和玉丹，葉珊珊，沈順新，萬(wàn)培偉，黃小紅，王敏奇*

（1.江西生物科技職業(yè)學(xué)院，江西南昌 330200；2.浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310058；3.浙江安吉縣正新牧業(yè)有限公司，浙江安吉 313300）

鉻作為人和動(dòng)物體內(nèi)一種重要的微量元素，可以提高胰島素敏感性和葡萄糖耐受力[1]。許多學(xué)者針對(duì)不同化學(xué)形式的鉻源（如氯化鉻[2]、吡啶羧酸鉻[3]、蛋氨酸鉻[4]、丙酸鉻[5]）對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)、胴體組成、免疫等做了大量研究，但結(jié)果都不太一致。其原因可能與不同形式鉻的吸收利用率不同有關(guān)。

納米材料因粒徑較小，通常在1～100 nm，具有比表面積大、吸附力強(qiáng)和高化學(xué)活性的特點(diǎn)。納米粒子易穿透毛細(xì)血管被細(xì)胞吸收，并在靶器官中高效累積[6]。Li 等[7]研究結(jié)果顯示，納米鉻較其他來(lái)源的鉻有較高的吸收率，且能顯著提高日增重和日采食量，降低背膘厚。Wang 等[8]結(jié)果顯示，氯化鉻來(lái)源的納米級(jí)載鉻硅酸鹽可以提高肥育豬免疫功能。殼聚糖是一種具有抗菌、提高免疫力、調(diào)節(jié)脂肪代謝等多種生理功能的堿性多糖，它在液態(tài)介質(zhì)中可與帶負(fù)電的聚合物、大分子甚至一些聚陰離子相互作用，發(fā)生溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變易得到納米微粒。納米殼聚糖（Chitosan nanoparticles，CNP）可增加藥物的吸收作用、增加藥物的靶向性和降低藥物副作用、增強(qiáng)藥物的緩釋作用、提高藥物穩(wěn)定性的生物學(xué)效應(yīng)[9]。因此，本課題組以殼聚糖作為生物載體制備了新型納米級(jí)微量元素添加劑——載鉻納米殼聚糖（Chitosan nanoparticles loaded with chromiumions，CNP-Cr），并旨在研究3 個(gè)不同添加水平CNP-Cr 對(duì)杜×長(zhǎng)×大肥育豬生長(zhǎng)、胴體品質(zhì)和肉品質(zhì)的影響，進(jìn)一步探討CNP-Cr 對(duì)機(jī)體糖、蛋白和脂肪代謝的影響，為深入研究其作用機(jī)理奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 水溶性殼聚糖（浙江金殼藥業(yè)有限公司）脫乙酰度90%，分子量為5 000 u 左右。載鉻納米殼聚糖（平均粒徑約為90 nm）的制備方法參照王敏奇[10]的專利方法并做適當(dāng)修改。

先將殼聚糖溶解到0.5%（v/v）乙酸得到1%（w/v）的殼聚糖溶液。將pH 調(diào)到3.5。在室溫下攪拌1 h，攪拌過(guò)程中加入200 mg/L CrCl3溶液，得到殼聚糖與CrCl3比例為47:3 的懸浮液，將pH 調(diào)至6.5，攪拌5 h，將混合物在室溫下12 000×g 離心，純化獲得CNP-Cr。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)日糧 選擇120 頭體況良好、平均體重為65 kg 左右的杜×長(zhǎng)×大三元雜交豬，隨機(jī)分成4 組，每組3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10 頭豬，公母各半。4組分別飼喂以 CNP-Cr 形式添加的含鉻0（對(duì)照組）、100、200、400 μg/kg 的飼糧，基礎(chǔ)飼糧參考美國(guó)NRC（2012）肥育豬營(yíng)養(yǎng)需要配制，養(yǎng)分含量滿足或高于肥育豬營(yíng)養(yǎng)需要[11]，飼糧配方及主要營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。全程自由采食和飲水，飼養(yǎng)管理按常規(guī)進(jìn)行。預(yù)試期5 d，正試期35 d。

表1 基礎(chǔ)飼糧配方及其營(yíng)養(yǎng)成分（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 生長(zhǎng)性能 試驗(yàn)期間每天記錄飼料消耗量。試驗(yàn)結(jié)束后，停飼12 h 后稱重，計(jì)算各組的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和耗料增重比（F/G）。

1.3.2 血清生化指標(biāo) 飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，從各試驗(yàn)組中選取體重接近的試驗(yàn)豬各6 頭（公母各半），共24 頭。自由飲水，禁食12 h，宰前稱重。前腔靜脈采血 10 mL于促凝管中，靜置析出血清，吸取血清于離心管中，2 000 r/min 離心10 min，吸取上層血清到Eppendorf管中，置-20℃低溫保存，待分析用。血清中總蛋白、甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白、游離脂肪酸、尿素氮、葡萄糖、脂肪酶含量使用Olympus AU5400 全自動(dòng)生化分析儀進(jìn)行測(cè)定，試劑盒來(lái)自廈門慧嘉生物科技有限公司。

