2. 湖南农业大学, 动物科学技术学院, 长沙 410128;
3. 山东龙力生物科技股份有限公司, 禹城 251200
2. College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
3. Shandong Longli Biotechnology Co., Ltd., Yucheng 251200, China
随着人们生活水平的提高,消费者对优质安全猪肉的需求越来越大。但在目前的养猪生产中,添加饲用抗生素已成为提高养殖效益的“重要手段”。长期添加饲用抗生素会造成动物机体免疫力下降,引起肠道微生态紊乱和病原微生物耐药性增强,导致猪肉风味降低以及猪肉产品中抗生素的残留等问题[1]。因此,研制既能替代饲用抗生素又能改善猪肉风味的安全高效的饲料添加剂已成为当务之急[2]。低聚木糖(xylo-oligosaccharide, XOS)是由2~7个木糖以β-1, 4-糖苷键连接而成的一种功能性低聚糖,具有耐酸、耐热、不易被机体消化酶消化等优势,可促进双歧杆菌和乳酸菌等有益菌的增殖,是目前所有低聚糖中活性最稳定的益菌因子[3]。研究表明,XOS可被双歧杆菌等益生菌酵解为乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸[4],这些代谢产物不仅能酸化肠道环境、抑制有害菌生长[5],还能促进机体脂质代谢、降低血浆中胆固醇浓度,预防心血管疾病的发生等[6]。在断奶仔猪饲粮中添加100 g/t XOS可显著提高血浆乳酸脱氢酶活性,添加500 g/t XOS可显著提高血浆α-淀粉酶活性[7];在生长猪饲粮中添加100~200 g/t XOS可显著降低血清总胆固醇(TC)浓度,但不影响血清葡萄糖浓度[8]。本实验室前期研究发现,饲粮添加不同剂量的XOS虽对生长肥育猪的平均日增重和料重比无显著影响,但有增加平均日采食量的趋势[与对照组(2.05 kg)相比,各XOS添加组平均日采食量均有所提高,30~65 kg阶段100、250和500 g/t XOS添加组,66~100 kg阶段100、250和500 g/t XOS添加组以及30~100 kg阶段100、250和500 g/t XOS添加组平均日采食量分别为2.08、2.10、2.11, 2.09、2.08、2.12, 2.12、2.11、2.16 kg],并通过显著增加生长肥育猪肌肉粗蛋白质含量而改善猪肉的营养价值[9]。由上可见,国内外有关XOS用于畜禽养殖方面的报道较多,但关于XOS对生长肥育猪脂类代谢的研究相对较少,尤其是对肌肉脂肪酸组成的影响尚未见报道,且对XOS添加方式的研究并不多见。因此,本试验拟研究在不同生长阶段饲粮中添加不同剂量的XOS对生长肥育猪血浆生化参数和肌肉脂肪酸组成的影响,旨在为XOS在优质猪肉生产中的应用提供依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物、分组与饲养管理动物饲养试验于2015年6—9月在中国科学院亚热带农业生态研究所永安动物试验基地开展。试验选取70日龄、平均体重约为30 kg的杜×长×大三元杂交猪110头,随机分为11组,每组10头(公母各占1/2),于0.6 m×1.1 m的单栏中饲养。试验设对照组(饲喂基础饲粮),抗生素组(饲喂在基础饲粮中添加0.04 kg/t速大肥、0.2 kg/t抗敌素的饲粮),30~65 kg阶段100、250和500 g/t XOS添加组(在30~65 kg阶段分别饲喂在基础饲粮中添加100、250和500 g/t XOS的饲粮,在66~100 kg阶段均饲喂基础饲粮),66~100 kg阶段100、250和500 g/t XOS添加组(在30~65 kg阶段均饲喂基础饲粮,在66~100 kg阶段分别饲喂在基础饲粮中添加100、250和500 g/t XOS的饲粮)以及30~100 kg阶段100、250和500 g/t XOS添加组(分别饲喂在基础饲粮中添加100、250和500 g/t XOS的饲粮)。各组试猪饲喂至体重达100 kg左右(约170日龄)时屠宰采样。XOS由山东龙力生物科技有限公司提供(主要成分为木二糖、木三糖和木四糖,XOS含量≥35%)。本研究中XOS的添加剂量根据前人报道[7-8]及生产厂家建议确定。各组基础饲粮相同,其营养水平不低于NRC(2012) 猪营养需求标准,除抗生素组外均未添加抗生素,基础饲粮组成及营养水平同文献[9]。
