載鉻納米殼聚糖對杜×長×大肥育豬生長、胴體品質和肉品質的影響

和玉丹，葉珊珊，沈順新，萬培偉，黃小紅，王敏奇*

（1.江西生物科技職業學院，江西南昌 330200；2.浙江大學動物科學學院，浙江杭州 310058；3.浙江安吉縣正新牧業有限公司，浙江安吉 313300）

鉻作為人和動物體內一種重要的微量元素，可以提高胰島素敏感性和葡萄糖耐受力[1]。許多學者針對不同化學形式的鉻源（如氯化鉻[2]、吡啶羧酸鉻[3]、蛋氨酸鉻[4]、丙酸鉻[5]）對動物的生長、胴體組成、免疫等做了大量研究，但結果都不太一致。其原因可能與不同形式鉻的吸收利用率不同有關。

納米材料因粒徑較小，通常在1～100 nm，具有比表面積大、吸附力強和高化學活性的特點。納米粒子易穿透毛細血管被細胞吸收，并在靶器官中高效累積[6]。Li 等[7]研究結果顯示，納米鉻較其他來源的鉻有較高的吸收率，且能顯著提高日增重和日采食量，降低背膘厚。Wang 等[8]結果顯示，氯化鉻來源的納米級載鉻硅酸鹽可以提高肥育豬免疫功能。殼聚糖是一種具有抗菌、提高免疫力、調節脂肪代謝等多種生理功能的堿性多糖，它在液態介質中可與帶負電的聚合物、大分子甚至一些聚陰離子相互作用，發生溶膠-凝膠轉變易得到納米微粒。納米殼聚糖（Chitosan nanoparticles，CNP）可增加藥物的吸收作用、增加藥物的靶向性和降低藥物副作用、增強藥物的緩釋作用、提高藥物穩定性的生物學效應[9]。因此，本課題組以殼聚糖作為生物載體制備了新型納米級微量元素添加劑——載鉻納米殼聚糖（Chitosan nanoparticles loaded with chromiumions，CNP-Cr），并旨在研究3 個不同添加水平CNP-Cr 對杜×長×大肥育豬生長、胴體品質和肉品質的影響，進一步探討CNP-Cr 對機體糖、蛋白和脂肪代謝的影響，為深入研究其作用機理奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 水溶性殼聚糖（浙江金殼藥業有限公司）脫乙酰度90%，分子量為5 000 u 左右。載鉻納米殼聚糖（平均粒徑約為90 nm）的制備方法參照王敏奇[10]的專利方法并做適當修改。

先將殼聚糖溶解到0.5%（v/v）乙酸得到1%（w/v）的殼聚糖溶液。將pH 調到3.5。在室溫下攪拌1 h，攪拌過程中加入200 mg/L CrCl3溶液，得到殼聚糖與CrCl3比例為47:3 的懸浮液，將pH 調至6.5，攪拌5 h，將混合物在室溫下12 000×g 離心，純化獲得CNP-Cr。

1.2 試驗設計及試驗日糧 選擇120 頭體況良好、平均體重為65 kg 左右的杜×長×大三元雜交豬，隨機分成4 組，每組3 個重復，每個重復10 頭豬，公母各半。4組分別飼喂以 CNP-Cr 形式添加的含鉻0（對照組）、100、200、400 μg/kg 的飼糧，基礎飼糧參考美國NRC（2012）肥育豬營養需要配制，養分含量滿足或高于肥育豬營養需要[11]，飼糧配方及主要營養成分見表1。全程自由采食和飲水，飼養管理按常規進行。預試期5 d，正試期35 d。

表1 基礎飼糧配方及其營養成分（風干基礎）

1.3 指標測定

1.3.1 生長性能 試驗期間每天記錄飼料消耗量。試驗結束后，停飼12 h 后稱重，計算各組的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和耗料增重比（F/G）。

1.3.2 血清生化指標 飼養試驗結束后，從各試驗組中選取體重接近的試驗豬各6 頭（公母各半），共24 頭。自由飲水，禁食12 h，宰前稱重。前腔靜脈采血 10 mL于促凝管中，靜置析出血清，吸取血清于離心管中，2 000 r/min 離心10 min，吸取上層血清到Eppendorf管中，置-20℃低溫保存，待分析用。血清中總蛋白、甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白、游離脂肪酸、尿素氮、葡萄糖、脂肪酶含量使用Olympus AU5400 全自動生化分析儀進行測定，試劑盒來自廈門慧嘉生物科技有限公司。

