提高恩施黑豬肉多不飽和脂肪酸的研究

鄭 威， 盧 嬋， 余 侃， 黃思思， 劉金龍 ， 曾德芳 ，李良華， 魏金濤， 劉欋霄， 鄭 倬， 田國(guó)政， 周光來

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所，湖北武漢 430064；2.湖北民族大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北恩施 445000；3.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，湖北武漢 430064；4.湖北華龍西科生物科技有限公司，湖北英山 438700）

恩施黑豬是恩施自治州一個(gè)古老的肉脂兼用型地方良種， 肉質(zhì)好， 獲得地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品。 豬肉味甘咸平，滋陰潤(rùn)燥，豐肌澤膚，補(bǔ)虛強(qiáng)身，是人們喜食的肉食品，但經(jīng)常食用飽和脂肪酸含量高的豬肉則加重動(dòng)脈粥樣硬化， 對(duì)心臟和動(dòng)脈有不利影響（陳銀基等，2008）。 而豬肉含的多不飽和脂肪酸（PUFA）則能調(diào)節(jié)人體的脂質(zhì)代謝（王雪，2019；周晶晶等，2019）、治療和預(yù)防心腦血管疾?。R方等2018；劉志國(guó)等，2016）、抗癌、抗肥胖、抗病毒、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育（弓劍等，2017；Peng 等，2017）。PUFA 不足，易導(dǎo)致皮膚黏膜細(xì)胞的通透性變得很高， 使致敏物質(zhì)容易進(jìn)入，引發(fā)過敏（武玉鳳等，2011）。 缺乏PUFA 時(shí)，動(dòng)物皮膚細(xì)胞對(duì)水的通透性增強(qiáng)， 毛細(xì)血管不僅透性增強(qiáng)，脆性也增加，導(dǎo)致皮膚病變、水腫和皮下出血等（羅士津等，2007），膽固醇也不能在體內(nèi)正常轉(zhuǎn)運(yùn)，影響動(dòng)物機(jī)體的代謝過程（吳永保等，2018）及前列腺素合成，使脂肪組織脂解的速度加快（靳革等，2018），飼糧中長(zhǎng)期缺乏PUFA 還可導(dǎo)致動(dòng)物繁殖性能降低，出現(xiàn)不孕癥（張宇等，2019；何欽等，2012），授乳過程亦常發(fā)生障礙（潘學(xué)燕等，2008）。

PUFA 是肉香味重要的前體物質(zhì)，是各種肉獨(dú)具風(fēng)味的關(guān)鍵， 也是人體所需的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（Khan 等，2015）。 PUFA 在加熱的情況下發(fā)生反應(yīng)會(huì)生成風(fēng)味物質(zhì)（酯、酮及醇等），也可以與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生肉風(fēng)味（Zhang 等，2017）。

鄧波（2019）在飼料中添加0%、5%、10%亞麻籽，飼喂生長(zhǎng)育肥豬73 d，生長(zhǎng)育肥豬背最長(zhǎng)肌脂肪酸含的多不飽和脂肪酸依次為4.92%、6.47%和7.85%。 唐辛悅（2017）在飼料中添加硒和亞麻籽油，其C 組：基礎(chǔ)日糧S＋0.3 mg/kg 亞硒酸鈉、S1 組：基礎(chǔ)日糧S＋0.3 mg/kg 酵母硒；S2 組：基礎(chǔ)日糧S＋0.5 mg/kg 酵母硒；SL 組： 基礎(chǔ)日糧L＋0.3 mg/kg 酵母硒， 其豬肉脂肪酸中PUFA 依次是27.39%、25.85%、27.08%、26.57%； 宋瓊莉（2020）發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加添加劑B （維生素E+輔酶Q10）比添加劑A（維生素E+酵母硒）在改善豬肉的肉色和肉質(zhì)方面效果好。在豬飼料中添加魚粉，可促進(jìn)日糧氨基酸的平衡， 使由于某些養(yǎng)分缺乏造成的生長(zhǎng)受阻或限制得以避免或降低到最小程度，為動(dòng)物補(bǔ)充必需的n-3 型脂肪酸、日糧添加魚粉可使種豬、乳豬、仔豬、生長(zhǎng)肥育豬的生產(chǎn)性能得到不同程度改善（代建國(guó)等，2000）。

