■欧秀琼 景绍红* 梅学华 李 星 李 睿 郭宗义，2 李兴桂 邓成杰

（1.重庆市畜牧科学院，重庆市肉质评价与加工工程技术研究中心，重庆 402460；2.内江猪研究所，四川内江 641000；3.绥江县动物卫生监督所，云南绥江 657700；4.镇雄县畜牧兽医站，云南镇雄 657200）

通过改变肌纤维类型组成提高猪肌肉品质是当前科学家们研究热点之一。过去很长一段时间科学家们在通过提高肌内脂肪（intramuscular fat, IMF）含量改善猪肌肉品质方面做了大量工作。近年来，科学家们试图通过改变肌纤维类型组成提高猪肌肉品质，已取得了很多研究成果。肌纤维类型被认为是影响肌肉品质的关键因素。肌肉肌纤维类型组成不同，其化学成分、代谢特性等不同，宰后肌肉在熟化时的生物化学和生理学过程也不同，最终导致肌肉品质的不同。肌肉中氧化型肌纤维含量较高时，糖原含量较低，宰后肌肉糖酵解能力较弱，pH 下降较慢，肌肉系水力较高，肌肉品质较好。

根据肌纤维中肌球蛋白重链（myosin heavy chain,MyHC）亚型的表达，成年哺乳动物肌肉肌纤维可分为MyHCⅠ、Ⅱa、Ⅱx和Ⅱb4 种类型。肌肉中肌纤维类型组成取决于出生后肌纤维类型的转化，而肌纤维类型转化的机制非常复杂，体内分子机制可影响肌纤维中线粒体的数量和功能，进而对肌纤维类型的转化进行调控，并受外界因素影响，也就是在内因（机体内部因子）与外因（营养、环境等因素）共同作用下完成的，外因通过内因起作用。猪肌肉肌纤维类型组成具有中等及以上遗传力（h2=0.20～0.59），不同品种间肌肉肌纤维类型组成差异较大。猪出生后，营养调控则是改变肌纤维类型组成的重要途径。猪肌肉中肌纤维类型的转化主要在60 日龄前，60 日龄后肌纤维类型组成相对稳定，但仍能进行调控。营养可调控动物出生后肌肉肌纤维MyHC亚型的表达，从而改变肌纤维类型组成，但目前研究结果有所差异。文章综述了猪肌肉肌纤维类型组成的营养调控研究进展，为通过营养调控改变肌纤维类型组成提高肌肉品质提供科学依据。

1 肌纤维类型的划分及转化

肌肉组织（一般指骨骼肌）是由不同类型肌纤维组成的。对肌纤维类型的划分，早在19世纪70年代，人们将肌纤维简单地分为红肌和白肌，红肌肌肉品质较好，白肌肌肉品质较差。后来，根据肌纤维的收缩功能将肌纤维分为慢肌（Ⅰ型）和快肌（Ⅱ型），慢肌多为红肌，快肌多为白肌。再后来，人们利用三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）酶等组织化学染色方法，将肌纤维分为慢速氧化型（Ⅰ型）、快速氧化型（Ⅱa型）、中间型（Ⅱc型）和快速酵解型（Ⅱb型）。Ogilvie 等（1990）用ATP 酶异染法在1 张切片上区分出Ⅰ、Ⅱa、Ⅱc和Ⅱb4种类型肌纤维。随着近代分子生物学技术的发展，目前人们最普遍使用的肌纤维分类方法是MyHC基因表达法，由于MyHC亚型决定肌肉的收缩特性，因此，MyHC基因是研究肌纤维类型划分的重要分子标记，该方法比之前的分类方法更为准确、可靠。根据肌纤维中MyHC亚型的基因表达，成年哺乳动物肌肉肌纤维可分为MyHCⅠ、Ⅱa、Ⅱx和Ⅱb4种类型，其代谢类型由氧化到酵解过渡，收缩速率依次递增。

