猪体内不能合成维生素E,因此它是日粮的一种必不可少的成分。维生素E在饲料原料的脂质组分中以天然形式存在,但功能有限,因为其易被氧化(图1)。在维生素E的各种形式中,α-生育酚在质量上表现出最高的生物活性。动物饲料中添加的商用维生素E是α-生育酚乙酸酯,是一种能够防止α-生育酚被氧化的酯。

1维生素E的功能与代谢
维生素E主要作为一种高效的生物抗氧化剂闻名。它具有脂溶性和分子链中断的特性,可以保护细胞膜免受脂质氢过氧自由基的攻击。
维生素E能够在肠道内进行主动吸收:吸收取决于许多因素,不过平均而言,42%的维生素E以α-生育酚等价物的形式出现。维生素E会被运送到肝脏,在那里被暂时性地存储起来。一种特定的转运蛋白会将α-生育酚从肝脏转运入血液循环,将其粘附到脂蛋白上并运输到各个器官和细胞中。
维生素E以剂量依赖型的方式沉积在细胞膜和亚细胞膜(线粒体、微粒体),这些地方富含脂肪酸,从而成为这些结构元件的一个组成部分,有利地影响器官中所有细胞中生物膜的流动性、结构完整性和功能。
维生素E的生理重要性远不只作为抗氧化剂,正如下面的解释。
2缺乏症状
维生素E缺乏表现出的大多数症状与细胞膜的混乱有关,这是由多不饱和脂肪酸的氧化降解引起的,而且可能 会产生严重的后果。缺乏时各种动物会有自己特征性的症状。维生素E缺乏通常会导致肝脏坏死,是多种动物的特异性病症,如桑椹心病的病因,此病会导致猪突发心脏衰竭(图2)。亚临床的维生素E缺乏症几乎难以检测到,但会引起生长迟缓、饲料转化率受损以及繁殖能力降低、对传染性疾病易感性提高、抗应激能力下降和畜产动物的福利受损。

研究表明,维生素E的超量添加会产生额外的益处,如对热应激抵抗力增强。
在接下来的段落中将会介绍有关添加超营养水平的维生素E对免疫应答反应、繁殖和农场动物肉质的益处。
3免疫反应
维生素E在免疫系统功能中的作用已被多个研究小组进行了广泛的研究,这是基于维生素E具有可防止由脂质氢过氧自由基引起的膜脂质氢过氧化反应的能力。传染病是自由基产生的一个重要因素,如因巨噬细胞功能的缘故。
研究表明,日粮维生素E水平高于60mg/kg是母猪实现最高的免疫和生殖健康反应所必要的。
由于维生素E通过胎盘的转运非常有限,仔猪出生时体内α-生育酚的水平非常低。初乳可提供极高浓度的α-生育酚(超过2020μg/mL),这使得仔猪在生命的最初几天中,其组织中的α-生育酚含量大幅度增加。因此,在妊娠期的最后阶段和哺乳期间,通过母猪日粮来改善仔猪体内α-生育酚水平很重要。
饲料中维生素E的浓度从70mg/kg提高到250mg/kg时,其在母猪血浆和乳汁中的水平呈线性上升,这一反应在整个泌乳期得到维持。在断奶时(28d),由采食250mg/kg维生素E浓度的母猪所哺育的仔猪,其肝脏α-生育酚含量是采食日粮维生素E浓度是70mg/kg的母猪所哺育仔猪的两倍以上。
同样,大肠杆菌抗体水平的明显差异也从采食日粮维生素水平为70mg/kg、150mg/kg或250mg/kg的母猪所产仔猪中观察到。母猪饲料中维生素E水平越高,仔猪治疗腹泻的需求就越低(图3)。猪生命中另一个重要时刻是断奶:在这一时期仔猪有限的消化能力会导致维生素E在组织中的储存迅速下降,意味着其对遭受氧化过程的易感性提高。研究表明,日粮维生素E的添加水平高于100mg/kg时,血清α-生育酚浓度上升至高达200mg/kg(图4)。

