20世紀(jì),抗生素、激素、類激素等的發(fā)現(xiàn)以及化學(xué)抗菌物質(zhì)合成成功,被廣泛用作飼料添加劑,他們在豬的生產(chǎn)上,對提高豬的生長率,改善飼料報(bào)酬和防疾病,提高豬肉產(chǎn)品的數(shù)量及滿足人們的生活水平,起了積極的作用。但由于對這些添加劑的長期使用及濫用,其弊端日益得到廣泛的認(rèn)識(shí),諸如破壞動(dòng)物正常微生物群,導(dǎo)致微生態(tài)失衡;在豬肉食品中殘留,威脅人類的身體健康,甚至導(dǎo)致人的死亡。因此,許多國家采取措施,限制或禁用這些抗生素、激素等物質(zhì)。
如歐洲共同體明文規(guī)定:肉品生產(chǎn)不得使用激素制品。原因是在以前的畜牧業(yè)中使用了多種性激素制品,如孕酮、雌激素、雄激素等及其類似物,他們都是類固醇,在動(dòng)物體內(nèi)代謝的結(jié)果仍然是環(huán)戊烷多氫菲的固醇結(jié)構(gòu),所以肉品生產(chǎn)使用類固醇激素可能對人類具有潛在的危害。
為了使養(yǎng)豬業(yè)不斷發(fā)展,必須要研究出切實(shí)可行的一種促進(jìn)生長的方法。近年來能促進(jìn)豬生長的新方法已發(fā)展起來。這些方法包括:生長激素、生長激素抑制因子免疫法、再分配劑、前生命期物以及各種酶制劑等。其中對生長激素的研究已逐漸深入,在豬體上的應(yīng)用也將越來越廣泛。
一.豬生長激素的生物學(xué)功能
豬生長激素(pig growth hormone?PGH和 pig somatotropin?PST),是由腦垂體中的嗜酸性下細(xì)菌合成和分泌的一種多肽激素,由190個(gè)氨基酸構(gòu)成單鏈,其分子量22000道爾頓。[1]它作為一種特殊的生物活性蛋白分子,不同于食品添加劑中禁用的性激素等有機(jī)甾體激素,具有調(diào)節(jié)豬生長的重要作用,可提高豬的增重率和飼料效率,改善胴體品質(zhì)。
豬生長激素通過其生長激素受體(GHR)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞。Chowdhary[2](1994)采用原位雜交,確定了豬的GHR基因位于16號(hào)染色體上,與補(bǔ)體9(C9)、follistatin(FSA)和微衛(wèi)星S0105連鎖。PGH只受一個(gè)基因即生長激素因子I(GHF-1)的調(diào)控,GHF-1不僅維持GH基因的組織特異性表達(dá)而且使表達(dá)具有發(fā)育階段性。GH通過IGF-1的介導(dǎo)而發(fā)揮作用,它是調(diào)節(jié)肌肉形成的主要內(nèi)分泌因子,與它有關(guān)的染色體區(qū)域?qū)嗄糖昂蛿嗄毯蟮钠骄赵鲋?、?0肋骨的背膘厚度和豬體的眼肌面積及肌肉的PH值等的變化都有一定的作用。
目前使用的外源生長激素主要來源兩個(gè)方面,一是從豬腦垂體中提取的天然生長激素,產(chǎn)量低,價(jià)格較貴。另一方面可采用重組DNA技術(shù)來生產(chǎn)生長激素(rPST)。
二.生長激素對豬肉胴體組成的影響
近20多年來,國內(nèi)外學(xué)者對PGH的應(yīng)用效果做了大量的試驗(yàn),已有許多研究資料證明,生長激素的應(yīng)用能提高豬日增重、瘦肉率,降低脂肪含量。
張曼夫[3](1990)報(bào)道,60kg育肥豬,每頭每天注射2mgPGH,連續(xù)28天,日增重提高24.4%,瘦肉率提高14%,脂肪含量下降23%。每天注射4mg,則日增重提高30.2%,瘦肉率提高12.2%,而脂肪含量降低21.2%。熊文中等人[4](1998)在研究中報(bào)道,生長激素使生長育肥豬的日增重提高了15.63%~41.14%。28天的試驗(yàn)期,每頭豬多增重4.5-7.87kg,脂肪含量降低16.79%-39.8%,平均背膘厚降低5.11%-37.12%,瘦肉率提高5.97%-22.65%。顧耀宗等人[5](1999)通過試驗(yàn)報(bào)道,通過用每頭5mg/d的劑量連續(xù)注射14d,豬體重和胴體重分別增加4.01%和2.62%,三點(diǎn)膘厚下降7.78%。孫黎等人[6](1999)報(bào)道,生長激素對豬日增重的影響在第3周達(dá)顯著水平(P=0.02)。齊順章等[7](1989)試驗(yàn)中,屠宰分析的結(jié)果表明:每天注射2 mg和4 mgPST的豬,最后肋膘厚率平均降低19.2%,PST處理豬的瘦肉量和瘦肉率分別提高21.4%和13%,而脂肪量和脂肪率分別降低16.7%和22%。
