李永明 門小明 陶 新 周永學 馮尚連 華衛(wèi)東 徐子偉

(浙江省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，杭州310021)

隨著生活水平的提高和健康意識的增強，消費者對豬肉品質(zhì)提出了更高的要求。氧化應激是導致畜禽肉品質(zhì)量下降的重要因素，其主要通過破壞肌肉細胞膜的結(jié)構與功能[1]、抑制鈣蛋白酶活性[2]、促進肌原纖維蛋白氧化并交聯(lián)與聚集[3-4]以及促進氧合肌紅蛋白氧化為高鐵肌紅蛋白等途徑，影響系水力、嫩度和肉色等肉質(zhì)指標。飼糧添加五味子、肌肽、維生素E、白藜蘆醇和番茄渣等功能性飼料或添加劑，能夠提高肌肉的抗氧化能力，改善畜禽肉品質(zhì)[5-8]。牛磺酸是一種含硫非蛋白氨基酸，廣泛分布于動物性產(chǎn)品中，具有抗氧化、調(diào)節(jié)免疫、抗細胞凋亡和促進膽汁合成分泌等多種生物學功能。研究表明，?；撬崮芫徑庥筛咧暭Z、重金屬鉛鎘、過量錳暴露、四氯化碳、敵草快、百草枯、乳房鏈球菌、脂多糖及高強度運動等多種因素誘導的動物組織臟器或細胞的氧化應激損傷[9-18]?；谘趸瘧づc肉質(zhì)的關聯(lián)以及?；撬岬目寡趸饔?，推測牛磺酸能改善豬肉品質(zhì)，但目前鮮見報道，值得探索。因此，本試驗旨在研究飼糧中添加?；撬釋τ守i生長性能、肌肉品質(zhì)、機體抗氧化功能和肌肉能量代謝等的影響，為其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的推廣應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用?；撬豳徸员本┠成锟萍加邢薰?，純度>96.8%。

1.2 試驗設計及飼養(yǎng)管理

試驗選取體重為78 kg左右的“杜長大”育肥豬48頭，按照隨機區(qū)組設計分為2組，每組4個重復，每個重復6頭豬。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組在基礎飼糧中添加2 000 mg/kg?；撬??；A飼糧參照NRC(2012)和我國《豬飼養(yǎng)標準》(NY/T 65—2004)生長育肥豬營養(yǎng)需要配制，并加工成顆粒飼料，其組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗期39 d。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)

飼養(yǎng)試驗在安吉綠嘉園牧業(yè)有限公司進行。試驗豬舍為半敞開式建筑，水泥實體地面，舍內(nèi)自然通風。試驗期間豬只自由采食、自由飲水。豬舍定期消毒，每日清掃圈舍2次，保持舍內(nèi)清潔。免疫程序按照豬場常規(guī)進行。

1.3 樣品采集及指標測定

1.3.1 生長性能

分別于試驗開始和結(jié)束當天08:00對所有試驗豬逐頭進行空腹稱重；記錄每欄育肥豬的采食量，計算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。

1.3.2 肌肉品質(zhì)

試驗結(jié)束后，每個重復選取2頭豬，按照常規(guī)程序電擊屠宰，剝離左側(cè)胴體的整條背最長肌用于肌肉品質(zhì)的測定。

背最長肌pH、肉色和系水力參照《豬肌肉品質(zhì)測定技術規(guī)范》(NY/T 821—2004)測定。其中，pH測定采用HANNA肉品專用pH計，肉色測定采用美能達CR-410色彩色差計，系水力(壓力法，壓榨損失)測定采用哈爾濱量具刃具廠壓力儀。每個肉樣測定3個平行樣。

剪切力的測定參照門小明[19]的方法，取腰椎段背最長肌，順著肌纖維走向切成1 cm×1 cm×4 cm肉樣，采用C-LM3型數(shù)顯式肌肉嫩度儀(東北農(nóng)業(yè)大學)測定剪切力，每個肉樣測定6個平行樣。

