饲粮中添加半胱胺螯合锌对肥育猪肉品质和氨基酸组成的影响

引用本文

何鑫, 王璐, 王宇波, 尹靖东. 饲粮中添加半胱胺螯合锌对肥育猪肉品质和氨基酸组成的影响[J]. 动物营养学报, 2020, 32(11): 5117-5127.

HE Xin, WANG Lu, WANG Yubo, YIN Jingdong. Effects of Dietary Cysteamine Chelated Zinc on Meat Quality and Amino Acid Composition of Finishing Pigs[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2020, 32(11): 5117-5127.

饲粮中添加半胱胺螯合锌对肥育猪肉品质和氨基酸组成的影响

何鑫 , 王璐 , 王宇波 , 尹靖东

中国农业大学动物科技学院, 动物营养学国家重点实验室, 北京 100193

收稿日期: 2020-04-07

基金项目: 国家重点研发专项（2018YFD0500400，2016YFD0700201）

作者简介: 何鑫(1995-), 男, 云南玉溪人, 硕士研究生, 从事动物营养与肉品质的研究。E-mail:905253428@qq.com.

通信作者: 尹靖东, 教授, 博士生导师, E-mail:yinjd@cau.edu.cn.

摘要: 本试验旨在研究饲粮中添加半胱胺螯合锌（Zn-CS）对肥育猪体增重、肉品质以及肌肉和血清的氨基酸组成的影响。试验选取体重为（84.6±0.6）kg的杜×长×大三元杂交母猪40头，随机分为4组，每组10头猪，数据以个体为重复。对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮，试验组饲喂在基础饲粮中分别添加90、180和300 mg/kg Zn-CS的试验饲粮。饲粮中添加合成氨基酸以满足75~100 kg和100~130 kg的肥育猪必需氨基酸的NRC（2012）营养需要，饲养试验38 d。结果表明：1）饲粮中添加Zn-CS对肥育猪平均日增重无显著影响（P>0.05）。2）饲粮中添加Zn-CS显著线性增加了屠宰后24 h背最长肌的亮度（L^*）值（P < 0.05），对背最长肌的其余肉色指标、pH、大理石花纹评分、系水力和剪切力无显著影响（P>0.05）。3）饲粮中添加Zn-CS显著线性增加了血清中游离谷氨酸、亮氨酸、组氨酸（线性、二次）、赖氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸和总游离氨基酸的含量（P < 0.05）。4）随着饲粮中Zn-CS添加量的增加，背最长肌中粗蛋白质含量显著线性降低（P < 0.05），蛋氨酸含量显著线性增加（P < 0.05），而甘氨酸（线性，P < 0.05）、丙氨酸（线性，P < 0.05）和脯氨酸（二次，P < 0.05）含量显著降低。5）饲粮中Zn-CS的添加显著二次增加了背最长肌中游离赖氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、风味氨基酸和总游离氨基酸的含量（P < 0.05），显著线性降低了游离甘氨酸的含量（P < 0.05）。综上所述，肥育猪饲粮中添加Zn-CS对平均日增重和主要肉品质指标没有显著影响，但可以增加肌肉中的蛋氨酸含量，二次升高肌肉中游离氨基酸的含量，尤其是游离风味氨基酸的含量。90和180 mg/kg Zn-CS组中肌肉游离氨基酸含量最高。饲粮中添加300 mg/kg Zn-CS降低了肌肉中粗蛋白质含量。综合本试验的各项结果，建议肥育猪饲粮的Zn-CS添加量为90~180 mg/kg。

关键词: 半胱胺螯合锌肉品质氨基酸组成肥育猪

Effects of Dietary Cysteamine Chelated Zinc on Meat Quality and Amino Acid Composition of Finishing Pigs

HE Xin , WANG Lu , WANG Yubo , YIN Jingdong

State Key Laboratory of Animal Nutrition, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China

Corresponding author: YIN Jingdong, professor, E-mail: yinjd@cau.edu.cn.

