全株青贮藜麦对小尾寒羊肌肉中氨基酸和脂肪酸的影响

杨永慧，杨发荣，吴 涛，魏玉明，蔡 原，赵生国，焦 婷

（1. 甘肃农业大学动物科学技术学院, 甘肃 兰州 730070；2. 甘肃省农业科学院, 甘肃 兰州 730070；3. 甘肃农业大学草业学院 /草业生态系统教育部重点实验室 /中-美草地畜牧业可持续发展研究中心, 甘肃 兰州 730070）

饲粮中氨基酸含量直接影响肌肉中氨基酸组成和含量，进而影响肉质品质和风味[1-2]。藜麦(Chenopodium quinoa)是苋科藜亚科藜属一年生双子叶草本植物，富含蛋白质、氨基酸、脂肪酸、矿物质和游离糖，其棕榈酸、木酚酸、亚油酸、二十碳二烯酸、芥酸和神经酸含量较高[3]，与普通谷物相比，其可利用的蛋白质质量分数高[4]，含量可达 155.7 g·kg-1[5]。其副产物秸秆、麸皮等也有较高的饲用价值[6]，是人类食物和牲畜饲料的双重用途作物[7]。乳熟期全株藜麦中16 种必需氨基酸含量均高于苜蓿(Medicago sativa)，有助于动物健康生长，干草粗蛋白含量可达10.44%，是反刍动物的优质饲料[8]。有报道称，在奶牛日粮中分别添加5%和10%的藜麦秸秆能够显著提高奶牛产奶量[9]；全株青贮玉米(Zea mays)干物质中的20%利用藜麦茎秆替代饲喂育肥牛后干物质消化率明显升高[10]；羔羊日粮中添加藜麦秸秆能够提高养分利用率并改善羔羊生长性能，藜麦秸秆饲喂的家畜的增重不低于用燕麦(Avena sativa) 和大麦(Hordeum vulgare)饲喂的家畜[11-12]。同时青贮可以最大限度地保存饲草的营养成分，其营养价值和适口性接近鲜草，藜麦中可溶性碳水化合物含量能达到调制优质青贮饲料的标准，青贮技术能够提高藜麦饲用价值[13]。

目前关于全株青贮藜麦在肉羊饲料中的应用报道较少，因此本研究以不同比例全株青贮藜麦替代部分全株青贮玉米饲喂小尾寒羊，分析其对肌肉中氨基酸和脂肪酸组成及含量的影响，以期为全株青贮藜麦肉羊生产中的应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料来源

全株玉米及全株藜麦(台湾红藜)由广河县农业科技试验示范基地提供；小尾寒羊去势公羔由临夏市东乡族自治县布楞沟养殖农民专业合作社提供。在全株藜麦成熟期于2020 年9 月20 日在甘肃省广河县农业科技试验示范基地机械刈割并铡碎至2～3 cm，后用打捆机打捆，密封，发酵，60 d 后取用饲喂。

1.2 试验设计

试验选取体重(22.0 ± 1.5) kg 的健康小尾寒羊去势公羔60 只，随机分为5 组，每组3 个重复，每个重复4 只。以7 ∶ 3 的精粗饲料比为基础，粗饲料按照玉米全株青贮和藜麦全株青贮(干物质基础) 比例，设置试验 Ⅰ组(对照组) (12 ∶ 0)、Ⅱ组(9 ∶ 3)、Ⅲ组(6 ∶ 6)、Ⅳ组(3 ∶ 9)和Ⅴ组(0 ∶ 12)。全株青贮藜麦中，干物质、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、钙、磷、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量分别为35.60%、16.00%、12.40%、2.62%、0.56%、0.23%、20.00%和28.50%，基础饲粮组成及营养水平如表1所列，预试期10 d，正试期70 d。每日07:00 和19:00各饲喂一次，自由采食和饮水。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis)

1.3 样品采集及测定

试验结束后每个重复随机选取1 只羊，即每组4 只羊，进行屠宰(禁食12 h、禁水2 h)，分别采集背最长肌和股二头肌各200 g，使用铝箔袋迅速真空包装、编号并置于冰盒内运回实验室冷冻保存。