1.3.3 血清抗氧化指標

試驗結(jié)束時，每組選取12頭育肥豬前腔靜脈采血，3 000 r/min離心10 min，分離血清，置于-20 ℃保存，用于測定超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和還原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、丙二醛(MDA)含量以及總抗氧化能力(T-AOC)。以上指標均采用北京華英生物技術研究所提供的試劑盒測定。

1.3.4 肝臟抗氧化指標

試驗豬屠宰后取肝臟樣品20 g于凍存管中，液氮保存，用于測定SOD、CAT、GSH-Px活性和GSH、GSSG、MDA含量以及T-AOC。上述指標均采用北京華英生物技術研究所提供的試劑盒測定。

1.3.5 肌肉生化指標

試驗豬屠宰后取左側(cè)胴體背最長肌樣品20 g于凍存管中，液氮保存，用于測定SOD、CAT、GSH-Px、琥珀酸脫氫酶(SDH)、蘋果酸脫氫酶(MDH)、肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)活性和肌紅蛋白、GSH、GSSG、硫代巴比妥酸反應物(TBARS)含量以及T-AOC等。肌紅蛋白含量參照Krzywicki[20]的分析方法測定，其余指標采用北京華英生物技術研究所提供的試劑盒測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

所有數(shù)據(jù)以“平均值±標準差”形式表示，采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件的t檢驗程序?qū)υ囼灲M和對照組各項指標進行差異顯著性分析，設定P<0.05為差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 ?；撬釋τ守i生長性能的影響

由表2可知，試驗組育肥豬初始體重與對照組相比無顯著差異(P>0.05)；試驗組終末體重和ADG顯著高于對照組(P<0.05)，分別提高了2.98%和8.11%；試驗組ADFI高于對照組，F(xiàn)/G低于對照組，但均無顯著差異(P>0.05)。

表2 ?；撬釋τ守i生長性能的影響

2.2 ?；撬釋τ守i肌肉品質(zhì)的影響

由表3可知，與對照組相比，飼糧添加2 000 mg/kg?；撬崮茱@著提高育肥豬背最長肌pH45 min、肌紅蛋白含量和肉色紅度(a*)值(P<0.05)，但對背最長肌pH24 h、滴水損失、壓榨損失、剪切力、肉色黃度(b*)值和亮度(L*)值等肉品質(zhì)指標均無顯著影響(P>0.05)。

表3 牛磺酸對育肥豬肉品質(zhì)的影響

2.3 ?；撬釋τ守i抗氧化功能的影響

由表4可知，對照組和試驗組育肥豬血清SOD、CAT、GSH-Px活性和GSH、GSSG、MDA含量以及T-AOC等抗氧化指標均無顯著差異(P>0.05)。

表4 牛磺酸對育肥豬血清抗氧化指標的影響

由表5可知，對照組和試驗組育肥豬背最長肌SOD、CAT、GSH-Px活性和GSH、GSSG、TBARS含量以及T-AOC等抗氧化指標均無顯著差異(P>0.05)。

表5 牛磺酸對育肥豬背最長肌抗氧化指標的影響

由表6可知，與對照組相比，飼糧添加2 000 mg/kg?；撬崮茱@著提高育肥豬肝臟T-AOC(P<0.05)，顯著降低肝臟MDA含量(P<0.05)，但對肝臟SOD、CAT、GSH-Px活性和GSH、GSSG含量均無顯著影響(P>0.05)。

表6 ?；撬釋τ守i肝臟抗氧化指標的影響

2.4 ?；撬釋τ守i背最長肌能量代謝的影響

由表7可知，與對照組相比，飼糧添加2 000 mg/kg?；撬崾褂守i背最長肌有氧代謝關鍵酶SDH、MDH和磷酸原系統(tǒng)關鍵酶CK活性分別提高了111.03%、34.13%和48.02%(P<0.05)，糖酵解供能途徑關鍵酶LDH活性下降了21.84%(P<0.05)。

