■杨尚霖 王 鼎 付洋洋 周胜杰 陈光吉 郭春华*
(1.西南民族大学畜牧兽医学院,四川 成都 610041;2.阿坝职业学院,四川 阿坝 623200;3.铜仁丰收畜牧有限责任公司,贵州 铜仁 554399;4.贵州省农业科学院草业研究所,贵州 贵阳 550006)
饲料占畜禽养殖成本的70%以上,因此加大绿色、安全、高效饲料资源的研究和开发十分必要[1]。近年来,随着饲料“禁抗”政策的全面执行,基于我国传统中医药理论,探索中草药应用于畜禽饲粮方面的研究成为热点之一,且多数报道为不同程度的正效应,具有良好开发前景[2-5]。
杜仲(Eucommia ulmoides)为杜仲科杜仲属,系多年生落叶乔木,是原产于我国西南诸省山区的特有经济树种,属名贵中药材。杜仲入药由来已久,《神农本草经》称:“杜仲,又名思仙、木绵、思仲、玉丝皮等,主腰脊痛,补中益精气,坚筋骨,强志,除阴下痒湿、小便余沥”,现代药理学研究发现杜仲叶、皮均含有丰富的苯丙素类(氯原酸)、环烯醚萜类(京尼平苷酸、京尼平苷)、杜仲胶和黄酮类等功能性成分,具有增强免疫力、降压、抗炎、抗病毒、抗应激、健筋骨、利胆、抗衰老、抗氧化等多种药理作用[6]。受中医药理论启发,杜仲作为饲料添加物的研究逐渐增多:诸多报道指出,杜仲叶及其提取物作为饲料添加剂具有促进畜禽生长、提高免疫力和改善畜产品品质等作用[7-11],但还鲜见杜仲叶应用于肉牛日粮中直接评价其饲用价值的研究。本试验在日粮中添加杜仲叶研究其对育肥肉牛生长性能、屠宰性能、养分消化率及肉品质的影响,为杜仲叶作为肉牛饲料添加物的合理利用提供参考。
饲养试验于2017年5~10月在贵州省铜仁市碧江区瓦屋乡克兰寨铜仁丰收畜牧有限公司进行,试验样品的分析测定工作在西南民族大学动物科学实验室进行。
试验所用的杜仲叶由贵州五新农业科技有限公司提供。杜仲叶产自贵州省铜仁市石阡县白沙镇,经自然晾晒至风干状态后粉碎过20目筛。试验所用杜仲叶营养成分含量见表1。
表1 杜仲叶营养成分含量(DM基础,%)
采用完全随机试验设计,随机选取75头(252.67±6.00)kg 11月龄本地黄牛×西门塔尔杂交公牛,根据初始体重,按随机区组试验设计分为5组(0组、1%组、2%组、3%组和4%组),每组3 个重复,每个重复5 头牛。全混合日粮精粗比为3∶7,0组饲喂基础日粮,1%~4%组分别在基础日粮中添加1%、2%、3%和4%的杜仲叶以替代基础日粮中的粗料。预试期15 d,正试期150 d。各处理组日粮组成及营养水平见表2。
表2 各处理组全混合日粮组成和营养水平(DM基础)
试验前对育肥肉牛圈舍进行清洁和消毒处理,对肉牛进行药物驱虫。每5头肉牛1个圈(面积60 m2),圈内散放饲养。每日饲喂2 次全混合日粮(8:00 和16:00),自由采食,自由饮水。
1.5.1 生长性能
以重复(圈)为单位,在试验开始和结束时于晨饲前对每个重复5 头牛一起称重,根据始重和末重,计算每头牛的平均日增重(ADG)。
1.5.2 养分表观消化率
试验结束前3 d,每天在每个圈采集新鲜粪样100 g,加入10%硫酸10 mL以固氮,然后将同一圈3 d的粪样混合后置-20 ℃冰箱保存待测。同时采集每个处理的全混合日粮样品各1 000 g。采用内源指示剂(酸不溶性灰分,AIA)法[12],测定日粮中CP、EE、NDF、ADF、Ca和P的表观消化率。
1.5.3 肉品质的测定
试验结束时,从每个圈中选取1头接近该圈平均体重的育肥肉牛进行屠宰,分别在3~4胸椎处、5~6肋间处取背最长肌肉样200 g、1 000 g,用于pH、蒸煮损失、滴水损失、剪切力、肌肉氨基酸、肌肉脂肪酸等指标的测定。
