Chinese Journal of Animal Nutrition >

2024 , Vol. 36 >Issue 3: 1537 - 1548

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.136

RESEARCH PAPER

Effects of Dietary Curcumin and Docosahexaenoic Acid on Growth Performance, Carcass Traits, Meat Quality and Serum Biochemical, Antioxidant and Immune Indexes of Finishing Pigs

  • CHEN Yushi ,
  • LIU Yuxi ,
  • YANG Tongyudan ,
  • WANG Xinxia , *
Expand
  • Key Laboratory of Animal Feed and Nutrition of Zhejiang Province, Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science (Eastern of China), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Key Laboratory of Molecular Animal Nutrition, Ministry of Education, College of Animal Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
*professor, E-mail:

Received date: 2023-09-28

  Online published: 2024-03-13

Fold

Abstract

This experiment was conducted to investigate the effects of effects of dietary curcumin and docosahexaenoic acid (DHA) on growth performance, carcass traits, meat quality and serum biochemical, antioxidant and immune indexes of finishing pigs. Fifty-four “Duroc×Landrace×Large” ternary pigs with similar days of age and average body weight of (90.76±0.45) kg were randomly divided into 2 groups with 3 replicates per group and 9 pigs per replicate. The control group was fed a basal diet, and the experimental group was fed the basal diet supplemented with 0.03% curcumin and 2.5% DHA. The pre-feeding period was 7 days and the formal period was 40 days. The results showed as follows: 1) compared with the control group, the final body weight and average daily gain of the experimental group were significantly increased (P<0.05), and the average daily feed intake and feed to gain ratio were significantly decreased (P<0.05). 2) Compared with the control group, the backfat thickness of the experimental group was significantly decreased (P<0.05), and the eye muscle area was significantly increased (P<0.05); the muscle drip loss was significantly decreased (P<0.05), and the intramuscular fat content was significantly increased (P<0.05). 3) Compared with the control group, the contents of glycine, proline, palmitoleic acid (C16∶1) and stearic acid (C18∶0) in longissimus dorsi of the experimental group were significantly increased (P<0.05), and the mRNA relative expression levels of myosin heavy chain Ⅱa (MyHCⅡa), myosin heavy chain Ⅱx (MyHCⅡx) and sterol regulatory element binding protein 1 (SREBP1) were significantly increased (P<0.05). 4) Compared with the control group, the contents of triglycerides and total cholesterol in serum of the experimental group were significantly decreased (P<0.05); the serum glutathione peroxidase, superoxide dismutase activities and total antioxidant capacity were significantly increased (P<0.05), and the serum malondialdehyde content was significantly decreased (P<0.05); the contents of immunoglobulin G, immunoglobulin M and interleukin-4 in serum were significantly increased (P<0.05), and the activities of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase in serum were significantly decreased (P<0.05). In conclusion, the addition of curcumin and DHA in the diet can improve the feed utilization and meat quality of “Duroc×Landrace×Large” ternary pigs during fattening period, as well as enhance the serum lipid metabolism, antioxidant and immune ability.

Key words： curcumin; DHA; finishing pigs

Cite this article

CHEN Yushi , LIU Yuxi , YANG Tongyudan , WANG Xinxia . Effects of Dietary Curcumin and Docosahexaenoic Acid on Growth Performance, Carcass Traits, Meat Quality and Serum Biochemical, Antioxidant and Immune Indexes of Finishing Pigs[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024 , 36(3) : 1537 -1548 . DOI: 10.12418/CJAN2024.136

