青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛生长性能、血清生化指标、肉品质以及肌肉组织学特性的影响

胡张涛 陈书礼 倪 洁 王子祺 董建平 师军锋 尚红文 刘 芳 王鹏飞 胡建宏*

(1.西北农林科技大学动物科技学院，杨凌 712100；2.永寿县动物疫病预防控制中心，永寿 732400；3.永寿县鸿运达种养专业合作社联合社，永寿 732400；4.陕西省现代农业培训中心，西安 710021；5.泾阳县畜牧产业服务中心，泾阳 713700)

在我国经济快速高质量的发展过程中，人民生活水平随之提升，对畜产品的消费需求日益增加，不仅促进了养殖业特别是牛、羊产业的快速发展，更对畜产品的数量和质量提出了更高要求，而优质粗饲料供给不足、粗饲料利用率普遍较低等因素限制了畜禽生长性能最大程度的发挥。增加优质青贮饲料在饲粮中所占的比例，可以减少价格高昂的优质青干草的用量，达到降低饲料成本的目的，且对反刍动物的生产具有提质增效的作用。青贮饲料不仅适口性好，还可以将青绿饲料中的营养物质更好地保存下来[1]。

杂交构树中含有大量畜禽所需的粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸等营养物质，是一种优质、天然的高蛋白质木本饲料原料。杂交构树叶中粗蛋白质含量高达26.1%，且能够为畜禽提供更多的粗脂肪，钙、磷等矿物质元素含量较高，可以减少饲粮中微量元素添加剂的使用量，节省饲养成本[2]。燕麦为禾本科、燕麦属营养价值很高的粮草兼用型一年生作物，分为有皮燕麦和裸燕麦2类，其中皮燕麦主要作为饲料和饲草使用[3]。燕麦草含有较高的可溶性碳水化合物(WSC)和优质消化纤维，低钾、低硝酸盐且含多种矿物质及维生素，富含粗蛋白质，是养殖肉牛最佳的粗饲料品种之一，能增加肉牛采食量，提高饲料消化率，提高群体健康水平，减少代谢障碍疾病[4]。

目前的研究表明，构树经过青贮、发酵处理，能将构树叶中的粗蛋白质、粗纤维、淀粉等畜禽难以消化的大分子物质分解转化为易于消化吸收的小分子肽、氨基酸、单糖和双糖等，降低粗纤维及无氮浸出物的含量，还能降低抗营养因子单宁的含量。单宁是一种水溶性酚类化合物，会沉淀蛋白质、糖类、金属离子等[5-7]。张兴等[8]用发酵杂交构树饲喂湘沙猪配套系商品猪，结果表明发酵杂交构树能显著提高肌内脂肪、氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量，改善猪肉品质。张一帆等[9]对青贮燕麦草和精饲料组合效应进行了研究，结果表明添加一定比例的燕麦草能有效改善体外发酵的挥发性脂肪酸含量。目前，青贮燕麦和发酵杂交构树在肉牛上的研究还相对较少。因此，本试验选择青贮燕麦和发酵杂交构树替代部分粗饲料饲喂肉牛，旨在研究青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛生长性能、血清生化指标、肉品质以及肌肉组织学特性的影响，为青贮燕麦和发酵杂交构树在肉牛养殖中的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验从永寿县肉牛专业养殖户中随机选择15头健康、日龄相近、体重420 kg左右的西门塔尔牛与秦川牛杂交F1代公牛，随机分成3组，每组5只。各组精饲料相同，对照组粗饲料为100%日常饲草(80%青贮玉米+20%麦秸)，青贮燕麦组粗饲料为80%日常饲草+20%青贮燕麦，发酵杂交构树组粗饲料为80%日常饲草+20%发酵杂交构树。试验饲粮组成及营养水平见表1，精粗比为33∶67；不同青贮饲料营养成分含量见表2。预试期为7 d，正试期为90 d。

表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础)

续表1项目Items对照组Control group青贮燕麦组Oat silage group发酵杂交构树组Fermented hybrid Broussonetia papyrifera group钙 Ca0.510.570.71磷 P0.290.290.30

表2 不同青贮饲料营养成分含量(干物质基础)

1.2 饲养管理

试验牛采用单栏饲养，每日08：00和17：00饲喂试验饲粮。正式试验开始后，1～30 d每头试验牛粗饲料饲喂量为8.0 kg/d，精饲料饲喂量为4.0 kg/d；31～60 d每头试验牛粗饲料饲喂量为9.0 kg/d，精饲料饲喂量为4.5 kg/d；61～90 d每头试验牛粗饲料饲喂量为10.0 kg/d，精饲料饲喂量为5.0 kg/d。试验期间，试验牛自由饮水，定期清理牛舍卫生，保持舍内干净整洁，检查试验牛的健康状况，定期消毒和防疫。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 生长性能