Abstract: This experiment aimed to study the effects of dietary cysteamine chelated zinc (Zn-CS) on weight gain, meat quality, amino acid composition of meat and serum in finishing pigs. A total of 40 Duroc×Landrace×Yorkshire crossbred gilts with body weight of (84.6±0.6) kg were randomly assigned into four groups with 10 pigs per group and the data are replicated for each individual. Pigs in control group received a basal diet composed of corn-soybean meal, while experimental groups were fed experimental diets, in which 90, 180, and 300 mg/kg Zn-CS were added in the basal diet, respectively. Crystal amino acids were added in diets to meet the requirement NRC (2012) for all essential amino acids for 75 to 100 kg and 100 to 130 kg body weight of finishing pigs. The feeding trial lasted for 38 days. The results showed as follows: 1) dietary supplementation of Zn-CS did not alter average daily gain in finishing pigs (P>0.05). 2) The inclusion of Zn-CS linearly increased the lightness (L^*) value of longissimus dorsi at 24 h after slaughtering (P < 0.05). Meanwhile, there was no significant influence on pH, marbling score, water holding capacity, shear force and other meat color indexes (P>0.05). 3) Zn-CS supplementation linearly increased the contents of free glutamic acid, leucine, histidine (linear, quadratic), lysine, methionine, cysteine and total free amino acids in serum (P < 0.05). 4) As the level of supplemental Zn-CS increased, the content of crude protein in longissimus dorsi linearly reduced (P < 0.05), and the methionine content linearly increased (P < 0.05), while glycine (linear, P < 0.05), alanine (linear, P < 0.05) and proline (quadratic, P < 0.05) contents significantly decreased. 5) Dietary supplementation of Zn-CS quadratically increased the contents of free lysine, alanine, phenylalanine, methionine, flavor amino acids and total free amino acids (P < 0.05), but linearly decreased the content of free glycine in longissimus dorsi (P < 0.05). These results indicated that dietary supplementation of Zn-CS do not alter the average daily gain and major meat quality characteristics, but increase the content of methionine, quadratically increase the contents of free amino acids, especially flavored amino acids in muscle. The supplementation of 90 and 180 mg/kg Zn-CS has the highest content of total free amino acids in muscle among the treatments. Dietary supplementation of 300 mg/kg Zn-CS reduce the crude protein content of muscle. Collectively, the recommended dietary supplementation level of Zn-CS for finishing pigs is 90 to 180 mg/kg.

Key words: cysteamine chelated zinc meat quality amino acid composition finishing pigs

随着我国人民生活水平的提高，消费者对肉品质的要求也不断提高。如何在不牺牲生长性能的前提下，提高肉品质是目前养猪行业追求的一个目标^[1]。半胱胺(cysteamine)是一种天然的活性物质，在动物体内可由辅酶A(coenzyme A, CoA)降解产生^[2]。半胱胺可在半胱胺双加氧酶(2-aminoethanethiol dioxygenase, ADO)的作用下氧化为亚牛磺酸，而半胱氨酸可以在半胱氨酸双加氧酶(cysteine dioxygenase, CDO)和半胱亚磺酸脱羧酶(cysteine sulfinate decarboxylase, CSD)的作用下氧化为亚牛磺酸，进一步氧化合成牛磺酸^[3]。半胱胺含有的二硫键可以与生长抑素(somatostatin, SS)结合，降低SS的含量^[4]，从而增加生长激素(growth hormone, GH)和胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor Ⅰ, IGF-Ⅰ)的表达，促进动物生长^[5]。欧洲药品评价局(EMEA)已将半胱胺归为“无需制定最大残留量”的有机物，可用于生产畜产品的哺乳动物^[6]。但是口服半胱胺会导致动物消化道出现溃疡^[7]，产生厌食和生长缓慢等不良反应^[8]。因此，需要控制半胱胺在饲粮中的添加量。Liu等^[5]报道了在生长肥育猪饲粮中添加140 mg/kg的半胱胺就已经超过了安全剂量，会造成猪的肠道炎症。

目前，半胱胺对猪肉品质的作用效果还存在争议。Bai等^[9]研究发现添加半胱胺可以增加肉的红度(a^*)值，降低亮度(L^*)值；李慧^[10]研究发现，半胱胺可以降低猪肉的滴水损失，降低黄度(b^*)值；朱玉萍^[11]的试验结果表明半胱胺对肉品质没有显著影响。因此，半胱胺对猪肉品质的作用效果还需要进一步的试验证明。

锌螯合剂是一种广泛使用的高效价的补锌剂，对比无机锌，氨基酸螯合锌有更高的吸收率^[12]。半胱胺螯合锌(cysteamine chelated zinc, Zn-CS)是一种新型的饲料添加剂，既克服了半胱胺性质上的不稳定与适口性差的缺点，又间接补充了部分锌元素^[13]，有比较好的应用前景。余成蛟等^[14]发现Zn-CS可以提高营养限制型发育迟缓猪的营养物质消化率，提高生长性能。目前，Zn-CS在肥育猪上的报道还比较少。因此，本试验以三元杂交肥育猪为试验对象，拟通过在饲粮中添加不同剂量Zn-CS，研究其对肥育猪增重、肉品质以及肌肉和血清的氨基酸组成的影响，得出Zn-CS在实际生产中的适宜添加量。