我国是世界最大的养猪生产国,猪肉是我国居民最主要消费的肉类产品,我国生猪养殖90%以上都是“杜×长×大”三元杂交猪,其生长速度快,但肉品质欠佳,因此如何在当前养殖现状下提升猪肉品质是亟待解决的关键问题。影响猪肉品质的因素有很多,但其生物学基础主要与肌内脂肪沉积和肌纤维类型密切相关[1],因此通过营养调控手段提高肌内脂肪含量和肌纤维转化是提升猪肉品质、生产优质猪肉的重要途径。近年来的研究表明,姜黄素作为一种天然的酚类化合物,在调控动物脂肪沉积方面具有显著作用[2]。本课题组前期研究发现,姜黄素能影响动物脂肪沉积和脂肪细胞成脂分化[3],姜黄素通过降低mRNA m6A去甲基化酶AlkB同源蛋白5(AlkB homolog 5,ALKBH5)的蛋白表达,提高E3泛素连接酶肿瘤坏死因子受体相关因子4(tumor necrosis factor receptor-associated factor 4,TRAF4)mRNA m6A修饰水平,m6A结合蛋白YTH结构域家族蛋白1(YT521-B homology domains 1,YTHDF1)结合TRAF4并促进其翻译,导致TRAF4蛋白质表达量显著上升,促进过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)蛋白质降解,最终抑制了动物脂肪细胞的成脂分化。进一步,本课题组将姜黄素应用于金华猪养殖生产,发现饲粮中添加300 mg/kg姜黄素能提高育肥期金华猪的饲料利用率,显著降低了育肥期金华猪的背膘厚,提高肌内脂肪含量,并改善肉品质[4]。王斌等[5]研究也发现,饲粮中添加400 mg/kg姜黄素能显著降低育肥期“杜×长×大”三元杂交猪的背膘厚。
二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)属于ω-3多不饱和脂肪酸,是增强人类大脑思维能力与记忆力、提高婴幼儿生长发育的必需营养素[6]。研究发现,DHA在畜禽养殖中也具有提高动物生长性能、提高抗氧化能力和改善肉品质等多种功效[7]。徐嘉璐等[8]研究发现,饲粮中添加丁酸钠-DHA微胶囊包被制剂可提高育肥猪的生长性能,改善血脂代谢。本课题组前期研究发现,饲粮中补充DHA能将动物骨骼肌的代谢模式由糖酵解模式向氧化磷酸化模式转化,并增加骨骼肌中慢肌纤维的比例,机制研究显示DHA可通过促进m6A去甲基化酶肥胖相关蛋白(fat mass and obesity-associated protein,FTO)表达来降低DNA损伤诱导转录因子4(DNA damage inducible transcript 4,Ddit4)mRNA m6A修饰水平,结合蛋白YTH结构域家族蛋白2(YT521-B homology domains 2,YTHDF2)无法识别Ddit4导致Ddit4 mRNA的衰变减少,累积的Ddit4蛋白促进了过氧化物酶体增殖物激活受体γ共同激活剂1α(peroxisome proliferator activated receptor-gamma coactivator 1α,PGC1α)的表达,从而通过提高线粒体的生物生成,增加了动物肌肉中慢肌纤维的形成[9]。基于上述研究结果,本试验假设姜黄素和DHA联合应用在生猪养殖中能同时提高肌内脂肪含量和改善肌纤维类型,从而达到综合提升猪肉品质的效果。因此,本试验旨在研究饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥期“杜×长×大”三元杂交猪生长性能、肉品质及血清生化、抗氧化和免疫指标的影响,重点分析姜黄素和DHA对育肥猪肌内脂肪含量和肌纤维类型的影响,为姜黄素和DHA在育肥猪生长中的联合应用提供理论基础和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选取初始平均体重为(90.76±0.45) kg的健康“杜×长×大”三元杂交猪54头,随机分为2组,每组3个重复,每个重复9头猪。对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中添加0.03%的姜黄素和2.50%的DHA。试验在浙江科强生态养殖有限公司进行,预试期7 d,正试期40 d,整个过程中保证试验猪自由采食和饮水。试验饲粮组成及营养水平见表1。
表1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) %

项目
Items		 对照组
Control
group		 试验组
Experimental
group
原料 Ingredients
玉米 Corn 47.70 46.70
稻谷 Rice 5.00 5.00
大麦 Barley 15.00 15.00
米糠 Rice bran 8.00 8.00
米糠粕 Rice bran meal 8.00 8.00
豆粕 Soybean meal 10.00 8.50
二十二碳六烯酸 DHA 2.50
豆油 Soybean oil 2.30 2.30
预混料 Premix1) 4.00 4.00
合计 Total 100.00 100.00
姜黄素 Curcumin 0.03
营养水平 Nutrient levels2)
消化能 DE/(MJ/kg) 14.22 14.19
粗蛋白质 CP 12.17 12.38
粗脂肪 EE 5.53 6.23
粗灰分 Ash 5.38 5.67
钙 Ca 0.58 0.70
有效磷 AP 0.32 0.33
赖氨酸 Lys 0.27 0.29
蛋氨酸 Met 0.60 0.63
苏氨酸 Thr 0.63 0.73
色氨酸 Trp 0.17 0.16

