吡啶甲酸鉻對飼喂不同脂肪水平日糧育肥豬胴體特性和胰島素敏感性的影響

郝子悅，陶 勇，原新廷，鄧茂剛

（1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇泰州 225300；2.江蘇蘇姜種豬有限公司，江蘇泰州 225411；3.山東益生種畜禽股份有限公司，山東煙臺 265600）

鉻是一種重要的微量元素，在碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)代謝及增強胰島素功能方面起關(guān)鍵作用。然而，鉻的吸收率較低，其中腸道只能吸收0.5%～3%的無機鉻，盡管有機鉻的吸收率比無機鉻高，但吸收率也只有10%～25%（Ducros，1992）。影響腸道對飼料的吸收有幾個因素，如顆粒大小、聚合物性質(zhì)、電勢等。有研究表明，納米級鉻的吸收率較普通吡啶甲酸鉻和三氯化鉻高（Lien等，2009）。不同電性的納米粒子由于具有磁性、機械性和生物性，其尺寸減小，表面積增大，在各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究中發(fā)現(xiàn)，在胃腸道吸收率比天然化合物好（Hussain等，2001）。此外，由于納米粒子體積小，可以進入小毛細(xì)血管被細(xì)胞吸收，如100 nm粒度的粒子較1μm粒子在腸道組織吸收率提高15～250倍（Sahoo和Labhasetwar，2003）。有相關(guān)研究表明，日糧添加鉻可以提高動物生長和屠宰性能，改善肉品質(zhì)和繁殖性能（Shelton等，2003）。Kim 等（2004）研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，鉻可以提高胰島素敏感性和葡萄糖耐受力。高脂肪飼料是提高日糧能量的一種方式，但同時也會提高豬脂肪沉積量，對全身和周圍組織胰島素有抑制作用（Sabin等，2011），同時高脂日糧也會使鉻的排泄量及肝臟脂肪含量升高。因此，日糧脂肪水平可能會影響鉻對葡萄糖代謝的影響。本試驗旨在研究不同脂肪水平日糧中添加不同粒度吡啶甲酸鉻對育肥豬生長性能、胴體特性及胰島素敏感性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計 試驗采用2×4多因素方差設(shè)計，共有2個脂肪水平（低脂和高脂），4個不同粒度吡啶甲酸鉻水平（0 mg/kg，400 mg/kg粒度為320 μm，15 μm和50 nm的吡啶甲酸鉻）。試驗日糧原料組成及營養(yǎng)水平見表1。選擇平均體重為（51.8±3.45）kg的三元豬768頭，隨機分為8組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)24頭豬，試驗共開展42 d。

表1 試驗日糧原料組成及營養(yǎng)水平 kg/t

1.2 測定指標(biāo) 試驗期間每周統(tǒng)計一次飼料用量，試驗結(jié)束后按照重復(fù)對豬只進行稱重，計算試驗期間豬只平均日采食量、平均日增重和料比。豬只屠宰前禁食12 h，頸動脈采血10 mL，樣品置冰上1 h后1500 g離心15 min，分離血漿，-20℃保存。血漿樣品采用試劑盒法分析葡萄糖、胰島素和甘油三酯含量。非酯化脂肪酸（NEFA，noesterified fatty acids），定量胰島素敏感性檢測指標(biāo)（QICK，quantitative insulin-sensitivity check index）以及穩(wěn)態(tài)模型參考Katz等（2000）的方法分析。豬只用CO2窒息處死，屠宰后稱量胴體重，計算屠宰率，測定P2點背膘厚度和肌肉深度。

