土豆渣发酵饲料对小尾寒羊氨基酸及脂肪酸组成的影响

■薛树媛 王莉梅 李长青 郭天龙 田 丰 金 海

(内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古呼和浩特010031)

发酵饲料是指在人工控制条件下，以微生物、复合酶为发酵剂菌种，将植物性、动物性或矿物性物质中的抗营养因子分解或转化，使其成为更易被动物采食、消化、吸收，营养成分更高且无毒害作用的饲料原料[1-2]。早在20世纪90 年代初，我国就开始了对微生物发酵饲料的研究。冯健等[3]研究表明，在育肥后期饲粮中添加生物发酵饲料可提高延边黄牛的屠宰性能、提高背最长肌中粗脂肪含量、降低粗蛋白含量、提高油酸、谷氨酸含量。王莉梅等[4]研究表明，分别以秸秆和葵花盘为主的两种发酵饲料饲喂小尾寒羊，均有提高小尾寒羊背膘厚度、眼肌面积、熟肉率、氨基酸、硬脂酸及亚麻酸的趋势，羊肉营养丰富。内蒙古自治区马铃薯主要深加工用于制取淀粉和粉条，在加工过程中会产生大量的土豆渣。土豆渣是一类含水、细胞碎片和残余淀粉颗粒的加工副产物，鲜土豆渣含水量高达90%，自带菌多达33种，不易储存、运输，堆弃发酵后散发着霉变的恶臭味，即污染环境又影响环境美化[5-6]，生产淀粉的企业每年为处理土豆渣而投入巨大人力和财力。有研究表明，土豆渣中含有大量的纤维素、果胶等可利用成分，同时含有部分淀粉和少量蛋白质，具有很高的开发利用价值[7]。本试验将土豆渣和劣质的牧草混合发酵制成发酵饲料，探讨土豆渣发酵饲料对育肥羔羊肌肉氨基酸、肌肉及肾周脂肪组织中脂肪酸组成的影响，旨在为合理的配制发酵饲料同时为解决农牧区养殖业饲料资源缺乏问题提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物及分组

动物饲养试验在锡林郭勒盟正镶白旗宝音图畜牧科技公司基地进行，选择150 只健康无病，体重相近(22 kg左右)小尾寒羊羔羊，按照随机分组的原则分成3 组（对照组、试验Ⅰ组和试验Ⅱ组），每组5 个重复，每个重复10只羊，分圈饲养。

1.2 试验日粮

按照两种配方中的配比将原料装入搅拌机中，搅拌30 min，然后将搅拌均匀的混合饲料装入不透气的结实的塑料袋中并抽掉袋中的空气，压实扎口密封。将密封好的原料袋整齐堆放在15 ℃以上的洁净场所，避光避风保存，15 d左右即可发酵完成，便可作为饲料饲喂。试验Ⅰ组、试验Ⅱ组羔羊精料基础上饲喂不同配方的发酵饲料，对照组常规饲喂（精料+羊草切碎直接饲喂），各组饲喂精饲料量一致，均为500 g/d，试验Ⅰ组、Ⅱ组粗饲料由不同配方的发酵饲料替代，自由采食。预试期为7 d，试验期为65 d，每天饲喂4次，自由饮水。各组饲料配方和营养水平见表1和表2。

表1 精料配方及营养水平(干物质基础)

表2 发酵饲料配方及营养水平(干物质基础)

1.3 屠宰与采样

饲喂试验结束后，根据平均体重，每组选取9 只羊，共27只进行屠宰，宰前24 h停止喂料，宰前2 h停止喂水，用“大抹脖”的方式屠宰，从每只羊同一部位取背最长肌和肾周脂肪，所得肉样均用自封袋封口包装，贴上标签，-80 ℃冰箱中保存用于相关指标测定。

1.4 指标检测

氨基酸和脂肪酸组成于内蒙古农牧渔业生物实验研究中心参照GB/T 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》[8]和GB/T 22223—2008《食品中总脂肪、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和脂肪酸》[9]测定。

1.5 数据处理

数据采用Excel 2007 软件进行初步整理，用SPSS 20.0软件进行统计分析，采用单因子方差（One-Way analysis of variance）分析进行差异显著性检验，并采用邓肯氏（Duncan's）法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果