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets:VA 6 400 IU,VB1 0.6 mg,VB2 10.4 mg,VD3 2 200 IU,VE 10 mg,VK3 2 mg,生物素 biotin 0.15 mg,D-泛酸 D-pantothenic acid 6.4 mg,烟酸 nicotinic acid 10 mg,Cu (as copper sulfate) 18 mg,Fe (as ferrous sulfate) 140 mg,Mn (as manganese sulfate) 36 mg,Zn (as zinc sulfate) 72 mg,I (as potassium iodide) 0.60 mg,Se (as sodium selenite) 0.44 mg。

2)消化能和有效磷为计算值,其他均为实测值。DE and AP were calculated values, while the others were measured values.

1.2 样本采集

试验结束时,每个重复随机选择2头健康且体重相近的试验猪(每组共6头),禁食12 h后屠宰。采集背最长肌,液氮速冻,用于肌内氨基酸、脂肪酸测定和分子生物学指标测定;采用颈静脉采血法采集血液样本,4 000 r/min离心10 min得到血清,用于血清生化指标测定。

1.3 指标检测

1.3.1 饲粮营养成分

粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙和总磷含量分别依据GB/T 6432—1994、GB/T 6433—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018进行测定,并根据总磷含量计算有效磷含量;氨基酸含量依据GB/T 18246—2000用高效液相色谱(HPLC)进行测定;消化能计算方法为饲粮总能与粪能的差值。

1.3.2 生长性能

于试验开始和试验结束时在晨饲前逐头称重试验猪。试验期间每日记录给料量、剩余料量和损耗料量,以重复为单位计算平均日采食量,同时根据试验猪的个体重量计算平均日增重和料重比。

1.3.3 胴体性状及肉品质

试验结束时,按照《瘦肉型猪胴体性状测定技术规范》(NY/T 825—2004)、《猪肉品质测定技术规范》(NY/T 821—2019)分别测定胴体性状和肉品质。
胴体性状指标包括宰前体重、屠宰率、胴体重、胴体斜长、背膘厚和眼肌面积。宰前体重为猪在屠宰前空腹24 h的体重;屠宰率为胴体重占宰前体重的百分比;胴体重为猪在放血、退毛后,去掉头、蹄、尾和内脏(保留板油、肾脏)的两边胴体总重量;胴体斜长是胴体倒挂时从耻骨联合前缘至第一肋骨与胸骨交界处的长度;背膘厚为胴体中线肩部最厚处、最后肋、腰荐结合处3点的平均脂肪厚度;眼肌面积为胴体最后肋骨处背最长肌的横截面面积。
肉品质指标包括pH24 h、滴水损失、大理石纹评分、肉色评分、肉色(亮度、红度、黄度)、肌内脂肪含量和肌苷酸含量。pH24 h测定的部位为胴体倒数第1~2段胸椎段背最长肌;滴水损失测定的部位为倒数第3~4胸椎段背最长肌;大理石纹评分用5分制目测对比法评定新鲜肌肉;肉色评分和肉色测定的部位为倒数第3~4肋骨处的眼肌横切面,采用色彩色差计;肌肉中粗脂肪含量测定采用索式抽提法;肌肉中肌苷酸含量采用高效液相色谱法测定。

1.3.4 背最长肌氨基酸和脂肪酸组成

背最长肌中的氨基酸组成参照《食品中氨基酸的测定》(GB 5009.124—2016),利用日立氨基酸自动分析仪测定;背最长肌中的脂肪酸组成参照《食品中脂肪酸的测定》(GB 5009.168—2016),利用气相色谱仪分析测定。

1.3.5 血清生化、抗氧化和免疫指标

生化指标采用南京建成生物工程研究所的商品试剂盒测定血清甘油三酯(TG)(货号A110-1-1)、总胆固醇(TC)(货号A111-1-1)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)(货号A113-1-1)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)(货号A112-1-1)含量;抗氧化指标采用南京建成生物工程研究所的商品试剂盒测定血清内谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)(货号A005)、超氧化物歧化酶(SOD)(货号A001-1)活性和丙二醛(MDA)(货号A003-1)含量及总抗氧化能力(T-AOC)(货号A015-1);免疫相关指标分别使用相应的酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒,通过多功能酶标仪测定血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、白细胞介素-6β(IL-6β)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-10(IL-10)含量和谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性。