本研究利用基礎(chǔ)飼料配方生物有機(jī)硒、 亞麻油、維生素E、魚粉，設(shè)計(jì)恩施黑豬飼糧營(yíng)養(yǎng)成分含量，進(jìn)行單因素和響應(yīng)面飼喂效果試驗(yàn)，以期優(yōu)化飼料配比提高恩施黑豬肉PUFA 含量， 降低飽和脂肪酸含量。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備 氣相色譜儀（GC112A-上海精密儀器儀表有限公司），固體發(fā)酵系統(tǒng)（T200 型-上海洋格生物工程設(shè)備有限公司）， 搖床 （TS-211GZ-上海錦玟儀器設(shè)備有限公司）， 高壓滅菌鍋 （700×1200-諸城市鑫泉食品機(jī)械有限公司），超凈工作臺(tái) （SW-CJ-1FD-河南信諾儀器設(shè)備有限公司），臭氧機(jī)（POZBA-1K-青島派尼爾環(huán)保技術(shù)有限公司）。

1.2 試驗(yàn)材料 生物有機(jī)硒（在湖北華龍西科生物科技有限公司發(fā)酵工廠用枯草芽孢桿菌SE201412發(fā)酵所得，純度為99%，濃度為5000 mg/kg，SGS毒性報(bào)告為低毒）；試驗(yàn)育肥豬基礎(chǔ)飼料（原料市場(chǎng)購(gòu)買）組成：玉米40%、小麥麩10%、紅薯干粉3.4%、發(fā)酵枯餅粉15%、發(fā)酵飼草粉20%、發(fā)酵秸稈粉10%、葡萄糖酸鈣1%和竹鹽0.6%，發(fā)酵的重金屬、農(nóng)殘不超標(biāo)。 基礎(chǔ)飼料營(yíng)養(yǎng)成分價(jià)值見表1。

表1 試驗(yàn)用每百千克配方基礎(chǔ)飼料營(yíng)養(yǎng)成分價(jià)值

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 單因素處理試驗(yàn)操作要求 分別選空腹體重（45±0.5）kg 的健康去勢(shì)育肥恩施黑豬8 頭，公母各半。 按育肥體重3%計(jì)算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測(cè)恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.2 響應(yīng)面處理試驗(yàn)操作要求 分別選空腹體重（45±0.5）kg 的健康去勢(shì)育肥恩施黑豬216 頭，公母各半。 按育肥體重3%計(jì)算豬飼糧量，按響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)27 組，每組8 頭，試驗(yàn)飼喂到90 kg/頭左右時(shí)，屠宰，檢測(cè)恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.3 育肥豬屠宰操作要求 試驗(yàn)豬喂養(yǎng)到90 kg/頭左右時(shí)， 每組任意選取3 頭接近平均體重的豬進(jìn)行屠宰。取左側(cè)胴體第10 胸椎處背最長(zhǎng)肌中心部位肌肉， 冷凍干燥后置冰箱中-20 ℃保存，待測(cè)。