1.3.3 胴體性狀及肉品質(zhì) 按常規(guī)屠宰方法進(jìn)行胴體分割，計(jì)算屠宰率（屠宰率=胴體重/活體重×100%）、瘦肉率（瘦肉率=肌肉重/胴體重×100%）、脂肪率（脂肪率=脂肪重/胴體重×100%）、骨骼率（骨骼率=骨骼重/胴體重×100%）和皮膚率（皮膚率=皮膚重/胴體重×100%），并測(cè)定 P2 點(diǎn)背膘厚度和眼肌面積。在第九肋骨切取厚度約2.5 cm 的背最長(zhǎng)肌，用Hunter 色差計(jì)測(cè)定Hunter L、Hunter a、Hunter b 值，pH 計(jì)測(cè)定pH45min，并檢測(cè)肌肉的24 h 滴水損失和肌紅蛋白含量。

1.3.4 皮下脂肪組織酶活性 于第十肋骨處取約50 g 皮下脂肪組織浸液氮轉(zhuǎn)移至-70℃保存，采用酶聯(lián)免疫分析法測(cè)定皮下脂肪組織中蘋果酸脫氫酶（MDH）、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G-6-PDH）、異檸檬酸脫氫酶（ICDH）活性、脂肪酸合成酶（FAS）和激素敏感脂肪酶（HSL）活性，試劑盒均為廈門慧嘉生物科技有限公司產(chǎn)品。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)處理和分析采用SAS8.0 統(tǒng)計(jì)軟件（SAS，USA）的廣義線性模型（Generalized Linear Model，GLM）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用正交多項(xiàng)式來(lái)確定飼糧中添加不同水平CNP-Cr 對(duì)肥育豬的線性和二次效應(yīng)，以P<0.05 為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)結(jié)果采用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤（SEM）表示。

2 結(jié)果

2.1 添加CNP-Cr 對(duì)肥育豬生長(zhǎng)性能的影響 表2 顯示，與對(duì)照組相比，飼糧中添加不同劑量的CNP-Cr 對(duì)肥育豬生長(zhǎng)性能未產(chǎn)生顯著影響。

表2 飼糧添加CNP-Cr 對(duì)肥育豬生長(zhǎng)性能的影響

2.2 添加CNP-Cr 對(duì)肥育豬胴體品質(zhì)和肉品質(zhì)的影響表3 顯示，與對(duì)照組相比，不同劑量CNP-Cr 組提高了肥育豬的瘦肉率，其中200 μg/kg CNP-Cr 組瘦肉率提高8.23%（P<0.05），且隨著CNP-Cr 添加劑量提高呈線性上升，且呈二次升高（P<0.05）。3 個(gè)添加組脂肪率和背膘厚均低于對(duì)照組（P<0.05）。200、400 μg/kg CNP-Cr 組眼肌面積較對(duì)照組分別提高了24.39% 和22.52%（P<0.05），隨著CNP-Cr 水平提高均呈線性及二次變化（P<0.05）。瘦肉率、脂肪率、眼肌面積和背膘厚在不同CNP-Cr 劑量組間無(wú)顯著差異。

表3 飼糧添加CNP-Cr 對(duì)肥育豬胴體品質(zhì)和肉質(zhì)的影響

飼糧中添加不同劑量CNP-Cr 會(huì)降低肥育豬背最長(zhǎng)肌的滴水損失，其中200、400 μg/kg CNP-Cr 組低于對(duì)照組（P<0.05），隨著CNP-Cr 添加劑量提高呈線性下降和二次降低（P<0.05）。背最長(zhǎng)肌的45 min 的pH、Hunter a、Hunter b 未見(jiàn)顯著變化。飼糧中添加200、400 μg/kg CNP-Cr 提高了背最長(zhǎng)肌中肌紅蛋白含量（P<0.05），且隨著CNP-Cr 添加劑量提高呈線性上升（P<0.05）。

2.3 添加CNP-Cr 對(duì)肥育豬血清生化指標(biāo)的影響 表4顯示，200、400 μg/kg CNP-Cr 組血清葡萄糖水平較對(duì)照組分別降低了19.38%和16.86%（P<0.05），隨著CNP-Cr 添加劑量升高呈線性下降和二次降低（P<0.05）；200 μg/kg CNP-Cr 組血清總蛋白含量高于其他三組（P<0.05），隨著CNP-Cr 添加劑量升高呈線性升高和二次變化（P<0.05）。CNP-Cr 組血清游離脂肪酸含量分別較對(duì)照組提高69.23%、169.23%和53.57%（P<0.05），且200 μg/kg CNP-Cr 組高于100、400μg/kg CNP-Cr 組（P<0.05）。另外，不同劑量CNP-Cr 組血清脂肪酶活性較對(duì)照組均有升高，其中200、400 μg/kg CNP-Cr 組與對(duì)照組差異顯著，血清游離脂肪酸含量和脂肪酶活性均隨著CNP-Cr 添加劑量升高呈線性升高和二次變化（P<0.05）。飼糧添加CNP-Cr 對(duì)肥育豬血清中尿素氮、高密度脂蛋白、甘油三酯、總膽固醇的含量和堿性磷酸酶活性沒(méi)有顯著影響。