1.3.3 胴體性狀及肉品質 按常規屠宰方法進行胴體分割，計算屠宰率（屠宰率=胴體重/活體重×100%）、瘦肉率（瘦肉率=肌肉重/胴體重×100%）、脂肪率（脂肪率=脂肪重/胴體重×100%）、骨骼率（骨骼率=骨骼重/胴體重×100%）和皮膚率（皮膚率=皮膚重/胴體重×100%），并測定 P2 點背膘厚度和眼肌面積。在第九肋骨切取厚度約2.5 cm 的背最長肌，用Hunter 色差計測定Hunter L、Hunter a、Hunter b 值，pH 計測定pH45min，并檢測肌肉的24 h 滴水損失和肌紅蛋白含量。

1.3.4 皮下脂肪組織酶活性 于第十肋骨處取約50 g 皮下脂肪組織浸液氮轉移至-70℃保存，采用酶聯免疫分析法測定皮下脂肪組織中蘋果酸脫氫酶（MDH）、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G-6-PDH）、異檸檬酸脫氫酶（ICDH）活性、脂肪酸合成酶（FAS）和激素敏感脂肪酶（HSL）活性，試劑盒均為廈門慧嘉生物科技有限公司產品。

1.4 統計分析 數據處理和分析采用SAS8.0 統計軟件（SAS，USA）的廣義線性模型（Generalized Linear Model，GLM）進行統計分析，采用正交多項式來確定飼糧中添加不同水平CNP-Cr 對肥育豬的線性和二次效應，以P<0.05 為差異顯著性標準。數據結果采用平均值和標準誤（SEM）表示。

2 結果

2.1 添加CNP-Cr 對肥育豬生長性能的影響 表2 顯示，與對照組相比，飼糧中添加不同劑量的CNP-Cr 對肥育豬生長性能未產生顯著影響。

表2 飼糧添加CNP-Cr 對肥育豬生長性能的影響

2.2 添加CNP-Cr 對肥育豬胴體品質和肉品質的影響表3 顯示，與對照組相比，不同劑量CNP-Cr 組提高了肥育豬的瘦肉率，其中200 μg/kg CNP-Cr 組瘦肉率提高8.23%（P<0.05），且隨著CNP-Cr 添加劑量提高呈線性上升，且呈二次升高（P<0.05）。3 個添加組脂肪率和背膘厚均低于對照組（P<0.05）。200、400 μg/kg CNP-Cr 組眼肌面積較對照組分別提高了24.39% 和22.52%（P<0.05），隨著CNP-Cr 水平提高均呈線性及二次變化（P<0.05）。瘦肉率、脂肪率、眼肌面積和背膘厚在不同CNP-Cr 劑量組間無顯著差異。

表3 飼糧添加CNP-Cr 對肥育豬胴體品質和肉質的影響

飼糧中添加不同劑量CNP-Cr 會降低肥育豬背最長肌的滴水損失，其中200、400 μg/kg CNP-Cr 組低于對照組（P<0.05），隨著CNP-Cr 添加劑量提高呈線性下降和二次降低（P<0.05）。背最長肌的45 min 的pH、Hunter a、Hunter b 未見顯著變化。飼糧中添加200、400 μg/kg CNP-Cr 提高了背最長肌中肌紅蛋白含量（P<0.05），且隨著CNP-Cr 添加劑量提高呈線性上升（P<0.05）。

2.3 添加CNP-Cr 對肥育豬血清生化指標的影響 表4顯示，200、400 μg/kg CNP-Cr 組血清葡萄糖水平較對照組分別降低了19.38%和16.86%（P<0.05），隨著CNP-Cr 添加劑量升高呈線性下降和二次降低（P<0.05）；200 μg/kg CNP-Cr 組血清總蛋白含量高于其他三組（P<0.05），隨著CNP-Cr 添加劑量升高呈線性升高和二次變化（P<0.05）。CNP-Cr 組血清游離脂肪酸含量分別較對照組提高69.23%、169.23%和53.57%（P<0.05），且200 μg/kg CNP-Cr 組高于100、400μg/kg CNP-Cr 組（P<0.05）。另外，不同劑量CNP-Cr 組血清脂肪酶活性較對照組均有升高，其中200、400 μg/kg CNP-Cr 組與對照組差異顯著，血清游離脂肪酸含量和脂肪酶活性均隨著CNP-Cr 添加劑量升高呈線性升高和二次變化（P<0.05）。飼糧添加CNP-Cr 對肥育豬血清中尿素氮、高密度脂蛋白、甘油三酯、總膽固醇的含量和堿性磷酸酶活性沒有顯著影響。