①pH:用精密pH 计(pH-star)于屠宰后45 min测定3~4胸椎处眼肌肉样pH,同一肉样在4 ℃下贮存24 h后再次测定。
②蒸煮损失:屠宰后取5~6 肋间处眼肌新鲜肉样[沿肌纤维方向切取长×宽×厚=(6×3×3)cm3左右],称重记为M1,放入水温为80 ℃的水浴锅中保持30 min,取出后在室内晾15 min,称重记为M2。
蒸煮损失(%)=(M1-M2)/M1×100
③滴水损失:取5~6 肋间处眼肌新鲜肉样,准确称取100 g左右的肉样[沿肌纤维方向切取长×宽×厚=(5×3×2)cm3左右],记录重量记为N1,将肉样装入塑料袋中,用丝线将肉样吊挂起来,一同放入4 ℃冰箱中24 h后再次称重记为N2。
滴水损失(%)=(N1-N2)/N1×100
④眼肌面积:用硫酸纸描绘倒数第1与第2肋骨间背最长肌横断面轮廓,描绘完后与标准面积的物块进行拍照,使用Image Pro Plus V6.0 软件计算眼肌面积。
⑤剪切力:使用英国SMSTA食品物性测试仪(型号:TA-XT plus)测定做完蒸煮损失后的肉样剪切力,测定时刀片垂直于肉样肌纤维。肉色:屠宰后1~2 h内,使用pH-200型精密色差仪(中国汉谱科仪有限公司)测定肌肉表面的L*值、a*值、b*值,其中L*值表示肌肉亮度,a*值表示肌肉红度,b*值表示肌肉黄度。
⑥常规营养成分:屠宰后取倒数第1与第2肋骨间背最长肌测定水分、CP、EE 含量,参照张丽英[13]的方法。
⑦氨基酸和脂肪酸的组成和含量:屠宰后取3~4胸椎处眼肌40 g,送四川威尔检测技术股份有限公司进行检测。氨基酸参照GB/T 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》,通过日本日立氨基酸分析仪(型号:L-8900)测定。脂肪酸参照GB/T 5009.168—2016《食品中脂肪酸的测定》中第三种方法(归一化法),通过美国安捷伦气相色谱仪(型号:GC7890)测定。
本试验数据用Excel(2010)软件进行初步整理后,采用SAS(SAS Institute,2003)统计软件中的单因素GLM 程序进行方差分析,采用最小二乘均数(lsmeans)进行多重比较,然后采用正交多项式(orthogonal polynomial CONTRAST)进行线性(Linear)和二次(Quadratic)效应分析。以P<0.05 代表差异显著性为判断标准,P<0.01 表示差异极显著,P<0.10 表示有趋势。结果用“平均值±标准差”表示。
由表3可知各处理组的ADG、屠宰率和眼肌面积以3%组为最高,分别比0 组提高6.37%、4.99%和15.13%,但差异不显著(P>0.05)。
表3 杜仲叶添加量对育肥肉牛生长性能和屠宰性能的影响
由表4 可知,随着杜仲叶添加量的增加,各处理组间CP、NDF、ADF、EE、Ca、P表观消化率差异不显著(P>0.05)。与0 组相比,随着杜仲叶添加量的升高,NDF和ADF的表观消化率略有降低。
表4 杜仲叶添加量对育肥肉牛养分表观消化率的影响(%)
表5 杜仲叶添加量对育肥肉牛背最长肌肌肉理化指标的影响
由表5 可知,各处理组肉牛背最长肌的pH、蒸煮损失、滴水损失、剪切力、水分含量和CP含量无显著差异(P>0.05)。肉色L*值、a*值和b*值各处理组间差异不显著(P>0.05)。杜仲叶降低肉牛背最长肌中EE的含量,以3%组最低(2.11%),比0组(4.89%)低56.85%,但各处理间差异不显著(P>0.05)。
由表6可知,各处理组间各种氨基酸的含量均差异不显著(P>0.05)。
表6 杜仲叶添加量对育肥肉牛肌肉氨基酸组成和含量的影响(鲜样基础,%)
