胍基乙酸中药制剂对育肥猪生长性能、胴体品质及氮磷排放量的影响

时间：2024-05-30

张泰，李抒柏，耿凯，耿春银，张敏，金英海*，房家琛，杨立彬

（1.延边大学农学院，吉林延吉 133000；2.弘前大学农学生命科学部，日本弘前 036-8560；3.北京君德同创农牧科技股份有限公司，北京 100089）

胍基乙酸（Guanidinoacetic Acid，GAA）又称胍乙酸或N-咪基甘氨酸，广泛存在于动物体细胞中，是人体和动物体中合成肌酸的前体物质，GAA 作为一种功能性促进剂，没有任何毒性，使用过程不需要休药期，是一种安全绿色的饲料添加剂[1]。GAA 在提高动物生产性能、改善耗料增重比等方面发挥显著作用；同时作为动物体内合成肌酸的前体物质，可通过降低宰后肌肉中乳酸的沉积，缓解肌肉pH 的下降，从而降低屠宰后肌肉的滴水损失率，提高肌肉系水能力，达到改善猪肉品质的目的[2]。闻爱友等[3]研究结果表明，在日粮中添加不同水平的GAA均可有效改善断乳仔猪的平均日增重及饲料利用率。

中药制剂原料来源广泛，资源可再生，同时具有无污染、无残留的特点，作用效果多样，既可以用于提高动物生产性能、调节机体免疫能力、调节机体激素水平、增强动物抗应激能力，又具有很好的杀菌或抑菌作用[4]。据报道，红枣中的多糖、五环三萜类物质、芦丁、红枣皂苷、环腺苷酸等成分对提高机体免疫力效果显著[5]。张文连等[6]研究结果表明，复方陈皮粉可对猪胃肠道菌群的数量和结构产生一定影响，减少或抑制了致病菌的数量，促进了有益菌的生长，维持或建立了新的动物胃肠道菌群平衡，使胃肠道菌群趋于健康状态。山楂中的有机酸可通过促进胃肠道蠕动，提高动物消化能力[7]，提高饲料利用率。柴艳等[8]研究结果表明，日粮中添加0.1 %白术粗多糖不仅能够提高仔猪的平均日增重，还能提高饲料报酬。GAA 与中药制剂联合使用在以往的研究中鲜有报道。本试验旨在研究GAA 和中药制剂联合使用对育肥猪生长性能、胴体品质及氮磷排放的影响，以期在提高动物生产性能的同时，保障机体健康水平，提高畜产品品质，为胍基乙酸中药制剂在生猪养殖中的应用推广提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 添加剂制作主要原料包：GAA（河北固安君德同创生物工程有限公司），蛋氨酸（赢创蛋氨酸有限公司），红枣、山楂、白术、陈皮（毫州市众益堂中药材销售有限公司），电气石粉和硫磺。将上述原料粉碎过40 目筛（颗粒直径＜0.45 mm），按一定比例均匀混合制成胍基乙酸中药制剂，配方保密。

1.2 试验设计及基础日粮采用单因素变量控制，选择健康状况良好、遗传基础相近、体重（88±0.5）kg 的杜×长×大三元杂交育肥猪36 头，随机分成2 组，每组3 个重复，每个重复6 头猪，公母各半。对照组饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中添加0.5%胍基乙酸中药制剂。基础日粮组成及营养成分见表1。试验在图们市富岩村日新养殖厂进行，试验预试期10 d，其间逐渐增加添加剂的使用比例，直至第10 天完全替换成试验日粮，正试期41 d。

表1 基础日粮组成及营养成分 %

1.3 样品采集

1.3.1 饲料样品采集在各组育肥猪阶段性换料前1 d，用四分法采集适量的饲料样品，在65℃干燥箱中烘至恒重，制成风干样品后将其粉碎过40 目筛，而后装入密封袋内放入冰箱保存。

