?；撬釋τ守i生長性能、肉品質(zhì)、抗氧化功能及肌肉能量代謝的影響

李永明 門小明 陶 新 周永學(xué) 馮尚連 華衛(wèi)東 徐子偉

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(yīng)激是導(dǎo)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(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能[1]、抑制鈣蛋白酶活性[2]、促進(jìn)肌原纖維蛋白氧化并交聯(lián)與聚集[3-4]以及促進(jìn)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(biāo)。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]。?；撬崾且环N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(xì)胞凋亡和促進(jìn)膽汁合成分泌等多種生物學(xué)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(dǎo)的動物組織臟器或細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷[9-18]?；谘趸瘧?yīng)激與肉質(zhì)的關(guān)聯(lián)以及牛磺酸的抗氧化作用，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(jī)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(yīng)用提供科學(xué)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(shè)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(jī)區(qū)組設(shè)計分為2組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)6頭豬。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗組在基礎(chǔ)飼糧中添加2 000 mg/kg牛磺酸。基礎(chǔ)飼糧參照NRC(2012)和我國《豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(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(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

飼養(yǎng)試驗在安吉綠嘉園牧業(yè)有限公司進(jìn)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(fēng)。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(jìn)行。

1.3 樣品采集及指標(biāo)測定

1.3.1 生長性能

分別于試驗開始和結(jié)束當(dāng)天08:00對所有試驗豬逐頭進(jìn)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(fù)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(shù)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(dá)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(xué))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(biāo)

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(biāo)均采用北京華英生物技術(shù)研究所提供的試劑盒測定。

1.3.4 肝臟抗氧化指標(biāo)

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(biāo)均采用北京華英生物技術(shù)研究所提供的試劑盒測定。

1.3.5 肌肉生化指標(biāo)

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(yīng)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(biāo)采用北京華英生物技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)進(jìn)行差異顯著性分析，設(shè)定P<0.05為差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 牛磺酸對育肥豬生長性能的影響

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(biāo)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(biāo)均無顯著差異(P>0.05)。

表4 ?；撬釋τ守i血清抗氧化指標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)的影響

2.4 牛磺酸對育肥豬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牛磺酸使育肥豬背最長肌有氧代謝關(guān)鍵酶SDH、MDH和磷酸原系統(tǒng)關(guān)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(guān)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(guān)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?；撬釋ωi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(yán)重的夏天高溫季節(jié)進(jìn)行。試驗期間，舍內(nèi)白天最高溫度達(dá)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(yīng)激狀態(tài)。熱應(yīng)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(xì)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)合形成牛磺膽酸，促進(jìn)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(gòu)，提高腸黏膜和內(nèi)容物消化酶活性，促進(jìn)養(yǎng)分消化吸收[24-26]?；谏鲜錾飳W(xué)作用，推測?；撬嵊型纳聘邷丶竟?jié)熱應(yīng)激條件下豬的生產(chǎn)性能。本試驗參考前人有關(guān)仔豬的研究結(jié)果[24,27-28]，在育肥豬飼糧中添加2 000 mg/kg?；撬幔l(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(yù)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?；撬釋釕?yīng)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(guān)，目前文獻(xiàn)報道的動物飼料中?；撬岬奶砑恿炕径汲^此值。

3.2 牛磺酸對育肥豬抗氧化功能的影響

動物在新陳代謝過程中不斷地產(chǎn)生自由基。機(jī)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(xì)胞內(nèi)重要的非酶類抗氧化劑。T-AOC是衡量機(jī)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(biāo)。MDA和TBARS含量均是衡量機(jī)體脂質(zhì)過氧化嚴(yán)重程度的指標(biāo)，并可間接反映細(xì)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(jī)制與?；撬岱肿又械陌被脱趸瘎┙Y(jié)合阻斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[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(guān)蛋白1-核因子E2相關(guān)因子2-抗氧化反應(yīng)元件(Keap1-Nrf2-ARE)信號通路上調(diào)抗氧化基因表達(dá)[15]等因素有關(guān)。本試驗中，飼糧中添加?；撬犸@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(biāo)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(hù)血液和肌肉免受氧化應(yīng)激損傷，這與前人的研究結(jié)果[10,34-35]相似。肝臟是機(jī)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(yán)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(yīng)激造成的組織損傷，可能是其改善育肥豬生長性能的機(jī)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(yīng)，其活性是評估磷酸原系統(tǒng)供能能力的重要指標(biāo)[36]。LDH控制著糖酵解途徑產(chǎn)生高能磷酸化合物的反應(yīng)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(guān)鍵酶，其活性反映了肌肉的有氧代謝能力[38-39]。本研究中，飼糧中添加牛磺酸的試驗組育肥豬背最長肌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(dá)，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)，豬背最長肌Ⅰ型肌纖維含量及組成比例與SDH、MDH活性顯著正相關(guān)。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?、駻(相當(dāng)于Ⅱa)型肌纖維比例增加，ⅡB(相當(dāng)于Ⅱx+Ⅱb)型肌纖維比例減少，相應(yīng)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(guān)鍵酶，被廣泛用于肌纖維的分型染色[44-45]?；谏鲜瞿芰看x關(guān)鍵酶活性和肌纖維類型之間的關(guān)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?；撬岽龠M(jìn)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(guān)。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牛磺酸可通過鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶-活化T細(xì)胞核因子(CaN-NFAT)信號通路，促進(jìn)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(jī)制有待深入研究。

3.4 牛磺酸對育肥豬肉品質(zhì)的影響

豬肌肉品質(zhì)評價指標(biāo)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?，顯著提高了背最長肌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(guān)于?；撬釋ωi肌肉品質(zhì)影響的研究，但在家禽營養(yǎng)領(lǐng)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(yīng)激導(dǎo)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(yīng)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(dāng)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(dǎo)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?；撬峥赡芡ㄟ^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(yīng)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(dāng)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，?；撬釋τ守i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(yīng)以有氧代謝為主，肌紅蛋白較多；而酵解型肌纖維能量供應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(guān)鍵酶活性，改善生長性能和肉品質(zhì)。