由表7 可知,添加杜仲叶对各种类脂肪酸含量、SFA、USFA、MUFA和PUFA含量的影响均差异不显著(P>0.05),γ-亚麻酸(C18∶3n3)的含量有上升趋势(P=0.07),以3%组(0.83%)为最高,比0组(0.43%)提高93.02%。3%组的PUFA(13.58%)比0组(8.97%)提高了51.39%。
表7 杜仲叶添加量对育肥肉牛背肌脂肪酸组成和含量的影响(鲜样基础,%)
本试验结果显示,随着杜仲叶添加量的增加,试验组肉牛平均日增重略有上升,3%组平均日增重最高,比0 组提高了6.37%,随后又下降。提示杜仲叶的添加对育肥肉牛生长性能有正面作用,这与张琪等[14]在松辽黑猪饲料中添加2%杜仲粉可提高育肥猪平均日增重9.75%,生长性能显著提高的报道结果相似。屠宰率和眼肌面积是动物产肉性能的重要经济指标,其中眼肌面积与产肉率呈正相关。本研究发现,屠宰率随着杜仲叶添加量的增加,有所升高,且以3%组最高,说明了杜仲叶作为肉牛日粮添加物具有提高生长性能和产肉性能的作用,这与石海仁等[15]在育肥猪饲料中添加杜仲叶,试验组比对照组屠宰率有
所提高、眼肌面积增加的结果一致,具体机理有待进一步研究。
日粮消化率是表征其组成结构合理性的重要指标。严欣茹等[16]利用体外产气试验,研究了杜仲对牦牛瘤胃发酵及养分降解率的影响,结果显示日粮中添加杜仲叶可以提高日粮纤维的降解率,降低瘤胃液氨态氮浓度,提高瘤胃微生物蛋白的合成。本研究发现,各处理CP、NDF、ADF、EE、Ca、P 表观消化率影响均不显著,该结果与前述报道的趋势不尽一致,原因可能是体外法仅体现了杜仲叶在瘤胃消化段的降解特性,而本试验测定的是全肠道的养分表观消化率,与体外法的差异在于后者还反映了后端肠道对养分消化利用的影响。
动物屠宰后肌糖原无氧酵解产生乳酸速度是影响肉的适口性、嫩度、烹煮损失的重要因子,因此肌肉pH 是反映肌肉品质的重要指标。研究发现,动物屠宰后肌肉要经过僵直、解僵、成熟阶段,因此pH 会随着时间的推移呈现先迅速下降又缓慢上升的趋势,最终达到6.0 左右,该动态变化趋势由动物品种、年龄、营养状况和激素分泌等原因所决定,通常新鲜牛肉的pH 为6.5~7.2。本次试验结果显示,试验组与对照组pH 差异不显著,说明杜仲叶的添加没有影响屠宰后牛肉肌糖原酵解速度和乳酸积累量,这与石海仁等[15]的结果保持一致。
肌肉颜色是肌肉中肌红蛋白和血红蛋白颜色的直接体现,充分放血时肌红蛋白占肌肉色素的70%~80%,其中肌红蛋白含量越高,肉色越深。影响肌肉中肌红蛋白的含量的因素有动物的种类、年龄、肌肉部位、运动程度等。本次试验结果显示,试验组与对照组肉色L*值、a*值和b*值均无显著差异,但随着杜仲叶添加量的上升,肉色a*值和b*值略微上升,本试验结果与马驰聘等[17]报道的生长育肥猪饲粮中添加杜仲叶肉质和背膘脂肪肉色b*值随杜仲叶添加而升高的结果一致。
肉的滴水损失和蒸煮损失是反映肉系水力的常用指标,蒸煮损失是肌肉在加热的过程中肌原纤维等组成成分释放出来水分、蛋白质、肽类和游离氨基酸等化合物的一系列理化变化从而使肌肉产生的重量损失,蒸煮损失越高或滴水损失越大,持水能力则越高,肉的多汁性越差,最终影响口感。本次试验结果显示,试验组与对照组肌肉滴水损失和蒸煮损失均无显著差异,说明杜仲叶的添加对牛肉系水力无显著影响。
肌肉剪切力是通过仪器测定,客观评价肉的嫩度的常用指标。肉在食用时口感的老嫩,是肉嫩度的主观评判标准。肉嫩度是消费者评判肉质优劣最常用指标之一。肌肉嫩度与肌肉中肌纤维的特性有关。肌纤维越细、肌节长度越长,肉的嫩度越大[18]。本次试验结果显示,试验组与对照组肌肉剪切力差异不显著,说明杜仲叶的添加对牛肉嫩度无显著影响。