哺乳动物肌肉肌纤维的形成始于胚胎期中胚层干细胞，经增殖、分化及融合等过程转变为具有多核的肌纤维，出生后肌纤维数目不再增加（卫星细胞除外），但肌纤维类型会发生转化，肌纤维体积逐渐增大，以适应外界环境及各种生理功能的需要。刚出生时，肌肉组织几乎全部由氧化型肌纤维组成，随着动物生长发育，肌纤维在体积增大的同时其类型也会发生转化，总的趋势是氧化型肌纤维比例逐渐下降，酵解型肌纤维比例逐渐上升。在正常生理状态下，肌纤维由氧化型向酵解型或由酵解型向氧化型转化，由于出生后肌纤维数目不变，因此，各类型肌纤维比例保持动态平衡，且遵循Ⅰ↔Ⅱa↔Ⅱx↔Ⅱb的顺序相互转化。猪出生后28 日龄内各类型肌纤维含量变化明显，MyHCⅠ型肌纤维含量逐渐下降，而MyHCⅡb型肌纤维含量急剧上升，60日龄以后肌纤维类型组成相对稳定，但仍能对肌纤维类型的转化进行调控。

2 肌纤维类型组成对猪肌肉品质的影响

肌肉肌纤维类型组成不同，肌肉中MyHC各亚型表达量、糖原含量、肌红蛋白含量、代谢酶种类及活性等均不同，因而肌肉的收缩功能、代谢特征及肌肉品质等也不同。氧化型肌纤维含量高，则肌肉偏向于慢收缩和氧化代谢，酵解型肌纤维含量高，则肌肉偏向于快收缩和酵解代谢。肌肉肌纤维类型组成不同，宰后肌肉品质有不同。

动物被屠宰后，机体没有了血液循环，肌肉在熟化过程中只能靠无氧代谢提供能量，无氧代谢供能系统包括糖酵解系统和磷酸原转化系统，糖酵解系统是指在无氧或缺氧的情况下肌肉中糖原经酵解代谢生成乳酸和ATP，磷酸原转化系统即在肌酸激酶（creatine kinase, CK）的催化作用下，磷酸肌酸（creatine phosphate, CP）被分解，把高能磷酸基团转给二磷酸腺苷（adenosine diphosphate, ADP），将其磷酸化生成ATP。Men等（2012）以金华猪、浙江中白猪、杜浙猪和杜长大阉公猪（含金华猪血缘分别为100%、12.5%、6.25%、0）为对象，研究了肌纤维类型组成与宰后肌肉糖酵解能力和磷酸原转化能力的关系，结果显示，My-HCⅡb型肌纤维比例与葡萄糖-6-磷酸、糖酵解潜力（glycolytic potential, GP）及乳酸含量呈显著正相关，与CK活性及CP转化率呈显著负相关，而MyHCⅠ、Ⅱa、Ⅱx型肌纤维比例则表现相反，表明肌肉中酵解型肌纤维比例增加，则宰后肌肉糖酵解能力增强，磷酸原转化能力减弱，pH 下降快，进而导致肌肉系水力下降、肉色苍白、食用品质变差，其他类型肌纤维比例增加，则宰后肌肉磷酸原转化能力增强、糖酵解能力减弱、pH下降慢，对肌肉品质有利。李登赴等（2019）研究显示，90 kg高坡猪（氧化型肌纤维含量较高）屠宰后，背最长肌糖原含量极显著高于杜长太猪（酵解型肌纤维含量较高）。郭守立等（2016）以杜长太阉公猪为对象研究显示，宰后48 h 内相同部位正常肉（氧化型肌纤维含量更高）的糖原含量高于PSE肉（pale,soft,exudative, PSE）（酵解型肌纤维含量更高）。表明肌肉中氧化型肌纤维含量高，宰后肌肉糖酵解能力较弱，糖原下降速度慢、pH 下降慢、肌肉品质较好。此外，氧化型肌纤维含量高，肌纤维更细、密度更大，IMF含量更高，肌肉口感、风味更好，肉质更细嫩。

