提高恩施黑豬肉多不飽和脂肪酸的研究

鄭 威， 盧 嬋， 余 侃， 黃思思， 劉金龍 ， 曾德芳 ，李良華， 魏金濤， 劉欋霄， 鄭 倬， 田國政， 周光來

（1.湖北省農業科學院農業經濟技術研究所，湖北武漢 430064；2.湖北民族大學生物科學與技術學院，湖北恩施 445000；3.湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所，湖北武漢 430064；4.湖北華龍西科生物科技有限公司，湖北英山 438700）

恩施黑豬是恩施自治州一個古老的肉脂兼用型地方良種， 肉質好， 獲得地理標志保護產品。 豬肉味甘咸平，滋陰潤燥，豐肌澤膚，補虛強身，是人們喜食的肉食品，但經常食用飽和脂肪酸含量高的豬肉則加重動脈粥樣硬化， 對心臟和動脈有不利影響（陳銀基等，2008）。 而豬肉含的多不飽和脂肪酸（PUFA）則能調節人體的脂質代謝（王雪，2019；周晶晶等，2019）、治療和預防心腦血管疾病（馬方等2018；劉志國等，2016）、抗癌、抗肥胖、抗病毒、促進生長發育（弓劍等，2017；Peng 等，2017）。PUFA 不足，易導致皮膚黏膜細胞的通透性變得很高， 使致敏物質容易進入，引發過敏（武玉鳳等，2011）。 缺乏PUFA 時，動物皮膚細胞對水的通透性增強， 毛細血管不僅透性增強，脆性也增加，導致皮膚病變、水腫和皮下出血等（羅士津等，2007），膽固醇也不能在體內正常轉運，影響動物機體的代謝過程（吳永保等，2018）及前列腺素合成，使脂肪組織脂解的速度加快（靳革等，2018），飼糧中長期缺乏PUFA 還可導致動物繁殖性能降低，出現不孕癥（張宇等，2019；何欽等，2012），授乳過程亦常發生障礙（潘學燕等，2008）。

PUFA 是肉香味重要的前體物質，是各種肉獨具風味的關鍵， 也是人體所需的重要營養物質（Khan 等，2015）。 PUFA 在加熱的情況下發生反應會生成風味物質（酯、酮及醇等），也可以與其他物質發生反應，從而產生肉風味（Zhang 等，2017）。

鄧波（2019）在飼料中添加0%、5%、10%亞麻籽，飼喂生長育肥豬73 d，生長育肥豬背最長肌脂肪酸含的多不飽和脂肪酸依次為4.92%、6.47%和7.85%。 唐辛悅（2017）在飼料中添加硒和亞麻籽油，其C 組：基礎日糧S＋0.3 mg/kg 亞硒酸鈉、S1 組：基礎日糧S＋0.3 mg/kg 酵母硒；S2 組：基礎日糧S＋0.5 mg/kg 酵母硒；SL 組： 基礎日糧L＋0.3 mg/kg 酵母硒， 其豬肉脂肪酸中PUFA 依次是27.39%、25.85%、27.08%、26.57%； 宋瓊莉（2020）發現在飼糧中添加添加劑B （維生素E+輔酶Q10）比添加劑A（維生素E+酵母硒）在改善豬肉的肉色和肉質方面效果好。在豬飼料中添加魚粉，可促進日糧氨基酸的平衡， 使由于某些養分缺乏造成的生長受阻或限制得以避免或降低到最小程度，為動物補充必需的n-3 型脂肪酸、日糧添加魚粉可使種豬、乳豬、仔豬、生長肥育豬的生產性能得到不同程度改善（代建國等，2000）。

本研究利用基礎飼料配方生物有機硒、 亞麻油、維生素E、魚粉，設計恩施黑豬飼糧營養成分含量，進行單因素和響應面飼喂效果試驗，以期優化飼料配比提高恩施黑豬肉PUFA 含量， 降低飽和脂肪酸含量。

1 材料與方法

1.1 儀器設備 氣相色譜儀（GC112A-上海精密儀器儀表有限公司），固體發酵系統（T200 型-上海洋格生物工程設備有限公司）， 搖床 （TS-211GZ-上海錦玟儀器設備有限公司）， 高壓滅菌鍋 （700×1200-諸城市鑫泉食品機械有限公司），超凈工作臺 （SW-CJ-1FD-河南信諾儀器設備有限公司），臭氧機（POZBA-1K-青島派尼爾環保技術有限公司）。