表7 ?；撬釋τ守i背最長肌能量代謝關鍵酶活性的影響

3 討 論

3.1 ?；撬釋τ守i生長性能的影響

本試驗為闡明牛磺酸對豬肉品質(zhì)是否有改善作用，特地選擇在實際生產(chǎn)中PSE豬肉發(fā)生比例高、肉質(zhì)問題嚴重的夏天高溫季節(jié)進行。試驗期間，舍內(nèi)白天最高溫度達38 ℃，已超過育肥豬環(huán)境溫度臨界范圍上限值，試驗豬處于慢性熱應激狀態(tài)。熱應激會顯著降低生長肥育豬的ADFI、ADG，提高F/G[21]。?；撬崾侵袠幸种菩陨窠?jīng)遞質(zhì)或調(diào)質(zhì)，能調(diào)節(jié)神經(jīng)組織興奮性[22]；具有解熱作用，可降低動物正常體溫和細菌內(nèi)毒素、酵母等引起的發(fā)熱[22-23]；可在肝臟中與膽酸結(jié)合形成?；悄懰?，促進脂肪乳化，提高脂肪酶活性，協(xié)助脂肪及其他脂溶性物質(zhì)的消化吸收；能改善腸黏膜形態(tài)結(jié)構，提高腸黏膜和內(nèi)容物消化酶活性，促進養(yǎng)分消化吸收[24-26]。基于上述生物學作用，推測?；撬嵊型纳聘邷丶竟?jié)熱應激條件下豬的生產(chǎn)性能。本試驗參考前人有關仔豬的研究結(jié)果[24,27-28]，在育肥豬飼糧中添加2 000 mg/kg?；撬?，發(fā)現(xiàn)其能顯著提高ADG，并有改善ADFI、降低F/G的趨勢，基本符合試驗預期，并與前人在家禽上的研究結(jié)果[29-30]相似，但與在育肥豬上的研究報道[31]不一致。王勝林等[31]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加400 mg/kg牛磺酸對熱應激育肥豬的ADFI、ADG和F/G均無顯著影響，可能與其添加量偏低有關，目前文獻報道的動物飼料中?；撬岬奶砑恿炕径汲^此值。

3.2 ?；撬釋τ守i抗氧化功能的影響

動物在新陳代謝過程中不斷地產(chǎn)生自由基。機體依靠酶類和非酶類抗氧化物質(zhì)的協(xié)同作用清除自由基，避免其過量積聚對動物的危害。SOD、CAT和GSH-Px是主要的抗氧化酶。GSH是細胞內(nèi)重要的非酶類抗氧化劑。T-AOC是衡量機體抗氧化酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)清除自由基能力的綜合性指標。MDA和TBARS含量均是衡量機體脂質(zhì)過氧化嚴重程度的指標，并可間接反映細胞氧化損傷的程度?？寡趸饔檬桥；撬嵩隗w內(nèi)最重要的生理功能之一，其機制與?；撬岱肿又械陌被脱趸瘎┙Y(jié)合阻斷自由基鏈式反應[32]、提高線粒體電子傳遞鏈功能阻止電子轉(zhuǎn)移至氧氣(O2)減少活性氧(ROS)生成[33]、激活Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關蛋白1-核因子E2相關因子2-抗氧化反應元件(Keap1-Nrf2-ARE)信號通路上調(diào)抗氧化基因表達[15]等因素有關。本試驗中，飼糧中添加牛磺酸顯著提高了育肥豬肝臟T-AOC，降低了肝臟MDA含量，而對血清、肌肉的SOD、CAT、GSH-Px活性和MDA、GSH、GSSG、TBARS含量以及T-AOC等抗氧化指標均無顯著影響，這表明?；撬崮芮宄闻K自由基，增強其抗氧化能力，但在本試驗條件下不能保護血液和肌肉免受氧化應激損傷，這與前人的研究結(jié)果[10,34-35]相似。肝臟是機體物質(zhì)代謝的中樞，也是體內(nèi)最大的解毒器官，其功能狀況直接影響動物健康和生長。由于在解毒和養(yǎng)分代謝過程中會產(chǎn)生大量的自由基，肝臟是被自由基侵犯最嚴重的臟器之一。本試驗中，?；撬崮軌蛱岣吒闻K抗氧化能力，緩解氧化應激造成的組織損傷，可能是其改善育肥豬生長性能的機制之一。