3 日粮营养水平对猪肌肉肌纤维类型组成的影响

品种、生理阶段及生产目的等不同，猪只所需日粮营养水平也不同。目前国内猪日粮营养水平设计普遍参考使用的是美国NRC 饲养标准、英国ARC 饲养标准及中国《猪饲养标准》（NY/T 65—2004）。一般来说，NRC标准和ARC标准营养水平较高，适合国外瘦肉型猪种，中国《猪饲养标准》营养水平较低，适合我国地方猪种。实际生产中，养猪生产者会根据猪只品种、杂交组合、生理阶段、生产目的及养殖条件等灵活运用。营养水平指标一般包括能量、蛋白质、氨基酸、矿物质、维生素水平等。日粮总的营养水平、能量水平、蛋白质水平等均对猪肌肉肌纤维类型组成有着一定调控作用。

3.1 日粮总的营养水平

猪出生后，日粮营养水平会影响肌肉肌纤维的生长发育，同时还可调控肌纤维MyHC亚型的基因表达，进而影响肌纤维类型组成，但目前研究结果不尽一致，可能与猪只品种、肌肉部位、日粮设计及试验条件等有关。初生仔猪营养不足，肌肉中MyHCⅠ、Ⅱa型和胎儿型肌纤维比例升高，且转化为其他类型肌纤维的能力降低，延迟肌纤维的成熟。White 等（2000）以大白猪为对象研究发现，生长早期（3～6周）营养不足显著提高菱形肌MyHCⅠ型肌纤维含量，但对背最长肌、比目鱼肌和横膈肌无显著影响。关丹丹（2016）以小鼠为对象研究表明，禁食（不断水）24 h显著提高了比目鱼肌和腓肠肌氧化型（MyHCⅠ型）肌纤维含量，但对趾长伸肌氧化型（MyHCⅠ型）肌纤维含量无显著影响。可见，营养不足会导致肌肉中酵解型肌纤维向氧化型肌纤维转化，且肌肉部位不同，其调控程度不同。刘莹莹等（2017）研究表明，与高营养水平（美国NRC饲养标准）日粮相比，低营养水平（中国猪饲养标准）日粮显著提高了长白猪和巴马香猪保育期和肥育期背最长肌MyHCⅠ基因表达水平。李登赴等（2019）的研究表明，提高日粮营养水平极显著提高了高坡猪和杜长太猪背最长肌MyHCⅡb型肌纤维比例，显著提高了杜长太猪背最长肌MyHCⅡx型肌纤维比例。廖玉雪（2017）研究显示，降低大白猪饲粮营养水平显著增加了背最长肌MyHCⅠ、MyHCⅡa基因表达量，显著降低了MyHCⅡb基因表达量。以上研究表明，适当降低日粮营养水平可提高肌肉中氧化型肌纤维含量。但杨飞云等（2008）、程甦（2008）的研究则显示营养水平对猪背最长肌肌纤维类型组成无显著影响。

3.2 日粮能量水平

能量代谢是肌肉线粒体的主要功能，而线粒体数量与肌纤维类型关系密切，因此，肌肉能量代谢对肌纤维类型组成具有调控作用。日粮能量水平通过调节肌肉能量代谢、线粒体合成和功能等，进而调控肌纤维类型的转化，改变肌纤维类型组成。孙相俞（2009）以19 kg左右的杜长大猪为对象，低能量组为常规日粮，高能量组分别在20～50、50～80、80～120 kg阶段日粮中添加3%、5%、7%的动物油脂，120 kg 时进行屠宰，结果表明，高能量组猪背最长肌MyHCⅡa、Ⅱx型肌纤维比例显著高于低能量组，MyHCⅡb型肌纤维比例极显著低于低能量组。Li等（2015）研究了日粮能量来源对育肥猪肌肉肌纤维类型组成的影响，结果表明，在等能等氮情况下，饲喂低淀粉、高脂肪和高纤维日粮猪肌肉MyHCⅠ、MyHCⅡa基因表达量显著提高，MyHCⅡx、MyHCⅡb基因表达量显著降低。任列娇等（2008）以乌金猪为对象，以3个能量水平（11.84、12.96、14.18 MJ/kg）日粮从15 kg饲喂至100 kg时屠宰，结果表明，高能量水平猪半腱肌MyHCⅡb型肌纤维比例极显著高于低能量水平。张成（2015）研究表明，高能量水平可显著提高生长育肥猪肌肉中MyHCⅡb基因表达水平，显著降低MyHCⅡx基因表达水平。研究结果的不同，可能与猪只品种、肌肉部位、试验设计及试验条件等有关。

