日粮类型及精粗比对舍饲育肥牦牛肉氨基酸和脂肪酸含量的影响

谢昕廷,彭忠利,高彦华,苗建军,王 鼎,付洋洋,郭春华

(西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041)

牦牛是我国青藏高原及其毗邻地区的优势畜种,也是当地牧民重要的生产资料。其肉产品具有天然无污染、营养丰富、肉质鲜美和风味独特的特点[1]。邱翔等[2]在对四川主要牦牛和黄牛品种肉中氨基酸的比较分析中指出,牦牛肉在WHO/FAO模式下的氨基酸评分更高,氨基酸营养品质更高;侯丽等[3]在对青海牦牛和秦川牛肉中的研究发现,青海牦牛肉中脂肪酸含量与组成比例更佳,其中不饱和脂肪酸含量显著高于秦川牛肉。所以牦牛养殖业的发展直接关乎牧区经济的发展,因此,牦牛养殖的提质增效是当下首要的问题。但牦牛养殖长久以来处于靠天养畜的传统放牧模式下,而青藏高原地区常年寒冷,牧草的供应呈季节性变化,牦牛在草地上年复一年地进行着“夏壮、秋肥、冬瘦、春死”的恶性循环,导致牦牛养殖生产周期长、出栏率较低,严重降低了牦牛的生产水平和经济效益,同时,较老的屠宰年龄也导致了牦牛肉品质的降低,造成了在消费者心中“牦牛肉较老”的印象[4-5]。

鉴于此,学者们开展牦牛的舍饲育肥研究,旨在提高牦牛的生长性能,减少草地压力,对牧区生态环境的改善、牧民生活水平的提高提供新的途径。所以日粮的精粗比和营养成分就会对舍饲育肥牦牛生产具有重要影响,其中日粮精粗比对牦牛肉品质的影响有着关键作用。高精料的日粮中易发酵的非结构性碳水化合物含量高,在瘤胃内的发酵速度和在消化道中的通过速度都比低精料的日粮高,消化率升高从而使得生产性能提高。梁大勇等[6]研究发现,精粗比为6∶4组的饱和脂肪酸含量显著高于5∶5和4∶6组,不饱和脂肪酸和必需脂肪酸的含量显著低于其他两组,并且随着精料水平的提高,牛肉的剪切力、失水率减小,粗脂肪的含量则随之提高,嫩度明显改善[7]。李春芳等[8]也报道,高能量组牛肉多不饱和脂肪酸含量最低。但精料的比例也不是越高越好,动物采食过多的精料后,会使瘤胃pH急剧下降,乳酸菌迅速繁殖产生大量的乳酸,容易造成酸中毒的发生。因此,日粮合理的精粗比是保证反刍动物健康生长以及提升经济效益的关键环节。

本研究日粮设置三个梯度的精粗比,研究不同精粗比日粮对牦牛肉营养品质的影响,为优质牦牛肉的生产和牦牛肉的等级评定提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

麦洼公牦牛 36头,4周岁,体重(143.98±21.01) kg,健康状况良好,由四川省阿坝藏族羌族自治州茂县茂欣农牧业发展有限责任公司提供;玉米型精料、裸大麦-玉米型精料 四川新通达生物饲料科技有限公司;酒糟、苜蓿 四川新通达生物饲料科技有限公司;伊维菌素注射液 四川永生和动物药业有限公司;浓硫酸(GB 625)、硫酸铜(GB 665)、硫酸钠(HG 3-905) 化学纯,成都市科隆化学品有限公司。

DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司;KJELTEC-2200凯氏定氮仪 福斯华(北京)科贸有限公司;GC7890气相色谱仪 美国安捷伦公司;L-8900日立全自动氨基酸分析仪 日本日立公司。

1.2 实验方法

1.2.1 实验设计及日粮组成 实验于2016年11月～2017年5月在四川省阿坝藏族羌族自治州茂县茂欣农牧业发展有限责任公司进行,试验场海拔1450 m,整个试验期内圈舍最高温25 ℃,最低温5 ℃;本试验采用2×3交叉设计,以两种日粮类型(玉米型、稞大麦-玉米型(60%裸大麦+40%玉米))和三种不同精粗比(3∶7,4∶6,5∶5)为两因素,将麦洼公牦牛按体重随机区组试验设计分为6个处理组,每个处理组6个重复,每个重复1头牛。预饲期15 d,正试期180 d。试验设计见表1。

