（Zhao et al.，2021）等肉质性状进行综合评价。本研究结果表明，从江香公猪肉质综合评分排序为C25d组＞UC组＞C180d组＞C120d组；不同去势时间从江香公猪肉质主成分分析得知第一主成分的方差贡献率达66.884%，主要解释肉质中的肉色、剪切力、肌肉水分含量和肌肉脂肪含量，第一主成分的增加说明肉质越嫩，颜色越鲜红，汁水越多，口感更好。

与肉质综合评分结果相似，本研究还发现香猪组织中的粪臭素含量在去势从江香公猪与未去势从江香公猪间无显著差异。杜环利等（2014）研究发现，未去势商品公猪脂肪、血清和粪便中的粪臭素含量均高于出生1周内去势的公猪，且未去势公猪血清和脂肪中的粪臭素含量呈显著正相关，与雄烯酮含量变化一致。但在本研究中，25日龄去势从江香公猪背最长肌中的雄烯酮含量显著低于120日龄去势及未去势的从江香公猪，180日龄去势从江香公猪背最长肌中的雄烯酮含量也显著低于120日龄去势从江香公猪。CYP2E1是粪臭素代谢的关键酶（Zadinová et al.，2017），已有研究证实猪CYP2E1基因表达与粪臭素积累呈负相关（Lin et al.，2006），猪肝脏中的CYP2E1基因表达水平越高其脂肪中的粪臭素含量越低（Zadinová et al.，2017）。此外，Whittington等（2004）研究发现，与未去势的梅山猪×大白猪杂种猪相比，120日龄和180日龄去势杂种猪肝脏的CYP2E1基因表达呈明显下降趋势。本研究中，CYP2E1基因在C120d组、C180d组和UC组从江香公猪肝脏中的相对表达量无显著差异，与粪臭素含量在C120d组、C180d组和UC组从江香公猪背最长肌、脂肪、肝脏间无显著差异的结论相符。由于25日龄去势从江香公猪背最长肌、脂肪中的粪臭素含量与120日龄、180日龄去势和未去势从江香公猪间无显著差异，因此未对25日龄去势从江香公猪进行CYP2E1基因表达验证。从江香猪是我国特有的小型猪种，喜食青料，自乳猪时即可宰食，无奶腥味或其他异味（申贵芳等，2021），加之饲养方式不同于普通商品猪，可能是其膻味物质含量较低的主要原因，也说明去势对猪肉膻味物质的影响存在品种差异。

4 结论

不同去势时间对从江香公猪肉色、剪切力、肌肉脂肪、肌肉水分和肌肉蛋白均存在影响，以25日龄去势的肉质综合评分最高，其次为未去势从江香公猪。此外，以25日龄去势从江香公猪背最长肌中的雄烯酮含量显著低于120日龄去势及未去势的从江香公猪。综上所述，从江香公猪25日龄去势的肉质较好，错过该时间或考虑动物福利则建议不进行去势为宜。