3.3 日粮蛋白质水平

骨骼肌是机体蛋白质的主要贮存、代谢场所。肌肉蛋白质的合成代谢与分解代谢是肌肉肌纤维生长发育与类型转化的重要方面。日粮蛋白质水平通过调节机体蛋白质代谢影响肌肉蛋白质合成及MyHC亚型的基因表达，进而影响肌纤维类型组成。日粮蛋白质不足，可能降低肌肉MyHC亚型基因的表达，促进肌肉中酵解型肌纤维向氧化型肌纤维转化。Li 等（2016）研究发现，降低杜长大育肥猪饲粮蛋白质水平（由16%降至13%），背最长肌MyHCⅡa、腰大肌MyHCⅡa及股二头肌MyHCⅠ型肌纤维比例显著升高。孙相俞（2009）以150日龄的杜长大猪和梅山猪为对象，分别饲喂高蛋白和低蛋白两种日粮，150～210 日龄日粮蛋白质水平分别为22.66%、11.24%，210～240日龄日粮蛋白质水平分别为22.66%、10.07%，饲养90 d后屠宰，结果表明，杜长大猪低蛋白组背最长肌MyHCⅡb型肌纤维比例显著低于高蛋白组，MyHCⅡx型肌纤维比例高于高蛋白组，但差异不显著；梅山猪低蛋白组背最长肌MyHCⅡx型肌纤维比例低于高蛋白组，MyHCⅡa型肌纤维比例高于高蛋白组，但差异不显著。表明降低饲粮蛋白质水平，猪肌肉中氧化型肌纤维比例更高，且品种不同，饲粮蛋白质水平对肌肉肌纤维类型组成的调控程度不同。

4 日粮添加剂对猪肌肉肌纤维类型组成的影响

肌肉肌纤维类型形成的分子机制非常复杂，涉及许多的信号通路和细胞因子。腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase, AMPK）/过氧化物酶体增殖激活受体γ共激活因子1α（peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator 1α, PGC-1α）信号通路是慢型肌纤维形成的重要信号通路。AMPK 在维持动物细胞的能量稳态中发挥重要作用，PGC-1α在参与细胞线粒体生物合成、能量代谢及糖脂代谢等方面发挥着巨大作用。多种外界因素可激活AMPK，AMPK 又激活下游多条靶向通路，PGC-1α在骨骼肌中高度表达，是AMPK下游重要靶分子，PGC-1α基因表达量提高，可促进线粒体生物合成及氧化代谢，诱导Ⅱ型肌纤维向Ⅰ型肌纤维转化。日粮添加剂影响猪肌肉肌纤维类型组成的机制如图1所示。

4.1 共轭亚油酸

近年来，多不饱和脂肪酸在改善肉用动物肌肉品质方面的应用越来越广泛。多不饱和脂肪酸除了为动物机体提供能量外，还具有很多特殊的生理功能。其中亚油酸、α-亚麻酸及花生四烯酸为必需脂肪酸，需从食物中获得。目前在养猪生产中应用最广泛且效果明显的多不饱和脂肪酸当属共轭亚油酸（conjugated linoleic acid, CLA）。CLA 是亚油酸的同分异构体，具有多种生理功能，在调节糖脂代谢、抗氧化作用、抗炎反应、抗癌作用及肌肉与骨骼发育等方面发挥着重要作用。CLA 是一种绿色安全的营养性饲料添加剂，在优质猪肉生产中具有广阔的应用前景。CLA 用于猪饲料中，可以降低体脂沉积、提高肌内脂肪含量、改变肌肉肌纤维类型组成等。在猪饲料中添加CLA，可以显著提高能量代谢相关基因AMPK及其下游相关基因的表达，通过激活AMPK肌纤维类型转化信号通路促进氧化型肌纤维形成。段晨等（2021）研究表明，在小鼠日粮中添加1%的t10-c12-CLA，可显著增加肌肉线粒体数量和氧化代谢相关基因的表达，从而促进氧化型肌纤维形成。吴泳江（2017）在荣昌猪断奶至85 kg 阶段饲粮中持续添加1.5% CLA 混合物等量替代大豆油，结果发现，背最长肌MyHCⅠ基因表达显著升高，MyHCⅡa基因表达极显著升高。苏琳等（2020）研究发现，在小鼠日粮中添加1% CLA 饲喂4周后，腓肠肌MyHCⅠ、MyHCⅡa基因相对表达量显著增加。CLA 还可以减缓生长育肥猪由于生理阶段变化引起的氧化型肌纤维总体下降的趋势。

