一水肌酸和胍基乙酸對育肥豬肉質(zhì)的影響及其作用機制研究.pdf

1、宰后肌肉品質(zhì)與肌肉中能量代謝狀況緊密相關(guān)。研究證實育肥豬宰前日糧中添加一水肌酸(CMH)可以提高肌肉中磷酸肌酸含量，延緩宰后肌肉糖酵解的發(fā)生，進而影響肉品質(zhì)。胍基乙酸(GAA)是機體內(nèi)肌酸的前體物質(zhì)，在畜禽體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為肌酸。本研究通過在育肥豬宰前日糧中添加CMH和GAA，探討其對育肥豬生長性能、屠宰性能、肉品質(zhì)、肌酸合成代謝和機體能量代謝的影響，并通過蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)分析育肥豬肌肉和血漿中的差異蛋白質(zhì)圖譜和代謝產(chǎn)物圖譜，探討CMH

2、和GAA影響育肥豬肉質(zhì)的作用機制。
　　1初步研究日糧中添加CMH對育肥豬屠宰性能、肉品質(zhì)和能量代謝的影響。選擇48頭健康的體重相近（90kg左右）杜長大閹公豬，隨機分為兩組，每組3個重復(fù)，每個重復(fù)8頭豬。其中對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗組飼喂基礎(chǔ)日糧+0.8％ CMH，飼養(yǎng)期14d。飼養(yǎng)試驗結(jié)束后，每個重復(fù)抽取體重接近于平均體重的2頭豬（6頭/處理），稱重后運輸至屠宰車間按照屠宰流程進行屠宰采樣。結(jié)果顯示:與對照組相比，添加CMH對

3、育肥豬眼肌面積、背膘厚和瘦肉率均無顯著影響(P＞0.05)。日糧中添加CMH可以顯著提高背最長肌pH45min（P＜0.05），降低滴水損失和蒸煮損失（P＜0.05），對L*值、a*值、b*值、剪切力及背最長肌中水分、粗脂肪、粗蛋白和灰分等常規(guī)營養(yǎng)成分含量均無顯著影響（P＞0.05）。盡管CMH對背最長肌的內(nèi)聚性和彈性沒有顯著影響（P＞0.05），但使彈性、膠黏性和咀嚼性分別增加了21.42％、26.32％和10.23％(P＞0.05)

4、。添加CMH可顯著提高宰后45min的背最長肌中肌酸、ATP和ADP含量（P＜0.05），對磷酸肌酸和AMP含量無顯著影響(P＞0.05)，此外添加CMH可以顯著降低乳酸含量（P＜0.05），降低乳酸脫氫酶(LDH)和丙酮酸激酶(PK)活性(P＜0.05)，升高肌酸激酶(CK)活性(P＜0.05)，對糖原含量、糖酵解潛力(GP)和己糖激酶(HK)活性影響不顯著（P＞0.05）。添加CMH對宰后24h的背最長肌中肌酸、磷酸肌酸、ATP、A

5、DP和AMP含量均無顯著影響（P＞0.05），對宰后24h的背最長肌中乳酸含量、糖原含量、GP、LDH活性、HK活性、PK活性和CK活性也均無顯著影響（P＞0.05）。
　　2研究日糧中添加CMH和GAA對育肥豬肉品質(zhì)、肌酸代謝和能量代謝的影響。選擇180頭健康的體重相近（100kg左右）杜長大閹公豬，隨機分為3組，分別為:對照組，飼喂基礎(chǔ)日糧;CMH組，飼喂基礎(chǔ)日糧+0.8％CMH; GAA組，基礎(chǔ)日糧+0.1％GAA。每組3個

6、重復(fù)，每個重復(fù)20頭豬，飼養(yǎng)期15d。飼養(yǎng)試驗結(jié)束后，每個重復(fù)抽取體重接近于平均體重的3頭豬（9頭/處理），稱重后運輸至屠宰車間按照屠宰流程進行屠宰采樣。結(jié)果顯示:
　　(1)與對照組相比，日糧中添加GAA可以顯著提高育肥豬的平均日采食量(ADFI)和平均日增重(ADG)（P＜0.05），日糧中添加CMH也有提高育肥豬ADFI和ADG的趨勢(P＞0.05)，添加CMH和GAA對育肥豬料重比無顯著影響（P＞0.05）。日糧中補充CM

7、H和GAA分別有降低育肥豬背膘厚，增加其眼肌面積的趨勢（P＞0.05），對育肥豬屠宰率和瘦肉率均無顯著影響(P＞0.05)。與對照組相比，日糧中添加CMH和GAA可以顯著提高育肥豬背最長肌的pH45min（P＜0.05），降低其滴水損失和剪切力（P＜0.05），對pH24h、L*值、a*值、b*值和蒸煮損失均無顯著影響（P＞0.05）。對半腱肌而言，添加CMH和GAA顯著提高其pH45min(P＜0.05)，并使滴水損失分別降低36.4