3.3 ?；撬釋τ守i肌肉能量代謝的影響

動物肌肉活動的能量主要由磷酸原系統(tǒng)、糖酵解系統(tǒng)和有氧代謝系統(tǒng)等三大供能系統(tǒng)提供[36]。CK能可逆地催化磷酸肌酸的合成和分解反應，其活性是評估磷酸原系統(tǒng)供能能力的重要指標[36]。LDH控制著糖酵解途徑產(chǎn)生高能磷酸化合物的反應節(jié)奏，其活性反映了肌肉糖酵解的活躍程度[37]。SDH和MDH均是參與線粒體三羧酸循環(huán)的關鍵酶，其活性反映了肌肉的有氧代謝能力[38-39]。本研究中，飼糧中添加?；撬岬脑囼灲M育肥豬背最長肌CK、SDH、MDH活性均顯著提高，背最長肌LDH活性顯著降低，提示?；撬釋τ守i肌肉的能量代謝特性有顯著影響，能增強肌肉的有氧代謝能力，降低糖酵解代謝能力，提升磷酸原系統(tǒng)供能水平。

肌肉的能量代謝特征反映了其肌纖維類型組成的差異。根據(jù)肌球蛋白重鏈亞基蛋白及mRNA表達，成年哺乳動物骨骼肌纖維可分為Ⅰ(慢收縮氧化型)、Ⅱa(快收縮氧化型)、Ⅱx(中間型)和Ⅱb(快收縮酵解型)4種不同類型[40]，并可遵循“Ⅰ?Ⅱa?Ⅱx?Ⅱb”的規(guī)律互相轉(zhuǎn)化。He等[41]發(fā)現(xiàn)，骨骼?、裥图±w維的SDH活性最高，Ⅱa次之，Ⅱb型肌纖維最低。門小明[19]研究發(fā)現(xiàn)，豬背最長?、裥图±w維含量及組成比例與SDH、MDH活性顯著正相關。張睢揚等[42]報道，兔膈肌經(jīng)慢性低頻電刺激后，隨著Ⅰ型肌纖維增加、Ⅱb型肌纖維減少，有氧代謝酶SDH和MDH活性升高，糖酵解酶LDH活性降低，慢性高頻電刺激后出現(xiàn)完全相反的變化。羅玉龍等[43]在灘羊飼糧中添加α-硫辛酸，股二頭肌ⅡA(相當于Ⅱa)型肌纖維比例增加，ⅡB(相當于Ⅱx+Ⅱb)型肌纖維比例減少，相應地有氧代謝酶SDH活性提高，糖酵解酶LDH活性降低。SDH作為反映有氧代謝能力的關鍵酶，被廣泛用于肌纖維的分型染色[44-45]?；谏鲜瞿芰看x關鍵酶活性和肌纖維類型之間的關系，本研究中試驗組育肥豬背最長肌有氧代謝酶和糖酵解酶活性的協(xié)同性變化，推測與牛磺酸促進肌纖維類型由酵解型(Ⅱx、Ⅱb)向氧化型(Ⅰ、Ⅱa)轉(zhuǎn)化或快氧化型(Ⅱa)向慢氧化型(Ⅰ)轉(zhuǎn)化有關。類似現(xiàn)象在其他動物已有報道，徐蘇微等[46]發(fā)現(xiàn)飼糧中添加5 000 mg/kg?；撬峥赏ㄟ^鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶-活化T細胞核因子(CaN-NFAT)信號通路，促進肉雞腿肌肌纖維由Ⅱb型向Ⅰ型轉(zhuǎn)化。?；撬釋ωi肌纖維類型組成的影響及其機制有待深入研究。