4.2 氨基酸或氨基酸衍生物

氨基酸既是机体蛋白质合成的底物，同时也参与调节机体新陈代谢，因此，氨基酸的供给及比例会影响肌纤维MyHC亚型的表达从而影响肌纤维类型组成。一些氨基酸或氨基酸衍生物对肌肉肌纤维类型组成具有调控作用。

赖氨酸、蛋氨酸是猪玉米-豆粕型日粮的第一、二限制性氨基酸，在促进猪骨骼肌生长发育中具有重要作用。在肥育猪饲粮中适当降低赖氨酸、蛋氨酸水平可以降低肌纤维生长速度，提高氧化型肌纤维含量。Wu 等（2019）研究表明，仔猪21 日龄断奶后采食4 周的蛋氨酸限制日粮（限制组0.25%蛋氨酸，对照组0.48%蛋氨酸）可以促进肌肉中氧化型肌纤维的形成及提高肌内脂肪含量。

精氨酸是一种条件性必需氨基酸，对仔猪的生长发育有着重要作用。近年研究表明，精氨酸在猪肌纤维类型形成中可能起着重要调控作用，精氨酸可通过增强线粒体生物合成、激活AMPK信号通路等途径促进慢型肌纤维的形成。罗小明（2019）在杜长大断奶仔猪日粮中分别添加0.5%、1.0%和1.5%的精氨酸，饲喂28 d结果表明，与对照组相比，添加1.0%的精氨酸显著增加了背最长肌MyHCⅠ基因表达，显著降低了MyHCⅡb基因表达。

一水肌酸（creatine monohydrate, CMH）是肌酸（creatine, Cr）的一种，是一种氨基酸衍生物。Cr由精氨酸、甘氨酸和甲硫氨酸合成，可体内合成，也可从饲料中摄取。动物机体内Cr约95%存在于骨骼肌中，在肌纤维收缩等活动的能量代谢中起重要作用。在静息状态下，肌肉中ATP 含量较高，Cr 与磷酸结合形成CP将能量贮存起来，肌肉收缩运动时，肌肉中ATP很快耗尽，这时CP 在CK 作用下迅速与ADP 作用形成ATP，满足能量需要。补充外源Cr对肌纤维类型组成具有一定调控作用，其机理是Cr 能影响肌肉能量代谢进而激活AMPK肌纤维类型转化信号通路，促进氧化型肌纤维形成。苏琳等（2020）研究表明，在小鼠日粮中添加1% CMH 饲喂4 周后，显著增加了肌肉My-HCⅠ、MyHCⅡa基因相对表达量，显著降低了MyHCⅡx基因相对表达量。门小明等（2019）在60～70 kg体重杜长大阉公猪日粮中添加0.05% CMH，饲养50 d后屠宰，结果显示，添加CMH饲粮显著提高了育肥猪背最长肌MyHCⅡa基因相对表达量。

