李蛟龍 馬冰冰 陳作棟 邢 通 張 林 楊立彬 陳政寬 高 峰

(南京農(nóng)業(yè)大學動物科技學院；江蘇省動物源食品生產(chǎn)與安全保障重點實驗室；江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心1，南京 210095)(江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所2，南京 210014)(北京君德同創(chuàng)農(nóng)牧科技股份有限公司3，北京 100085)

胍基乙酸，又稱為胍乙酸(Guanidinoacetic acid，GAA)和N-咪基甘氨酸，是肌酸在動物機體內(nèi)合成的前體物質。肌酸在動物體內(nèi)主要由甘氨酸、精氨酸和蛋氨酸三種氨基酸合成：第一步主要在腎臟中發(fā)生，甘氨酸和精氨酸在精氨酸-甘氨酸脒基轉移酶的作用下通過脒基轉移作用，生成鳥氨酸和GAA，GAA經(jīng)血液運輸通過門靜脈進入肝臟；第二步主要在肝臟中發(fā)生，GAA和S-腺苷蛋氨酸在胍基乙酸甲基轉移酶的作用下，通過甲基化形成肌酸[1,2]。然后肌酸進入血液被運輸?shù)胶哪鼙容^高的細胞和組織中[3]。一旦進入細胞，肌酸就被磷酸化形成磷酸肌酸，這一過程需要在肌酸激酶的參與下進行[4]。肌酸與磷酸肌酸一起構成磷酸原能量緩沖系統(tǒng)，當動物機體能量供應不足時，可以生成ATP補充能量。

動物屠宰后肌肉中的能量狀態(tài)與肉品質緊密相關，當肌肉中磷酸肌酸含量較高時，可以延緩宰后肌肉的糖酵解速率[5]。有研究表明，日糧中補充GAA可以增加動物機體內(nèi)肌酸和磷酸肌酸含量，提高其能量儲備[6,7]，改善其能量利用率[8]，進而提高生長性能，改善肉質[9-11]。肌肉的抗氧化能力也是影響肉質的重要因素[12]，有報道指出日糧中補充GAA可以增強動物抗氧化能力[13]，但其作用效果有待進一步研究確認，同時不同水平GAA對宰后豬肉的肉質改善效果也并不一致。本實驗旨在研究日糧中添加不同水平GAA對宰后豬肉儲存過程中的肉質變化和抗氧化能力的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

育肥豬、飼料用胍基乙酸。

1.2 實驗設計

采用單因子實驗設計，選擇140頭健康的體重相近(68 kg左右)杜×長×梅山閹公豬，隨機分為4個處理，其中處理1為對照組，飼喂基礎日糧；處理2、處理3和處理4分別在基礎日糧基礎上添加300、500、700 mg/kg的GAA。每個處理5個重復，每個重復7頭豬，飼養(yǎng)期為35 d。飼養(yǎng)期內(nèi)自由采食、自由飲水。

表1 基礎日糧組成及營養(yǎng)水平

1.3 實驗檢測指標

1.3.1 生長性能

分別在養(yǎng)殖實驗第1天和最后1天對所有實驗豬按重復稱質量、結料，計算平均日采食量、平均日增重和料重比。

1.3.2 屠宰性能

飼養(yǎng)實驗結束后，每個處理組選取10頭豬，每個重復(圈)選取體重接近每個重復平均體重的2頭，運輸至附近屠宰場進行屠宰，宰前禁食12 h，稱質量，自由飲水。

屠宰率：屠宰時稱量胴體重，計算屠宰率。

屠宰率=胴體重/宰前活重×100%

平均背膘厚:用游標卡尺測定肩腰結合處、最后肋和腰薦結合處3點背膘后，取其平均值。

眼肌面積：使用眼肌面積測定板測定。

板油率=板油重/胴體重×100%

1.3.3 肉質指標

屠宰后取左半胴體背最長肌樣品，置于4 ℃冷庫待冷卻成熟，測定肉樣的pH值、肉色、滴水損失、蒸煮損失和剪切力。

pH：用HI9125型便攜式pH計測定肉樣宰后0.75、24、48、72 h的pH，每個樣品測3次取平均值。

肉色：用CR-410全自動測色色差儀測定肉樣宰后24、48、72 h的亮度(L*)、紅度(a*)和黃度(b*)值，各豬肉樣本取3個點進行測定，取其平均值進行統(tǒng)計。

