乳酸菌制剂在黑毛和牛育肥中的使用效果

袁清珠,北村良久,深田一刚,岛田贵志,能味堂朗

(1.Nichinichi制药株式会社中央研究所,日本,三重 518-1417;2.南京医科大学中日合作益生菌研究中心,中国,南京市 210029)

在日本,牛肉肉质等级(beef quality grade,BQG)左右着胴体价格,尤其牛肉大理石花纹标准(beef marbling standard,BMS)等级是决定胴体价格的80%的因素[1]。为了提高BMS等级,育肥牛时普遍采用控制VA水平的育肥法。关于BMS与血清VA浓度的相关性研究报道颇多。近来,认为从15月龄到24月龄期使血清VA浓度维持在较低水平,肉质最佳,即可以获得BMS等级最理想的大理石花纹牛肉[2～5]。另外,关于维生素E,维生素C,以及硒(Se)和胆固醇,遗传基因等其它影响因素的研究也较广泛[6～15]。由Evans等发现的所谓生育维生素的VE,近来其新的功能倍受关注。即使血清VA水平维持较低的个体,如果TC和VE水平持续低下的牛只,其肉质并不理想[7]。VE存在于生物体膜脂质中,抑制膜脂质过氧化(lipid peroxidation)作用[8]。还具有超强的抗氧化,保持肉质鲜度[9],保护肝脏[10]以及抑制肌肉变性[11]等作用。认为肉食的氧化是从富含脂质的膜开始[12]。投服的VE进入细胞膜通过与自由基(radical)结合直接抑制色素和脂质的氧化,同时间接地维持氧合肌红蛋白(metmyo-globin)的还原活性,而保持肉色和脂质的稳定性[9]。肥育后期TC水平,与BMS等级,胴体重(carcass weight,CWT),眼肌面积(rib-eye area,REA)及背腰厚(rib thickness,RT)呈显著的正相关,与牛肉色泽标准(beef color standard,BCS)等级呈显著的负相关[13]。虽然降低血清VA水平能够提高BMS,可是随之出现牛食欲不振,目盲,运动失调等VA缺乏症,继而出现饲料摄取量减少及饲料利用率下降的现象[14]。如同上述,大部分研究均集中在以提高BMS等级为目的的单纯以生产者利益为中心的领域,可是关于同时关系到生产者和消费者利益的牛肉色泽和保鲜以及附加价值的研究还很滞后。

乳酸菌E.faecalis FK-23株来自健康人的肠道,其培养菌体热处理产品(FK-23制剂)具有抗肿瘤[16],预防感染[17]及免疫赋活等作用[18～20],并安全无毒性[21]。

本研究,通过给育肥后期黑毛和牛投服乳酸菌FK-23制剂,观察对牛育肥效果和肉质等级的影响以及测定探讨付予肉质的附加价值。考察乳酸菌FK-23制剂在黑毛和牛育肥中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验于2006年10月至2007年4月在三重县伊贺市(Mie Iga City)黑毛和牛育肥牧场实施。实验牛为同一产地,同一父系,22月龄,进入育肥后期的雌性黑毛和牛10头,随机分为2组,试验组和对照组各5头。育肥用饲料和育肥方法遵照该牧场既定方案进行。FK-23制剂为乳酸菌 E.faecalis FK-23株纯菌热处理死菌体干燥粉末,由Nichinichi制药株式会社提供(Nichinichi Pharmaceutical Japan)。