1.3.1氨基酸测定

切取约1 g 解冻后的背最长肌，用研钵研碎，称取约0.2 g 样本放入EP 管中，加入6 mol·L-1盐酸溶液(含0.1%苯酚) 15 mL，组织研磨器研磨60 s，然后将EP 管置于110 ℃烘箱加热水解36 h。取出冷却并离心后选取1 mL 上清液，在90 ℃的条件下氮气吹干，加入1 mL 水复溶后衍生。最后用RIGOL L3000高效液相色谱仪进行检测分析。

1.3.2 脂肪酸测定

剥离并剔除解冻后的背最长肌和股二头肌表面脂肪，将样品置于研钵中加入液氮研磨后称取1.0 g研磨样品于10 mL 具塞试管中，加入10 mol·L-1KOH 溶液0.7 mL 和无水甲醇[分析甲醇(色谱用)]5.3 mL，并于55 ℃恒温水浴1.5 h，期间每20 min 振摇试管5 s。冷却至低于室温后，加入12 mol·L-1H2SO4溶液0.58 mL，继续55 ℃恒温水浴1.5 h 进行游离脂肪酸甲酯化，期间每20 min 振摇5 s。于室温冷却，加入3 mL 正己烷，3 000 r·min-1离心5 min，取上清，用0.22 μm 滤膜将上清液过滤到样品瓶，样品瓶2 mL 的样置于45 ℃加热条件下浓缩至1.5 mL以下。用气相色谱GC2010 plus 进行检测分析[14-15]。

1.4 数据处理与分析

使用Excel 2010 对数据进行整理，采用SPSS 21.0 统计软件对不同组别间氨基酸和脂肪酸含量进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，结果用平均值 ± 标准误表示。以P＜ 0.05 为差异显著标准，P＜0.01 为差异极显著标准。

2 结果分析

2.1 背最长肌氨基酸组成分析

各组背最长肌氨基酸组成和含量测定结果(表2)表明，5 个试验组羊的背最长肌中，均检测到17 种氨基酸，其中必需氨基酸(essential amino acids, EAA)7 种，非必需氨基酸(non-essential amino acids, NEAA)10 种。饲粮中添加了全株青贮藜麦的试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组中，氨基酸总量(total amino acids, TAA)、必需氨基酸、鲜味氨基酸(delicious amino acids, DAA)和甜味氨基酸(sweet amino acids, SAA)含量均显著高于未添加全株青贮藜麦的试验Ⅰ组(P＜ 0.05)，其中Ⅳ组氨基酸总量和必需氨基酸含量最高，Ⅴ组鲜味氨基酸和甜味氨基酸含量最高。

表2 全株青贮藜麦对羊背最长肌氨基酸含量影响Table 2 Effect of quinoa silage on the fatty acid content of the long muscle of sheep

添加了全株青贮藜麦的试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组必需氨基酸中的缬氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、赖氨酸(Lys)、含量均显著高于未添加全株青贮藜麦的试验Ⅰ组(P＜ 0.05)；试验Ⅰ组非必需氨基酸丙氨酸(Ala)含量均显著低于试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组(P＜ 0.05)。

添加了全株青贮藜麦的试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组氨基酸蛋氨酸、赖氨酸、亮氨酸含量均显著高于未添加全株青贮藜麦的试验Ⅰ组(P＜ 0.05)，其中试验Ⅳ组赖氨酸和亮氨酸含量最高，试验Ⅴ组蛋氨酸含量最高。

2.2 背最长肌和股二头肌脂肪酸组成分析

对背最长肌和股二头肌脂肪酸组成分析结果显示，背最长肌和股二头肌具有28 种脂肪酸，其中饱和脂肪酸(saturated fatty acids, SFA) 13 种、不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acids, UFA) 15 种。不饱和脂肪酸中单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA) 8 种，多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFA) 7 种。油酸(C18 : 1n9c)含量最高，棕榈酸(C16 : 0)和硬脂酸(C18 : 0)再次之。

2.2.1 背最长肌脂肪酸组成分析

添加全株青贮藜麦的试验Ⅲ、Ⅳ组背最长肌中的总饱和脂肪酸含量显著低于未添加组(P＜ 0.05)(表3)，而试验Ⅱ组多不饱和脂肪酸含量显著高于试验Ⅰ组(P＜ 0.05)，提高了47.16%。总不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值(PUFA/SFA)、单不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值(MUFA/SFA)均无显著性差异(P＞ 0.05)。

表3 全株青贮藜麦对羊背最长肌脂肪酸含量的影响Table 3 Effect of quinoa silage on the fatty acid content of the long muscle in sheep