8、6％（P＜0.05）和22.92％（P＞0.05），而對pH24h、L*值、a*值、b*值、蒸煮損失和剪切力均無顯著影響（P＞0.05）。日糧中添加CMH和GAA對育肥豬背最長肌和半腱肌中水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分等常規(guī)營養(yǎng)成分含量，內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性均無顯著影響（P＞0.05），但有降低背最長肌硬度和膠黏性的趨勢（P＞0.05）。對半腱肌而言，日糧中添加CMH和GAA有降低其硬度、提高其彈性和咀嚼性的趨勢（P＞0.05），但對其內(nèi)聚

9、性和膠黏性均無顯著影響(P＞0.05)。添加CMH和GAA對肌肉中T22弛豫時間無顯著影響（P＞0.05）。
　　(2)日糧中補充CMH可以顯著提高背最長肌中肌酸和磷酸肌酸含量，及半腱肌中磷酸肌酸含量（P＜0.05），對肝臟和腎臟中肌酸和磷酸肌酸含量無顯著影響（P＞0.05）。補充CMH還可以顯著提高背最長肌中CK活性（P＜0.05）。日糧中補充GAA可以顯著提高背最長肌中肌酸和磷酸肌酸含量，半腱肌中磷酸肌酸含量和肝臟中肌酸含量(

10、P＜0.05)，對腎臟中肌酸和磷酸肌酸含量無顯著影響（P＞0.05）;對背最長肌中CK活性有提高趨勢（P＞0.05），對半腱肌中CK活性影響不顯著（P＞0.05）。日糧中添加CMH和GAA對背最長肌、半腱肌和肝臟中L-精氨酸:甘氨酸脒基轉(zhuǎn)移酶(AGAT)表達無顯著影響(P＞0.05)，可以顯著降低腎臟中AGAT的表達(P＜0.05)。補充CMH可以顯著升高半腱肌、肝臟和腎臟中S-腺苷蛋氨酸:胍基乙酸甲基轉(zhuǎn)移酶(GAMT)的表達（P＜0.

11、05），補充GAA可以顯著升高肝臟中的GAMT表達(P＜0.05)，對背最長肌和腎臟中GAMT的表達都有提高趨勢（P＞0.05）。補充CMH可以顯著升高背最長肌、肝臟和腎臟中肌酸轉(zhuǎn)運蛋白(CreaT)表達(P＜0.05)，補充GAA可以顯著升高背最長肌中CreaT的表達（P＜0.05），對其它組織中CreaT的表達也都有提高趨勢(P＞0.05)。
　　(3)日糧中添加CMH和GAA均可以顯著增加育肥豬背最長肌和半腱肌中ATP含量(

12、P＜0.05)，但對ADP和AMP含量無顯著影響（P＞0.05）。日糧中添加CMH有降低背最長肌中乳酸含量趨勢（P＞0.05），可以顯著降低LDH活性（P＜0.05），對HK活性也有降低趨勢（P＞0.05），對其糖原含量、GP和PK活性均無顯著影響(P＞0.05);并可以顯著提高半腱肌中糖原含量（P＜0.05），有降低乳酸含量的趨勢(P＞0.05)，對GP、LDH活性、HK活性和PK活性均無顯著影響（P＞0.05）。日糧中添加GAA可以

13、顯著降低育肥豬背最長肌中乳酸含量(P＜0.05)，降低其HK活性(P＜0.05)，對LDH活性也有降低趨勢（P＞0.05）;并可顯著提高半腱肌中糖原含量（P＜0.05），降低乳酸含量（P＜0.05）。日糧中添加CMH可以顯著提高背最長肌中AMPKα2和半腱肌中GYS的表達（P＜0.05），有提高背最長肌中GLUT4和GYS以及半腱肌中AMPKα2和GLUT4的表達的趨勢(P＞0.05)。補充GAA可顯著增加背最長肌中AMPKα2的表達（

14、P＜0.05），有提高背最長肌中GLUT4和GYS以及半腱肌中AMPKα2、GLUT4和GYS表達的趨勢(P＞0.05)。
　　3研究日糧中添加CMH和GAA對育肥豬背最長肌中蛋白表達譜的影響。試驗設(shè)計同試驗二，將背最長肌中蛋白質(zhì)提取液經(jīng)過雙向凝膠電泳(2-DE)和質(zhì)譜后成功鑒定出27種差異蛋白。其中與對照組相比，添加CMH組中有17種蛋白表達上調(diào);添加GAA組中有11種蛋白表達上調(diào)，7種蛋白表達下調(diào)。通過GO顯著性分析確定，CM

15、H組的差異蛋白主要參與肌肉中肌絲的滑動、肌肉的收縮、對過氧化氫刺激的應(yīng)答、ATP酶活性的調(diào)節(jié)、肌肉肌節(jié)結(jié)構(gòu)的形成、細(xì)胞成分的調(diào)控、過氧化氫的分解代謝和糖酵解等生物過程;主要參與胞漿、外胞體、肌原纖維、細(xì)胞骨架、細(xì)肌絲（原肌球蛋白）、肌節(jié)、Z-線、線粒體基質(zhì)和粗肌絲（肌球蛋白）等細(xì)胞組分;主要參與同一蛋白的聯(lián)結(jié)、肌動蛋白的聯(lián)結(jié)、微絲活動的活性、原肌球蛋白的聯(lián)結(jié)、過氧化物酶的活性、肌肉的結(jié)構(gòu)組成、羥基氫過氧化物還原酶的活性和蛋白激酶C的聯(lián)結(jié)