1.3.4 多不飽和脂肪酸檢測(cè)方法 按GB 5009.168-2016 測(cè)定豬肉中多不飽和脂肪酸。

1.3.5 單因素提高豬肉PUFA 含量試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.5.1 生物有機(jī)硒對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響 用不含硒、亞麻油、維生素E 和魚粉的生物豬飼料作對(duì)照， 分別添加生物有機(jī)硒0.15、0.35、0.55、0.75、0.95、1.15、1.35、1.55、1.7 mg 和1.85 mg，按育肥體重3%計(jì)算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測(cè)恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.5.2 亞麻油對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響 用不含硒、亞麻油、維生素E 和魚粉的生物豬飼料作對(duì)照，分別添加亞麻油20、40、60、80、100、120、140 g 和160 g， 按育肥體重3%計(jì)算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測(cè)恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.5.3 維生素E 對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響 用不含硒、亞麻油、維生素E 和魚粉的生物豬飼料作對(duì)照， 分別添加維生素E 20、40、60、80、100、120、140、160、180 mg 和200 mg，按育肥體重3%計(jì)算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測(cè)恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.5.4 魚粉對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響 用不含硒、亞麻油、維生素E 和魚粉的生物豬飼料作對(duì)照， 分別添加魚粉20、40、60、80、100、120、140、160、180 g 和200 g， 按育肥體重3%計(jì)算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測(cè)恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.6 響應(yīng)面法提高豬肉PUFA 含量試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以生物有機(jī)硒、亞麻油、維生素E、魚粉為自變量，豬肉PUFA 含量為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Behnken 的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理， 采用響應(yīng)面法在四因素三水平上對(duì)提高豬肉PUFA 含量進(jìn)行優(yōu)化（表2）。 根據(jù)模型分析試驗(yàn)結(jié)果，確定飼料中最佳提高豬肉PUFA 含量的條件。

表2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素與水平

1.4 數(shù)據(jù)處理軟件 單因數(shù)數(shù)據(jù)處理軟件Origin 8.5，響應(yīng)面數(shù)據(jù)處理軟件Design-expert V8.0.6。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物有機(jī)硒對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響分析 隨著生物有機(jī)硒量的增加， 豬肉PUFA 含量逐步增加， 說明生物有機(jī)硒有提高豬肉PUFA 含量的效果，見圖1。 當(dāng)生物有機(jī)硒達(dá)到

圖1 生物有機(jī)硒對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響

0.95 mg 時(shí)，豬肉PUFA 含量略有下降，但繼續(xù)增加生物有機(jī)硒量，豬肉PUFA 含量繼續(xù)增加，當(dāng)生物有機(jī)硒達(dá)到1.55 mg 時(shí)， 則豬肉PUFA 含量達(dá)到65.58%后再無明顯提高。這與育肥恩施黑豬對(duì)生物有機(jī)硒吸收利用代謝能力大小有關(guān)。

2.2 亞麻油對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響分析 隨著亞麻油量的增加， 豬肉PUFA 含量逐步增加，見圖2。 當(dāng)亞麻油量添加到80 g 后，豬肉PUFA 含量增加幅度略微降低。 亞麻油量添加到160 g 時(shí)， 豬肉PUFA 含量從61.07%增加到66.28%。 增加幅度的降低與恩施黑豬對(duì)亞麻油的消化分解轉(zhuǎn)化能力有關(guān)。

圖2 亞麻油對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響

2.3 維生素E 對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響分析 隨著維生素E 量的增加， 豬肉PUFA含量從61.09%增加到63.42%，見圖3。 當(dāng)維生素E 添加量為180 mg 時(shí)， 豬肉PUFA 含量達(dá)到63.35%，再增加維生素E 量，豬肉PUFA 含量增加不明顯。

圖3 維生素E 對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響

2.4 魚粉對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響分析 隨著魚粉量的增加， 豬肉PUFA 含量從59.93%增加64.62%，見圖4。 當(dāng)魚粉量達(dá)到140 g時(shí)，豬肉PUFA 含量達(dá)到64.17%之后，再增加魚粉含量，則豬肉PUFA 含量增加不明顯。

圖4 魚粉對(duì)提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響

2.5 響應(yīng)面法提高豬肉PUFA 含量試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，以生物有機(jī)硒、亞麻油、維生素E 和魚粉量為自變量，豬肉PUFA 含量為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面分析試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果如表2 所示。

2.6 響應(yīng)面回歸模型及方差分析 根據(jù)表2 進(jìn)行多元回歸擬合和方差分析，結(jié)果如表3 所示。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