1.2 試驗材料 生物有機硒（在湖北華龍西科生物科技有限公司發酵工廠用枯草芽孢桿菌SE201412發酵所得，純度為99%，濃度為5000 mg/kg，SGS毒性報告為低毒）；試驗育肥豬基礎飼料（原料市場購買）組成：玉米40%、小麥麩10%、紅薯干粉3.4%、發酵枯餅粉15%、發酵飼草粉20%、發酵秸稈粉10%、葡萄糖酸鈣1%和竹鹽0.6%，發酵的重金屬、農殘不超標。 基礎飼料營養成分價值見表1。

表1 試驗用每百千克配方基礎飼料營養成分價值

1.3 試驗方法

1.3.1 單因素處理試驗操作要求 分別選空腹體重（45±0.5）kg 的健康去勢育肥恩施黑豬8 頭，公母各半。 按育肥體重3%計算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.2 響應面處理試驗操作要求 分別選空腹體重（45±0.5）kg 的健康去勢育肥恩施黑豬216 頭，公母各半。 按育肥體重3%計算豬飼糧量，按響應面試驗設計27 組，每組8 頭，試驗飼喂到90 kg/頭左右時，屠宰，檢測恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.3 育肥豬屠宰操作要求 試驗豬喂養到90 kg/頭左右時， 每組任意選取3 頭接近平均體重的豬進行屠宰。取左側胴體第10 胸椎處背最長肌中心部位肌肉， 冷凍干燥后置冰箱中-20 ℃保存，待測。

1.3.4 多不飽和脂肪酸檢測方法 按GB 5009.168-2016 測定豬肉中多不飽和脂肪酸。

1.3.5 單因素提高豬肉PUFA 含量試驗設計

1.3.5.1 生物有機硒對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響 用不含硒、亞麻油、維生素E 和魚粉的生物豬飼料作對照， 分別添加生物有機硒0.15、0.35、0.55、0.75、0.95、1.15、1.35、1.55、1.7 mg 和1.85 mg，按育肥體重3%計算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.5.2 亞麻油對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響 用不含硒、亞麻油、維生素E 和魚粉的生物豬飼料作對照，分別添加亞麻油20、40、60、80、100、120、140 g 和160 g， 按育肥體重3%計算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.5.3 維生素E 對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響 用不含硒、亞麻油、維生素E 和魚粉的生物豬飼料作對照， 分別添加維生素E 20、40、60、80、100、120、140、160、180 mg 和200 mg，按育肥體重3%計算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.5.4 魚粉對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響 用不含硒、亞麻油、維生素E 和魚粉的生物豬飼料作對照， 分別添加魚粉20、40、60、80、100、120、140、160、180 g 和200 g， 按育肥體重3%計算豬飼糧量，飼喂60 d，檢測恩施黑豬肉PUFA 含量。

1.3.6 響應面法提高豬肉PUFA 含量試驗設計根據單因素試驗結果，以生物有機硒、亞麻油、維生素E、魚粉為自變量，豬肉PUFA 含量為響應值，根據Box-Behnken 的中心組合試驗設計原理， 采用響應面法在四因素三水平上對提高豬肉PUFA 含量進行優化（表2）。 根據模型分析試驗結果，確定飼料中最佳提高豬肉PUFA 含量的條件。

表2 響應面設計因素與水平

1.4 數據處理軟件 單因數數據處理軟件Origin 8.5，響應面數據處理軟件Design-expert V8.0.6。

2 結果與分析

2.1 生物有機硒對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響分析 隨著生物有機硒量的增加， 豬肉PUFA 含量逐步增加， 說明生物有機硒有提高豬肉PUFA 含量的效果，見圖1。 當生物有機硒達到

圖1 生物有機硒對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響

0.95 mg 時，豬肉PUFA 含量略有下降，但繼續增加生物有機硒量，豬肉PUFA 含量繼續增加，當生物有機硒達到1.55 mg 時， 則豬肉PUFA 含量達到65.58%后再無明顯提高。這與育肥恩施黑豬對生物有機硒吸收利用代謝能力大小有關。