1.3.6 背最长肌中相关基因mRNA相对表达水平检测

采用Trizol试剂盒(大连宝生物工程有限公司)提取猪背最长肌中的总RNA,参照ABScript III RT Master Mix for qPCR逆转录试剂盒(武汉爱博泰克生物科技有限公司)说明书,对总RNA样品进行逆转录合成cDNA。采用荧光定量PCR(qPCR)技术检测背最长肌中肌纤维类型[肌球蛋白重链Ⅰ(MyHCⅠ)、肌球蛋白重链Ⅱa(MyHCⅡa)、肌球蛋白重链Ⅱx(MyHCIIx)和肌球蛋白重链Ⅱb(MyHCIIb)]和脂肪代谢相关基因[固醇调控元件结合蛋白1(SREBP1)、脂肪酸转运酶(CD36)、脂肪酸结合蛋白4(FABP4)和过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)]的mRNA相对表达水平。10 μL反应体系:2×SYBR Green qPCR Master Mix 5 μL,cDNA 4 μL,上、下游引物各0.5 μL。反应条件:95 ℃预变性3 min,95 ℃变性5 s,60 ℃退火35 s,共40个循环。根据且的基因和内参基因β-肌动蛋白(β-actin)的阈值循环(Ct),采用2-ΔΔCt法计算样品中各目的基因的mRNA相对表达水平。qPCR引物序列见表2。
表2 qPCR引物序列

Table 2 qPCR primer sequences

基因
Gene		 登录号
Accession No.		 引物序列
Primer sequences (5'—3')		 长度
Length/bp
肌球蛋白重链Ⅰ
MyHCⅠ		 NM_213855.2 F:GGCCCCTTCCAGCTTGA
R:TGGCTGCGCCTTGGTTT		 63
肌球蛋白重链Ⅱa
MyHCⅡa		 XM_021066217.1 F:TTAAAAAGCTCCAAGAACTGTTT
R:CCATTTCCTGGTCGGAAC		 100
肌球蛋白重链Ⅱx
MyHCIIx		 XM_021066024.1 F:AGCTTCAAGTTCTGCCCCACT
R:GGCTGCGGGTTATTGATGG		 76
肌球蛋白重链Ⅱb
MyHCIIb		 XM_021066035.1 F:CACTTTAAGTAGTTGTCTGCCT
R:GGCAGCAGGGCACTAGATG		 80
固醇调控元件结合蛋白1
SREBP1		 XM_021066226.1 F:CAGGCAAAGGCCGAACAAAAT
R:AGAGGGATGGAGCCCAAACA		 108
脂肪酸转运酶
CD36		 NM_001044622.1 F:CACTGCCTCACTGGAGTGTT
R:TGCTTCAAGTGCTGGGTCAA		 104
脂肪酸结合蛋白4
FABP4		 NM_001002817.1 F:TGAAAGAAGTGGGAGTGGGC
R:CTGGCCCAATTTGAAGGCAA		 146
过氧化物酶体增殖物激活受体α
PPARα		 NM_001044526.1 F:CGACCTGGAAAGCCCGTTAT
R:GAGGCTTTGTCCCCACAGAT		 279
β-肌动蛋白
β-actin		 XM_021086047.1 F:AGTTGAAGGTGGTCTCGTGG
R:TGCGGGACATCAAGGAGAAG		 216

1.4 数据统计分析

采用GraphPad 9.0软件进行独立样本t检验统计分析,所有试验数据均以平均值±标准差(SD)表示,以P<0.05作为差异显著性判断标准。本试验中,生长性能相关数据的试验猪重复数为n=27;胴体性状和肉品质指标,氨基酸和脂肪酸组成,血清生化、免疫和抗氧化指标及基因表达相关数据的试验猪重复数均为n=6。

2 结果

2.1 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪生长性能的影响

由表3可知,2组试验猪的初始体重无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,试验组的终末体重和平均日增重显著增加(P<0.05),终末体重增加了3.07%,平均日增重增加了13.48%。与对照组相比,试验组的平均日采食量和料重比显著降低(P<0.05),平均日采食量降低了8.43%,料重比降低了10.27%。
表3 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪生长性能的影响