胍基乙酸（guanidine acetic acid，GAA）也是一种氨基酸衍生物，在脊椎动物体内天然存在，由精氨酸和甘氨酸合成，是Cr 的前体物（GAA 经甲基化后形成Cr）。Cr前体物GAA在各种条件下是稳定的，故多采用GAA替代Cr，添加到猪饲料中能影响肌肉能量代谢进而激活AMPK肌纤维类型转化信号通路，促进氧化型肌纤维形成。Zhu 等（2020）以30 kg PIC 母猪（PIC公司五系配套猪）为对象，试验期100 d，结果表明，在饲粮中添加0.045%的GAA 能够提高背最长肌MyHCⅠ基因表达水平，降低肌纤维直径和面积。卢亚飞（2018）以80 kg杜长大猪为对象，在饲粮中分别添加0、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%的GAA，试验期60 d结果表明，随着饲粮中GAA水平的升高，MyHCⅡa基因表达水平呈显著先降低再升高的二次曲线关系，MyHCⅡb基因表达水平呈显著先升高再降低的二次曲线关系。

4.3 天然植物提取物

饲粮中添加无公害天然植物提取物替代化学合成添加剂改善肌肉品质越来越受到人们关注。天然植物提取物是指通过一系列物理的或化学的方法从天然植物中获得的具有1 种或多种生物学活性成分的植物产品，其活性成分主要包括多酚类、多糖类、生物碱类、黄酮类、有机酸类、挥发油类等，植物种类不同，提取的活性成分也不同。天然植物中的活性成分在增强机体免疫功能、抗应激、抗氧化、改善肌肉品质、抗菌抗病毒及抗肿瘤等诸多方面发挥作用。天然植物提取物中的多酚类等活性物质能够提高肌肉肌纤维中AMPK的磷酸化程度，可能通过激活AMPK信号通路对肌纤维类型的转化起调控作用。程晓芳（2017）在日粮中添加白藜芦醇饲喂小鼠12周，与对照组相比，趾长伸肌和比目鱼肌AMPK、MyHCⅠ、MyHCⅡa、MyHCⅡx基因表达量均明显高于对照组，MyHCⅡb基因表达量低于对照组。邵亚飞（2020）以80日龄杜长大公猪为研究对象，试验1、2、3 组分别在屠宰前30、60 d和90 d持续饲喂基础日粮+400 mg/kg的山竹醇日粮，结果表明，2 组和3 组背最长肌MyHCⅠ型肌纤维含量均显著提高，MyHCⅡb型肌纤维含量均显著降低。苹果多酚、叶绿醇等都可以促进猪肌肉中酵解型肌纤维向氧化型肌纤维转化，从而改善猪宰后肌肉品质。

天然植物提取物在促进猪肌肉中氧化型肌纤维形成、提高肌肉品质方面具有明显的效果，但目前的研究资料有限，需更进一步探讨天然植物提取物对猪肌肉肌纤维类型组成的影响及作用机理。还有很多未知的天然植物提取物等待人们去开发研究。

5 结语

猪出生后，肌肉肌纤维数目不再增加，但肌纤维类型会发生转化，肌纤维体积逐渐增大。肌肉肌纤维类型组成不同，其能量代谢特征不同，宰后其糖酵解能力和磷酸原转化能力不同，导致肌肉品质也不同，氧化型肌纤维含量高则肌肉品质较好，酵解型肌纤维含量高则肌肉品质较差。营养调控是改变猪出生后肌纤维类型组成的重要途径。饲粮营养水平、能量蛋白质水平及一些添加剂等营养因素可调控肌肉肌纤维中MyHC亚型的表达，进而改变肌纤维类型组成。

通过改变肌纤维类型组成对猪肌肉品质进行调控，是源头调控，目前已取得很多研究成果。通过育种、基因工程等遗传调控途径改变猪肌肉肌纤维类型组成可望获得较好的效果。但猪出生后，营养调控是改变肌纤维类型组成的重要途径。在经历了单纯从遗传调控或营养调控改变肌纤维类型组成的研究后，今后应该在肌纤维类型转化的机制及肌纤维类型组成影响肌肉品质的机理等方面进行深入探讨的基础上，将遗传调控与营养调控相结合，以寻求提高猪肌肉品质更加精准、有效的方法。