1 材料与方法 1.1 试验材料

试验所用Zn-CS含量为30%，载体为麦饭石，产品为粉状，本试验中添加量为折算后Zn-CS纯品的量。将Zn-CS均匀混在粉料中用于饲养试验。

1.2 试验设计

试验选取体重为(84.6±0.6) kg的杜×长×大三元杂交母猪40头，随机分为4组，每组10头猪，试验数据以个体为重复。对照组饲喂基础饲粮，试验组饲喂在基础饲粮中分别添加90、180和300 mg/kg Zn-CS的试验饲粮。Zn-CS产品公司给出的最适添加量为180 mg/kg，再此基础上分别设置1个低添加量组(90 mg/kg)和1个高添加量组(300 mg/kg)。

1.3 基础饲粮

试验基础饲粮为玉米-豆粕型，其中添加合成氨基酸以满足NRC(2012)的标准回肠可消化氨基酸(SID AA)水平。试验采用2阶段饲养，在肥育猪体重达到约100 kg时换料，基础饲粮组成及营养水平见表 1。

表 1 基础饲粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (as-fed basis)

%
项目 Items	75~100 kg阶段 75 to 100 kg phase	100~130 kg阶段 100 to 130 kg phase
原料Ingredients
玉米Corn	77.64	85.20
豆粕Soybean meal	8.47	3.68
小麦麸Wheat bran	8.94	5.32
豆油Soybean oil	1.80	1.80
石粉Limestone	0.91	0.82
磷酸氢钙CaHPO₄	0.57	1.00
食盐NaCl	0.35	0.35
L-赖氨酸盐酸盐L-Lys·HCl	0.41	0.50
L-苏氨酸L-Thr	0.13	0.21
L-色氨酸L-Try	0.03	0.10
L-缬氨酸L-Val	0.02	0.10
DL-蛋氨酸DL-Met	0.04	0.12
L-异亮氨酸L-Ile	0.01	0.14
预混料Premix¹⁾	0.67	0.67
合计Total	100.00	100.00
营养水平Nutrient levels²⁾
消化能DE/(MJ/kg)	14.15	14.20
代谢能ME/(MJ/kg)	13.81	13.91
粗蛋白质CP	11.82	10.50
赖氨酸Lys	0.81	0.72
蛋氨酸+半胱氨酸Met+Cys	0.44	0.36
苏氨酸Thr	0.55	0.55
色氨酸Try	0.15	0.18
异亮氨酸Ile	0.48	0.46
亮氨酸Leu	1.07	0.96
1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kg of diets：VA 6 000 IU，VD₃ 2 400 IU，VE 20 IU，VK₃ 2 mg，VB₁ 0.96 mg，VB₂ 4 mg，VB₆ 2 mg，VB₁₂ 0.012 mg，生物素biotin 0.04 mg，叶酸folic acid 0.40 mg，泛酸pantothenic acid 11.2 mg，烟酸nicotinic acid 22 mg，Cu 120 mg，Fe 76 mg，Mn 12 mg，Zn 76 mg，K 0.24 mg，Se 0.40 mg。 2)消化能与代谢能为计算值，其余为实测值。DE and ME were calculated values, while the others were measured values.

表 1 基础饲粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (as-fed basis)

1.4 饲养管理

试验猪饲喂粉料，自由采食和饮水，试验开始前按照猪场常规程序进行消毒、驱虫和免疫。栏舍每天清扫1次，每天观察猪群的健康状况。预试期3 d，正试期38 d。

1.5 样品采集

试验结束前1天，禁食12 h后(正常饮水)，对所有试验猪进行前腔静脉采血，血样收集在真空管中，3 000 r/min离心15 min后吸取上清，于-20 ℃保存。试验最后1 d，每组选最接近平均体重的8头猪，共32头猪，禁食12 h(正常饮水)后，运输至屠宰场，休息8 h后进行屠宰。屠宰后，在屠宰线上检测猪肉品质相关指标，并取左胴体的第8~12肋处背最长肌经冰上运输至实验室进行后续分析。

1.6 饲粮营养成分测定

将饲料原料与配制的试验饲粮粉碎制成待测样品，参考AOAC(2003)标准，使用凯氏定氮法测定粗蛋白质含量。氨基酸含量根据其性质分别使用3种不同的处理方法测定：1)样品色氨酸含量经过氢氧化锂(LiOH)水解后用Agilent-1200型高效液相色谱仪(安捷伦，美国)测定；2)样品的含硫氨基酸含量经过过甲酸氧化与盐酸(HCl)水解后用L-8800型氨基酸自动分析仪(日立，日本)测定；3)样品的剩余15种氨基酸含量经过HCl水解后用L-8800型氨基酸自动分析仪(日立，日本)测定。