1.3 統(tǒng)計分析 采用SPSS軟件Muti-ANOVA多因素方差分析試驗數(shù)據(jù)，日糧脂肪水平和不同粒度吡啶甲酸鉻是試驗主因素，采用Tukey法進行多重比較，同時研究日糧脂肪水平和不同粒度吡啶甲酸鉻對各指標(biāo)的交互作用，試驗結(jié)果以均值表示，P＜0.05表示組間存在顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同脂肪水平日糧添加不同粒徑吡啶甲酸鉻對育肥豬生長性能的影響 由表2結(jié)果可知，日糧添加吡啶甲酸鉻較對照組顯著提高了試驗21 d肥豬的日增重（P＜0.05），但不同粒度吡啶甲酸鉻組對該日齡豬只日增重?zé)o顯著影響（P＞0.05）；同時高脂日糧較低脂日糧顯著提高了該階段日增重（P＜0.05），吡啶甲酸鉻組較對照組以及高脂日糧較低脂日糧均有降低該階段豬只料比的趨勢（P=0.08，P=0.07）。日糧添加吡啶甲酸鉻或日糧脂肪水平對整個試驗階段日增重和料比均無顯著影響（P＞0.05），同時對試驗各階段采食量也無顯著影響（P＞0.05）。

2.2 不同脂肪水平日糧添加不同粒徑吡啶甲酸鉻對育肥豬胴體特性的影響 由表3可知，日糧脂肪水平對豬只末重?zé)o顯著影響（P＞0.05），而日糧添加不同粒徑吡啶甲酸鉻較對照組有提高末重的趨勢（P=0.08），但不同粒徑吡啶甲酸鉻組對末重?zé)o顯著影響（P＞0.05）。微米級和納米級吡啶甲酸鉻組較普通粒度吡啶甲酸鉻組有提高屠體重的趨勢（P=0.06）。日糧添加不同粒徑吡啶甲酸鉻顯著提高了肥豬的屠宰率（P＜0.05），但日糧脂肪水平對屠宰率無顯著影響（P＞0.05）。吡啶甲酸鉻組較對照組顯著降低了背膘厚度（P＜0.05），但日糧脂肪水平對該指標(biāo)無顯著影響（P＞0.05）。不同粒徑吡啶甲酸鉻顯著提高了腰肌深度（P＜0.05），但脂肪水平對腰肌深度無顯著影響（P＞0.05）。日糧添加吡啶甲酸鉻和脂肪水平對腰肌深度的影響具有顯著交互作用（P＜0.05），其中添加吡啶甲酸鉻的高脂日糧較其他組顯著提高了腰肌深度（P＜0.05）。

2.3 不同脂肪水平日糧添加不同粒徑吡啶甲酸鉻對育肥豬血漿代謝產(chǎn)物和胰島素敏感性的影

表2 不同脂肪水平日糧添加吡啶甲酸鉻對育肥豬生長性能的影響

項目 低脂 脂肪水平 P值 吡啶甲酸鉻粒徑 SEM P值高脂 SEM 對照 普通 μm nm末重/kg 91.1 90.6 0.97 0.70 89.2 90.2 92.5 91.4 1.12 0.08屠體重/kg 67.3 67.7 0.75 0.65 65.3 66.6 69.0 69.0 0.88 0.03屠宰率/% 74.2 74.6 0.89 0.70 72.6 74.4 75.0 75.5 1.03 0.03背膘厚度/mm 7.7 7.6 0.21 0.36 8.2 7.7 7.4 7.3 0.24 0.01肌肉深度/mm 51.8 51.0 0.98 0.45 49.3 52.6 50.6 53.2 1.13 0.02

表4 不同脂肪水平日糧添加吡啶甲酸鉻對育肥血漿代謝物和胰島素水平的影響

表3 不同脂肪水平日糧添加吡啶甲酸鉻對育肥豬胴體特性的影響響 由表4可知，日糧添加吡啶甲酸鉻或脂肪水平對血漿葡萄糖含量無顯著影響（P＞0.05）。與對照組相比，吡啶甲酸鉻組顯著降低了血漿胰島素含量（P＜0.05）。吡啶甲酸鉻對血漿非酯化脂肪酸含量無顯著影響（P＞0.05），但高脂日糧顯著提高了該指標(biāo)（P＜0.05）。日糧添加吡啶甲酸鉻對血漿甘油三酯含量無顯著影響（P＞0.05），而高脂日糧有提高該指標(biāo)的趨勢（P=0.06）。吡啶甲酸鉻和脂肪水平對血漿甘油三酯含量的影響具有交互效應(yīng)的趨勢（P=0.09）。日糧添加吡啶甲酸鉻顯著降低了穩(wěn)態(tài)模型（P＜0.05），而高脂日糧顯著提高了定量胰島素敏感性檢測指標(biāo)（P＜ 0.05）。