Kanis等[8](1990)利用豬重組生長激素14mg,每周兩次注射對60kg體重的杜洛克或約×長F1代閹公豬和母豬肌肉注射,試驗(yàn)豬至100kg-140kg重時(shí)屠宰,測定結(jié)果表明,豬日增重提高4.5%和19.9%。瘦肉率提高4.4%和8.7%。Campbell等[9](1989)對60頭60kg的長白×大白雜養(yǎng)豬業(yè)中的使用。但他們對PGH的養(yǎng)豬試驗(yàn)仍在積極、全面的進(jìn)行。1990年底,國際應(yīng)用生物技術(shù)提高肉品質(zhì)量會(huì)議在華盛頓召開,R.D.Hedde作了“豬生長激素,邁向生產(chǎn)更多瘦肉的重要步伐”為題的報(bào)告。
有試驗(yàn)資料表明,PGH一旦大規(guī)模應(yīng)用于養(yǎng)豬業(yè),將會(huì)對豬的生產(chǎn),育種和飼料的調(diào)配產(chǎn)生重大的影響。
PGH應(yīng)用于育肥豬生長速度一般都能提高15%-20%,這對生產(chǎn)性能偏低的中國豬種提高的幅度還要更大些。這意味著肉豬將提前一個(gè)月出欄,從而加速豬群的周轉(zhuǎn),減少流動(dòng)資金的占有,整個(gè)改變養(yǎng)豬場的生產(chǎn)計(jì)劃。應(yīng)用PGH,按照瘦肉率提高10%,也會(huì)改變豬的育種方案和育種目標(biāo)。如果肉豬屠宰的瘦肉率60%比較適于中國的消費(fèi)者,就沒有必要選擇瘦肉率太高的豬種。只要瘦肉率達(dá)到50%多的豬種,靠PGH的調(diào)節(jié),也會(huì)很容易實(shí)現(xiàn)60%的胴體瘦肉率[1]。
從經(jīng)濟(jì)效益來看,PGH可明顯提高增重率和飼料報(bào)酬,同時(shí)因增加瘦肉率而使其食用價(jià)值和商品價(jià)值提高,因而增加養(yǎng)豬的效益。據(jù)美國學(xué)者估計(jì),使用PGH,每頭豬可增加收入30.7美元。Halbrentdt等(1991)用數(shù)學(xué)模擬美國全國應(yīng)用生長激素的養(yǎng)豬業(yè)前景:預(yù)測5年中應(yīng)用生長激素將會(huì)使豬肉零售價(jià)降低,豬肉消費(fèi)和豬肉產(chǎn)量大幅度提高。[14]
由于生長激素具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對它的研究已成熱點(diǎn)之一。1989年美國就有四家公司研制PGH,并在歐洲、北美、亞洲、澳大利亞進(jìn)行試驗(yàn)。美國的礦化公司投資5億元建生長激素設(shè)施。Monsanto 公司合成的基因工程豬生長激素(rPST )是丙氨酰豬生長激素,該產(chǎn)品每天注射最高劑量為20mg。[15]1988年12月我國關(guān)于豬生長激素基因工程研究已通過實(shí)驗(yàn)室階段鑒定。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)開展豬生長激素基因工程研究已有多年,已成功合成rPST。
由于人口膨脹,耕地減少,人畜爭糧等原因帶來的糧食問題,是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的最嚴(yán)峻的問題。把PGH應(yīng)用于養(yǎng)豬業(yè),可降低飼料原料的用量,實(shí)現(xiàn)節(jié)糧,在一定程度上可以緩解畜牧業(yè)飼料用糧對糧食消耗的壓力,保障日益增加的人口的用糧。
總之,當(dāng)PGH的應(yīng)用在世界上得到認(rèn)可,批準(zhǔn)上市后,畜牧業(yè)的發(fā)展必然出現(xiàn)嶄新的局面,人類的生活也必然得到很大的改善。