1.2 样品采集与处理试验结束时空腹称重,每组随机选取8头试猪(公母各占1/2),前腔静脉采血,肝素抗凝,3 000 r/min离心15 min分离血浆,测定脂代谢和糖代谢相关生化参数[10]。按国家标准《瘦肉型种猪性能测定技术规程》屠宰试猪,取背最长肌和股二头肌各200 g,测定脂肪酸组成。
1.3 血浆生化参数测定根据试剂盒(北京利德曼公司提供)说明,用CX4型全自动生化分析仪(Beckman公司产品)测定其中甘油三酯(TG)、TC、高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)的浓度[10-11]。
1.4 肌肉脂肪酸组成测定参照柏美娟等[12]的方法测定肌肉样品中中长链脂肪酸的含量。准确称取肌肉冻干样0.500 0 g左右于10 mL离心管中,加入2 mL苯与石油醚混合物(苯与石油醚的体积比为1:1),避光静置浸提24 h;再加入2 mL氢氧化钾-甲醇溶液(0.4 mol/L)进行甲酯化,摇匀后静置15 min;加双蒸水至10 mL,10 000 r/min离心10 min,取上清液100 μL用Agilent 7890A气相色谱仪(美国安捷伦公司产品)检测上清液中脂肪酸的含量。各脂肪酸的含量以单个脂肪酸在总甲基化脂肪酸中所占的百分比表示。
1.5 数据统计与分析试验数据采用Excel 2010初步整理后,利用SAS 9.2进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和LSD法多重比较,以最小二乘均数表示统计结果,P < 0.05为差异显著。
2 结果与分析 2.1 XOS对生长肥育猪血浆生化参数的影响由表 1可知,30~100 kg阶段,100和250 g/t XOS添加组血浆TC浓度显著低于抗生素组(P < 0.05),500 g/t XOS添加组血浆HDL-C浓度显著高于对照组和抗生素组(P < 0.05)。各XOS添加组血浆TG和LDL-C浓度略低于抗生素组,但差异不显著(P>0.05)。
由表 2可知,在股二头肌中,30~65 kg阶段250 g/t XOS添加组和66~100 kg阶段100 g/t XOS添加组棕榈油酸(C16:1) 含量显著低于对照组和抗生素组(P < 0.05);30~65 kg阶段100和500 g/t XOS添加组十七烷酸(C17:0) 含量显著低于对照组(P < 0.05);30~65 kg阶段100 g/t XOS添加组油酸(C18:1n9) 含量显著低于抗生素组(P < 0.05),30~100 kg阶段100 g/t XOS添加组C18:1n9含量显著高于对照组(P < 0.05);30~65 kg阶段和30~100 kg阶段100和500 g/t XOS添加组花生烯酸(C20:1) 含量显著高于对照组(P < 0.05),66~100 kg阶段100 g/t XOS添加组C20:1含量显著高于抗生组(P < 0.05);30~65 kg阶段250 g/t XOS添加组以及66~100 kg阶段100 g/t XOS添加组单不饱和脂肪酸(MUFA)含量显著低于抗生素组(P < 0.05),30~100 kg阶段100 g/t XOS添加组MUFA含量显著高于对照组(P < 0.05);66~100 kg阶段250 g/t XOS添加组饱和脂肪酸(SFA)+MUFA含量显著高于对照组(P < 0.05)、100 g/t XOS添加组SFA+MUFA含量显著低于抗生组(P < 0.05),30~100 kg阶段100 g/t XOS添加组SFA+MUFA含量显著高于抗生素组(P < 0.05)。