饱和脂肪酸中，试验Ⅱ组和Ⅲ组月桂酸(C12 : 0)含量也显著低于试验Ⅰ组(P＜ 0.05)，而试验Ⅴ组的长链饱和脂肪酸棕榈酸(C16 : 0)含量显著高于试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组(P＜ 0.05)，且分别提高了18.32%、18.92%、20.35% 和21.31%，试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组长链饱和脂肪酸硬脂酸(C18 : 0)含量相比试验Ⅰ组均有所降低，但组间差异不显著(P＞ 0.05)。

不饱和脂肪酸中，试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的肉豆蔻油酸(C14 : 1)含量比试验Ⅰ组分别提高了34.62%、22.72%和37.03%，但无显著差异(P＞ 0.05)；而试验Ⅳ组的油酸(C18 : 1n9c)含量显著低于试验Ⅰ组(P＜ 0.05)；试验Ⅳ组花生一烯酸(C20 : 1)含量显著高于试验Ⅲ和Ⅴ组(P＜ 0.05)，均提高了55.56%。试验Ⅱ组的多不饱和脂肪酸亚油酸(C18 : 2n6c)含量显著高于试验Ⅰ组(P＜ 0.05)，提高了53.59%；而试验Ⅳ组的多不饱和脂肪酸顺-8, 11, 14-二十碳三烯酸(C20 : 3n6)含量显著高于试验Ⅴ组(P＜ 0.05)。

2.2.2 股二头肌脂肪酸组成分析

未添加全株青贮藜麦组股二头肌总饱和脂肪酸含量相比添加了全株青贮藜麦的试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ组提高了4.83%、8.70%和7.94%，而试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组多不饱和脂肪酸含量相比试验Ⅰ组分别提高了38.04%、7.81%、4.49%和12.96% (表4)。不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值、单不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值均无显著性差异(P＞ 0.05)。

饱和脂肪酸中，试验Ⅴ组月桂酸(C12 : 0)含量相比试验Ⅰ组降低36.36%，试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组饱和脂肪酸肉豆蔻酸(C14 : 0)含量相比试验Ⅰ组分别降低了6.94%、12.24%、4.08%和20.0%，试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ组饱和脂肪酸棕榈酸(C16 : 0)含量相比试验Ⅰ组分别降低了6.27%、6.50%和8.57%。试验Ⅰ组长链饱和脂肪酸山嵛酸(C22 : 0)含量相比试验Ⅱ和Ⅴ组分别降低了27.78%和53.57%。

不饱和脂肪酸中，试验Ⅲ组单不饱和脂肪酸顺-10-十七烯酸(C17 : 1)含量相比试验Ⅰ组显著提高了17.81% (P＜ 0.05)，而试验Ⅱ、Ⅳ组顺-10-十七烯酸(C17 : 1)含量比试验Ⅰ组显著降低35.62%和32.88%(P＜ 0.05)，试验Ⅱ组单不饱和脂肪酸花生一烯酸(C20 : 1)含量相比试验Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组显著降低18.18%、18.18%、25.00%和18.18% (P＜ 0.05)，试验Ⅴ组单不饱和脂肪酸(C18 : 1n9t)含量比Ⅳ组降低28.54%。Ⅱ组单不饱和脂肪酸反油酸(C18 : 1n9c)含量相比试验Ⅲ和Ⅴ组分别降低14.25% 和13.75%。试验Ⅱ组多不饱和脂肪酸亚油酸(C18 : 2n6c)含量相比试验Ⅰ组提高44.16%。试验Ⅰ、Ⅴ组多不饱和脂肪酸γ-亚油酸(C18 : 3n6)含量显著高于试验Ⅱ组(P＜ 0.05)。

综上所述，背最长肌和股二头肌中脂肪酸种类没有差别，但背最长肌中不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值均低于股二头肌含量。