3.4 ?；撬釋τ守i肉品質(zhì)的影響

豬肌肉品質(zhì)評價指標主要包括pH、系水力、嫩度和肉色等。本試驗在育肥豬飼糧中添加2 000 mg/kg?；撬幔@著提高了背最長肌pH45 min和肉色a*值，提示?；撬釋ωi肌肉品質(zhì)有改善作用。目前鮮有關于?；撬釋ωi肌肉品質(zhì)影響的研究，但在家禽營養(yǎng)領域可見與本試驗結(jié)果類似的報道。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加5 000 mg/kg?；撬崮軌蝻@著緩解慢性熱應激導致的肉雞胸肌pH45 min下降[47]，顯著提高正常飼養(yǎng)條件下肉雞腿肌pH45 min[46]和胸肌pH45 min、肉色a*值[48]。正常情況下，動物活體肌肉的pH保持中性。屠宰后，由于氧氣供應中斷，肌肉的有氧代謝活動終止，磷酸原系統(tǒng)率先啟動為肌肉收縮提供能量，當磷酸肌酸被消耗至一定程度后開始激活無氧糖酵解過程提供ATP。因糖酵解產(chǎn)生的乳酸不能通過血液循環(huán)被清除而在局部大量堆積，導致宰后肌肉pH下降。綜合前述?；撬釋∪饽芰看x的影響分析，本試驗飼糧中添加牛磺酸可能通過2條途徑提高宰后肌肉pH：1)上調(diào)肌肉CK活性，提升磷酸肌酸形式的能量儲備，增強磷酸原系統(tǒng)的供能能力，延遲糖酵解系統(tǒng)的啟動時間；2)下調(diào)肌肉LDH活性，降低糖酵解反應速度，減少乳酸產(chǎn)生。

肉色主要受肌紅蛋白含量及其氧化還原狀態(tài)和光線反射的影響，肌肉中肌紅蛋白含量越高，顏色越深。肌紅蛋白在肌肉中以脫氧肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白3種狀態(tài)存在，三者的比例影響肌肉的顏色[49]。當光線照射到豬肉表面時，被反射回來的光線越多，肌肉表現(xiàn)越蒼白。反射光線的強弱與豬肉表面水分含量呈正比。本試驗中，牛磺酸對育肥豬背最長肌的抗氧化能力和滴水損失均無顯著影響，因此牛磺酸不可能通過改變肌紅蛋白的氧化還原狀態(tài)或光線反射而影響肉色。由于氧化型肌纖維的能量供應以有氧代謝為主，肌紅蛋白較多；而酵解型肌纖維能量供應主要依靠糖酵解，肌紅蛋白含量較少。肌纖維類型從Ⅰ→Ⅱa→Ⅱx→Ⅱb，肌紅蛋白含量逐漸減少[50]。根據(jù)前述?；撬釋δ芰看x及肌纖維類型的影響分析，本試驗中?；撬峥赡芡ㄟ^促進肌纖維由酵解型(Ⅱx、Ⅱb)向氧化型(Ⅰ、Ⅱa)轉(zhuǎn)化或快氧化型(Ⅱa)向慢氧化型(Ⅰ)轉(zhuǎn)化提高肌肉肌紅蛋白含量進而改善肉色。

4 結(jié) 論

飼糧添加2 000 mg/kg?；撬崮茱@著改善育肥豬肝臟抗氧化能力，調(diào)節(jié)肌肉能量代謝關鍵酶活性，改善生長性能和肉品質(zhì)。