2.1 氨基酸成分测定结果

本试验共检出17 种氨基酸，各类氨基酸中谷氨酸含量最高，天门冬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、精氨酸、丙氨酸次之。由表3可知，试验Ⅰ组相比对照组显著提高了缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和成人必需氨基酸含量（P＜0.05），试验Ⅰ组和Ⅱ组相比对照组显著提高了苯丙氨酸和婴儿必需氨基酸的含量（P＜0.05），其余氨基酸含量无显著差异（P＞0.05）。

2.2 脂肪酸组成的测定结果

本试验在肌肉样品中共检测出36种脂肪酸(见表4)，其中包括16 种饱和脂肪酸(Saturated Fatty Acid，SFA)，9 种单不饱和脂肪酸(Monounsaturated fatty acid，MUFA)，11 种多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid，PUFA)。饱和脂肪酸主要由棕榈酸和硬脂酸组成，单不饱和脂肪酸主要由反油酸组成，而在多不饱和脂肪酸中反亚油酸比例最高。由表4可知，各组别除C21∶0 外各类脂肪酸均无显著差异，试验Ⅰ组C21∶0显著高于对照组和试验Ⅱ组（P＜0.05）。

本试验在肾周脂肪样品中共检测出26 种脂肪酸，由表5 可知，试验Ⅰ组C18∶0 显著低于对照组和试验Ⅱ组（P＜0.05），其余各类脂肪酸均无显著差异。各组肾周脂肪中饱和脂肪酸的含量已达到总脂肪酸含量的50%以上。

3 讨论

3.1 发酵饲料对氨基酸组成的影响

表3 不同组别肌肉氨基酸测定结果(%)

氨基酸是蛋白质的基本结构单位，肌肉中氨基酸的组成和数量对肉品营养与风味具有一定的影响，氨基酸与还原糖所发生的美拉德反应是形成风味物质的重要途径。天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸是主要的呈味氨基酸[10]，其中天门冬氨酸和谷氨酸两种酸性氨基酸对肉鲜味起主导作用[11]。在保护肠道方面谷氨酸也发挥着重要的作用，它能保护肠道免受细菌和毒素的侵害，帮助肠道修复和细胞的快速增殖[3]。试验Ⅰ、Ⅱ组天门冬氨酸含量比对照组提高1.4%、2.1%，谷氨酸提高了1.4%、1.7%，表明试验Ⅰ、Ⅱ组羊肉口感风味较对照组更鲜美，此结果与冯健等[3]的结果一致。周映华等[12]研究表明，采用无抗发酵饲料对生长育肥猪进行饲喂发现，发酵饲料组的粗蛋白和粗纤维的消化率显著高于对照组。所以分析原因可能与发酵饲料提高了试验羊的营养物质消化吸收利用效率，促进了其生长和营养物质在其体内的沉积，但其机理需进一步研究。

亮氨酸和赖氨酸对组织蛋白质合成与分解有调节作用，可以防治肝、肾功能衰竭，赖氨酸可促进大脑发育，亮氨酸还有刺激胰岛素分泌的功能[13]，试验Ⅰ、Ⅱ组亮氨酸比对照组提高了4.2%和3.2%，赖氨酸提高了3.5%和2.9%，均表现出良好的优势。

表4 不同组别肌肉脂肪酸测定结果

就成人必需氨基酸而言，试验Ⅰ组的含量显著高于对照组；试验Ⅰ、Ⅱ组的婴儿必需氨基酸含量显著高于对照组，分别提高了3.3%和2.5%。说明发酵饲料可促进肌肉氨基酸的合成，从而提高了羊肉的营养价值。试验组之间进行比较，试验Ⅰ组优于试验Ⅱ组，但无显著性差异（P＞0.05）。

3.2 发酵饲料对肌肉及肾脏脂肪组织中脂肪酸组成的影响

肌肉中脂肪酸的种类和组成是决定脂肪组织理化性质、影响肉质风味的重要化学成分, 是评定营养价值高低的重要指标之一[14]。有研究表明，饱和脂肪酸具有提高血液中胆固醇水平的作用，起主要作用的是硬脂酸、月桂酸、肉豆蔻油酸及棕榈酸[15]。由本试验结果可知，试验Ⅱ组的月桂酸、肉豆蔻油酸及棕榈酸分别比对照组降低了50%、20%及9.4%，此结果说明试验Ⅱ组对降低羊肉饱和脂肪酸含量具有积极意义。硬脂酸是非常重要的一种饱和脂肪酸，研究表明硬脂酸不仅提高血液中的胆固醇水平还提高低密度脂蛋白的水平[14]。本试验中试验Ⅰ、Ⅱ组的硬脂酸比对照组提高了4.9%和5.1%。分析原因可能与不饱和脂肪酸被瘤胃微生物氢化产生最终产物硬脂酸所致，土豆渣发酵饲料对氢化脂肪酸微生物的影响机理有待进一步的研究；试验Ⅰ组的C21∶0 的显著高于对照组和试验Ⅱ组（P＜0.05），18碳以上饱和脂肪酸熔点很高，由于熔点高，动物体对这类脂肪酸很难利用，因而没有相关生理功能特性的研究报道。