Table 3 Effects of dietary curcumin and DHA on growth performance of finishing pigs

项目
Items		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value
初始体重 IBW/kg 90.07±3.52 90.07±2.75 0.515
终末体重 FBW/kg 121.48±2.57 125.21±1.73* 0.036
平均日增重 ADG/kg 0.89±0.05 1.01±0.04* 0.011
平均日采食量 ADFI/kg 3.32±0.05 3.04±0.03* 0.001
料重比 F/G 3.70±0.28 3.32±0.06* 0.002

同行数据肩标*表示差异显著(P<0.05)。下表同。

In the same row, values with superscript * mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪胴体性状和肉品质的影响

由表4可知,2组试验猪的宰前体重、胴体重、胴体斜长和屠宰率均无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,试验组的背膘厚显著降低(P<0.05),眼肌面积显著增加(P<0.05),背膘厚降低了14.16%,眼肌面积增加了12.88%。
表4 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪胴体性状的影响

Table 4 Effects of dietary curcumin and DHA on carcass traits of finishing pigs

项目
Items		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value
宰前体重 Body weight before slaughter/kg 130.58±7.39 134.67±8.84 0.405
胴体重 Carcass weight/kg 96.70±6.28 98.75±7.94 0.457
胴体斜长 Carcass oblique length/cm 118.67±2.33 117.50±3.56 0.518
屠宰率 Dressing percentage/% 74.03±1.21 73.27±1.49 0.355
背膘厚 Backfat thickness/mm 32.14±4.85 27.59±2.31* 0.021
眼肌面积 Loin eye area/cm2 60.97±6.55 68.82±3.76* 0.011
由表5可知,2组试验猪的肌肉pH24 h、大理石纹评分、肉色评分、肉色(亮度、红度、黄度)和肌苷酸含量均无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,试验组的肌肉滴水损失显著降低(P<0.05),肌内脂肪含量显著增加(P<0.05),滴水损失降低了14.64%,肌内脂肪含量增加了33.51%。
表5 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪肉品质的影响

Table 5 Effects of dietary curcumin and DHA on meat quality of finishing pigs

项目
Items		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value
pH24 h 5.27±0.14 5.22±0.27 0.278
滴水损失 Drip loss/% 3.62±0.01 2.73±0.01* 0.024
大理石纹评分 Marbling score 2.13±0.25 2.20±0.37 0.195
肉色评分 Meat color score 2.70±0.61 2.50±0.32 0.395
肉色亮度 Meat color L* 52.88±3.14 49.66±3.40 0.711
肉色红度 Meat color a* 11.75±2.31 10.87±0.92 0.405
肉色黄度 Meat color b* 10.25±0.69 9.60±0.70 0.134
肌内脂肪 Intramuscular fat/% 1.88±0.01 2.51±0.01* 0.033
肌苷酸 Inosinic acid/(mg/kg) 1 397.17±331.70 1 529.94±193.61 0.307

2.3 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪背最长肌氨基酸和脂肪酸组成的影响

由表6可知,与对照组相比,试验组的背最长肌甘氨酸和脯氨酸含量显著增加(P<0.05),甘氨酸含量增加了12.87%,脯氨酸含量增加了9.67%。2组试验猪的背最长肌其他15种氨基酸含量均无显著差异(P>0.05)。
表6 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪背最长肌氨基酸组成的影响

Table 6 Effects of dietary curcumin and DHA on longissimus dorsi amino acid composition of finishing pigs %