滴水損失：將肉樣切成5 cm×3 cm×2 cm的肉條，稱初始質量，用回形針鉤住肉條的一端，使肌纖維方向垂直向下，懸掛于自封袋中(肉條不得與自封袋壁接觸)，扎緊袋口后吊掛于4 ℃冰箱中，分別測定肉條懸掛24 h和48 h后的末質量。

滴水損失率=(初始質量-末質量)/初始質量×100%

蒸煮損失：測定肉樣宰后成熟24、48、72 h的蒸煮損失。切取2.5 cm厚的肉片，剝離外膜和附著的脂肪后稱初始質量，置于75 ℃水浴鍋中，待肉樣中心溫度達72 ℃停止加熱，冷卻至室溫，用吸水紙輕輕擦去表層汁液，再稱末質量。

蒸煮損失=(初始質量-末質量)/初始質量×100%

剪切力：測定肉樣宰后成熟24、48、72 h的剪切力值。取測定完蒸煮損失的肉樣，用取樣刀沿肌纖維方向切取3條2.5 cm × 1 cm × l cm樣方的肉條(肌纖維方向與2.5 cm邊長方向平行)，將切好的肉條置于嫩度儀受力平臺上，使肌纖維方向與刀口方向垂直。每個樣品測定3次，結果取平均值。

1.3.4 抗氧化指標

屠宰時采集血漿樣品和背最長肌樣品保存于-80 ℃冰箱中待測。測定指標主要包括血漿和背最長肌中的總抗氧化能力(Total antioxidant capacity，T-AOC)、谷胱甘肽過氧化物酶活性(Glutathione peroxidase，GSH-Px)、超氧化物歧化酶活性(Superoxide dismutase，SOD)、過氧化氫酶活性(Catalase，CAT)、丙二醛含量(Malondialdehyde，MDA)和蛋白質羰基含量。測定方法參照試劑盒說明書進行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

實驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel作初步處理用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件中的單因子方差分析(One-Way ANOVA)進行多重比較。結果用平均數(shù)和標準誤表示，以P<0.05為顯著性標準。

2 結果與分析

由表2可知，日糧添加不同水平的GAA，均有提高育肥豬日采食量、日增重的趨勢，也有降低料重比的趨勢，但差異均不顯著(P>0.05)。

表2 不同水平胍基乙酸對育肥豬生長性能的影響

由表3可知，日糧添加不同水平的GAA，對育肥豬屠宰率、板油率和眼肌面積均無顯著影響(P>0.05)，但500 mg/kg GAA可以顯著降低其背膘厚(P<0.05)。

表3 不同水平胍基乙酸對育肥豬屠宰性能的影響

由表4可知，日糧添加500和700 mg/kg GAA可以顯著提高育肥豬背最長肌宰后0.75 h的pH值(P<0.05)，對宰后24、48、72 h的pH值影響不顯著(P>0.05)。日糧添加GAA對豬肉宰后24、48、72 h的肉色(L*值、a*值和b*值)影響不顯著(P>0.05)。500 mg/kg GAA可以顯著降低豬肉宰后懸掛24 h的滴水損失(P<0.05)，對懸掛48 h的滴水損失影響不顯著(P>0.05)。500 mg/kg GAA可以顯著降低豬肉宰后24 h的蒸煮損失(P<0.05)，日糧添加不同水平GAA均可以顯著降低豬肉宰后48、72 h的蒸煮損失(P<0.05)。500 mg/kg GAA可以顯著降低豬肉宰后24、48、72 h的剪切力(P<0.05)，700 mg/kg GAA可以顯著降低豬肉宰后24 h的剪切力(P<0.05)。

