Y H Li

1 Colegiul de Știință și Tehnologie a Animalelor, Universitatea Agricolă din Hunan, Changsha, China

dieta

2 Laborator cheie al proceselor agroecologice în regiunea subtropicală, Institutul de agricultură subtropicală, Academia Chineză de Științe, Changsha, China

6 Centrul de cercetare a ingineriei provinciale Hunan pentru producția sănătoasă de animale și păsări, Changsha, China

7 Stație științifică de observare și experimentare a nutriției animalelor și a științei furajelor în centrul de sud, Ministerul Agriculturii, Changsha, China

3 Hunan Co-Innovation Centre of Animal Production Safety, CICAPS, Changsha, China

8 Centrul de inovare colaborativă Hunan pentru utilizarea ingredientelor funcționale botanice, Changsha, China

F N Li

2 Laborator cheie al proceselor agroecologice în regiunea subtropicală, Institutul de agricultură subtropicală, Academia Chineză de Științe, Changsha, China

6 Centrul de cercetare a ingineriei provinciale Hunan pentru producția sănătoasă de animale și păsări, Changsha, China

7 Stație științifică de observare și experimentare a nutriției animalelor și a științei furajelor în centrul de sud, Ministerul Agriculturii, Changsha, China

3 Hunan Co-Innovation Centre of Animal Production Safety, CICAPS, Changsha, China

8 Centrul de inovare colaborativă Hunan pentru utilizarea ingredientelor funcționale botanice, Changsha, China

Y H Duan

2 Laborator cheie al proceselor agroecologice în regiunea subtropicală, Institutul de agricultură subtropicală, Academia Chineză de Științe, Changsha, China

6 Centrul de cercetare a ingineriei provinciale Hunan pentru producția sănătoasă de animale și păsări, Changsha, China

7 Stație științifică de observare și experimentare a nutriției animalelor și a științei furajelor în centrul de sud, Ministerul Agriculturii, Changsha, China

4 Universitatea Academiei Chineze de Științe, Beijing, China

Q P Guo

2 Laborator cheie al proceselor agroecologice în regiunea subtropicală, Institutul de agricultură subtropicală, Academia Chineză de Științe, Changsha, China

6 Centrul de cercetare a ingineriei provinciale Hunan pentru producția sănătoasă de animale și păsări, Changsha, China

7 Stație științifică de observare și experimentare a nutriției animalelor și a științei furajelor în centrul de sud, Ministerul Agriculturii, Changsha, China

4 Universitatea Academiei de Științe din China, Beijing, China

C Y Wen

5 Laborator de nutriție animală și sănătate umană, Școala de biologie, Universitatea Normală Hunan, Changsha, China

W L Wang

5 Laborator de nutriție animală și sănătate umană, Școala de biologie, Universitatea Normală Hunan, Changsha, China

X G Huang

1 Colegiul de Știință și Tehnologie a Animalelor, Universitatea Agricolă din Hunan, Changsha, China

3 Hunan Co-Innovation Centre of Animal Production Safety, CICAPS, Changsha, China

8 Centrul de inovare colaborativă Hunan pentru utilizarea ingredientelor funcționale botanice, Changsha, China

Y L Yin

2 Laborator cheie al proceselor agroecologice în regiunea subtropicală, Institutul de agricultură subtropicală, Academia Chineză de Științe, Changsha, China

6 Centrul de cercetare a ingineriei provinciale Hunan pentru producția sănătoasă de animale și păsări, Changsha, China

7 Stație științifică de observare și experimentare a nutriției animalelor și a științei furajelor în centrul de sud, Ministerul Agriculturii, Changsha, China