2.2 亞麻油對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響分析 隨著亞麻油量的增加， 豬肉PUFA 含量逐步增加，見圖2。 當亞麻油量添加到80 g 后，豬肉PUFA 含量增加幅度略微降低。 亞麻油量添加到160 g 時， 豬肉PUFA 含量從61.07%增加到66.28%。 增加幅度的降低與恩施黑豬對亞麻油的消化分解轉化能力有關。

圖2 亞麻油對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響

2.3 維生素E 對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響分析 隨著維生素E 量的增加， 豬肉PUFA含量從61.09%增加到63.42%，見圖3。 當維生素E 添加量為180 mg 時， 豬肉PUFA 含量達到63.35%，再增加維生素E 量，豬肉PUFA 含量增加不明顯。

圖3 維生素E 對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響

2.4 魚粉對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響分析 隨著魚粉量的增加， 豬肉PUFA 含量從59.93%增加64.62%，見圖4。 當魚粉量達到140 g時，豬肉PUFA 含量達到64.17%之后，再增加魚粉含量，則豬肉PUFA 含量增加不明顯。

圖4 魚粉對提高恩施黑豬肉PUFA 含量的影響

2.5 響應面法提高豬肉PUFA 含量試驗設計結果在單因素試驗結果基礎上，以生物有機硒、亞麻油、維生素E 和魚粉量為自變量，豬肉PUFA 含量為響應值，進行響應面分析試驗。 試驗結果如表2 所示。

2.6 響應面回歸模型及方差分析 根據表2 進行多元回歸擬合和方差分析，結果如表3 所示。

表2 響應面試驗設計及結果

表3 回歸模型及方差分析

四個因素經過擬合的二次多項回歸模型方程為：Y=65.22+1.02A+4.92B+0.05C+0.21D+0.19AB+0.035AC -0.08AD -0.85BC +0.11BD +5.000E -003CD+0.26A2+2.12B2+0.11C2-4.167E -004D2+0.19A2B+0.060A2C+0.11A2D-0.063AB2+0.45AC2+0.12B2C-5.000E-003B2D-0.095BC2。 模 型P＜0.0001， 具有高度的顯著性， 模型失擬項P=0.0828＞0.05，不顯著，證明建模成功，試驗結果可用該模型描述。 模型的決定系數R2=0.9999，說明響應值的變化有99.99%來源于所選因素，該模型與實際情況接近， 試驗擬合程度良好，CV=0.17%，試驗誤差小，能充分反映各因素與響應值間的關系。

飼糧生物有機硒用量、飼糧亞麻油用量、飼糧生物有機硒用量二次項、 飼糧亞麻油用量的二次項、飼糧生物有機硒用量與飼糧維生素E 用量的二次項的交互作用達到極顯著水平（P＜0.01），飼糧魚粉用量、 飼糧生物有機硒用量與飼糧亞麻油用量的交互作用達到顯著水平（P＜0.05）。說明各因素對響應值的影響較為復雜， 不是簡單的線性關系，而應是拋物面關系。 根據各因素F 值的大小可知， 各因素對提高豬肉恩施黑豬肉PUFA 含量能力影響的大小順序為： 飼糧亞麻油用量＞飼糧生物有機硒用量＞飼糧魚粉用量＞飼糧維生素E用量。

2.7 因素間交互作用分析 響應曲面坡度越彎曲，則響應值對于因素的改變越敏感，相反曲面越平緩，則響應值對于因素的改變越遲鈍；等高線圖形狀反映交互作用的強弱，等高線圖形越橢圓，表示交互作用越顯著。 圖5 ～10 直觀地給出了各個因素交互作用響應面的3D 和等值線分析圖。 從圖中可知， 飼糧生物有機硒用量與飼糧維生素E用量的二次項交互作用對響應值的影響呈極顯著水平。 飼糧生物有機硒用量與飼糧亞麻油用量對響應值的影響呈顯著水平， 這與模型的方差分析結果一致。