1.7 检测指标 1.7.1 体增重测定

分别将试验开始和结束日每头猪体重记为始重和末重，并计算平均日增重(ADG)。

1.7.2 肉品质测定

宰后24 h用Testo-205型pH计(图德，德国)测定背最长肌的pH；宰后45 min和24 h用CR-410型色差仪(美能达，日本)测定背最长肌的肉色亮度、红度和黄度值；屠宰后在现场使用NPPC(1999)大理石纹评分卡和肉色标准评分卡对背最长肌进行评分；滴水损失与烹饪损失参考王宇波等^[15]的方法测定，滴水损失为100 g肉样于4 ℃冰箱中悬挂24 h后水分减少的百分比；烹饪损失为1 cm厚的100 g肉样经70 ℃烹煮30 min后水分减少的百分比；将70 ℃烹煮30 min，待肉样冷却后用C-LM3B型肌肉嫩度仪(天翔飞域，中国)进行剪切力测定。

1.7.3 血清游离氨基酸含量测定

血清中游离氨基酸含量测定参照Yin等^[16]的方法并进行了改进。将200 μL血清转移到1.5 mL离心管中，加入8 μL D-苯丙氨酸内标(2.5 mmol/L)和800 μL甲醇涡旋混匀，然后在4 ℃以14 000 r/min离心10 min，收集样品的上清液。取400 μL上清液在真空浓缩器中蒸干，然后用100 μL硼酸盐缓冲液复溶。取10 μL复溶后的样品加入50 μL硼酸盐缓冲液和20 μL衍生试剂，立即涡旋混匀，55 ℃加热10 min。冷却至室温后，将溶液转移至上机小瓶中使用Waters ACQUITY UPLC I-Class型超高效液相色谱仪(沃特世，美国)与Q-Exactive型高分辨率质谱仪(赛默飞，美国)分析。色谱分离采用Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×100 mm, 1.7 μm)(沃特世，美国)加Waters ACQUITY UPLC BEH C18预柱(2.1 mm×5.0 mm, 1.7 μm)(沃特世，美国)，柱温为35 ℃，进样量为2 μL，流速为0.3 mL/min，洗脱梯度程序见表 2，全运行时间为15 min。

表 2 液相色谱梯度洗脱程序 Table 2 Gradient elution procedure of UPLC

1.7.4 肌肉氨基酸含量测定

将保存于-20 ℃的肌肉样品使用LGJ-10型真空冷冻干燥机(新艺超声设备，中国)冷冻干燥72 h，研磨成粉末制成待测样品。

使用凯氏定氮法测定粗蛋白质含量，使用索氏提取法测定肌内脂肪含量。总氨基酸含量测定方法同饲粮。

肌肉中游离氨基酸含量测定与血清方法相同，但在提取步骤上有一些差别。具体步骤为：称取约0.3 g冻干肉样，加入8 μL D-苯丙氨酸内标(2.5 mmol/L)和5 mL甲醇-水溶液(8 : 2, 体积比)混匀。将样品超声处理5 min后在室温下放置1 min，重复上述操作共6次，使肉样溶解完全。然后将样品置于冰上2 h，4 ℃条件下9 000 r/min离心10 min，收集上清液。向离心后的沉淀中再加入5 mL甲醇-水溶液(8 : 2, 体积比)，混匀后4 ℃条件下9 000 r/min离心10 min，合并2次上清备用。后续步骤同血清中游离氨基酸含量测定方法。

肌肉中风味氨基酸含量参考了Liu等^[17]的方法，将肌肉游离甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的含量相加。

1.8 数据统计分析

试验数据采用SAS 9.2统计软件中GLM程序进行线性和二次回归分析，采用Duncan氏法进行多重比较检验；P < 0.05为差异显著，0.05≤P < 0.10为有差异趋势。

2 结果 2.1 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪体增重的影响

如表 3所示，饲粮中添加Zn-CS对肥育猪的平均日增重无显著影响(P>0.05)。

表 3 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪体增重的影响 Table 3 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on body weight gain of finishing pigs

2.2 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪血清游离氨基酸含量的影响

如表 4所示，Zn-CS的添加显著线性增加了血清中游离谷氨酸、亮氨酸、组氨酸(线性、二次)、赖氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸和总游离氨基酸含量(P < 0.05)，180和300 mg/kg组血清游离组氨酸和赖氨酸含量显著高于对照组和90 mg/kg组(P < 0.05)；300 mg/kg组血清游离谷氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸含量显著高于对照组(P < 0.05)，血清游离色氨酸含量有线性增加的趋势(P < 0.10)，300 mg/kg组血清游离色氨酸含量显著高于90 mg/kg组(P < 0.05)。