表3 回歸模型及方差分析

四個(gè)因素經(jīng)過擬合的二次多項(xiàng)回歸模型方程為：Y=65.22+1.02A+4.92B+0.05C+0.21D+0.19AB+0.035AC -0.08AD -0.85BC +0.11BD +5.000E -003CD+0.26A2+2.12B2+0.11C2-4.167E -004D2+0.19A2B+0.060A2C+0.11A2D-0.063AB2+0.45AC2+0.12B2C-5.000E-003B2D-0.095BC2。 模 型P＜0.0001， 具有高度的顯著性， 模型失擬項(xiàng)P=0.0828＞0.05，不顯著，證明建模成功，試驗(yàn)結(jié)果可用該模型描述。 模型的決定系數(shù)R2=0.9999，說明響應(yīng)值的變化有99.99%來源于所選因素，該模型與實(shí)際情況接近， 試驗(yàn)擬合程度良好，CV=0.17%，試驗(yàn)誤差小，能充分反映各因素與響應(yīng)值間的關(guān)系。

飼糧生物有機(jī)硒用量、飼糧亞麻油用量、飼糧生物有機(jī)硒用量二次項(xiàng)、 飼糧亞麻油用量的二次項(xiàng)、飼糧生物有機(jī)硒用量與飼糧維生素E 用量的二次項(xiàng)的交互作用達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），飼糧魚粉用量、 飼糧生物有機(jī)硒用量與飼糧亞麻油用量的交互作用達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。說明各因素對(duì)響應(yīng)值的影響較為復(fù)雜， 不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而應(yīng)是拋物面關(guān)系。 根據(jù)各因素F 值的大小可知， 各因素對(duì)提高豬肉恩施黑豬肉PUFA 含量能力影響的大小順序?yàn)椋?飼糧亞麻油用量＞飼糧生物有機(jī)硒用量＞飼糧魚粉用量＞飼糧維生素E用量。

2.7 因素間交互作用分析 響應(yīng)曲面坡度越彎曲，則響應(yīng)值對(duì)于因素的改變?cè)矫舾?，相反曲面越平緩，則響應(yīng)值對(duì)于因素的改變?cè)竭t鈍；等高線圖形狀反映交互作用的強(qiáng)弱，等高線圖形越橢圓，表示交互作用越顯著。 圖5 ～10 直觀地給出了各個(gè)因素交互作用響應(yīng)面的3D 和等值線分析圖。 從圖中可知， 飼糧生物有機(jī)硒用量與飼糧維生素E用量的二次項(xiàng)交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響呈極顯著水平。 飼糧生物有機(jī)硒用量與飼糧亞麻油用量對(duì)響應(yīng)值的影響呈顯著水平， 這與模型的方差分析結(jié)果一致。

圖5 飼糧生物有機(jī)硒和飼糧亞麻油交互作用的等高線圖與響應(yīng)面

2.8 提高恩施黑豬肉PUFA 含量的最佳飼糧添加物料配方 根據(jù)擬合模型方程， 結(jié)合等高線和響應(yīng)面， 得出提高恩施黑豬肉PUFA 含量的最佳飼糧添加物料配方為：生物有機(jī)硒1.5 mg，亞麻油80 g，維生素E 160 mg，魚粉130 g，可將恩施黑豬肉PUFA 含量從占總脂肪酸的61.68%提高到73.83%，提高率達(dá)到19.7%。