饲养试验正式开始和结束时，对试验牛进行空腹称重，记为始重和末重，计算全期总增重和平均日增重(average daily gain，ADG)，计算公式如下：

全期总增重(kg)=试验末重-试验始重；
平均日增重(kg/d)=全期总增重/试验天数。

1.3.2 血清生化指标

试验结束前1天，将试验牛于晨饲前空腹，颈静脉采血，血样于37 ℃水浴30 min，然后4 500×g离心10 min，分离上层血清到2 mL离心管中，血清-20 ℃冰箱保存备用。试验结束后送至陕西杨凌示范区医院进行血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、尿素氮、葡萄糖、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇含量的测定。

1.3.3 肉品质

试验结束后，将每个组的肉牛进行屠宰。屠宰后取背最长肌样品，剔除表面筋膜和脂肪，进行肉品质评定。测定指标包括滴水损失、熟肉率、失水率、剪切力、肉色和pH。部分肌肉样品用锡纸包裹后，置于-20 ℃冰箱保存，用于氨基酸、脂肪酸含量测定。

滴水损失：用滤纸吸干3 cm×1 cm×1 cm肉样表面水分，准确称量其质量，记为滴水前质量(m1)；将肉样用塑料袋套住后放于冰鲜库货架上悬挂，24 h后取出，再用滤纸吸干表面水分后准确称量其质量，记为滴水后质量(m2)。计算公式如下：

滴水损失(%)=100×(m1-m2)/m1。

熟肉率：取屠宰后2 h内背部最长肌100 g左右，准确称量其质量，记为蒸煮前质量(m1)；在锅屉中蒸煮30 min后，取出挂在室内阴凉处15～20 min后准确称量其质量，记为蒸煮后质量(m2)，计算公式如下：

熟肉率(%)=100×m2/m1。

失水率：在屠宰2 h内，取第1、2腰椎处最长肌，切成1 cm厚度的肉片，用感应量为0.000 1 kg的天平准确称量其质量，记为加压前质量(m1)；上、下各垫18层滤纸包住肉片放入加压器加压35 kg保持5 min后准确称量其质量，记为加压后质量(m2)，计算公式如下：

失水率(%)=100×(m1-m2)/m1。

剪切力：将待测肉样剪切为长度3～5 cm，直径1 cm左右，平整放入封口袋中，排出空气后封袋放在沸水中让肉样中心温度达到75 ℃，取出冷却，用C-LM型肌肉嫩度测定仪(德国麦特斯公司)测定剪切力，每个样品3个重复，记录并取平均值。

肉色：用色度仪(德国麦特斯公司)测定肌肉表面亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)值，每个样品检测3次，记录并取平均值。

肌肉pH：用H9125便携式pH计测定宰后45 min、24 h背最长肌的pH，分别记为pH(45 min)、pH(24 h)，每个样品检测3次，记录并取平均值。

肌肉氨基酸含量参照《GB/T 5009.124—2016》，利用全自动氨基酸分析仪(S-433D，德国赛卡姆公司)测定。肌肉脂肪酸含量测定参照《GB/T 5009.128—2016》，利用气相色谱仪(Nexis GC-2030，日本岛津公司)测定。

1.3.4 肌纤维组织学特性

取左侧胴体正数第12～13肋骨间背最长肌组织，置于4%多聚甲醛溶液(广州赛国生物科技有限公司)固定24 h，按照以下步骤制作冷冻切片：将固定好肉样取出→修成大小适宜的组织块→流水冲洗约30 min→由低到高浓度酒精脱水→OCT进行包埋→包埋好组织置于-25 ℃速冻→冷冻切片机切片(厚度7 μm)→恒温箱烤片→苏木精-伊红(HE)染色→中性树胶封片。利用Olympus BX51显微镜以及Imaginge pro plus 6.0在20×10倍下观察并分析肌纤维特性，每个样本取3张非连续切片，每张切片选4个完整的视野，使研究的肌纤维数目不少于500根。直接测量记录肌纤维的横截面面积，测多根并取平均值，作为样本的肌纤维横截面积[10]。测定每个视野的面积，并统计每个视野内肌纤维的根数，然后换算成每平方毫米的根数，作为样本的肌纤维密度[11]。