表 4 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪血清游离氨基酸含量的影响 Table 4 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on serum free amino acid contents of finishing pigs

nmol/L
项目 Items	Zn-CS添加量 Zn-CS supplemental level/(mg/kg)				SEM	P值P-value
项目 Items	0 (对照Control)	90	180	300	SEM	方差分析 ANOVA	线性 Linear	二次 Quadratic
苏氨酸Thr	113.50	107.31	128.65	107.75	19.71	0.83	1.00	0.63
丝氨酸Ser	104.60	112.36	108.45	101.49	8.26	0.81	0.68	0.41
谷氨酸Glu	233.90^b	263.78^ab	241.66^ab	328.59^a	28.15	0.09	0.03	0.31
脯氨酸Pro	182.84	181.73	182.55	192.78	14.52	0.94	0.62	0.72
甘氨酸Gly	447.23	458.51	550.66	524.96	63.09	0.60	0.28	0.67
丙氨酸Ala	224.34	209.81	283.09	297.54	39.50	0.33	0.11	0.86
缬氨酸Val	201.89	189.55	219.35	229.00	20.15	0.52	0.22	0.69
异亮氨酸Ile	181.32	177.37	188.23	189.05	10.62	0.84	0.48	0.90
亮氨酸Leu	96.77	89.42	114.93	119.14	10.07	0.14	0.05	0.75
酪氨酸Tyr	90.01	98.68	96.45	86.56	5.43	0.38	0.53	0.11
苯丙氨酸Phe	70.30	70.59	64.75	66.85	4.14	0.70	0.43	0.74
组氨酸His	23.67^b	56.44^a	64.20^a	68.47^a	7.40	< 0.01	< 0.01	0.02
赖氨酸Lys	130.67^b	116.20^b	183.63^a	169.15^a	11.62	< 0.01	< 0.01	0.60
精氨酸Arg	106.51	86.09	111.51	109.46	12.27	0.82	0.66	0.81
半胱氨酸Cys	5.26^b	6.16^ab	6.44^ab	7.59^a	0.66	0.12	0.02	0.94
蛋氨酸Met	33.77^b	35.74^ab	42.01^ab	43.85^a	3.72	0.08	0.01	0.81
色氨酸Trp	69.85^ab	61.53^b	82.21^a	76.61^ab	5.12	0.05	0.10	0.94
牛磺酸Tau	155.38	156.46	155.22	165.27	9.11	0.84	0.47	0.64
谷氨酰胺Gln	573.09	562.44	571.23	583.40	43.81	1.00	0.99	0.92
肌肽Car	14.24	13.38	20.13	17.32	5.42	0.81	0.54	0.78
总游离氨基酸 Total free amino acid	3 088.40	3 081.63	3 560.64	3 759.11	211.24	0.09	0.02	0.84

表 4 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪血清游离氨基酸含量的影响 Table 4 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on serum free amino acid contents of finishing pigs

2.3 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪背最长肌肉品质的影响

如表 5所示，饲粮中添加Zn-CS显著线性提高了24 h时的背最长肌亮度值(P < 0.05)，对其他肉色指标、pH、大理石花纹评分、剪切力、滴水损失和烹饪损失均无显著影响(P>0.05)。

表 5 饲粮中添加Zn-CS对肥育背最长肌猪肉品质的影响 Table 5 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on meat quality in longissimus dorsi of finishing pigs

项目 Items	Zn-CS添加量 Zn-CS supplemental level/(mg/kg)				SEM	P值P-value
项目 Items	0 (对照Control)	90	180	300	SEM	方差分析 ANOVA	线性 Linear	二次 Quadratic
45 min红度a_{45 min}^*	15.13	16.17	15.09	15.38	0.36	0.15	0.83	0.42
45 min黄度b_{45 min}^*	4.63	3.45	3.28	3.16	0.84	0.97	0.25	0.50
45 min亮度L_{45 min}^*	48.91	49.30	49.97	49.67	1.66	0.99	0.79	0.93
45 min色度C_{45 min}^*	15.56	16.56	15.49	15.75	0.37	0.19	0.75	0.44
24 h红度a_{24 h}^*	15.14	15.70	15.76	16.48	0.46	0.69	0.06	0.93
24 h黄度b_{24 h}^*	5.78	5.74	5.24	5.24	0.42	0.77	0.26	0.86
24 h亮度L_{24 h}^*	53.23	53.84	54.84	55.57	0.72	0.27	0.05	0.50
24 h色度C_{24 h}^*	16.74	16.70	16.61	17.33	0.57	0.81	0.49	0.53
肉色评分Flesh color score	3.00	2.65	2.93	2.54	0.27	0.58	0.35	0.92
大理石花纹评分Marbling score	1.59	1.66	1.50	1.54	0.07	0.56	0.37	0.95
pH_{24 h}	5.44	5.49	5.51	5.44	0.03	0.45	1.00	0.12
剪切力Shear force/N	40.78	41.32	43.10	42.03	2.78	0.95	0.71	0.69
烹饪损失Cooking loss/%	24.9	26.3	25.3	25.4	1.1	0.81	0.92	0.60
滴水损失Drip loss/%	3.55	2.63	2.85	3.44	0.49	0.35	0.96	0.17

表 5 饲粮中添加Zn-CS对肥育背最长肌猪肉品质的影响 Table 5 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on meat quality in longissimus dorsi of finishing pigs