表5 不同组别肾脏脂肪组织脂肪酸测定结果

不饱和脂肪酸不仅能调节人体的脂质代谢，而且具有治疗和预防心脑血管疾病、抗癌、对抗肥胖、促进生长发育等功能。亚油酸作为风味物质分解合成的重要底物，为羊肉的风味形成起着重要作用[16]。亚麻酸是长链脂肪酸合成的前体物质，并且具有广泛的生物学意义，对人体健康是有益的。亚油酸和亚麻酸两种脂肪酸无法在体内自身合成，需靠饲料补充，亚油酸和亚麻酸为动物体的必需脂肪酸。试验Ⅰ、Ⅱ组亚油酸相比对照组降低了22%和22%，α-亚麻酸分别降低了41.7%和25%，总不饱和脂肪酸降低了2.5%和6.5%（P＞0.05）。王娟娟等[17]曾研究表明日粮添加发酵饲料可提高肌内脂肪的含量，降低亚油酸、总多不饱和脂肪酸的含量，此结果与本试验研究结果一致。分析原因可能与以下两个方面有关，一为反刍动物瘤胃微生物可将亚油酸、亚麻酸等多不饱和脂肪酸氢化为最终产物硬脂酸，本试验中硬脂酸的提高趋势也说明这一点；二为亚油酸和亚麻酸两种脂肪酸都可以通过向羧基端增加双键的途径，生成含20碳和22碳原子的长链脂肪酸，亚油酸可以生成C20∶4，亚麻酸在体内可生成有生理活性的二十碳五烯酸（EPA）和DHA[18]。

神经酸和DHA是两种重要的不饱和脂肪酸。神经酸具有促进神经细胞生长和发育的功能，并对心血管及人体自身免疫缺乏疾病有相当好的疗效，DHA对预防动脉粥样硬化和心血管疾病，降低血浆中胆固醇和甘油三酯水平、减轻炎症等有明显疗效[19-20]。试验Ⅰ、Ⅱ组神经酸相比对照组提高了82.9%和61.1%，试验Ⅰ组DHA相比对照组提高了75%。说明发酵饲料对神经酸和DHA的合成有不同程度的促进作用。

从肾周脂肪脂肪酸组成的测定结果可知，试验Ⅰ、Ⅱ组饱和脂肪酸相比对照组提高了4.1%和7.2%，丁酸提高了21%和17.7%，己酸提高了78.1%和82.1%，肉豆蔻油酸提高了60%和48%。反刍动物体内小于等于14碳脂肪酸（≤C14）和近1/2十六碳（C16）脂肪酸是在机体组织中利用乙酸和b-羟丁酸从头合成[21]，说明试验Ⅰ、Ⅱ组利用乙酸和b-羟丁酸合成脂肪酸的能力略优于对照组。试验Ⅰ组肾周脂肪的硬脂酸显著低于对照组和试验Ⅱ组；不饱和脂肪酸而言，试验Ⅰ组、Ⅱ组多不饱和脂肪酸、反亚油酸及油酸略低于对照组。

对肌肉及肾周脂肪脂肪酸测定结果进行综合分析可知，肾周脂肪中总饱和脂肪酸和单多不饱脂肪酸的含量比背最长肌中的含量高, 而总多不饱和脂肪酸的含量在背最长肌和肾周脂肪中差异不大，由此可见，体内不同组织器官中合成的脂肪酸数量不同。本试验中，各组别n6/n3 值都高于营养学家推荐的值4∶0[22]，这可能是饲料中没有添加富含n3多不饱和脂肪酸的原料所致[23]。对试验组肌肉及肾周脂肪脂肪酸进行比较，试验Ⅰ组优于试验Ⅱ组，但无显著性差异。

4 结论

土豆渣与劣质牧草混合发酵饲料饲喂小尾寒羊可显著提高肌肉中氨基酸的含量，羊肉质营养丰富。日粮添加发酵饲料并未从结构上改变背最长肌和肾周脂肪脂肪酸组成。试验组间比较试验Ⅰ组略优于试验Ⅱ组。