1.4 统计分析

采用SPSS 19.0软件对数据进行单因素方差分析，并用Duncan氏法进行多重比较，P<0.05为差异显著，P>0.05为差异不显著，结果用平均值±标准差表示。

2 结 果

2.1 青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛生长性能的影响

由表3可知，各组之间初重、末重、全期总增重、平均日增重差异不显著(P>0.05)；青贮燕麦组的全期总增重、平均日增重最高。

2.2 青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛血清生化指标的影响

由表4可知，青贮燕麦组血清葡萄糖、甘油三酯含量显著高于对照组(P<0.05)，血清尿素氮、总胆固醇含量显著低于对照组(P<0.05)，血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇含量和白蛋白/球蛋白与对照组差异不显著(P>0.05)。发酵杂交构树组血清总蛋白、球蛋白、甘油三酯含量显著高于对照组(P<0.05)，血清尿素氮、葡萄糖、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇含量和白蛋白/球蛋白显著低于对照组(P<0.05)，血清白蛋白、低密度脂蛋白胆固醇含量与对照组差异不显著(P>0.05)。

表3 青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛生长性能的影响

表4 青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛血清生化指标的影响

2.3 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉品质的影响

由表5可知，青贮燕麦组肌肉滴水损失、失水率、剪切力、L*值、pH(45 min)显著低于对照组(P<0.05)，肌肉pH(24 h)显著高于对照组(P<0.05)，肌肉熟肉率和a*、b*值与对照组差异不显著(P>0.05)。发酵杂交构树组肌肉L*、a*、b*值显著低于对照组(P<0.05)，肌肉pH(24 h)显著高于对照组(P<0.05)，肌肉滴水损失、失水率、剪切力、熟肉率、pH(45 min)与对照组差异不显著(P>0.05)。

2.4 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉氨基酸和脂肪酸含量的影响

由表5可知，青贮燕麦组肌肉鲜味氨基酸天冬氨酸含量显著高于对照组(P<0.05)，肌肉甜鲜味氨基酸甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、苏氨酸含量显著高于对照组(P<0.05)，肌肉必需氨基酸缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸含量显著高于对照组(P<0.05)。发酵杂交构树组肌肉鲜味氨基酸天冬氨酸含量显著高于对照组(P<0.05)，肌肉甜鲜味氨基酸丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、苏氨酸含量显著高于对照组(P<0.05)，肌肉必需氨基酸缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、色氨酸含量显著高于对照组(P<0.05)。

表5 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉品质的影响

表6 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉氨基酸含量的影响

由表7可知，青贮燕麦组肌肉饱和脂肪酸癸酸、月桂酸、肉蔻酸、软脂酸、硬脂酸、花生酸含量显著低于对照组(P<0.05)，肌肉不饱和脂肪酸肉蔻油酸、花生四烯酸含量显著高于对照组(P<0.05)，肌肉不饱和脂肪酸顺式油酸、亚油酸、花生烯酸含量显著低于对照组(P<0.05)。发酵杂交构树组肌肉饱和脂肪酸月桂酸、肉蔻酸、软脂酸、硬脂酸、花生酸含量显著低于对照组(P<0.05)，肌肉不饱和脂肪酸花生烯酸、二十碳三烯酸、花生四烯酸、二十二碳四烯酸的含量显著高于对照组(P<0.05)，肌肉不饱和脂肪酸顺式油酸、亚油酸含量显著低于对照组(P<0.05)。

表7 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉脂肪酸含量的影响

2.5 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉肌纤维组织形态学特性的影响

对照组、青贮燕麦组和发酵杂交构树组牛肉肌纤维组织形态如图1所示。由表8可知，青贮燕麦组和发酵杂交构树组肌纤维横截面积显著低于对照组(P<0.05)，肌纤维密度显著高于对照组(P<0.05)。青贮燕麦组肌纤维横截面积显著低于发酵杂交构树组(P<0.05)，肌纤维密度显著高于发酵杂交构树组(P<0.05)。