表4 不同水平胍基乙酸對育肥豬背最長肌肉品質的影響

由表5可知，與對照組相比，日糧添加不同水平GAA均可以顯著提高育肥豬血漿中GSH-Px活性(P<0.05)，對血漿中SOD活性、CAT活性和羰基含量影響不顯著(P>0.05)。與對照組相比，日糧添加500 mg/kg GAA可以顯著增加血漿中T-AOC能力(P<0.05)，700 mg/kg GAA可以顯著降低血漿中的MDA含量(P<0.05)。

表5 不同水平胍基乙酸對育肥豬血漿抗氧化指標的影響

由表6可知，與對照組相比，日糧添加500、700 mg/kg GAA可以顯著提高育肥豬背最長肌中SOD活性，降低MDA含量(P<0.05)；700 mg/kg GAA可以顯著提高背最長肌中T-AOC能力，降低羰基含量(P<0.05)。而不同水平的GAA對背最長肌中GSH-Px活性無顯著影響(P>0.05)。

表6 不同水平胍基乙酸對育肥豬背最長肌抗氧化指標的影響

3 討論與結論

胍基乙酸是動物體內(nèi)天然存在的一種合成肌酸的前體物質[14]。肌酸是動物體內(nèi)一種重要的能量物質，日糧中添加GAA可以提高動物體內(nèi)的肌酸合成，進一步提高細胞內(nèi)磷酸肌酸和ATP等能量物質的儲存，調(diào)控能量代謝關鍵酶的活性，改善細胞的能量代謝[6,15,16]，并提高動物的能量利用率，促進動物生長[17,18]。在本研究中，日糧添加不同水平的GAA，可以在一定程度上改善育肥豬的生長性能，這與前人研究比較類似[19]。另外也有研究發(fā)現(xiàn)，在保育豬、生長豬和育肥豬日糧中添加GAA，可以顯著增加日增重，提高飼料效率[9,13,20]。當動物體內(nèi)肌酸和磷酸肌酸等能量物質含量增加后，細胞內(nèi)的水合作用增強，并能夠促進蛋白質的合成，抑制蛋白質的分解[21,22]。另外也有研究發(fā)現(xiàn)，GAA可以促進動物體內(nèi)IGF-1的分泌，IGF-1做為一種重要的促生長因子，可以顯著促進動物的生長[23]。

本實驗還研究了日糧中添加不同水平GAA對育肥豬屠宰性能的影響，結果顯示對育肥豬屠宰率、板油率和眼肌面積均無顯著影響，但可以顯著降低其背膘厚，前人研究也有類似報道。潘寶海等[11]研究發(fā)現(xiàn)日糧中添加500 mg/kg的GAA可以顯著提高育肥豬瘦肉率，降低第10肋骨處背膘厚，對眼肌面積無影響。陳政寬等[10]也指出，GAA可以降低育肥豬肩部最厚處、最后肋處以及腰薦結合處的背膘厚，同時提高眼肌面積。但也有研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加GAA對豬的屠宰率、眼肌面積、背膘厚和瘦肉率等無影響[20]。GAA的添加可以增強動物細胞內(nèi)水合作用和機體IGF-1的分泌，促進了蛋白質的合成與沉積[21,22]，導致機體吸收更多的營養(yǎng)物質存積在肌肉組織中，從而可以提高瘦肉率，減少皮下脂肪的沉積。