5 Laborator de nutriție animală și sănătate umană, Școala de biologie, Universitatea Normală Hunan, Changsha, China

Abstract

Obiectivul studiului a fost de a investiga efectul hrănirii cu diete CP reduse, suplimentate cu AA, asupra calității cărnii la creșterea și finisarea porcilor, precum și mecanismul aferent. În experimentul 1, 18 porci în creștere (36,5 kg BW) au fost repartizați aleatoriu și au fost hrăniți cu 1 din 3 diete de făină de porumb-soia conținând fie 18% CP (proteină normală), NP), 15% CP (proteine ​​scăzute, LP) sau 12% CP (proteine ​​foarte scăzute, VLP). În experimentul 2, 18 porci de finisare (62,3 kg BW) au fost repartizați aleatoriu în una din următoarele diete: 16% CP (NP), 13% CP (LP) sau 10% CP (VLP). În ambele experimente, dietele LP și VLP au fost suplimentate cu AA cristalină pentru a obține un conținut egal de lizină digestibilă ileală standardizată, metionină, treonină și triptofan. La sfârșitul fiecărui experiment, toți porcii au fost sacrificați pentru a colecta mușchiul longissimus dorsi (LM) probe. Probele au fost utilizate pentru determinarea calității cărnii, a grăsimii intramusculare (FMI) conținutul, compoziția acizilor grași, profilul AA liber și expresia genelor pentru izoformele cu lanț greu de miozină. Rezultatele au arătat că creșterea și finisarea porcilor hrăniți cu diete LP au crescut (P Cuvinte cheie: aminoacizi, metabolism lipidic, proteine ​​scăzute, calitate a cărnii, porci

INTRODUCERE

Datorită concentrării tot mai mari pe relația dintre nutriție și sănătate, consumatorii solicită din ce în ce mai mult produse din carne de înaltă calitate. În general, se presupune că strategiile nutriționale sunt factorii influenți majori în calitatea cărnii la porci, așa cum se observă în dietele cu deficit de proteine ​​care sporesc dramatic conținutul de grăsime intramusculară (FMI) în fazele de creștere sau de finisare (Wood și colab., 2004a; Tous și colab., 2014). Producția de carne de porc cu cantități mai mari de FMI, denumită grăsime marmorată în mușchi și implicată în îmbunătățirea calității alimentației, ar fi avantajoasă pentru industrie (Wood et al., 2004a). În acest sens, se așteaptă ca strategia cu conținut scăzut de proteine ​​să revină pe arzătorul frontal. Numeroase studii au indicat o legătură indisolubilă între compoziția de acizi grași a FMI și mai multe aspecte ale calității cărnii, inclusiv fermitatea țesuturilor, termenul de valabilitate și calitatea alimentației (Wood et al., 2004b), dar efectul dietelor cu conținut scăzut de proteine ​​asupra metabolismul lipidic înrudit al FMI este mai puțin cunoscut.

Mușchiul Longissimus dorsi (LM), cel mai frecvent utilizat mușchi indicator în studiile de calitate a cărnii la porci, este un amestec de tipuri de fibre. Proporția fibrelor musculare poate fi reglată prin diete și se crede că are o importanță deosebită, din cauza diferitelor tipuri de fibre care având diferite proprietăți contractile, metabolice, biochimice și biofizice joacă un rol esențial în calitatea cărnii (Klont și colab., 1998 Karlsson și colab., 1999). În plus, știm că aportul inadecvat de proteine ​​din dietă va provoca modificări corespunzătoare ale concentrațiilor de AA libere din mușchi (Davila și colab., 2013). Studiile anterioare au subliniat că mușchii oxidativi sunt mai gustoși decât cei glicolitici și acest lucru a fost parțial atribuit conținutului AA liber (Valin și colab., 1982; Cornet și Bousset, 1999). Într-adevăr, AA liberă a mușchilor a fost evaluată ca potențiali markeri biochimici ai calității porcului (Flores și colab., 2000), dar până acum, puține rapoarte care descriu modul în care nivelul proteinelor afectează aceste molecule mici, precum și transportorii lor în mușchi.

Având în vedere cele de mai sus, am emis ipoteza că dietele cu conținut scăzut de proteine ​​pot modifica trăsăturile calității cărnii la porci prin influențarea metabolismului lipidic, a caracteristicilor fibrelor și a profilului AA liber al mușchiului. Cele 2 experimente din prezentul studiu au fost efectuate folosind porci în creștere și, respectiv, finisare pentru a testa această ipoteză.