圖5 飼糧生物有機硒和飼糧亞麻油交互作用的等高線圖與響應面

2.8 提高恩施黑豬肉PUFA 含量的最佳飼糧添加物料配方 根據擬合模型方程， 結合等高線和響應面， 得出提高恩施黑豬肉PUFA 含量的最佳飼糧添加物料配方為：生物有機硒1.5 mg，亞麻油80 g，維生素E 160 mg，魚粉130 g，可將恩施黑豬肉PUFA 含量從占總脂肪酸的61.68%提高到73.83%，提高率達到19.7%。

圖6 飼糧生物有機硒和飼糧維生素E交互作用的等高線圖與響應面

3 討論

圖7 飼糧生物有機硒和飼糧魚粉交互作用的等高線圖與響應面

圖8 飼糧亞麻油和飼糧維生素E交互作用的等高線圖與響應面

生物有機硒可安全有效改善肥育豬肉的抗氧化能力。 本試驗結果表明，日糧生物有機硒用量、日糧亞麻油用量、日糧生物有機硒用量二次項、日糧亞麻油用量的二次項、 日糧生物有機硒用量與日糧維生素E 用量二次項的交互作用達到極顯著水平，日糧魚粉用量、日糧生物有機硒用量與日糧亞麻油用量的交互作用達到顯著水平。 氧化應激是影響豬肉品質的主要因素。 硒是谷胱甘肽過氧化物酶的重要組成部分, 可以通過催化減少過氧化物生成量而抵抗氧化應激。 研究證明在肥育豬日糧中添加生物有機硒能有效改善肥育豬肉的抗氧化能力，而生物有機硒與維生素E 結合對豬肉的抗氧化作用有增強作用（佘祿明等，2011）。

圖9 飼糧亞麻油和飼糧魚粉交互作用的等高線圖與響應面

圖10 飼糧維生素E 和飼糧魚粉交互作用的等高線圖與響應面

研究證明恩施黑豬育肥豬在出欄前60 天在飼料中按比例添加生物有機硒、亞麻油、維生素E和魚粉，可顯著提高豬肉中PUFA 含量，提高豬肉的安全性和營養保健功效。但在單因素試驗中，這幾種物質對豬肉的改善作用有一個臨界值， 超過這個臨界值后改善作用增加不明顯甚至下降，與前人的研究結果一致（Freire 等，2017；溫曉鹿等，2015），說明這幾種物質在一定量時就能滿足豬的生長需要、代謝能力及保健功能，從而在多因素多水平響應面設計中會出現一個最優組合。

高含PUFA 的恩施黑豬肉比普通飼料豬肉鮮香味濃，沒有腥臭味，適口性好，可誘發食欲。其原因是生物有機硒大量增加了生豬體內谷胱甘肽酶量和其他諸多生物酶量，新陳代謝旺盛，可排除體內重金屬。 生物有機硒和維生素E 抗氧化協同增效，減少了過氧化物的產生，并增強清除體內自由基能力，可以更多的除掉體內毒素，減少有毒物在豬肉中的累積。 因此， 可以應用到優質豬肉生產中， 提高豬肉安全和質量， 提高豬肉附加值（Li等，2015；Dai 等，2013）。

研究還發現使用優化的最佳配方飼料， 豬肉中易氧化的不飽和脂肪酸含量很低， 占總脂肪酸的1.42%， 飽和脂肪酸僅占總脂肪酸的24.75%，說明飼料配方飼喂的豬肉具有抗氧化、 不易變質和減輕吃豬肉患肥胖癥風險的作用。 其原因是四種添加劑共同作用提高了飽和脂肪酸的含量，降低了飽和脂肪酸的含量， 同時保護不飽和脂肪酸不被氧化（宋瓊莉等，2020；Kouba 等，2008）。

4 結論

本試驗結果表明，影響提高恩施黑豬肉PUFA 含量的因素大小順序為： 日糧亞麻油用量＞日糧生物有機硒用量＞日糧魚粉用量＞日糧維生素E用量。 優化的提高恩施黑豬肉PUFA 含量的最佳日糧4 種添加物料量為：生物有機硒1.5 mg、亞麻油80 g、維生素E 160 mg、魚粉130 g。 可將恩施黑豬肉PUFA 含量從占總脂肪酸的61.68%提高到73.83%，提高率達到19.7%。 隨著我國大健康產業的推進，通過改善豬飼料營養結構，從而提高豬肉的品質和適口性是值得研究的課題。