肉色、pH、實系水力、嫩度等是用于評價肉質的常用指標。在本實驗中，日糧中添加GAA顯著降低了宰后45 min的pH值，這與陳政寬等[10]和Jayaraman等[13]研究結果一致。在動物屠宰之后，隨著血液循環(huán)的停止，細胞中的能量代謝逐漸轉變?yōu)樘窃臒o氧酵解，導致乳酸的積累，肌肉中pH值逐漸降低。日糧中添加GAA，可以提高肌肉中肌酸和磷酸肌酸的含量，進而緩解宰后肌肉的糖酵解以及乳酸的積累，延緩肌肉pH值的降低。同時肌肉的pH值與保水性也有一定的相關性[24]。當肌肉pH值下降時，肌肉中蛋白質分子所攜帶的凈電荷發(fā)生改變，凈電荷的下降使蛋白質分子發(fā)生緊縮，系水力下降。本研究也發(fā)現(xiàn)，GAA可以顯著降低育肥豬背最長肌宰后的滴水損失和蒸煮損失，提高系水力，這也與其提高宰后背最長肌pH值的結果一致。日糧中添加GAA可以降低滴水損失和蒸煮損失，改善豬肉的保水性，這也可能與其提高肌肉的蛋白質溶解度有關[6,15]。肉色主要由肌肉中的色素物質—肌紅蛋白的含量決定[25]，在本研究中，補充GAA對育肥豬背最長肌的L*值、a*值、b*值均無顯著影響，表明GAA的添加并不會對肉色起到改善效果，這也與Wang等[19]的研究結果類似。但是也有報道指出，GAA可以提高背最長肌的L*值和a*值[10,11]，這可能與GAA的添加劑量和實驗豬品種的不同有關。剪切力是衡量肉品嫩度的一個重要指標，與肌纖維內(nèi)部蛋白質的結構以及蛋白質的降解程度有關。當GAA提高了動物體內(nèi)肌酸和磷酸肌酸等能量物質含量后，細胞內(nèi)的水合作用增強，延展肌原纖維結締組織網(wǎng)絡，從而可能改善嫩度[26]。此外肌肉成熟過程中蛋白質的降解主要依賴于鈣蛋白酶系統(tǒng)，其中鈣蛋白酶可以促進蛋白質的降解，而鈣蛋白酶抑制蛋白可以抑制這一過程。GAA的添加提高了育肥豬背最長肌中鈣蛋白酶mRNA的表達，影響了蛋白質的降解[15]，進而促進了肌肉嫩度的改善[27]。本研究也發(fā)現(xiàn)，不同水平的GAA對肉質的影響存在差異，這也表明需要進一步明確GAA的適宜添加劑量。

當動物機體受到內(nèi)源性或外源性氧化物質攻擊時，機體的氧化系統(tǒng)-抗氧化系統(tǒng)功能異常，產(chǎn)生過量自由基，造成機體免疫能力下降，影響畜產(chǎn)品質量。機體自身也存在抗氧化系統(tǒng)，包括GSH-Px、SOD、CAT等酶促系統(tǒng)，和谷胱甘肽、維生素C、維生素E等抗氧化物質組成的非酶促系統(tǒng)[28]。此外MDA和羰基作為脂肪和蛋白質的氧化產(chǎn)物，也可以作為機體抗氧化能力的標志物[29,30]。在本實驗中，日糧添加GAA可以提高育肥豬血液和肌肉中GSH-Px、SOD、CAT和T-AOC等抗氧化酶的活性，降低MDA和羰基的含量，提高了機體的抗氧化水平，這與前人在育肥豬上的實驗結果一致[10,13,19]，驗證了GAA具有抗氧化劑的功能。此外也有研究指出，GAA可以增加櫻桃谷鴨血液和肝臟中的谷胱甘肽含量，提高SOD和GSH-Px活性[31]。人體臨床實驗也表明，補充GAA提高了血液中的SOD活性[32]。GAA的這種抗氧化性可能與其提高機體內(nèi)肌酸含量有關。有研究指出，補充肌酸可以降低骨骼肌中活性氧的含量[33]，并減少線粒體和DNA的氧化損傷[34]。有體外實驗表明，高濃度的肌酸可消除自由基[35]，而肌肉中肌酸濃度主要取決于肌酸轉運蛋白的表達量[3]，與GAA的添加呈正相關，解釋了機體抗氧化能力與GAA添加量的相關性?？梢?，GAA在一定程度上可通過提高抗氧化酶活性、減少氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生進而提高機體的抗氧化能力。

日糧中添加不同水平GAA對育肥豬的生產(chǎn)性能有提高趨勢，可以降低其背膘厚，對肉質有較好的改善效果，并提高了機體的抗氧化能力。綜合而言，在本實驗中，500 mg/kg的添加劑量即可以達到改善育肥豬肉質和提高抗氧化能力的作用。