16、等分子功能;主要與糖酵解/糖異生途徑、肌纖維的緊密連接、HIF信號通路和甲狀腺激素信號通路等通路相關(guān)。GAA組的差異蛋白主要參與肌肉中肌絲的滑動、細(xì)胞成分的調(diào)控、糖酵解、肌肉的收縮、肌肉肌節(jié)結(jié)構(gòu)的形成、嘌呤核苷酸分解代謝、白介素1信號通路和糖異生等生物過程;主要參與細(xì)胞骨架、外胞體、細(xì)肌絲（原肌球蛋白）、胞漿、絲狀肌動蛋白、細(xì)胞外結(jié)構(gòu)、丙酮酸脫氫酶復(fù)合物和Z-線等細(xì)胞組分;主要參與肌肉的結(jié)構(gòu)組成、蛋白的聯(lián)結(jié)、蛋白激酶C的活性、3-羥基異

17、丁酸脫氫酶活性、細(xì)胞支架蛋白的聯(lián)結(jié)、FAZT蛋白的聯(lián)結(jié)、肌鈣蛋白C的聯(lián)結(jié)、丙酮酸脫氫酶的活性和蛋白激酶C抑制劑的活性等分子功能;主要與糖酵解糖異生途徑、HIF-1信號通路、嘌呤代謝、磷酸戊糖途徑和三羧酸循環(huán)等通路相關(guān)。
　　4使用代謝組學(xué)方法研究日糧中添加CMH和GAA對育肥豬代謝的影響。試驗設(shè)計同試驗二，使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對育肥豬血漿中代謝物質(zhì)進行分離和鑒定。試驗結(jié)果顯示:日糧中補充CMH可以改變育肥豬血漿

18、中21種代謝物的含量，其中有17種比對照組中含量低，主要包括支鏈氨基酸、生糖氨基酸、脂肪酸、乳酸、牛磺酸等;4種代謝物比對照組中含量高，主要是葡萄糖、乳糖等糖類以及甘氨酸和肌酸酐。這些代謝產(chǎn)物主要與蛋白質(zhì)合成代謝、半乳糖代謝、支鏈氨基酸代謝、氮循環(huán)、?；撬岽x、脂代謝、谷胱甘肽代謝和膽汁酸合成等相關(guān)。日糧中補充GAA可以改變育肥豬血漿中24種代謝物的含量，其中有19種比對照組中含量高，主要包括支鏈氨基酸、生糖氨基酸、脂肪酸、乳酸、?；撬?/p>

19、等;有5種代謝物比對照組中含量高，主要是葡萄糖、松二糖、琥珀酸、甘氨酸和肌酸酐。這些代謝產(chǎn)物主要與蛋白質(zhì)合成代謝、氮循環(huán)和尿素循環(huán)、脂代謝、支鏈氨基酸代謝、谷胱甘肽代謝、精氨酸和脯氨酸代謝以及?；撬岽x等相關(guān)。
　　綜上所述，得出如下結(jié)論:
　　(1)日糧中添加CMH和GAA可提高育肥豬生長性能，改善豬肉品質(zhì)，其主要通過促進組織對肌酸的吸收和轉(zhuǎn)運，抑制GAA和肌酸在體內(nèi)的合成，促進肌酸和磷酸肌酸在機體內(nèi)的沉積，并激活A(yù)MPK

20、信號通路，從而提高肌肉中ATP儲備，通過降低糖酵解酶活性延緩宰后肌肉的糖酵解，降低肌肉中乳酸的積累來實現(xiàn)的。
　　(2)通過蛋白質(zhì)組技術(shù)研究了CMH和GAA對育肥豬背最長肌差異蛋白表達譜的影響，通過差異性篩選共成功鑒別差異蛋白27個，其中CMH影響的差異蛋白有17個，GAA影響的差異蛋白有18個。通過GO分析和KEGG分析發(fā)現(xiàn)，CMH和GAA對育肥豬背最長肌的影響原理比較類似，都可以通過影響肌纖維的結(jié)構(gòu)蛋白的表達、調(diào)控肌肉能量代謝

21、和抗氧化狀態(tài)來影響豬肉品質(zhì)。但是兩種添加劑的作用機制也略有不同，其中CMH可以通過調(diào)控肌纖維的緊密連接和甲狀腺激素信號通路來影響骨骼肌的代謝，而GAA可以通過調(diào)控嘌呤代謝、磷酸戊糖途徑來影響骨骼肌的代謝。
　　(3)通過代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加CMH改變了育肥豬血漿中21種代謝物的含量，主要集中在與蛋白質(zhì)合成代謝、半乳糖代謝、支鏈氨基酸代謝、氮循環(huán)、?；撬岽x、脂代謝、谷胱甘肽代謝和膽汁酸合成等相關(guān)的代謝過程。日糧中添加GAA