MATERIALE ȘI METODE

Animale și diete experimentale

tabelul 1.

Ingrediente și niveluri de nutrienți ai dietelor pentru creșterea de 30 până la 60 kg și porc de finisare de 60 până la 100 kg (pe bază de hrană,%)

Articol Porc în creștere, tratament dietetic un Porc de finisare, tratament dieteticNPLPVLPNPLPVLP
Compoziție ingredient,%
Porumb58,6067,5077,6067,0078,3687,40
Faina de soia29.0019.5010.0023,70Ora 15.005,50
Tărâțe din zer7,806,945.066.003.002.00
Ulei de soia1,552.383.000,880,901,71
Lizină0,180,460,740,010,270,55
Metionină0,000,090,170,000,000,09
Treonina0,010,140,260,000,060,19
Triptofan0,000,020,070,000,010,06
CaHPO40,690,780,900,500,550,65
Calcar0,870,890,900,550,550,55
NaCI0,300,300,300,300,300,30
1% premix b 1,001,001,001,001,001,00
Total100,00100,00100,00100,00100,00100,00
Niveluri de nutrienți,%
DE, c MJ/kg14.2014.2014.2014.2014.2014.20
CP18.2715.1612.3516.3013.1710.26
Lizină0,970,970,940,720,720,73
Metionină + cisteină0,570,560,550,400,420,43
Treonina0,610,610,600,510,500,49
Triptofan0,170,170,170,140,130,13
Calciu0,600,630,610,520,500,51
Fosfor total0,510,480,450,450,400,38

a Tratament dietetic: NP = proteină normală; LP = proteine ​​scăzute; VLP = proteine ​​foarte scăzute.

b Furnizat pe kg de dietă: vitamina A, 10.800 UI; vitamina D3, 4.000 UI; vitamina E, 40 UI; vitamina K3, 4 mg; vitamina B1, 6 mg; vitamina B2, 12 mg; vitamina B6, 6 mg; vitamina B12, 0,05 mg; biotină, 0,2 mg; acid folic, 2 mg; niacină, 50 mg; D-pantotenat de calciu, 25 mg; Fe, 100 mg sub formă de sulfat feros; Cu, 150 mg sub formă de sulfat de cupru; Mn, 40 mg sub formă de oxid de mangan; Zn, 100 mg sub formă de oxid de zinc; I, 0,5 mg sub formă de iodură de potasiu; și Se, 0,3 mg ca selenit de sodiu.

c Valorile calculate; se măsoară alte valori.

Colectie de mostre

La sfârșitul fiecărui experiment, sângele (10 ml) de la porcii de post peste noapte a fost colectat prin puncție venoasă, centrifugat la 3.000 × g la 4 ° C timp de 15 minute. Alicote din ser au fost apoi stocate la -20 ° C până la analiză. După prelevarea de sânge, toți porcii sacrificați prin puncție jugulară sub anestezie generală prin i.v. injectarea unei soluții de pentobarbital de sodiu 4% (50 mg/kg BW). Apoi, mușchiul LM din carcasa din partea stângă a fost colectat și refrigerat la 4 ° C pentru colectarea datelor privind calitatea cărnii. În termen de 20 de minute de sacrificare, aproximativ 100 g de probă LM din partea dreaptă a carcasei au fost prelevate anterior coastei a 10-a și congelate la -20 ° C până la liofilizare pentru FMI, acid gras și analiza AA gratuită. Între timp, o probă de LM grosime aproximativă de 1,0 cm, obținută posterior celei de-a 10-a coaste a fost înghețată rapid în azot lichid și stocată la -80 ° C până când a fost utilizată pentru extracția ARN.

Măsurători ale calității cărnii

Probele LM anterioare celei de-a 13-a coaste din carcasa laterală stângă au fost utilizate în următoarea ordine: 1) cotlet gros de 3,0 cm folosit pentru măsurarea pH-ului; 2) cotlet gros de 4,0 cm folosit pentru măsurarea culorii cărnii; 3) cotlet gros de 2,5 cm folosit pentru măsurarea pierderii prin picurare; 4) cotlet gros de 2,54 cm folosit pentru măsurarea pierderii de gătit; și 5) cotlet gros de 2,54 cm folosit pentru măsurarea forței de forfecare.