1.3.2 粪样采集在阶段换料前3 d，每天每组从各重复中随机收集粪样200 g，其中取50 g 加入适量的10%硫酸溶液混合均匀后放在-20℃冰箱内保存，用于测定粪中粗蛋白质含量。试验结束后，将各重复收集到的粪样充分混匀，在65℃烘干箱中烘至恒重，制成风干样品后将其粉碎过40 目筛，而后装入密封袋内放入冰箱保存。

1.3.3 血样采集全期试验结束后，各组随机选取3 头育肥猪（每个重复选择1 头接近平均体重的猪），在晨饲前用采血器进行颈下采血，血液在常温下静置15 min后，3 000 r/min 离心15 min，将获得的血清储存在-80℃冰箱中备用。

1.3.4 肉样采集每组选择6 头（每个重复选择2 头，公母各半）猪进行屠宰。屠宰前使育肥猪空腹12 h，保证充足的饮水。屠宰后取背最长肌中段，留下部分新鲜肉样保存在4℃冰箱中用于检测猪肉品质，其余保存在-80℃冰箱中备用。取肝脏样本收集在保鲜袋中在4℃条件下保存待测。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生长性能在饲养试验开始前和结束后对育肥猪逐头空腹称重，并记录每头育肥猪的耳标号、初始体重和末重，每天06:00 饲喂，记录各组育肥猪的采食量。试验结束后计算各组育肥猪平均日增重、平均日采食量和耗料增重比。

1.4.2 养分表观消化率试验运用内源指示剂法测定饲料与粪便中的养分含量，其中所用的内源指示剂为盐酸不溶灰分（AIA），所测指标包括干物质、粗蛋白质、粗灰分、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物。根据公式计算各养分表观消化率：

某养分表观消化率=100%－100% ×（饲料中AIA含量/ 粪中AIA 含量）×（粪中该养分含量/ 饲料中该养分含量）

1.4.3 屠宰性能和肌纤维直径每组随机选取6 头，屠宰后分离胴体左半部分，去除头部、蹄和尾部，保留板油和肾脏，称取胴体重量，计算屠宰率。通过三点取样法测量胴体背膘厚度。使用硫酸纸描出眼肌横截面，计算眼肌横截面积。在10%福尔马林固定液中保存，按照脱水、包埋、切片等制作石蜡切片，后经伊红-苏木精染色、封片，在显微镜下观察。在4×10 倍显微镜下保存图片，在10×10 倍显微镜下测定100 根肌纤维直径，经计算得出平均肌纤维直径。

1.4.4 肉色屠宰后取猪第6 至第7 根肋骨间的背最长肌，厚度5 cm，使用肉色分析仪分别测量储藏第1、4、7、10 天猪肉的亮度（L*）、红度（a*）、黄度（b*）值。

1.4.5 pH 屠宰后取猪第6 至第7 根肋骨间的背最长肌，保存于4℃冰箱中，使用pH 计分别测量储藏第1、4、7、10 天猪肉的pH。

1.4.6 系水力滴水损失：猪肉屠宰后取第6 至第7根肋骨位置之间的背最长肌，将每份肉样切成5 cm×3 cm×2 cm 规格的样品，称重，重量记为W0，将肉样用铁丝悬挂在密封袋中，肉样不要与密封袋内壁接触，放在4℃冰箱中保存，依靠重力使肉样自然滴水。在屠宰后第1、4、7、10 天分别测量储藏肉样重量记为W1，滴水损失率计算公式：

滴水损失率=（W0－W1）/W0×100%

离心损失：每组均取背最长肌肉样10 g，以3 000 r/min离心脱水10 min，称取离心后肉样所剩重量，计算离心损失率。

蒸煮损失：取各组育肥猪背最长肌50 g，放入80℃水浴锅中加热至中心温度到达75℃，取出肉样后称重，计算蒸煮损失率。

1.4.7 挥发性盐基氮采用半微量定氮法测定肉样中挥发性盐基氮含量，取猪背最长肌处肉样剁碎成肉泥，准确转移10 g 样品到锥形瓶中，加入100 mL 双蒸水，充分震荡30 min。使用滤纸过滤震荡液，准确吸取10 mL 滤液至装置反应器中，加入10 mL MgO 悬浊液作为催化剂，使用20 g/L 硼酸溶液作为吸收液，蒸馏时间为5 min，反应结束用0.01 mol/L 稀盐酸滴定，计算挥发性盐基氮含量。