表1 试验设计Table 1 Experimental design

日粮为全混合日粮,精料分为玉米精料和60%裸大麦精料加40%玉米精料两种。粗料为酒糟、苜蓿。两种精料与粗料分别混合,精粗比为3∶7、4∶6、5∶5,每天按预估采食量现配现用。各处理组日粮组成及营养成分见表2。

表2 各处理组日粮组成及营养成分(干物质基础,%)Table 2 Diet composition and nutrient components(dry matter basis,%)

1.2.2 饲养管理 牦牛进场前,做好圈舍清洁和消毒等准备工作。进场后,待牦牛精神状况良好后皮下注射伊维菌素注射液进行第一次驱虫,称重后分组,栓系饲喂,2周后进行第二次驱虫。每天饲喂2次饲粮(08:00和15:00),自由采食和饮水。

1.2.3 样品采集 育肥结束后,所有试验牦牛进行屠宰,屠宰前禁食12 h,禁水2 h。采用电击方式击晕后,颈部放血,去除皮、头、蹄、尾、内脏和生殖器官后,采集倒数第1与第2肋骨间背最长肌,测定相关指标。

1.2.4 指标测定

1.2.4.1 常规营养指标的测定 肉样水分的测定,参照国标GB/T 5009.3-2016采用烘箱恒重法;粗蛋白质(CP)的测定,参照国标GB 5009.5-2016采用凯氏定氮法;粗脂肪(EE)的测定,参照国标GB/T 14772-2008采用油重法;粗灰分(Ash)的测定,参照国标GB 5009.4-2016采用干灰分法。

1.2.4.2 肉样氨基酸的测定 参照国标GB/T 5009.124-2016采用水解氨基酸法,通过氨基酸分析仪测定。

1.2.4.3 必需氨基酸评分 根据FAO/WHO(1985)修订的八种人体必需氨基酸模式[9]进行比较。按照如下公式进行计算:

氨基酸评分(AAS,%)=[测试某蛋白质氨基酸含量(mg/g)/FAO模式中该氨基酸含量(mg/g)]×100

1.2.4.4 肉样脂肪酸的测定 参照国标(GB/T 5009.168-2016)采用归一化法,通过气相色谱仪测定。

1.3 数据处理

每个处理组6个重复,每个重复1头牛。所有原始数据通过Excel 2010处理后,再使用SPSS 18.0中GLM模型进行单因素方差分析,结果以“平均值±标准差”的形式表示,p<0.05代表差异显著,p>0.05代表差异不显著。

2 结果与分析

2.1 两种日粮类型和精粗比对舍饲育肥牦牛肉常规营养指标的影响

反刍动物食入的淀粉大部分在瘤胃内被微生物降解形成挥发性脂肪酸,进而被瘤胃壁吸收为反刍动物供能,从而影响到养分消化情况。玉米作为能量饲料原料,淀粉是其多糖的主要贮存形式,约占干物质含量的65%～72%[10],但玉米的蛋白质含量较低,氨基酸组成不平衡,钙少磷多。裸大麦又叫青稞,是青藏高原的优势作物,以裸大麦作为能量饲料源,在青藏高原运用于牦牛饲料中将大大降低饲料成本。且有前人报道指出,大麦氨基酸组成较好,赖氨酸、色氨酸等氨基酸含量高于玉米,脂肪含量低、饱和脂肪酸含量高,在肉牛育肥中可以使牛胴体脂肪洁白而坚挺[11]。水分在鲜肉中一般占70%左右,是肉中含量最多的组分。肌肉水分的流失会伴随风味物质、可溶性蛋白及血红素的流失[12-14],进而影响到多汁性、嫩度、风味等食用品质。肌肉肌内脂肪与肉品质关系密切[15],肌内脂肪越多,则肉的多汁性越好,风味也越好[10]。

高青山[11]对延边黄牛补饲大麦的试验发现,补饲组的牛肉水分低于对照组,肌内脂肪含量高于对照组,但粗蛋白和粗灰分无显著的差异。Fatehi等[16]在荷斯坦公牛的日粮中分别以不同比例的玉米替代大麦,结果显示,常规营养指标未出现显著差异;Moshfegh等[17]在研究大麦与玉米比例对羔羊生长性能的试验中同样发现,不同处理组的干物质摄入量和饲料转化率无显著差异;段迎凯[18]研究不同来源淀粉对牦牛营养物质消化代谢的影响时发现,补饲玉米淀粉和抗性淀粉组牦牛平均日增重显著高于对照组,但与青稞组无显著差异。本实验中,由表3可知,两种日粮类型相比,牦牛肌肉的水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分含量没有显著的差异(p>0.05)。与前人的研究结果一致,可能是日粮中青稞只是替换部分玉米且两种日粮在养分消化率上无显著差异所导致。