3 討論

關(guān)于吡啶甲酸鉻對豬生長性能影響的研究報道并不一致（Xi等，2001；Lindemann等，1995），而Sales和Jancik（2011）發(fā)現(xiàn)，鉻對日增重、飼料報酬、瘦肉率及胴體脂肪的影響比較顯著。因此，鉻對動物生長性能的影響與鉻的吸收率及其在日糧中的分布均勻度有關(guān)。隨著顆粒粒度的增大，飼料均質(zhì)度越低，這也暗示在日糧中添加400 mg/kg普通吡啶甲酸鉻的分布均勻度較低（Johnston和 Hawton，2008）。普遍認(rèn)為，粒徑較小的粒子在胃腸道的吸收率較粒徑大的高，如納米級粒子可以穿透細(xì)小的毛細(xì)血管被細(xì)胞吸收，更有效地作用到靶點（Sahoo和Labhasetwar，2003）。腸道組織吸收100 nm大小的顆粒比微米級粒子高出15～250倍（Desai等，1996）。實際上，在大鼠上，納米級吡啶甲酸鉻的吸收率是天然吡啶甲酸鉻的3倍（Lien等，2009）。一項體外研究表明，納米級吡啶甲酸鉻在Caco-2細(xì)胞單層膜的吸收效率呈高水平，而更大的鉻顆粒吸收效率較低，主要通過細(xì)胞外吸收（Zha等，2008）。

日糧添加鉻能增加生長肥育豬胴體的瘦肉率和肥育性，減少胴體脂肪。日糧中的吡啶甲酸鉻已經(jīng)被證明可以增加胴體瘦肉率和降低脂肪水平（Lien等，2009）。Sales和 Jancik（2011）報道，鉻對胴體組成的改善更為一致，比對生長性能的影響更具有可預(yù)測性。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，吡啶甲酸鉻可以降低背膘厚度，提高腰肌深度，同時增加胰島素的敏感性。鉻是參與葡萄糖吸收和代謝的一種必需營養(yǎng)素，通常作為葡萄糖耐受因子的組成部分影響葡萄糖代謝。Amoikon等（1995）通過增加葡萄糖清除率，降低葡萄糖清除率來評估葡萄糖耐受和胰島素敏感期間的葡萄糖半衰期，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，吡啶甲酸鉻提高了胰島素的敏感性。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日糧添加吡啶甲酸鉻或脂肪水平對血漿葡萄糖和甘油三酯含量無顯著影響，吡啶甲酸鉻顯著降低了血漿胰島素含量穩(wěn)態(tài)模型。胰島素是肌肉蛋白質(zhì)沉積和骨骼肌蛋白合成的中間調(diào)控因子，肌肉胰島素敏感性提高可以增加蛋白質(zhì)的合成，提高P2點肌肉深度。

此外，胰島素敏感性提高可以通過提高脂蛋白脂肪酶的活性，刺激循環(huán)脂蛋白的水解，可以產(chǎn)生更多用于氧化的非酯化脂肪酸，降低脂肪組織甘油三酯水平。本試驗高脂日糧顯著提高了血漿甘油三酯和非酯化脂肪酸水平，同時脂肪水平和吡啶甲酸鉻對甘油三酯水平的影響具有顯著交互作用，這與Jackson等（2009）的研究結(jié)果一致。由于不同顆粒吡啶甲酸鉻除了對胴體重顯著影響外，對其他指標(biāo)無顯著影響，這可能與吡啶甲酸鉻對很多指標(biāo)的影響在400 mg/kg時已達(dá)到最高水平有關(guān)。

4 結(jié)論

日糧添加吡啶甲酸鉻可以提高育肥豬生長性能及胰島素敏感性，其中微米和納米級吡啶甲酸鉻可以改善育肥豬胴體特性。