2.4 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪背最长肌肌肉组分的影响

如表 6所示，饲粮中添加Zn-CS显著线性降低了背最长肌中的粗蛋白质含量(P < 0.05)，300 mg/kg组的粗蛋白质含量与对照组相比显著降低(P < 0.05)。

表 6 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪背最长肌肌肉组分的影响 Table 6 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on muscle composition in longissimus dorsi of finishing pigs

2.5 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪背最长肌氨基酸组成的影响

如表 7所示，饲粮中添加Zn-CS显著线性增加了背最长肌中的蛋氨酸的含量(P < 0.05)，但是降低了脯氨酸(二次)、甘氨酸(线性)和丙氨酸(线性)的含量(P < 0.05)。与对照组相比，300 mg/kg组的背最长肌中蛋氨酸含量显著增加(P < 0.05)，180和300 mg/kg组的丙氨酸和甘氨酸含量显著降低(P < 0.05)。

表 7 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪背最长肌氨基酸组成的影响 Table 7 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on amino acid composition in longissimus dorsi of finishing pigs

%
项目 Items	Zn-CS添加量 Zn-CS supplemental level/(mg/kg)				SEM	P值P-value
项目 Items	0 (对照Control)	90	180	300	SEM	方差分析 ANOVA	线性 Linear	二次 Quadratic
天冬氨酸Asp	8.44	8.34	8.40	8.25	0.12	0.71	0.33	0.85
苏氨酸Thr	4.26	4.24	4.23	4.16	0.06	0.72	0.27	0.80
丝氨酸Ser	3.51	3.48	3.44	3.39	0.05	0.36	0.08	0.98
谷氨酸Glu	12.71	12.58	12.63	12.57	0.17	0.93	0.64	0.83
脯氨酸Pro	4.03^a	3.79^b	3.85^b	3.87^ab	0.05	0.03	0.13	0.02
甘氨酸Gly	4.10^a	3.90^ab	3.82^b	3.81^b	0.07	0.04	0.01	0.15
丙氨酸Ala	3.74^a	3.61^ab	3.56^b	3.47^b	0.05	< 0.01	< 0.01	0.51
缬氨酸Val	4.85	4.74	4.80	4.73	0.08	0.67	0.42	0.79
异亮氨酸Ile	4.37	4.35	4.41	4.34	0.08	0.91	0.94	0.68
亮氨酸Leu	7.16	7.10	7.11	6.91	0.12	0.48	0.16	0.61
酪氨酸Tyr	4.15	4.19	4.22	4.13	0.07	0.86	0.89	0.41
苯丙氨酸Phe	3.70	3.67	3.66	3.61	0.05	0.67	0.24	0.90
组氨酸His	3.87	3.95	3.95	3.85	0.08	0.75	0.80	0.29
赖氨酸Lys	8.14	8.08	8.12	7.98	0.12	0.79	0.42	0.72
精氨酸Arg	5.65	5.57	5.52	5.45	0.08	0.32	0.07	0.84
半胱氨酸Cys	0.95	0.91	0.94	0.95	0.02	0.28	0.74	0.13
蛋氨酸Met	2.51^b	2.47^b	2.54^ab	2.65^a	0.04	0.03	< 0.01	0.13
色氨酸Trp	1.03	0.99	0.97	1.01	0.02	0.26	0.39	0.08

表 7 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪背最长肌氨基酸组成的影响 Table 7 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on amino acid composition in longissimus dorsi of finishing pigs

2.6 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪背最长肌游离氨基酸含量的影响

如表 8所示，随着饲粮Zn-CS添加量的增加，背最长肌中的游离赖氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸含量显著二次升高(P < 0.05)，游离甘氨酸含量显著线性降低(P < 0.05)，且300 mg/kg组的游离甘氨酸含量显著低于对照组(P < 0.05)；游离苏氨酸(P=0.06)和谷氨酸含量(P=0.08)有二次升高的趋势，且180 mg/kg组的游离苏氨酸含量显著高于300 mg/kg组(P < 0.05)；此外，背最长肌中的游离风味氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸)和总游离氨基酸含量均显著二次升高(P < 0.05)，且90 mg/kg组的游离风味氨基酸含量显著高于300 mg/kg组(P < 0.05)，90和180 mg/kg组的总游离氨基酸含量均显著高于300 mg/kg组(P < 0.05)。