表3 日粮类型与精粗比对舍饲育肥牦牛肌肉常规营养成分的影响(鲜肉基础)Table 3 Effect of diet type and concentrate-to-forage ratio on muscle nutrient content of house-feeding yak(fresh basis)

日粮精粗比相比较,高精料组的肌肉水分含量最低,粗蛋白和粗脂肪含量最高,但差异均不显著(p>0.05)。精粗比和日粮类型二因素对常规营养成分没有显著的互作影响(p>0.05)。王子苑[19]的研究表明,日粮精粗比的提高显著提高了黑山羊背最长肌粗蛋白和粗脂肪的含量。杜玮[20]在荷斯坦奶牛上研究也表明,不同能量水平的日粮饲喂荷斯坦奶牛,高能组的牛肉粗蛋白含量高于低能组。本试验中日粮精粗比牦牛肌肉粗蛋白的含量虽无显著的差异,但高精料组的含量高于中精料和低精料组;肌肉粗脂肪含量随着精粗比的升高而增加,与前人结论相符。这是由于精粗比的增加伴随着摄入的葡萄糖的增加,满足了脂肪合成所需要的葡萄糖含量,从而增加了牦牛体脂肪的沉积。

2.2 两种日粮类型和精粗比对舍饲育肥牦牛背最长肌氨基酸的影响

由表4可知，裸大麦-玉米组和玉米组的牦牛背最长肌均含有17种氨基酸，且有7种必需氨基酸。从含量来看，谷氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、亮氨酸为牦牛肉的主要氨基酸，这与高媛等[21]所测得的牦牛肉氨基酸成分一致。玉米组和裸大麦-玉米组的舍饲育肥牦牛肌肉氨基酸含量无显著的差异(p>0.05)。精粗比除对甘氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、脯氨酸无显著的影响外，对其余氨基酸都有显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)的影响，精粗比越高，氨基酸含量越高，氨基酸含量越高，尤其是必需氨基酸含量越高，则肌肉的营养价值越高。TAA、EAA、NEAA、FAA的含量都随着精粗比的升高而极显著升高(p<0.01)；根据FAO/WHO标准，优质蛋白质的EAA/TAA在40%左右，EAA/NEAA在60%以上，本试验玉米组和裸大麦-玉米组EAA/TAA分别为40.02%和39.93%，EAA/NEAA分别为66.73%和66.48%，满足FAO/WHO标准。由此可见，两种日粮类型的牦牛肌肉氨基酸组成都比较合理，是优质的蛋白质，有较高的营养价值。FAA/TAA为43%左右，且随着精粗比增加而显著增加(p<0.05)，说明日粮精料水平提高，对牦牛肉的风味有改善作用。两种日粮类型和精粗比二因素对部分氨基酸的含量有着显著或极显著的互作影响(p<0.05或p<0.01)。另外，天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸五种鲜味氨基酸的含量随着精粗比的提高而极显著的提高。精料水平的提高使得牦牛摄入的能量也随之提高，胴体的肌内脂肪沉积也就越多，肌纤维的状态和蛋白酶在肌肉中的结构改变。可见，高精日粮可以增加牦牛肉中鲜味氨基酸的含量，从而改善牦牛肉的风味。

表4 日粮类型与精粗比对舍饲育肥牦牛肌肉氨基酸含量的影响(g/100 g)Table 4 Effect of diet type and concentrate-to-forage ratio on muscle amino acid content of house-feeding yak(g/100 g)

由表5及表6可知,两种日粮类型和不同精粗比牦牛肌肉苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸的含量及评分均高于FAO提出的理想蛋白质模式,但苯丙氨酸、缬氨酸和蛋氨酸的含量及评分均未达到FAO标准。裸大麦-玉米组蛋氨酸的含量显著高于玉米组(p<0.05),其余各氨基酸含量在数值上也高于玉米组,但未表现出显著的差异(p>0.05)。在不同精粗比下,高精料组的苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸含量显著高于低精料组(p<0.05);中精料组和高精料组蛋氨酸和亮氨酸含量极显著高于低精料组(p<0.01),但中精料组和高精料组无显著的差异(p>0.05)。两种日粮类型和精粗比二因素对氨基酸评分的互作影响均不显著(p>0.05)。

表5 日粮类型与精粗比对舍饲育肥牦牛肌肉必需氨基酸含量的影响(FAO,%)Table 5 Effect of diet type and concentrate-to-forage ratio on muscle essential amino acid content of house-feeding yak(FAO,%)