1.4.8 粪便样品中的氮、磷元素采用凯氏定氮法测定氮含量。采用分光光度法测定磷含量，样品经过消煮过程后，游离的磷元素在酸性条件下与钒钼酸铵发生络合反应生成黄色的钒钼黄络合物[（NH4）3PO4NH4VO3·16MoO3]。在400 nm 波长下测试试样溶解液的吸光度值，与绘制好的标准曲线作比较，计算试样中磷含量。

1.5 统计分析数据采用Excel 软件进行分析整理，并采用SPSS 17.0 统计软件对数据进行单因素方差分析。

2 结果

2.1 胍基乙酸中药制剂对育肥猪生长性能的影响由表2 可知，对照组与试验组育肥猪初始体重差异不显著，试验组育肥猪的末重和平均日增重均高于对照组（P＜0.01），试验组平均日采食量和耗料增重比与对照组均差异不显著。试验结果表明，胍基乙酸中药制剂具有提高育肥猪生长性能作用。

表2 胍基乙酸中药制剂对育肥猪生长性能的影响

2.2 胍基乙酸中药制剂对育肥猪养分表观消化率的影响由表3 可知，试验组干物质、粗蛋白表观消化率均高于对照组（P＜0.01），试验组粗灰分、粗脂肪及无氮浸出物的表观消化率均高于对照组（P＜0.05），试验组育肥猪对粗纤维的表观消化率与对照组差异不显著。通过分析可知，日粮中添加胍基乙酸中药制剂可显著提高育肥猪对营养成分的表观消化率。

表3 胍基乙酸中药制剂对育肥猪养分表观消化率的影响 %

2.3 胍基乙酸中药制剂对育肥猪屠宰性能的影响由表4 可知，试验组育肥猪的宰前活重、胴体重、屠宰率、眼肌面积、背膘厚与对照组均无显著差异。

表4 胍基乙酸中药制剂对育肥猪屠宰性能的影响

2.4 胍基乙酸中药制剂对育肥猪肌肉纤维的影响由表5 可知，对照组育肥猪肌肉纤维直径与试验组差异不显著，表明日粮中添加胍基乙酸中药制剂未对育肥猪肌肉纤维直径产生影响。

表5 胍基乙酸中药制剂对猪肉肌纤维直径的影响 μm

图1 胍基乙酸中药制剂对育肥猪肌肉纤维的影响（×40）

2.5 胍基乙酸中药制剂对猪肉储藏期肉品质的影响由表6 可知，在育肥猪屠宰的第1 天对照组肌肉L*高于试验组（P＜0.05），在屠宰后第4 天对照组与试验组肌L*度差异不显著，在屠宰后第7 天和第10 天对照组肌肉L*高于试验组（P＜0.01），各组育肥猪肉色的a*值和b*值在屠宰后第1、4、7、10 天均差异不显著。

由表7 可以看出，猪肉中水分含量随着储存天数的增加逐渐流失。对照组的滴水损失率在屠宰后第1 天和第4 天（P＜0.01）、第7 天和第10 天（P＜0.05）均高于试验组。试验组的蒸煮损失率、离心损失率与对照组均差异不显著。

表7 胍基乙酸中药制剂对育肥猪肌肉系水力的影响 %

由表8 可知，伴随猪肉储藏时间的延长，挥发性盐基氮含量也不断升高。在屠宰后第1、4、7 天对照组与试验组挥发性盐基氮含量差异不显著，在宰后第10 天对照组挥发性盐基氮含量高于试验组（P＜0.05）。试验组与对照组育肥猪的pH 在屠宰后第1、4、7、10 天均差异不显著。