圖6 飼糧生物有機(jī)硒和飼糧維生素E交互作用的等高線圖與響應(yīng)面

3 討論

圖7 飼糧生物有機(jī)硒和飼糧魚粉交互作用的等高線圖與響應(yīng)面

圖8 飼糧亞麻油和飼糧維生素E交互作用的等高線圖與響應(yīng)面

生物有機(jī)硒可安全有效改善肥育豬肉的抗氧化能力。 本試驗(yàn)結(jié)果表明，日糧生物有機(jī)硒用量、日糧亞麻油用量、日糧生物有機(jī)硒用量二次項(xiàng)、日糧亞麻油用量的二次項(xiàng)、 日糧生物有機(jī)硒用量與日糧維生素E 用量二次項(xiàng)的交互作用達(dá)到極顯著水平，日糧魚粉用量、日糧生物有機(jī)硒用量與日糧亞麻油用量的交互作用達(dá)到顯著水平。 氧化應(yīng)激是影響豬肉品質(zhì)的主要因素。 硒是谷胱甘肽過氧化物酶的重要組成部分, 可以通過催化減少過氧化物生成量而抵抗氧化應(yīng)激。 研究證明在肥育豬日糧中添加生物有機(jī)硒能有效改善肥育豬肉的抗氧化能力，而生物有機(jī)硒與維生素E 結(jié)合對(duì)豬肉的抗氧化作用有增強(qiáng)作用（佘祿明等，2011）。

圖9 飼糧亞麻油和飼糧魚粉交互作用的等高線圖與響應(yīng)面

圖10 飼糧維生素E 和飼糧魚粉交互作用的等高線圖與響應(yīng)面

研究證明恩施黑豬育肥豬在出欄前60 天在飼料中按比例添加生物有機(jī)硒、亞麻油、維生素E和魚粉，可顯著提高豬肉中PUFA 含量，提高豬肉的安全性和營(yíng)養(yǎng)保健功效。但在單因素試驗(yàn)中，這幾種物質(zhì)對(duì)豬肉的改善作用有一個(gè)臨界值， 超過這個(gè)臨界值后改善作用增加不明顯甚至下降，與前人的研究結(jié)果一致（Freire 等，2017；溫曉鹿等，2015），說明這幾種物質(zhì)在一定量時(shí)就能滿足豬的生長(zhǎng)需要、代謝能力及保健功能，從而在多因素多水平響應(yīng)面設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最優(yōu)組合。

高含PUFA 的恩施黑豬肉比普通飼料豬肉鮮香味濃，沒有腥臭味，適口性好，可誘發(fā)食欲。其原因是生物有機(jī)硒大量增加了生豬體內(nèi)谷胱甘肽酶量和其他諸多生物酶量，新陳代謝旺盛，可排除體內(nèi)重金屬。 生物有機(jī)硒和維生素E 抗氧化協(xié)同增效，減少了過氧化物的產(chǎn)生，并增強(qiáng)清除體內(nèi)自由基能力，可以更多的除掉體內(nèi)毒素，減少有毒物在豬肉中的累積。 因此， 可以應(yīng)用到優(yōu)質(zhì)豬肉生產(chǎn)中， 提高豬肉安全和質(zhì)量， 提高豬肉附加值（Li等，2015；Dai 等，2013）。

研究還發(fā)現(xiàn)使用優(yōu)化的最佳配方飼料， 豬肉中易氧化的不飽和脂肪酸含量很低， 占總脂肪酸的1.42%， 飽和脂肪酸僅占總脂肪酸的24.75%，說明飼料配方飼喂的豬肉具有抗氧化、 不易變質(zhì)和減輕吃豬肉患肥胖癥風(fēng)險(xiǎn)的作用。 其原因是四種添加劑共同作用提高了飽和脂肪酸的含量，降低了飽和脂肪酸的含量， 同時(shí)保護(hù)不飽和脂肪酸不被氧化（宋瓊莉等，2020；Kouba 等，2008）。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，影響提高恩施黑豬肉PUFA 含量的因素大小順序?yàn)椋?日糧亞麻油用量＞日糧生物有機(jī)硒用量＞日糧魚粉用量＞日糧維生素E用量。 優(yōu)化的提高恩施黑豬肉PUFA 含量的最佳日糧4 種添加物料量為：生物有機(jī)硒1.5 mg、亞麻油80 g、維生素E 160 mg、魚粉130 g。 可將恩施黑豬肉PUFA 含量從占總脂肪酸的61.68%提高到73.83%，提高率達(dá)到19.7%。 隨著我國(guó)大健康產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，通過改善豬飼料營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，從而提高豬肉的品質(zhì)和適口性是值得研究的課題。