表8 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉肌纤维横截面积和肌纤维密度的影响

3 讨 论

3.1 青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛生长性能的影响

动物的生长发育主要是机体营养物质消化、利用并转化为有用物质，最后在机体内沉积的结果。生长性能反映了动物对摄入营养物质的吸收利用效率，通常受到动物种类、年龄、饲养管理以及饲粮营养等方面的影响。平均日增重能直接反映育肥期生长发育情况。钟华配等[12]研究结果表明，通过补饲不同水平优质燕麦草，可显著提高犊牛平均日增重。夏敏等[13]研究结果表明，构树发酵饲料能显著提高肉牛平均日增重。司丙文等[14]用青贮构树饲喂杜寒杂交肉羊后，平均日增重显著提高。本试验结果表明，饲粮中添加青贮燕麦和发酵杂交构树后，肉牛平均日增重和全期总增重提高，但与对照组差异不显著，与上述研究结果不完全一致的原因可能是青贮燕麦和发酵杂交构树在饲粮中添加比例不同以及试验肉牛所处的育肥阶段不同。此外，还可能与品种有关，品种差异也会对试验结果造成影响。总之，本试验饲粮中添加青贮燕麦、发酵杂交构树未对肉牛生长性能产生不利影响。

图1 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉肌纤维组织形态的影响

3.2 青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛血清生化指标的影响

血液代谢物和免疫参数反映了动物的健康状况和营养物质的利用情况[15]。血清中的总蛋白主要包括白蛋白和球蛋白，其在肝脏中合成。血清总蛋白含量的高低能直接反映机体肝脏的代谢状况，血清总蛋白含量升高表明肝脏蛋白质合成增强[16]。血清球蛋白含量的高低是评估免疫状况的重要指标，血清球蛋白含量升高是机体免疫功能增强的体现[17]。本试验中，与对照组相比，发酵杂交构树组血清总蛋白、球蛋白含量均显著升高，表明饲粮中添加发酵杂交构树能够促进肉牛蛋白质合成，提高肉牛免疫力，这可能是因为杂交构树中含有黄酮、生物碱等活性物质，具有抗菌、抗炎等作用[18]。血清尿素氮的含量与蛋白质采食量及蛋白质利用率相关，当蛋白质采食量高或蛋白质利用率低时，血清尿素含量均会增加。本试验中，发酵杂交构树组和青贮燕麦组血清尿素含量均较对照组降低，说明饲粮中添加发酵杂交构树和青贮燕麦能提高蛋白质利用率。

血清葡萄糖含量是反映机体糖代谢的主要指标[19]。由于肝脏的调节作用，血清葡萄糖含量一般稳定维持在正常范围，过高或过低都会对动物造成不利影响[20]。本试验中，发酵杂交构树组和青贮燕麦组血清葡萄糖含量虽较对照组升高或降低，但其含量始终在正常范围内，表明饲粮中添加青贮燕麦和发酵杂交构树未对肉牛糖代谢产生不利影响。甘油三酯和胆固醇是评价体内脂类利用情况和机体脂肪代谢的指标[17]。本试验中，发酵杂交构树组和青贮燕麦组血清总胆固醇含量均较对照组降低，而血清甘油三酯含量升高，但未超出正常范围，表明发酵杂交构树和青贮燕麦未对脂肪代谢产生不利影响。李世歌等[21]用不同比例杂交构树青贮饲喂务川白山羊，结果表明20%和100%杂交构树青贮组山羊的血清甘油三酯含量显著降低，其结果与本试验结果不同的原因可能是杂交构树青贮添加量不同，且试验动物物种不同。综上所述，饲粮中添加青贮燕麦对肉牛肝脏代谢无不利影响；饲粮中添加发酵杂交构树提高了肉牛蛋白质利用率和机体免疫力，且对机体代谢无不利影响。

3.3 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉品质的影响

肌肉滴水损失、失水率是评价肉品质优劣的重要指标，反映了肌肉的保水性能[22]。熟肉率是评价肌肉在烹煮过程中保水情况的重要指标。本试验中，青贮燕麦组肌肉滴水损失、失水率较对照组降低，熟肉率较对照组增加，表明肌肉保水性能增强。嫩度是评价肉品质的重要指标之一，剪切力是反映牛肉嫩度的主要指标，剪切力越小，肌纤维越细，肌肉越嫩，肉品质就越好[23]。本试验中，青贮燕麦组和发酵杂交构树组肌肉剪切力均较对照组降低，肉质得到改善，且青贮燕麦组肌肉剪切力显著低于对照组，改善效果相对更好。肉色是肌肉生理生化结构变化的外部呈现，肉色主要与肌红蛋白和血红蛋白含量有关[24-25]。本试验中，青贮燕麦组肉色L*值较对照组降低，a*值较对照组升高，肉色变化不大。但青贮杂交构树组肉色L*、a*、b*值均较对照组降低，肉色变暗，表明肌红蛋白、血红蛋白含量降低。pH作为肉品质评定的指标之一，影响肉的适口性、嫩度、肉色[26]。牛肉pH与肌肉中糖原降解程度有直接联系，肌肉中糖原在无氧糖酵解的作用下转化为乳酸，导致pH降低，肉品质变差。本试验中，青贮燕麦组和发酵杂交构树组宰后胴体pH下降速度较对照组均降低，表明肌肉中无氧糖酵解速度变慢，对肉品质的保持有促进作用。因此，饲粮中添加青贮燕麦和发酵杂交构树对肉牛肌肉的保水性能、嫩度有一定的改善作用，青贮燕麦组的改善效果更好。