项目
Items		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value
天冬氨酸 Asp 2.33±0.13 2.42±0.23 0.597
苏氨酸 Thr 1.15±0.06 1.19±0.11 0.638
丝氨酸 Ser 0.99±0.05 1.03±0.09 0.531
谷氨酸 Glu 4.05±0.25 4.27±0.47 0.531
甘氨酸 Gly 1.00±0.03 1.13±0.07* 0.036
丙氨酸 Ala 1.40±0.09 1.47±0.11 0.385
胱氨酸 Cys 0.40±0.01 0.44±0.03 0.151
缬氨酸 Val 1.19±0.07 1.28±0.11 0.541
蛋氨酸 Met 0.50±0.08 0.53±0.02 0.662
异亮氨酸 Ile 1.14±0.07 1.17±0.12 0.663
亮氨酸 Leu 1.96±0.12 2.03±0.21 0.614
酪氨酸 Tyr 0.84±0.04 0.87±0.08 0.662
苯丙氨酸 Phe 0.95±0.05 0.99±0.09 0.602
赖氨酸 Lys 2.29±0.12 2.36±0.24 0.672
组氨酸 His 1.08±0.10 1.08±0.11 0.980
精氨酸 Arg 1.58±0.11 1.65±0.15 0.487
脯氨酸 Pro 0.89±0.03 0.98±0.04* 0.035
由表7可知,试验共检测出15种脂肪酸,包括5种饱和脂肪酸和10种不饱和脂肪酸,其中单不饱和脂肪酸5种,多不饱和脂肪酸5种。与对照组相比,试验组的背最长肌饱和脂肪酸含量显著增加(P<0.05),其中主要是棕榈油酸(C16∶1)和硬脂酸(C18∶0)含量显著增加(P<0.05),棕榈油酸含量增加了31.05%,硬脂酸含量增加了9.43%。
表7 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪背最长肌脂肪酸组成的影响

Table 7 Effects of dietary curcumin and DHA on longissimus dorsi fatty acid composition of finishing pigs %

项目
Items		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value
肉豆蔻酸 C14∶0 1.20±0.07 1.33±0.20 0.273
肉豆蔻烯酸 C14∶1 0.06±0.01 0.08±0.01 0.073
软脂酸 C16∶0 24.44±0.49 25.93±1.78 0.157
棕榈油酸 C16∶1 2.19±0.40 2.91±0.04* 0.040
硬脂酸 C18∶0 14.32±0.54 15.88±0.47* 0.010
油酸 C18∶1 43.35±1.46 46.93±5.58 0.261
亚油酸 C18∶2 12.52±2.45 10.05±1.59 0.162
亚麻酸 C18∶3 0.40±0.01 0.39±0.09 0.978
花生酸 C20∶0 0.37±0.33 0.64±0.02 0.300
花生烯酸 C20∶1 0.08±0.01 0.13±0.09 0.457
花生二烯酸 C20∶2 0.26±0.02 0.23±0.13 0.836
花生三烯酸 C20∶3 1.20±0.50 1.04±0.11 0.619
花生四烯酸 C20∶4 0.28±0.02 0.30±0.03 0.876
二十二碳酸 C22∶0 0.52±0.06 0.44±0.09 0.269
二十二碳烯酸 C22∶1 0.46±0.27 0.35±0.32 0.673
饱和脂肪酸 SFA 40.62±0.45 43.07±1.36* 0.014
单不饱和脂肪酸 MUFA 46.32±1.85 50.01±5.53 0.335

2.4 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪肌肉肌纤维类型和脂肪代谢相关基因表达的影响

如图1所示,与对照组相比,试验组的背最长肌MyHCⅡa和MyHCⅡx的mRNA相对表达水平显著升高(P<0.05)。
图1 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪肌肉肌纤维类型相关基因表达的影响

数据柱形标注*表示差异显著(P<0.05)。图2同。

Fig.1 Effects of dietary curcumin and DHA on expression of genes related to muscle fiber type in muscle of finishing pigs

Value columns with * mean significant difference (P<0.05). The same as Fig.2.

如图2所示,与对照组相比,试验组的背最长肌SREBP1的mRNA相对表达水平显著升高(P<0.05)。
图2 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪肌肉脂肪代谢相关基因表达的影响

Fig.2 Effects of dietary curcumin and DHA on expression of genes related to muscle lipid metabolism in muscle of finishing pigs

2.5 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪血清生化、抗氧化和免疫指标的影响

由表8可知,与对照组相比,试验组的血清TG和TC含量显著下降(P<0.05),TG含量下降了12%,TC含量下降了16.39%。2组试验猪的血清HDL-C和LDL-C含量无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,试验组的血清GSH-Px、SOD活性和T-AOC显著增加(P<0.05),GSH-Px活性升高了24.03%,SOD活性升高了11.69%,T-AOC升高了6.42%;血清MDA含量显著降低(P<0.05),MDA含量下降了10.84%。
表8 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪血清生化和抗氧化指标的影响

Table 8 Effects of dietary curcumin and DHA on serum biochemical and antioxidant indexes of finishing pigs