肌肉组成中水分的含量最高,可占肌肉总质量的70%~80%。随着动物年龄的增长,肌肉内脂肪含量的增加,肉中水分含量逐渐降低。在肌肉中水分以3 种状态存在:不易流动水(80%)、自由水(15%)和结合水(5%)。肉的保水能力由不易流动水决定。肉中水分含量过高,易引起细菌繁殖、肉品腐败;含量过低,会影响肉的组织形态、风味等。肉中水分含量及存在状态对肉的加工质量和贮藏有很大影响[19]。本试验结果显示,试验组与对照组肌肉水分含量差异不显著,说明杜仲叶的添加对牛肉水分含量无显著影响。
脂肪和蛋白质的含量和组成是影响肉品质风味的重要物质,其中蛋白质可以通过与肌肉中的风味氨基酸组成和含量等物质结合来影响肉的风味,某些脂肪酸本身就是脂肪中重要的风味物质或挥发性风味物质的前体。试验结果显示,随着杜仲叶添加量的增加,试验组与对照组肌肉CP、EE 含量没有显著差异,肌肉中EE 含量有所降低,这可能与杜仲中的有效成分能够降低育肥肉牛肌间脂肪的沉积有关。
肌肉蛋白质的质量和含量体现出肉的营养价值,人类对必需氨基酸需要量的满足程度更为重要。蛋白质的基本构成单位是氨基酸,所以蛋白质的营养实质上指氨基酸的营养。动物或人类从食物中摄取的氨基酸是构建机体内功能物质(如酶、激素和抗体等)的主要成分、机体组织的主要原料、组织修补和更新的主要原料以及转化为糖和脂肪为机体提供能量的重要组分。根据联合国粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)提出的理想蛋白质模型:食物蛋白质组成中EAA/TAA 在40%左右,EAA/NEAA 高于60%,被认为是优质蛋白食物。本次试验结果表明,随着杜仲叶添加量的上升,各处理组间总氨基酸含量差异不显著(P>0.05)。各试验组鲜味氨基酸(DTAA)、DTAA/TAA、甜味氨基酸STAA、STAA/TAA 差异均不显著(P>0.05),各试验组EAA/TAA 在40%左右,EAA/NEAA 高于60%。说明杜仲叶的添加对育肥肉牛肌肉品质没有影响,同时,2%杜仲叶添加量能够降低肌肉蛋白中非必需氨基酸的含量,提高必需氨基酸含量,EAA/TAA 是唯一高于40%的处理组,与对照组相比,是更为优质的蛋白食物。
近年来,随着人们生活水平的提高,饮食观念和结构也相应发生变化,人们越来越关注食品中的安全和健康问题。牛肉因其优质的蛋白、独特的风味和较高的营养价值,越来越受到人们的青睐。牛肉的营养价值除了蛋白质含量高以外,还体现在其均衡的脂肪酸组成上。研究表明,人体的健康与每天食用的肌肉中脂肪酸种类和含量有密切联系,其中血液中胆固醇(CHO)和低密度脂蛋白(LDL)升高的主要原因是因为SFA 的摄取量过高,易继发人体动脉血管腔狭窄,形成动脉粥样硬化,增加患冠心病的风险;MUFA 和PUFA 共同组成USFA。USFA 对人体健康有很大益处,其中MUFA 能够降低血液中胆固醇、三酰甘油及低密度脂蛋白,进而预防动脉壁因胆固醇过多而硬化,PUFA在体内具有降低血液黏稠度,有助于降低心脑血管疾病[19-21]。本试验结果表明,随着杜仲叶添加量的增加,各处理组间各脂肪酸含量、SFA、USFA、MUFA 和PUFA 差异均不显著(P>0.05),但多不饱和脂肪酸γ-亚麻酸(C18∶3n3)有上升趋势(P=0.07);USFA 和PUFA,均有所上升,说明杜仲叶的添加能够提高育肥肉牛肌肉脂肪酸品质,更符合人们对脂肪酸的需求。该试验结果与杨改青等[22]在绵羊基础日粮中添加杜仲叶能降低SFA,显著升高USFA结果一致。
日粮中添加杜仲叶具有提高肉牛屠宰率,降低肌肉脂肪含量,改善肌肉脂肪酸组成的作用,适宜添加量为3%。