Analiza serului

Concentrațiile de colesterol total (TC) și trigliceride (TG) au fost măsurate utilizând instrumentul analitic biochimic (Beckman CX4 Chemistry Analyzer; Beckman Coulter, Inc., Brea, CA) și truse comerciale (China-German Beijing Leadman Biotech Ltd, Beijing, China). Concentrațiile de leptină și adiponectină au fost analizate cu kituri ELISA comerciale corespunzătoare (Cusabio Biotech Co., Ltd, Wuhan, China), urmând procedurile recomandate. Toate probele au fost măsurate în 6 replici.

Analiza conținutului de grăsimi intramusculare și a acizilor grași

Conținutul FMI a fost măsurat folosind metodele descrise anterior (Liu și colab., 2015). Lipidele totale au fost extrase din fiecare probă omogenizată de LM și utilizate pentru determinarea FMI.

Analiza esterilor metilici ai acizilor grași a fost determinată cu un cromatograf gazos Agilent 7890A echipat cu coloană SP-2560 (100 m × 250 μm × 0,2 μm) (Agilent Technologies Inc., Palo Alto, CA) conform metodei descrise anterior și colab. ., 2011). Vârfurile individuale ale acizilor grași au fost identificate prin potrivirea timpilor de retenție cu cele ale standardelor autentice (Sigma Chemicals, St. Louis, MO). Concentrația de acid gras individual a fost cuantificată în funcție de aria de vârf și exprimată ca procent din acizii grași totali. Cantitatea medie a fiecărui acid gras a fost utilizată pentru a calcula suma SFA, MUFA și PUFA.

Profil AA gratuit

Proba aproximativă de 100 mg LM (în termen de 1 săptămână după sacrificare) a fost dizolvată într-o soluție de apă și metanol (1: 1, vol/vol) la 4 ° C timp de 10 minute și centrifugată la 10.000 × g timp de 10 minute la 4 ° C Cei 40 μL de supernatant au fost etichetați cu reactivi iTRAQ (kit AA 45/32, Applied Biosystems, Forest City, CA) conform recomandărilor producătorului și analizați pe un sistem Applied Biosystems 3200 Q TRAP LC/MS/MS echipat cu un RP -Coloana C18 (150 mm lungime, 4,6 mm diametru, 5 mm dimensiune particule). Identitatea și cantitatea AA au fost determinate prin comparație cu timpii de reținere și zonele de vârf ale fiecărui standard AA.

Analiza PCR cantitativă în timp real

Analize statistice

Calitatea cărnii

a, b Într-un rând, valorile cu litere superindice diferite diferă (P a L * = ușurință; a * = roșeață; b * = galben.

b Tratament dietetic: NP = proteină normală; LP = proteine ​​scăzute; VLP = proteine ​​foarte scăzute.

Metabolismul lipidelor

a, b Într-un rând, valorile cu litere supercript diferite diferă (P a TC = colesterol total; TG = trigliceridă; FMI = grăsime intramusculară; ACCα = acetil-coenzimă A carboxilază alfa; HSL = lipază sensibilă la hormoni.

b Tratament dietetic: NP = proteină normală; LP = proteine ​​scăzute; VLP = proteine ​​foarte scăzute.

a, b Într-un rând, valorile cu litere superindice diferite diferă (P a Tratament dietetic: NP = proteine ​​normale; LP = proteine ​​scăzute; VLP = proteine ​​foarte scăzute.

Abundența de expresie musculară MyHC

a, b Într-un rând, valorile cu litere superindice diferite diferă (P a TAA = AA gustoasă, inclusiv alanină, acid aspartic, acid glutamic și glicină; EAA = AA esențială; NEAA = AA neesențială.

b Tratament dietetic: NP = proteină normală; LP = proteine ​​scăzute; VLP = proteine ​​foarte scăzute.