2.6 胍基乙酸中药制剂对育肥猪粪便氮磷排放量的影响由表9 可知，试验组与对照组猪粪便中氮、磷元素含量差异不显著，但添加胍基乙酸中药制剂有降低育肥猪粪便氮、磷元素的排放量的趋势。

表9 胍基乙酸中药制剂对育肥猪粪便氮磷排放量的影响 %

3 讨论

3.1 胍基乙酸中药制剂对育肥猪生长性能的影响饲料中添加GAA 会促进肌酸的大量合成，进而提高肌肉细胞中磷酸肌酸含量[9]，提高育肥猪生长性能。GAA 可通过改善肌肉组织能量代谢，促进肌纤维的发育，进而改善肉仔鸡的生长性能[10]。胡金良等[1]研究表明，日粮添加0.1 % 和0.2 % GAA 可以显著提高育肥猪平均日采食量和平均日增重。潘宝海等[11]研究表明，日粮中添加500 μg/kg GAA 可显著提高育肥猪平均日增重，对于平均日采食量无显著影响。另一方面，中草药中富含的活性成分可通过促进胃肠道内多种消化酶的分泌，提高饲料在体内的利用率，提高动物生长性能[12]。王中华[13]研究表明，添加0.4 % 和0.8 % 大枣低糖组肉鸡的平均日增重和平均日采食量较对照组和1.2%大枣低糖组显著增加。刘秀玲等[14]研究表明，添加大枣低聚糖可以显著提高仔猪平均日增重、平均日采食量和肠道乳酸菌数量。山楂具有消积食、补脾、治小肠疝气等作用。山楂中含有黄酮、有机酸、黄烷、活性多糖等活性成分，具有降血压、降血脂、提高畜禽生长性能等作用[15]。戴永利[16]研究表明，育肥猪日粮中添加山楂粉可以显著提高育肥猪平均日增重、降低耗料增重比。以上各项研究结果与本试验结果一致，原因可能是一方面GAA 可促进机体内肌酸的合成，进而提高了高磷酸肌酸和ATP 等高能量物质的存储量或利用效率，减少了蛋白质和脂肪分解，加快动物生长发育[17]；另一方面山楂中含有的有机酸会增加消化道中消化酶的分泌，增强酶的活性，同时增加胃肠道蠕动，促进动物多养分的消化吸收，提高动物采食量[18]。

GAA 能够有效应对肠道形态的负面效应[19]，提高胃肠道对营养物质消化吸收能力。中草药中的活性成分对胃肠道内有害菌具有抑制作用，通过改善胃肠道环境，可提高对营养物质的消化吸收能力[20]。刘冬等[21]研究显示，0.25%、0.5%、1.0% 复方中药制剂组育肥猪对干物质、粗灰分的表观消化率显著高于对照组，0.5%组和1.0%组的粗蛋白质、粗脂肪表观消化率也显著高于对照组。向凌云等[22]研究表明，兔日粮中添加复方中药制剂可以显著提高日粮干物质、总能、粗蛋白质表观消化率。本研究表明，0.5% 胍基乙酸中药制剂可极显著提高日粮中干物质及粗蛋白质的表观消化率，显著提高粗灰分、粗脂肪、无氮浸出物的表观消化率。

屠宰性能可直观反映出动物体构成和可食部分的比例，是衡量动物生产性能的重要指标[23]。He 等[24]研究结果表明，GAA 有增加育肥猪胴体重、胴体长度及瘦肉率的趋势。山楂能健脾开胃，行气消食，能促进机体对营养物质的消化吸收，从而提高白羽肉鸡的生长，提高屠宰率[25]。本试验中，试验组胴体屠宰率略高于对照组，说明胍基乙酸中药制剂对屠宰性能具有一定的改善能力，但效果不明显。