表4 飼糧添加CNP-Cr 對(duì)肥育豬血清生化指標(biāo)的影響

2.4 添加CNP-Cr 對(duì)肥育豬皮下脂肪組織酶活性的影響由表5 可見(jiàn)，MDH 活性較對(duì)照組有不同程度下降，100 μg/kg CNP-Cr 較對(duì)照組降低了16.06%（P<0.05），隨著劑量升高呈線性下降（P<0.05）。添加不同劑量CNP-Cr 對(duì)G-6-PDH 和ICDH 活性無(wú)顯著影響。CNPCr 組肥育豬皮下脂肪組織中FAS 活性較對(duì)照組均下降（P<0.05），而HSL 活性提高（P<0.05），且均隨著劑量升高呈現(xiàn)線性和二次變化（P<0.05）。

表5 CNP-Cr 對(duì)肥育豬皮下脂肪組織中相關(guān)酶活性的影響

3 討 論

3.1 CNP-Cr 對(duì)肥育豬生長(zhǎng)性能的影響 美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)對(duì)公開(kāi)發(fā)表的鉻影響豬生長(zhǎng)性能的31 個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)11 個(gè)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)豬生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，8 個(gè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)顯著改善了飼料轉(zhuǎn)化效率[12]。本試驗(yàn)中CNPCr 對(duì)豬日增重和日采食量以及飼料轉(zhuǎn)化效率均無(wú)顯著影響，此結(jié)果與 Untea 等[13]的結(jié)果相似。而Hung 等[14]的結(jié)果顯示納米吡啶羧酸鉻顯著提高了肥育豬的日采食量，對(duì)日增重和日采食量無(wú)顯著影響。Li 等[15]添加納米吡啶鉻顯著提高了肥育豬的日增重和日采食量，提高了飼料轉(zhuǎn)化效率。結(jié)果不一致產(chǎn)生的原因可能與納米級(jí)鉻的化學(xué)形式不同以及試驗(yàn)開(kāi)展的季節(jié)不同有關(guān)。

3.2 CNP-Cr 對(duì)肥育豬胴體品質(zhì)和肉品質(zhì)的影響Lindemann 等[16]對(duì)關(guān)于吡啶羧酸鉻研究的統(tǒng)計(jì)分析中，17 次試驗(yàn)中有14 次證明可以增大肥育豬眼肌面積，23 次試驗(yàn)中有19 次表明添加鉻可以降低背膘厚。Sales等[17]對(duì)35 個(gè)研究結(jié)果的Mete 分析結(jié)果也顯示，鉻能顯著降低第10 肋骨處的背膘厚，顯著提高胴體瘦肉率和眼肌面積。本試驗(yàn)中，添加CNP-Cr 顯著降低了脂肪率和背膘厚，瘦肉率和眼肌面積顯著提高，此結(jié)果與CNP-Cr 降低脂肪率、提高瘦肉率的結(jié)果相一致。本試驗(yàn)測(cè)定了背最長(zhǎng)肌的相關(guān)肉品質(zhì)指標(biāo)，結(jié)果顯示200、400 μg/kg CNP-Cr 組24 h 滴水損失顯著降低，pH45min有二次線性升高趨勢(shì)。Tian 等[18]研究結(jié)果也表明，添加蛋氨酸鉻可降低肥育豬肌肉的24 h 滴水損失和提高pH24h。本研究中，CNP-Cr 組肌肉中肌紅蛋白含量呈線性顯著升高，但Hunter L、Hunter a、Hunter b 值并無(wú)顯著變化。因此，筆者認(rèn)為鉻在納米化處理后對(duì)肉色的改善作用不顯著。

3.3 CNP-Cr 對(duì)肥育豬血清生化指標(biāo)和脂肪酶活性的影響 本研究中血清分析結(jié)果顯示，添加CNP-Cr 使血清中葡萄糖水平下降，而總蛋白、游離脂肪酸和脂肪酶的水平升高。Li 等[15]和Hung 等[14]研究結(jié)果則顯示，鉻降低了血清中游離脂肪酸的水平。而Hung 等[19]和Mayorga 等[20]研究結(jié)果顯示，添加鉻對(duì)血清中葡萄糖和游離脂肪酸的水平?jīng)]有顯著影響。各研究結(jié)果不一致可能與鉻的添加形式、添加劑量以及環(huán)境溫度不同有關(guān)。對(duì)皮下脂肪中脂肪代謝相關(guān)酶的活性檢測(cè)結(jié)果進(jìn)一步顯示，脂肪合成相關(guān)酶（如MDH 和FAS）顯著下降，而與脂肪分解相關(guān)的HSL 活性則顯著升高，揭示了添加CNP-Cr 可以增強(qiáng)脂肪的分解代謝，降低合成代謝。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，添加CNP-Cr 可通過(guò)影響葡萄糖水平、脂肪的合成與分解代謝，從而降低肥育豬胴體脂肪率，提高瘦肉率，并能降低滴水損失，改善肉品質(zhì)，且以200 μg/kg 添加劑量效果最佳。