1.2 方法

供试牛分为2组同时测定体重及静脉采血。即日起,试验组投服FK-23制剂,每头每日8.0 g,撒在精饲料上使牛自然摄取。之后每1个月采集血液1次,每3个月测定体重1次。实验进行6个月后出栏,屠宰后胴体测重,采集皮下脂肪和肾脏脂肪,并进行肉质等级鉴定。血液形态学进行WBC计数(全自动白细胞计数器日本光电 MEK-6258)及白细胞百分率(Olympus AH-3光学显微镜)检测。血液生化学实验,VA和VE浓度测定使用HPLC(Shimadzu LC-6A型Japan),测定条件:柱子(Column)为Shim-pack CLC-ODS(6×150 mm),液相为甲醇,流速为1.5 mL/min,测定波长326 nm。TC(TCHO-PⅢKit Fuji Dry Kem slide,Japan),GOT(GOT/AST-PⅢKit Fuji Dry Kem slide,Japan),BUN(BUN-PⅢKit Fuji Dry Kem slide,Japan)及GLC(GLU-PⅢKit Fuji Dry Kem slide,Japan)的四项利用比色法(Fuji Dry Kem 3000V,Japan)进行测定。皮下脂肪和肾脏脂肪的脂肪酸组成含量测定利用GC法(Shimadzu GC-2010)完成。测定的饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)包括:肉豆蔻酸(myristic acid),棕榈酸(palmitic acid),硬脂酸(stearic acid)。不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)包括:肉豆蔻烯酸(myristoleic acid),棕榈油酸(palmitoleic acid),油酸(oleic acid),亚油酸(linoleic acid),亚麻酸(linolenic acid)。将各项脂肪酸含量测定值换算为百分比进行表示。

胴体评估成绩使用日本食肉协会(Japanese Meat Grading Association,JMGA)肉质等级鉴定报告,比较研究2组的差异。

统计学分析,采用StatView Ver.5.0(SAS Institute Japan)软件,对BW及DG变化,VA和VE水平变化进行方差分析(analysis of variance),对血液生化学实验数据进行 t检验(two group t-test:paired)及相关系数(pearson's correlation coefficient)检验。

2 结果

2.1 体重(BW)与日增重(DG)

两组BW变化和DG在统计学上没有明显的差异(P>0.05),但是试验组投服FK-23制剂三个月后出现DG大于对照组的倾向(P 1=0.20和P 2=0.19)(表1)。

表1 实验牛体重变化及日增重

2.2 血液形态学与生化学实验

形态学检查未发现异常。血液生化实验数据t检验及相关系数检验结果表明,两组VE浓度具有明显的统计学差异(P<0.05)(图1),VA,GOT,BUN,GLU及WBC差异没有统计学意义(P>0.05)。两组TC浓度差异虽然没有统计学意义(P>0.05),但是实验组 TC水平具有逐渐升高的趋势。两组血液生化实验各项数据之间的相关系数(r)见表2。结果显示,对照组的VA与VE呈弱的正相关(r=0.250),而试验组与其相反呈弱的负相关(r=-0.214)。对照组VA与GOT、BUN呈弱的负相关(r=-0.352及r=-0.241);VE与TC呈正相关(r=0.532),与WBC呈弱的正相关关系(r=0.212),与GOT,BUN,GLU的相关性不显著r< 0.20 )。实验组VE与TC浓度呈正相关关系(r=0.763),与GOT,BUN,GLU及WBC的相关性不显著(r< 0.20 )。对照组TC与GOT,GLU为弱的正相关(r=0.362及r=0.291)。试验组TC与BUN呈弱的正相关关系(r=0.360),而与GLU呈弱的负相关关系(r=-0.331)。对照组GOT与GLU和WBC呈弱的正相关关系(r=0.331,r=0.267)。试验组GOT与BUN,GLU呈弱的负相关关系(r=-0.212及r=-0.410),而与WBC为正相关(r=0.687)。对照组BUN与GLU呈弱的负相关关系(r=-0.362),而与WBC为正相关(r=0.325)。试验组BUN与GLU及WBC均呈负相关关系(r=-0.528及r=-0.321)。