表 8 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪背最长肌游离氨基酸含量的影响 Table 8 Effects of dietary cysteamine chelated zinc on free amino acid contents in longissimus dorsi of finishing pigs

nmol/g
项目 Items	Zn-CS添加量 Zn-CS supplemental level/(mg/kg)				SEM	P值P-value
项目 Items	0 (对照Control)	90	180	300	SEM	方差分析 ANOVA	线性 Linear	二次 Quadratic
苏氨酸Thr	33.98^ab	34.16^ab	37.34^a	29.29^b	2.15	0.10	0.21	0.06
丝氨酸Ser	127.61	133.51	144.22	113.63	10.47	0.21	0.36	0.06
谷氨酸Glu	251.27	333.66	277.51	208.96	40.58	0.18	0.26	0.08
脯氨酸Pro	150.02	152.32	159.22	137.17	7.69	0.26	0.30	0.12
甘氨酸Gly	322.73^a	329.63^a	317.10^a	260.15^b	16.20	< 0.01	< 0.01	0.04
丙氨酸Ala	336.54	366.75	368.96	319.80	17.21	0.12	0.54	0.02
缬氨酸Val	181.98	187.97	188.52	174.13	7.55	0.49	0.44	0.18
亮氨酸Leu	151.74	168.00	170.64	149.06	9.94	0.32	0.80	0.07
异亮氨酸Ile	156.77	165.91	164.03	155.25	6.88	0.60	0.77	0.20
酪氨酸Tyr	95.72	101.43	96.68	88.09	4.44	0.23	0.15	0.15
苯丙氨酸Phe	103.89	114.72	114.84	101.15	4.99	0.13	0.59	0.02
组氨酸His	58.76	71.96	57.00	49.75	7.82	0.23	0.21	0.25
赖氨酸Lys	108.32	114.45	118.06	102.78	5.31	0.22	0.53	0.05
精氨酸Arg	19.64	19.14	20.62	17.52	1.08	0.26	0.27	0.22
蛋氨酸Met	72.91	86.69	92.01	69.92	8.18	0.20	0.79	0.04
色氨酸Trp	41.91	42.24	40.53	39.70	1.88	0.75	0.33	0.84
牛磺酸Tau	233.81	228.09	238.96	245.06	31.55	0.98	0.75	0.88
谷氨酰胺Gln	492.46	494.08	509.14	476.26	28.06	0.87	0.75	0.53
肌肽Car	2 879.64	3 112.27	2 916.24	2 818.68	102.26	0.10	0.36	0.15
天冬氨酸Asp	20.60	18.18	27.44	21.29	3.57	0.33	0.54	0.48
总游离氨基酸 Total free amino acid	5 850.0^ab	6 348.3^a	6 094.2^a	5 388.1^b	224.67	0.04	0.08	0.02
风味氨基酸 Flavor amino acid	1 371.95^ab	1 424.85^a	1 411.69^ab	1 279.02^b	43.35	0.06	0.07	0.04
风味氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。 Flavor amino acids included glycine, alanine, aspartic acid, glutamic acid, phenylalanine and tyrosine.

3 讨论 3.1 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪体增重的影响

虽然半胱胺已经被证实可以提高生长肥育猪的生长性能，而且对65~90 kg阶段的生长肥育猪的生长水平提升比较大^[18-19]。有报道，在65~110 kg的肥育猪饲粮中添加Zn-CS，其中90和150 mg/kg添加量显著增加了平均日增重^[13]。刘巧婷^[20]在与本试验相似的体重阶段(77~110 kg)没有观察到半胱胺对育肥猪生长性能有促进作用。本试验饲粮中添加Zn-CS对肥育猪的平均日增重没有显著影响，但90和180 mg/kg组平均日增重在数值上低于对照组，而高水平添加组(300 mg/kg)高于对照组，这种现象应该与本试验的试验动物规模较小有关系，有待于将来在更大规模的群体中验证其对肥育猪生长性能的影响。

3.2 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪肉品质的影响

研究表明，饲粮补充半胱胺盐酸盐可以增加脱氧肌红蛋白含量，减少铁血肌红蛋含量，进而增加了背最长肌的红度值，降低了亮度值^[10]。但本试验并没有观察到这种现象，Zn-CS的添加仅线性提高了24 h时的背最长肌亮度值，对其余的肉色指标均无显著影响。此外，添加Zn-CS对肥育猪背最长肌的pH、剪切力、滴水损失、剪切力均无显著影响。王煜琦等^[13]在肥育猪饲粮中添加Zn-CS，也没有观察到对肉品质指标的显著影响。