项目
Items		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value
甘油三酯 TG/(mmol/L) 0.25±0.01 0.22±0.01* 0.005
总胆固醇 TC/(mmol/L) 2.44±0.07 2.04±0.11* 0.001
高密度脂蛋白胆固醇 HDL-C/(mmol/L) 1.14±0.06 1.26±0.11 0.055
低密度脂蛋白胆固醇 LDL-C/(mmol/L) 1.09±0.05 0.99±0.08 0.056
谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mL) 815.53±9.41 1 011.52±10.39* 0.001
超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL) 64.00±0.97 71.48±2.16* 0.001
丙二醛 MDA/(nmol/mL) 2.49±0.05 2.22±0.08* 0.001
总抗氧化能力 T-AOC/(U/mL) 2.65±0.78 2.82±0.07* 0.010
由表9可知,与对照组相比,试验组的血清IgG、IgM和IL-4含量显著增加(P<0.05),IgG含量升高了3.00%,IgM含量升高了12.50%,IL-4含量升高了6.44%;试验组的血清ALT和AST活性显著降低(P<0.05),ALT活性降低了11.72%,AST活性降低了11.55%。2组试验猪的血清lgA、IL-6β和L-10含量均无显著差异(P>0.05)。
表9 饲粮中添加姜黄素和DHA对育肥猪血清免疫指标的影响

Table 9 Effects of dietary curcumin and DHA on serum immune indexes of finishing pigs

项目
Items		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value
免疫球蛋白A IgA/(μg/mL) 64.39±0.78 69.23±0.88 0.278
免疫球蛋白G IgG/(g/L) 0.89±0.03 1.03±0.07* 0.003
免疫球蛋白M IgM/(g/L) 0.32±0.01 0.36±0.02* 0.007
白细胞介素-6β IL-6β/(pg/mL) 1 103.34±89.25 1 126.18±7.24 0.674
白细胞介素-4 IL-4/(pg/mL) 82.42±3.21 87.73±2.78* 0.023
白细胞介素-10 IL-10/(pg/mL) 643.34±18.28 668.30±11.92 0.337
谷丙转氨酶 ALT/(U/L) 37.81±0.88 33.38±0.68* 0.001
谷草转氨酶 AST/(U/L) 47.10±0.93 41.66±0.53* 0.001