图1 乳酸菌FK-23制剂对血清VA及VE浓度的影响

表2 血液生化试验各测定指标间的相关关系

2.3 脂肪酸组成分析

两组中性脂肪的SFA及 UFA的比例差异无明显的统计学差异(P>0.05)。但是,试验组无论皮下脂肪及肾脏脂肪的UFA比例均有增大趋势(表 3)。

2.4 胴体评估成绩CWT及BQG评估无统计学差

异(P>0.05),但是 CWT,REA,YEP以及 RT的数据显示,试验组略高于对照组(表4)。

3 结论与讨论

控制VA给予量可以提高BMS,但同时会出现夜盲症,体重增加停滞,四肢浮肿等典型的VA缺乏症,其不仅严重影响育肥效果而且明显降低胴体价值[23]。VA对增重量的影响不仅表现在饲料摄取量还关系到饲料利用率[14]。长期饲喂缺乏VA的饲料,不仅血液和肝脏VA浓度下降,同时白蛋白及胆固醇水平也将下降。由于缺乏VA而发生波动的成分不仅限于此,其结果还可能给品味优良的牛肉造成负面的效果[24]。

表3 脂肪脂肪酸组成分析

表4 日本食肉协会胴体评估成绩

VE的生理活性可以归纳以下几方面:(a)抗氧化作用,捕捉稳定脂质中高度UFA的氧化过程中所产生的活性氧,保证细胞正常功能。(b)VE存在于细胞生物膜双层构造磷脂膜临近,通过防止脂质氧化维持生物膜的安全性,防止老化。(c)增强机体防御反应,增强体液免疫(增多IgG)和细胞免疫(促进促分裂素(mitogen)对淋巴细胞刺激(lymphocyte stimulation)反应,增强嗜酸性粒细胞的吞噬和杀菌作用)以及增强机体减少血清皮质醇(cortisol)的免疫作用。(d)维持内分泌功能,激活下脑垂体和肾上腺分泌激素功能。(e)血液循环促进作用,激活微循环防止缺血[11]。血清VE和TC水平可以反映饲料摄取量,采食量良好的牛只的肉质也佳,反之为了提高肉质有必要加强营养管理措施[7]。

Mayanagi等[25]的研究表明,降低VA水平的育肥法,除了容易引起VA缺乏症,同时使血液VE浓度下降,并引起VE缺乏症,主要表现为肝功障碍和肺炎,屠宰后由于肝脏浓肿,坏死等病变而废弃的肝脏数量与血液VE浓度呈负相关。因此,认为维持生产性和抗病性最适宜的血清VA和VE浓度,确立经济而健全的育肥方法非常必要。

Mitsumoto[26,27]的研究表明,具有强抗氧化作用的VE能够有效地防止低温冷藏或者展销中的生牛肉的退色和脂质氧化程度。通过投服乳酸菌制剂稳定屠宰后生牛肉的色素和脂质的稳定性,不仅是具有现实意义的安全有效的方法,而且具有巨大的产业意义。Watanabe等[7]提出,A5(BQG最高等级)出现率高的牧场牛的血清 TC浓度高于130 mg/dl。Yano等[23]提示,血清 TC浓度与 BMS呈正相关关系,BQG较高的牛的血清TC浓度持续上升至20月龄以后,因此血清TC浓度可作为监视育肥牛肉质的指标。本研究试验组投服乳酸菌制剂2个月后血清TC浓度逐渐上升终盘达到了193 mg/dl。认为是由于服用乳酸菌FK-23制剂所致,其间接地对BMS,CWT,REA,RT以及BCS起到了正面积极的作用。