3.3 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪血清氨基酸含量的影响

血清游离氨基酸是影响蛋白质合成速率的重要因素^[21]。当机体内的氨基酸过剩发生分解代谢时，由转氨基作用生成较高含量的谷氨酸，谷氨酸作为原料可以加强N-乙酰谷氨酸(N-acetyl-L-glutamic acid, N-AGA)的合成，从而激活氨甲酰磷酸合成酶1(carbamoyl-phosphate synthase, CPS1)，促进尿素形成^[22]。本试验中Zn-CS的添加线性升高了血清游离谷氨酸、亮氨酸、组氨酸、赖氨酸、蛋氨酸以及总游离氨基酸含量，周平^[23]的研究表明在生长猪饲粮添加半胱胺可以增加血清的游离赖氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、丙氨酸、脯氨酸和酪氨酸含量，降低了游离组氨酸和精氨酸含量，结果的部分差异可能是因为其饲粮是低蛋白质饲粮，所以部分非必需氨基酸的含量降低，但是总体来看半胱胺具有增加血清游离氨基酸含量的作用。Zn-CS增加了血液中半胱氨酸含量，这是因为半胱胺能够进入细胞溶酶体，破坏溶酶体内胱氨酸的二硫键形成半胱氨酸，半胱胺和半胱氨酸能形成新的二硫化物转运至细胞溶酶体外^[24]，从而提高了外周血液中的半胱氨酸的含量，由于蛋氨酸可以转化为胱氨酸和半胱氨酸，也可以解释血清蛋氨酸增加的现象。此外，与对照组和低水平添加组(90 mg/kg)相比，高水平添加组(300 mg/kg)肌肉粗蛋白质含量显著降低，而血清中包括游离谷氨酸在内的多种游离氨基酸含量都显著增加，这表明Zn-CS的过量添加(300 mg/kg)会降低肌肉蛋白质的合成，使得更多的氨基酸游离在血液中。

3.4 饲粮中添加Zn-CS对肥育猪肌肉氨基酸组成的影响

在添加Zn-CS后，肌肉中甘氨酸和丙氨酸的含量线性降低，这与肌肉中粗蛋白质含量线性降低的结果相符。肌肉中蛋氨酸的含量线性增加，而与半胱胺代谢更为直接的半胱氨酸含量没有发生变化。蛋氨酸在机体内可以转化为胱氨酸和半胱氨酸，半胱氨酸可以代谢产生半胱胺^[24]，但是没有证据表明半胱胺可以再转化为半胱氨酸。这表明Zn-CS的添加可能是通过节约了体内的半胱氨酸，从而进一步节约了蛋氨酸。

肉类的鲜味主要来自于蛋白质水解产生的多肽和氨基酸^[25]。在中性条件下，氨基酸两端能形成稳定的环状结构，产生的鲜味也最强^[26]，其中谷氨酸、精氨酸和丙氨酸都属于鲜味氨基酸^[27]。随着Zn-CS添加量的增加，肌肉中的游离丙氨酸含量呈先升高后降低的二次变化，且在90和180 mg/kg组的含量较高；游离谷氨酸含量有二次升高的趋势，且在90 mg/kg时达到峰值。当氨基酸含有甜味的生味基团或者N端有电子取代基衍生物时，其具有较大的甜度，主要的甜味氨基酸有甘氨酸、色氨酸、组氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和丙氨酸^[28]，本试验中，随着Zn-CS的添加量增加，肌肉游离甘氨酸、苯丙氨酸含量呈现先升高后降低的二次变化，且游离甘氨酸在300 mg/kg组出现显著的降低。Liu等^[17]认为游离甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸是肉中的主要风味氨基酸，本试验中这6种风味氨基酸的总量也随着Zn-CS的添加量的增加呈现出先增加再降低的二次变化，同时在300 mg/kg组肌肉游离风味氨基酸和总游离氨基酸含量都是最低的，同时90 mg/kg组的游离风味氨基酸含量显著高于300 mg/kg组，而且90和180 mg/kg组的总游离氨基酸含量均显著高于300 mg/kg组。从猪肉中游离风味氨基酸含量的角度来考虑，添加90和180 mg/kg Zn-CS优于300 mg/kg。除了游离风味氨基酸以外，我们还观察到了肌肉游离赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸含量呈二次曲线模式的增加，这3种氨基酸都是重要的必需氨基酸。此外，牛磺酸虽然是由半胱胺合成，但是添加Zn-CS并没有使肌肉或血清中的游离牛磺酸含量增加。Bai等^[29]在饲粮中添加半胱胺，肥育猪肌肉中的牛磺酸含量同样没有增加。

4 结论

饲粮中添加Zn-CS对肥育猪的肉品质影响较小，但是会改变机体对氨基酸的利用，增加机体内(包括血清和肌肉)含硫氨基酸的含量，同时降低肌肉中部分氨基酸的比例，例如肌肉中的甘氨酸、脯氨酸和丙氨酸含量。饲粮中添加Zn-CS二次升高了肌肉中游离氨基酸(尤其是游离风味氨基酸)的含量，在90和180 mg/kg组肌肉游离氨基酸含量最高。但是在过量添加(300 mg/kg)的情况下肌肉游离氨基酸的含量比适量添加组(90和180 mg/kg)更低，而且降低了肌肉中粗蛋白质含量，对肉品质不利。基于本试验的结果，肥育猪饲粮中Zn-CS的推荐添加量为90~180 mg/kg。

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