由表 3可知,在背最长肌中,30~100 kg阶段100 g/t XOS添加组C18:1n9/亚油酸(C18:2n6c)显著高于30~100 kg阶段500 g/t XOS添加组、对照组和抗生素组以及66~100 kg阶段100和500 g/t XOS添加组(P < 0.05),其他脂肪酸含量各组间均无显著差异(P>0.05)。
衡量机体脂代谢强弱的指标主要包括TC、TG、HDL-C和LDL-C。TC浓度可反映动物机体对脂类的吸收代谢能力;TG浓度可反映脂肪组织发育和脂肪沉积能力,其浓度降低提示脂肪沉积能力减弱[13];LDL-C将肝脏合成的胆固醇转运到肝外组织,而HDL-C则把胆固醇运回肝脏代谢转化为其他物质并排出体外,从而维持机体内胆固醇浓度的稳定[14]。本试验中,30~100 kg阶段,饲粮添加低剂量(100或250 g/t)XOS可显著降低血浆TC浓度,且各XOS添加组血浆TG和LDL-C浓度均有所降低;饲粮添加500 g/t XOS可显著增加血浆HDL-C浓度,同时血浆HDL-C浓度也显著高于66~100 kg阶段500 g/t XOS添加组,提示饲粮添加XOS可改善机体的脂类代谢,其效果与添加剂量和添加阶段有关。XOS可促进肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的增殖,其发酵产生的丙酸可促使胆汁酸的合成与排出,而胆汁酸可调节脂类的消化吸收和胆固醇代谢,不但能增强机体的消化能力,而且可降低血浆中TC和TG的浓度。但也有研究表明,饲粮添加0.02%的XOS可显著降低断奶荣昌仔公猪血清TC和TG浓度,而对血清LDL-C和HDL-C浓度无显著影响[15]。上述差异可能与动物品种、生长阶段和XOS添加剂量有关。
肌肉组织的脂肪酸组成不仅与其香味、多汁性、嫩度和氧化稳定性等密切相关,还影响肌肉的营养价值[16]。最近研究表明,C14:0可提高血液中HDL-C的浓度,调节机体脂肪代谢,还可作为α-亚麻酸转化为二十二碳六烯酸(C22:6n3,DHA)的活化剂[17];C16:1可作为一种脂质激素影响脂肪合成,调节血浆酯类,进而干预动脉粥样硬化和脂肪肝等疾病[18];C18:1n9是一种主要的MUFA,能够降低血液LDL-C和TC的浓度,且食用C18:1n9含量较高的猪肉对预防动脉硬化具有一定的作用。本试验中,30~100 kg阶段100 g/t XOS添加组股二头肌中C18:1n9、C20:1含量显著高于对照组,提示试验全期添加低剂量XOS可显著调节机体脂肪合成。
MUFA和SFA+MUFA含量与肉的香味和可接受度呈正相关[19];多不饱和脂肪酸(PUFA)含量与肉的香味和可接受度呈负相关[20],肌肉中PUFA的含量越高越易被氧化酸败,进而影响其口感和风味。另外,C18:1n9/C18:2n6c也是反映肌肉稳定性及其营养价值的重要指标。本试验中,30~100 kg阶段饲粮中添加100 g/t XOS后可显著增加股二头肌中MUFA和SFA+MUFA含量,提示试验全期添加低剂量的XOS可改善猪肉风味。这与前人在家禽上的研究结果[21]基本一致。肌内脂肪含量与猪肉的嫩度、多汁性和风味等指标密切相关。本实验室前期研究发现,30~100 kg阶段饲粮中添加100 g/t XOS增加了肌肉中肌内脂肪的含量[9]。本试验还发现,30~100 kg阶段饲粮中添加100 g/t XOS可显著增加背最长肌中C18:1n9/C18:2n6c,但添加500 g/t XOS反而显著降低其C18:1n9/C18:2n6c,提示试验全期添加低剂量的XOS可改善猪肉的营养价值,但添加高剂量XOS可能会影响猪肉的稳定性。另外,与30~100 kg阶段饲粮中添加100 g/t XOS相比,66~100 kg阶段饲粮中添加100 g/t XOS也显著降低背最长肌中C18:1n9/C18:2n6c,说明在整个生长肥育期添加低剂量XOS效果相对较佳,其具体原因还有待进一步探讨。
4 结论饲粮添加一定剂量的XOS可通过调控与脂代谢相关的血浆生化参数增加肌肉中MUFA和SFA+MUFA含量以及油酸/亚油酸,进而改善猪肉的风味和营养价值,且以30~100 kg阶段添加100 g/t XOS为最佳。
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