本实验研究在严格控制VA水平的育肥条件下所实施,VA水平推移(图1)提示,投服乳酸菌FK-23制剂毫不影响VA浓度。两组实验牛BW,DG间没有出现统计学意义的的差异(P>0.05)。但是,试验三个月后开始出现,试验组DG高于对照组的趋势,而且出栏时平均BW 试验组大于对照组4.3%,CWT高9.3 kg(表1)。认为,乳酸菌 FK-23制剂能够缓解和改善,由于黑毛和牛育肥后期缺乏VA而引起的食欲不振,采食量减少的症状。试验组VE水平与对照组比较有明显的上升趋势,并有统计学意义(P<0.05)。其它项目相关关系分析结果表明(表2),对照组VE与VA,TC浓度相关系数分别为r=0.250及 r=0.532(P<0.05),试验组却分别为r=-0.214及r=0.763(P<0.05)。对照组VE与VA呈正的弱相关关系,而试验组为负的弱相关关系。即,正常育肥过程中随着降低VA水平VE水平也下降,投服乳酸菌FK-23制剂后即使降低VA水平,VE水平仍然保持上升的趋势不变。两组VE与TC浓度关系均显着,并有统计学意义(P<0.05),而且试验组相关关系强于对照组(r=0.532/r=0.763)。另外表现为相关关系的项目有,BUN与GLU,对照组r=-0.362,试验组 r=-0.528(P<0.05),GOT与WBC,对照组 r=0.267,试验组r=0.687(P<0.05)。以上相关关系分析结果表明,黑毛和牛育肥后期投服乳酸菌FK-23制剂,不仅能使血清VE和TC水平升高,而且还能增强部分相关关系项目之间的强度。但其机制尚不明了。

脂肪酸组成成分分析结果表明,试验组和对照组皮下脂肪及肾脏脂肪脂肪酸组成成分均没有发生统计学意义(P>0.05)的变化。但是,试验组UFA比例出现了增大的倾向(表 3)。皮下脂肪中,组成低融点(13.3℃),软脂肪组织的油酸的比例上升0.8个百分点,油酸具有抗动脉硬化,抗氧化,高血压,衰老,老年痴呆,缓解便秘,冠心病和抑制低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein)等作用。肉豆蔻烯酸的比例上升1.0个百分点;相反高融点(82.9℃),组成硬脂肪组织的棕榈酸下降0.6个百分点,总变动率为1.2个百分点。肾脏脂肪脂肪酸组成成分总变动率为2.6个百分点。脂肪的融点与脂肪酸的组成成分相关性极强,与UFA呈负相关,与SFA呈正相关[28]。UFA的比例与粗脂肪含量,BW,体高以及BMS无关,而受种公牛的影响较强烈[29],精饲料的部分成分的替代虽然对肾脏脂肪的脂肪酸成分产生了影响,但没有影响DG和胴体性状[30],BMS和胴体性状与融点和脂肪酸组成成分有独立的遗传相关性[31]。本研究采用同一父系黑毛和牛并且育肥条件和育肥时间基本相同,UFA比例升高,认为与投服乳酸菌FK-23制剂有关,但是没有至于影响胴体性状。

胴体的BQG及BMS等肉质评估结果(表4)没有明显的差异 P>0.05)。但是,试验组 CWT,REA,YEP,RT与对照组比较显示略高的趋势。UFA和SFA的比例虽然出现微量的变化,但其影响也未能达到肉质评估技师肉眼可以鉴别的程度。至于其比例变动范围多少才会影响肉质评估等级及风味口感,尚未有研究报告和数据可借鉴。因此认为关于影响大理石花纹牛肉风味和呈味的化学成分的研究也至关重要。

乳酸菌FK-23制剂投服于育肥后期黑毛和牛不仅不影响其血清VA水平,还可以使血清VE和TC浓度上升,增强食欲和采食量,增加DG,出栏BW及CWT。对体内脂肪性状有微弱的影响,可使UFA的比例微量上升。因此,乳酸菌FK-23制剂不仅可提高育肥牧场经济效益,而且对于目前传统沿用的控制饲料VA含量而达到BMS等级理想的优良肉质的大理石花纹牛肉的育肥方法无负面影响。由于VE的抗氧化作用,富含VE的食品生肉可以延长鲜肉保鲜保色的时间,如此具有附加价值的鲜肉或许更受消费者的青睐。本研究,达到了通过投服乳酸菌FK-23制剂获得富含VE的附加价值牛肉的目的,并且证实了乳酸菌FK-23制剂在黑毛和牛育肥中具有提高生产性能的应用价值。对于试验牛肉质嫩度,品味的影响有待继续从化学成分分析试验角度进行研究。

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