表6 日粮类型与精粗比对舍饲育肥牦牛肌肉必需氨基酸评分的影响(AAS,%)Table 6 Effect of diet type and concentrate-to-forage ratio on muscle essential amino acid scores of house-feeding yak(AAS,%)

2.3 日粮类型与精粗比对舍饲育肥牦牛肌肉脂肪酸含量的影响

从表7可知,不同日粮类型仅对C17∶1产生了显著的影响,裸大麦-玉米组该单不饱和脂肪酸的含量高于玉米组(p<0.05),不同日粮类型对其他单一脂肪酸含量、SFA、UFA、MUFA、PUFA含量以及各类脂肪酸的比值都无显著的影响(p>0.05)。不同日粮精粗比显著的影响了C18∶0的含量,低精料组与中精料组的含量显著高于高精料组(p<0.05),但是低精料组和中精料组的差异不显著(p>0.05);低精料组和中精料组的SFA含量显著高于高精料组(p<0.05),但UFA均显著低于高精料组(p<0.05),同样地,UFA/SFA的值低精料组和中精料组显著低于高精料组(p<0.05);日粮精粗比对其他单一脂肪酸、MUFA、PUFA、PUFA/SFA及n-3、n-6、n-6/n-3的值均无显著的影响(p>0.05)。日粮类型和精粗比二因素对舍饲育肥牦牛肌肉脂肪酸的互作作用只显著的影响了C18∶0的值(p<0.05),对其他值的影响均不显著(p>0.05)。

表7 日粮类型与精粗比对舍饲育肥牦牛肌肉脂肪酸含量的影响Table 7 Effect of diet type and concentrate-to-forage ratio on muscle fatty acid content of house-feeding yak

饮食中脂肪酸的含量和组成与人的健康有着密切的关系,世界卫生组织曾宣布,高血脂、冠心病、肥胖甚至癌症都与饱和脂肪酸的摄入量有关。而不饱和脂肪酸对人体健康有着积极的作用,单不饱和脂肪酸对预防动脉粥样硬化、降低冠心病的发病几率有重要作用;长链多不饱和脂肪酸对脑和视网膜的发育有重要的作用[22]。油酸(C18∶1n9c)作为不饱和脂肪酸的一种,对牛肉的风味有重要的改善作用[23],本试验中,裸大麦-玉米组和玉米组的牦牛背肌脂肪酸中,油酸的含量均是最高,说明舍饲育肥牦牛肉的风味较好。n-6/n-3值是评价肉质健康与否的重要指标,Simopoulos[24]研究认为,该值超过15～17时就有心血管疾病的患病率增加的风险,小于4.0较为理想[25-26]。本试验中裸大麦-玉米组和玉米组的牦牛肉n-6/n-3值分别为2.68和2.51,均小于4.0,脂肪酸组成较为理想。饱和脂肪酸的含量随着精粗比的增加而显著降低,不饱和脂肪酸则是表现出了相反的趋势(p<0.05)。但UFA/SFA的值是随着精粗比的增加而增加的,且高精料组的比值超过了1,表明日粮精粗比的提高对牦牛肉脂肪酸的组成有积极的作用。梁大勇[7]在荷斯坦青年公牛上的试验结果显示,高精组的饱和脂肪酸显著(p<0.05)高于低精组及中精组,从营养的角度看低精日粮饲喂的肉质更健康;王子苑在大足黑山羊上也得到了类似的结果[19]。该结果与前人研究有所不同,推测产生这一结果的与原因可能是牦牛长期生活在高寒地带,营养摄入常年不足,所以造成了其肉中脂肪酸含量较低,而在舍饲育肥状态下,能量水平的提高可明显改善了牦牛的脂肪沉积,脂肪酸的含量也相应增加。

3 结论

本实验发现,用裸大麦替代60%玉米作为日粮精料与玉米精料组效果相近,对牦牛背最长肌水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分的含量、氨基酸的组成和含量均无显著影响,这可能是日粮中青稞只是替换部分玉米且两种日粮在养分消化率上无显著差异所导致。日粮精粗比随着精粗比例升高,氨基酸含量、评分和脂肪酸组成均较好。精料水平的提高使得牦牛摄入的能量也随之提高,胴体的肌内脂肪沉积也就越多,肌纤维的状态和蛋白酶在肌肉中的结构改变,从而影响到氨基酸和脂肪酸的含量。其中,日粮精粗比为5∶5效果最好,可改善氨基酸和脂肪酸含量,改善肉品质。