3 讨论

近年来,大量研究发现姜黄素在猪生产中的应用主要表现在提高生长性能。在断奶仔猪上的研究发现,饲粮中添加200和300 mg/kg姜黄素能显著提高断奶仔猪平均日增重[10]。欧阳坤等[11]在海南屯昌猪上的研究发现,饲粮中添加200、400和600 mg/kg姜黄素均能提高其平均日增重,并降低料重比。张靖等[12]研究发现,在基础饲粮中添加200、300和400 mg/kg姜黄素能不同程度地提高育肥猪平均日增重和饲料转化率。大量研究也证实了DHA能够提高动物生长性能,Ribeiro等[13]研究发现,21~35日龄的肉鸡饲粮中添加7.4%的DHA能显著增加体增重。在育肥猪上的研究发现,丁酸钠-DHA微囊包被剂可提高育肥猪的平均日采食量和平均日增重[8]。本试验也发现,饲粮中添加姜黄素和DHA后,育肥猪的平均日增重显著增加,平均日采食量和料重比显著下降,说明姜黄素和DHA的联合应用能改善育肥猪的饲料转化率,而姜黄素和DHA的联合应用改善育肥猪生长性能的机制还需要进一步的研究。
酮体性状指标能直接体现猪的胴体品质。研究发现,姜黄素能通过抑制脂肪细胞分化、下调脂肪酸合成代谢通路、促进能量消耗或调节肠道微生物组成等生物学机制来减少脂质沉积,缓解肥胖[14]。Wei等[15]研究发现,增加生长猪饲粮中的DHA含量,能通过增加肌肉中胰岛素样生长因子-1(IGF-1)和胰岛素受体的表达促进肌肉中蛋白质的合成。本试验中,饲粮中添加姜黄素和DHA能显著降低育肥猪的背膘厚,并显著提高眼肌面积,表明姜黄素和DHA的联合应用能在一定程度上改善育肥猪的胴体品质。本试验结果表明,姜黄素和DHA的联合应用还降低了育肥猪的肌肉滴水损失,并显著增加了肌内脂肪含量,与课题组前期在育肥期金华猪[4]的试验结果一致,说明姜黄素和DHA的联合应用对育肥猪的肉品质有一定改善作用。
猪肉中氨基酸的含量和组成情况与品质和风味息息相关[16],也是评价肉品质的重要指标,必需氨基酸含量决定了肌肉蛋白质品质,而鲜味氨基酸则为肌肉风味提供了物质基础。甘氨酸是鲜味氨基酸之一,能通过增强蛋白质合成促进肌肉细胞生长发育[17],而脯氨酸有增强肌肉质量的作用[18]。本试验中,饲粮中添加姜黄素和DHA显著提高了育肥猪肌肉中甘氨酸和脯氨酸含量,表明姜黄素和DHA的联合应用能提高育肥猪的肉品质和风味。研究显示,饲粮中添加姜黄素或DHA均能改善动物肌肉脂肪酸组成,增加多不饱和脂肪酸含量[19-20]。Yang等[21]研究发现,对人类健康有益的中性脂肪酸硬脂酸和有益脂肪酸棕榈油酸在猪肉中与较高的肌内脂肪含量相关。在本试验中,姜黄素和DHA的联合应用增加了肌肉棕榈油酸和硬脂酸含量,进一步表明姜黄素通过改善肌肉中脂肪酸组成提高肌内脂肪含量。
SREBP1是调节肌内脂肪合成的关键转录因子[22]。本试验中,饲粮中添加姜黄素和DHA显著上调了育肥猪背最长肌中SREBP1的表达。由此可知,在背最长肌中,姜黄素和DHA的联合应用可能是通过促进脂质合成从而提高肌内脂肪含量。肌纤维类型是影响肉品质的重要因素。本试验中,姜黄素和DHA的联合应用显著上调了育肥猪背最长肌中氧化型肌纤维MyHCⅡa和中间型肌纤维MyHCⅡx的表达,说明姜黄素和DHA通过增加氧化型肌纤维含量从而改善猪肉品质。
血清指标可以反映动物机体的代谢和健康状况。育肥猪生长缓慢,主要是脂肪沉积,测定育肥猪血清脂质相关指标可分析育肥猪机体的脂质代谢和脂肪沉积能力。本试验中,血清甘油三酯和总胆固醇含量下降,说明姜黄素和DHA的联合应用能有效降低血脂水平,提高育肥猪脂质代谢能力。转氨酶是肝脏损伤的标志指标[23]。本试验中,姜黄素和DHA的联合应用能显著降低育肥猪血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性,说明姜黄素和DHA的联合应用能有效改善育肥猪的肝脏脂质代谢。
姜黄素具有独特的多酚结构,能够与细胞内的自由基结合产生稳定的酚类化合物,进而清除活性氧抑制氧化损伤,同时还能提高多种抗氧化酶的活性,提高细胞抗氧化能力[24]。涂尾龙等[25]研究发现,饲粮中添加姜黄素能提高育肥猪血清SOD活性,同时降低MDA含量。DHA等多不饱和脂肪酸能通过还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酶等的作用调节活性氧(ROS)水平,还能通过自身的过氧化反应起到抗氧化效果[26]。在柴达木福牛上的研究发现,饲粮中添加富含DHA的微藻可显著提高柴达木福牛血清SOD活性和总抗氧化能力[27]。本试验中,通过对血清抗氧化指标检测和分析发现,相比于对照组,饲粮中添加姜黄素和DHA能显著降低血清MDA含量,增加血清GSH-Px、SOD活性和T-AOC。由此可见,姜黄素和DHA的联合应用能有效调节育肥猪的抗氧化能力,提高机体健康水平。
动物对感染的免疫反应与免疫球蛋白含量密切相关。IgG、IgM和IgA是保护动物免受感染的主要免疫球蛋白[28]。细胞因子分泌通常是激活先天宿主防御系统和调节适应性免疫反应的关键[29]。本试验中,姜黄素和DHA的联合应用能显著增加血清IgG、IgM和IL-4含量,说明姜黄素和DHA的联合应用能提高育肥猪的免疫能力。

4 结论

饲粮中添加0.03%的姜黄素和2.50%的DHA能提高育肥期“杜×长×大”三元杂交猪的饲料利用率,通过降低背膘厚、背最长肌滴水损失和提高肌内脂肪含量改善肉品质,并提升血清脂质代谢、抗氧化及免疫能力。

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