3.2 胍基乙酸中药制剂对猪肉品质的影响肉色是反映猪肉品质最直观的指标。屠宰后猪肉pH 下降速度和程度对肉色影响程度较大，主要是因为pH 和温度影响肌红蛋白氧化，这种氧化通过影响鲜肉表面的好氧酶的活性和蛋白/酶的变性影响肉色。GAA 通过延缓pH 下降速度，保持肉色稳定[26]。

肌纤维直径与肌肉嫩度密切相关，肌纤维越细，肌肉嫩度越高。中草药中含有的黄酮类和多糖等活性成分能够增强肌纤维中抗氧化酶或能量代谢相关酶的活性，影响肌肉脂质代谢，降低了多不饱和脂肪酸含量，改变了脂肪酸的组成，最终改善了肌肉嫩度[23]。本试验中，试验组肌纤维直径远低于对照组，但无显著差异。

肌肉的系水力是直接影响经济效益和猪肉嫩度的重要指标，与宰后肌肉蛋白质的状态和pH 有密切关系。动物屠宰后肌肉组织中堆积大量乳酸，导致pH 下降，当pH 下降到蛋白质等电点时会失去对结合水的离子吸附作用，同时静电荷为零的蛋白质结构会更加紧密，不利于肌肉组织中自由水的存在，进而降低嫩度。日粮中添加GAA 可以提高肌肉中肌酸和磷酸肌酸的含量，进而缓解宰后肌肉的糖酵解以及乳酸的积累，延缓肌肉pH 的降低[29]。氨基酸、肌苷酸、鸟氨酸、肌内脂肪和脂肪酸对猪肉风味有重要贡献，中药可以通过抗氧化作用，调控肌纤维类型，提高游离氨基酸、肌苷酸和脂肪酸含量等来改善肉品质[27]。李蛟龙[26]报道，在育肥猪日粮中添加0.1% GAA 可以显著降低育肥猪背最长肌滴水损失率，显著提高宰后45 min 猪肉pH，对蒸煮损失率无显著影响。刘洋等[28]报道，日粮中添加0.1%GAA 和0.1% GAA+甜菜碱可以显著降低猪肉的滴水损和蒸煮损失率，显著提高宰后45 min 和24 h 的肌肉pH。本试验亦发现，试验组与对照组的蒸煮损失率和离心损失率及pH 均无显著差异，但试验组育肥猪背最长肌第1 天和第4 天的滴水损失率极显著低于对照组，试验组第7 天和第10 天的滴水损失率显著低于对照组，说明日粮添加胍基乙酸中药制剂可以提高猪肉品质。一方面，肌肉中大量的磷酸肌酸储备可延缓宰后糖酵解发生，延缓pH 的降低，来完成延缓肉色改变、降低自由水渗出，进而改善肉品质[30]；另一方面，中药中的多糖、皂苷等有效成分能够增加肌纤维中抗氧化酶活性，进而提高肌细胞的抗氧化能力，调节细胞的能量代谢速度和生化过程，减少细胞中蛋白质分解，进而影响pH、肉色、系水力和剪切力等。

3.3 胍基乙酸中药制剂对育肥猪粪便氮磷排放量的影响研究表明，家禽日粮中额外补充GAA 可以减少家禽对于精氨酸的需要量，由于GAA 可以一定程度上替代精氨酸在体内的代谢作用[28]，通过改善氨基酸平衡，提高蛋白质利用率，减少粪便中氮的排泄量。另一方面，山楂等中草药含有的有机酸可降低胃分泌物的pH，从而改善磷的溶解性和通过肠道的时间，进而提高总磷的吸收[7]。本试验结果表明，添加胍基乙酸中药制剂可以降低粪便中氮、磷的含量，主要是因为饲料中的GAA降低粪便中氮含量，而中药中特有的有机酸改善磷的溶解性，从而降低粪便中磷含量。