表4 飼糧添加CNP-Cr 對肥育豬血清生化指標的影響

2.4 添加CNP-Cr 對肥育豬皮下脂肪組織酶活性的影響由表5 可見，MDH 活性較對照組有不同程度下降，100 μg/kg CNP-Cr 較對照組降低了16.06%（P<0.05），隨著劑量升高呈線性下降（P<0.05）。添加不同劑量CNP-Cr 對G-6-PDH 和ICDH 活性無顯著影響。CNPCr 組肥育豬皮下脂肪組織中FAS 活性較對照組均下降（P<0.05），而HSL 活性提高（P<0.05），且均隨著劑量升高呈現線性和二次變化（P<0.05）。

表5 CNP-Cr 對肥育豬皮下脂肪組織中相關酶活性的影響

3 討 論

3.1 CNP-Cr 對肥育豬生長性能的影響 美國國家研究委員會對公開發表的鉻影響豬生長性能的31 個試驗進行統計，發現11 個試驗結果對豬生長有促進作用，8 個試驗發現顯著改善了飼料轉化效率[12]。本試驗中CNPCr 對豬日增重和日采食量以及飼料轉化效率均無顯著影響，此結果與 Untea 等[13]的結果相似。而Hung 等[14]的結果顯示納米吡啶羧酸鉻顯著提高了肥育豬的日采食量，對日增重和日采食量無顯著影響。Li 等[15]添加納米吡啶鉻顯著提高了肥育豬的日增重和日采食量，提高了飼料轉化效率。結果不一致產生的原因可能與納米級鉻的化學形式不同以及試驗開展的季節不同有關。

3.2 CNP-Cr 對肥育豬胴體品質和肉品質的影響Lindemann 等[16]對關于吡啶羧酸鉻研究的統計分析中，17 次試驗中有14 次證明可以增大肥育豬眼肌面積，23 次試驗中有19 次表明添加鉻可以降低背膘厚。Sales等[17]對35 個研究結果的Mete 分析結果也顯示，鉻能顯著降低第10 肋骨處的背膘厚，顯著提高胴體瘦肉率和眼肌面積。本試驗中，添加CNP-Cr 顯著降低了脂肪率和背膘厚，瘦肉率和眼肌面積顯著提高，此結果與CNP-Cr 降低脂肪率、提高瘦肉率的結果相一致。本試驗測定了背最長肌的相關肉品質指標，結果顯示200、400 μg/kg CNP-Cr 組24 h 滴水損失顯著降低，pH45min有二次線性升高趨勢。Tian 等[18]研究結果也表明，添加蛋氨酸鉻可降低肥育豬肌肉的24 h 滴水損失和提高pH24h。本研究中，CNP-Cr 組肌肉中肌紅蛋白含量呈線性顯著升高，但Hunter L、Hunter a、Hunter b 值并無顯著變化。因此，筆者認為鉻在納米化處理后對肉色的改善作用不顯著。

3.3 CNP-Cr 對肥育豬血清生化指標和脂肪酶活性的影響 本研究中血清分析結果顯示，添加CNP-Cr 使血清中葡萄糖水平下降，而總蛋白、游離脂肪酸和脂肪酶的水平升高。Li 等[15]和Hung 等[14]研究結果則顯示，鉻降低了血清中游離脂肪酸的水平。而Hung 等[19]和Mayorga 等[20]研究結果顯示，添加鉻對血清中葡萄糖和游離脂肪酸的水平沒有顯著影響。各研究結果不一致可能與鉻的添加形式、添加劑量以及環境溫度不同有關。對皮下脂肪中脂肪代謝相關酶的活性檢測結果進一步顯示，脂肪合成相關酶（如MDH 和FAS）顯著下降，而與脂肪分解相關的HSL 活性則顯著升高，揭示了添加CNP-Cr 可以增強脂肪的分解代謝，降低合成代謝。

4 結 論

本研究結果表明，添加CNP-Cr 可通過影響葡萄糖水平、脂肪的合成與分解代謝，從而降低肥育豬胴體脂肪率，提高瘦肉率，并能降低滴水損失，改善肉品質，且以200 μg/kg 添加劑量效果最佳。