3.4 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉氨基酸和脂肪酸含量的影响

牛肉中氨基酸含量及比例是评价其营养价值与品质的一项重要指标。本试验中，发酵杂交构树组肌肉缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等必需氨基酸含量均高于对照组，青贮燕麦组肌肉3种必需氨基酸缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸含量也高于对照组，表明发酵杂交构树和青贮燕麦在一定程度上利于总氨基酸和必需氨基酸在肉牛肌肉中的沉积。牛肉质量的高低取决于肉牛所摄入的饲粮能量和营养物质水平[25]。本试验中，青贮燕麦组和发酵杂交构树组多种氨基酸含量升高的原因可能是青贮燕麦、发酵杂交构树中氨基酸含量高于青贮玉米。此外，青贮燕麦组和发酵杂交构树组肌肉天冬氨酸、甘氨酸、脯氨酸、苏氨酸等与鲜味有关的氨基酸含量均高于对照组，这些氨基酸参与牛肉中风味物质的形成，表明饲粮中添加青贮燕麦和发酵杂交构树可改善牛肉风味。

肌肉中脂肪酸的组成对肉品质的影响十分重要，不仅能够确定肉品的营养价值，而且对改善肉类食品的风味、提高肉的食用价值和促进人体健康具有重要的意义[27]。花生四烯酸可以酯化胆固醇，增加血管的弹性，降低血液的黏稠度，对预防心脑血管疾病、糖尿病和肿瘤具有重要作用[28]。饱和脂肪酸肉豆蔻酸、软脂酸等对人体健康不利，能够提高血液中的胆固醇和低密度脂蛋白含量，从而提高心血管疾病发生的风险[29]。硬脂酸含量与肉的膻味有关，硬脂酸含量过高会增加肉的膻味。本试验中，青贮燕麦组和发酵杂交构树组肌肉豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸等饱和脂肪酸含量均较对照组降低，同时肌肉花生四烯酸含量较对照组升高，表明饲粮中添加青贮燕麦和发酵杂交构树能够提高牛肉食用价值。与非反刍动物相比，反刍动物产品中的饱和脂肪酸含量更高，这主要是由于瘤胃微生物对饲粮中不饱和脂肪酸的氢化[30]。本研究中，发酵杂交构树组肌肉二十二碳三烯酸、花生四烯酸等多不饱和脂肪酸含量较对照组提高，这可能是由于构树中含有抗菌活性物质，影响了肉牛瘤胃微生物对不饱和脂肪酸的生物氢化，其机理有待进一步研究。

3.5 青贮燕麦和发酵杂交构树对牛肉肌纤维组织特性的影响

肌纤维组织特性(肌纤维直径、横截面积和密度等)与肌肉品质特别是食用品质(风味、多汁性和嫩度等)性状密切相关[31]。肌肉肌纤维的密度与肉的嫩度呈显著正相关，肌纤维密度越大，肉质越嫩，肌纤维密度越小，肉质越硬[32]。饲粮组成能够对肌纤维组织学特性产生明显的影响，周力等[33]研究表明，适宜的饲粮精粗比有利于降低育肥期藏母羊肌纤维的直径和横截面积，同时增大肌纤维的密度。本试验中，青贮燕麦组和发酵杂交构树组的肌纤维横截面积较对照组减小，肌纤维密度较对照组增加，且青贮燕麦组变化更显著。由此可见，饲粮中添加青贮燕麦和发酵杂交构树均能改善牛肉品质，青贮燕麦组改善效果更佳。

4 结 论

① 饲粮中添加青贮燕麦和发酵杂交构树能提高肉牛免疫性能，改善肉品质，对肉牛生长性能无显著影响。

② 饲粮中添加发酵杂交构树对肉牛免疫性能和肌肉氨基酸、脂肪酸含量影响更大；饲粮中添加青贮燕麦对牛肉常规肉品质改善效果更好。