4繁殖
研究表明,年轻母猪比老龄母猪会发生更多的由维生素E缺乏引发的繁殖问题。在过去几年中对种母猪开展的一些研究已经证明,母猪日粮维生素E的添加水平跟产仔数呈正相关关系。
然而,现有的一些信息表明,种母猪使用维生素远不止是增加产仔数或提高仔猪7日龄存活率这些作用。在牛中,维生素E的摄入量跟种母牛的一些特征性问题如胎盘滞留、乳汁中体细胞数量有关。其中的一些功能可能受前列腺素分泌不足的影响,而前列腺素的浓度取决于动物所处氧化状态的程度。这种情况在母猪中是否存在尚不清楚,但当维生素E的摄入量减少时,分娩的持续时间会增加,这可能是由于平滑肌的收缩不充分的原因。维生素E摄入量与乳房炎、子宫炎和无乳症(MMA)发病率之间的关系也已被证明。
5肉品质量
饲料中高浓度地添加α-生育酚乙酸酯对肉的氧化稳定性和感官质量的有益作用已在禽肉、猪肉和牛肉中得到了广泛的研究。氧化过程会产生难闻的气味和味道,也会引发营养价值的变化(减少肉中多不饱和脂肪酸和脂溶性维生素的含量)和肉的颜色,甚至会产生对健康具有潜在危害的成分,如胆固醇氧化物(CholesterolOxides,COPs)。
有关这些方面已发表材料的数量是巨大的,重要的方面如今已很清晰,如最佳水平、添加周期、对组成成分的影响、氧化稳定性和肉的感官质量。
6肉的氧化稳定性
大多数已公布的有关维生素E和肉质的研究旨在研究其对肉质氧化稳定性的作用,禽肉的氧化稳定性要比牛肉或猪肉差,原因在于其含有较高的多不饱和脂肪酸。如果在饲料中加入的脂肪因氧化作用或热而发生了改变,那么添加高水平的维生素E更为重要。氧化的风险也会随着肉制品的加工过程(如冷冻、切碎、加入盐、预煮或肉类辐照)中维生素E含量的减少而提高,且会加速氧化,仅在3d的时间内就已经十分强烈。饲料中添加维生素E要比给屠宰后的肉添加维生素E在维持肉的氧化稳定性方面更为有效,因为通过后一种方式添加,其不会从生理和自然上结合到细胞膜内。
大量的试验已经表明,添加α-生育酚乙酸酯能够产生高α-生育酚含量的组织,提高猪肌肉的氧化稳定性。
维生素E的功效也在煮熟的肌肉和有盐存在的情况下观察到的。不同的研究已进一步调查了维生素E的抗氧化作用与日粮中脂肪组成的关系。当猪日粮中添加200mg/kg的维生素E,并同时补充3%豆油和牛脂后观察到了积极的抗氧化作用。
按经验法则而言,不饱和脂肪酸添加量越高,维生素E添加的剂量也越高。有研究显示,日粮中添加α-生育酚会抑制胆固醇氧化物(COP)在加热的和冷藏的猪肉中的产生。正如前文所指出的,降低氧化稳定性的有效水平相当于每千克饲料中添加100mg~200mg的α-生育酚乙酸酯。
7肉的营养价值
1975年,研究人员Roth和Kirchgessner在饲料中添加5mg/kg~95mg/kg的α-生育酚乙酸酯,结果发现组织中α-生育酚含量对维生素E添加的线性反应主要取决于所添加的剂量。其他作者也发现了维生素E的摄入量与各组织中α-生育酚的含量呈对数关系。
这些结果与1998年在欧盟框架下开展的日粮-牛研究项目公布的数据相一致,该项目由总计达14个试验室参与,它们互相交换数据,添加维生素E的强化型试验持续了至少7周。根据日粮-牛项目的数据,肌肉中的α-生育酚浓度应在3.5mg/kg~4mg/kg之间才会产生抗氧化作用,有效水平相当于每千克饲料添加100mg~200mg的α-生育酚乙酸酯。这些数据与现有大多数文献相一致,且与最广泛使用的建议量相一致。
8感官特性
猪肉特性的一个重要方面是它的颜色,它主要由铁血红素肌红蛋白色素的含量和化学形式决定。在存储期,已形成的氧合肌红蛋白往往会氧化,形成肌红蛋白,导致肉色呈暗红。动物日粮中添加不同数量的维生素E能够改善颜色的稳定性,这可以通过直接跟红色有关的Minolta系统中的“a”来测量:用添加维生素E的饲料饲喂动物,该动物所产肉的“a”值要比饲料未添加维生素E的动物所产肉的“a”值的下降得少得多。猪方面的数据跟牛和羊的数据相比不太确定。
在猪上,研究发现日粮中添加100mg/kg或200mg/kg的维生素E时,背最长肌中α-生育酚的含量分别是2.6mg/kg和4.72mg/kg,这足以保持肉色的稳定。多项试验表明,通过在日粮中添加高水平的α-生育酚乙酸酯以减少滴水损失是可行的。肌肉中高水平的α-生育酚可以减少生物分子通过细胞膜,从而降低肌肉渗出的程度。这是由于α-生育酚跟脂质膜中的分子相互作用的结果。滴水损失的下降在饲料中添加150mg/kg~200mg/kgα-生育酚乙酸酯时实现。研究表明,沉积在组织中的维生素E在加工过程中仍能够保持,进而可提高肉的技术性能(如水的转运)以及尽可能多的产品质量特性,如肉色的稳定性、可接受性、干燥度、令人不快的气味。即使是在处理超过10个月的储存产品中也能够观察到这些作用。有数据表明,通过增加饲料中维生素E的含量,可以减少某些添加剂的使用,包括在加工过程中使用的添加剂,因为肉在屠宰时含有大量的抗氧化剂。这可给公众健康带来益处,也会带来与其相关的积极的商业影响。