3 讨论

3.1 饲喂全株青贮藜麦对小尾寒羊肌肉氨基酸组成的影响

肉品的风味和品质直接决定消费者购买与否，

影响肉品风味和品质的因素除了遗传因素以外，营养因素(饲粮组成) 也十分重要[16]。藜麦富含蛋白质，含有人体必需的全部9 种必需氨基酸，主要以谷氨酸、精氨酸和天冬氨酸为主[17]。氨基酸是生命最基础的物质，氨基酸给机体提供了合成蛋白质的重要原料，且能够促进机体正常生长和代谢、为维持生命提供了物质基础[18]。有研究表明，饲粮中氨基酸组成和含量一定程度会影响机体氨基酸组成和含量[19]，反刍动物瘤胃微生物能够分解饲草中蛋白质所产生的微生物蛋白(microbial proteins, MCP)，是机体主要的氨基酸来源[20]，本研究在小尾寒羊饲粮中添加全株青贮藜麦后，肌肉中的氨基酸总量、必需氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸含量显著提高，这使羊肉香气更浓，风味和品质更好[21]。这与藜麦比玉米、小麦(Triticum aestivum)、稻米(Oryza sativa)、小米(Setaria italica)等谷类的氨基酸种类更丰富[22]，且其蛋白质溶解性较强密切相关[23-24]。因此，从蛋白质的角度来看，全株青贮藜麦可作为优质饲料进行开发利用，且添加9%全株青贮藜麦效果最佳，从畜禽日粮氨基酸平衡角度考虑，添加适当比例全株青贮藜麦有利于调节日粮氨基酸平衡。

肉类氨基酸种类和含量与肌肉品质及风味密切相关[25]。氨基酸通过美拉德反应、脂质的氧化、硫胺素的降解等主要途径相互作用形成一系列具有良好嗅感的化合物，是熟肉香气的重要组成部分[21]。异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)等肉品香味必需前体氨基酸[26]和影响肌肉鲜味和甜味的天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)[27]都与肌肉的品质和风味密切相关。本研究采食了全株青贮藜麦的小尾寒羊背最长肌中肉品香味必需前体氨基酸和肌肉鲜味、甜味氨基酸含量均显著性提高，尤其在3%和9%的全株青贮藜麦添加水平下提高效果更为明显，且添加了全株青贮藜麦试验组小尾寒羊肌肉中蛋氨酸含量显著提高，这使肉品香气更浓，鲜味和甜味上升[28]。可见，本研究条件下，饲粮中添加全株青贮藜麦可以改善羊肉品质和风味。

3.2 饲喂全株青贮藜麦对小尾寒羊肌肉中脂肪酸含量影响

脂肪酸组成是衡量羊肉肉质风味、嫩度、多汁性、营养价值和食用价值的重要指标[29-30]，主要由饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸组成，不饱和脂肪酸又分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸更容易被氧化直接影响风味物质的形成[31-32]，能够维持细胞的正常生理功能，降低血液胆固醇和甘油三脂的含量，其中多不饱和脂肪酸对心脑血管疾病有较好的预防效果，并能够促使血脂含量与血小板凝血功能减弱，并有研究指出多不饱和脂肪酸对癌细胞扩散有抑制作用[33]。饱和脂肪酸会导致人体血液中低密度脂蛋白(low-density lipoprotein, LDL)和高密度脂蛋白(high-density lipoprotein, HDL)升高，增加心血管疾病特别是冠状动脉硬化发生的风险[34-35]。本研究添加了6%和9%全株青贮藜麦小尾寒羊背最长肌饱和脂肪酸含量减少，如背最长肌月桂酸(C12 : 0)、肉豆蔻酸(C14 : 0)、十五烷酸(C15 : 0)、十七烷酸(C17 : 0)、硬脂酸(C18 : 0)和花生酸(C20 : 0)，股二头肌肉豆蔻酸(C14 : 0)、十五烷酸(C15 : 0)、棕榈酸(C16 : 0)和十七烷酸(C17 : 0)等，饲粮中添加全株青贮藜麦后小尾寒羊肌肉中多不饱和脂肪酸含量均升高，这可能与藜麦含有丰富的脂肪酸相关，藜麦脂肪酸中不饱和脂肪酸占81.44%～84.49%，能够增加动物机体肌肉以及其他组织不饱和脂肪酸合成的前体物，且藜麦茎叶中黄酮类活性物质会影响机体对脂肪的分配，同时抑制饱和脂肪酸的合成[36-37]。也有研究指出藜麦中含有单宁[38-39]，绵羊摄食后，在瘤胃微生物的氢化作用下部分单不饱和脂肪酸会形成饱和脂肪酸，而藜麦中的单宁对瘤胃中脂肪酸氢化的相关微生物有较强的抑制作用，从而使肉中饱和脂肪酸的沉积减少[40]。

饱和脂肪酸中肉豆蔻酸(C14 : 0)和棕榈酸(C16 : 0)被认为会导致血液胆固醇和低密度脂蛋白升高，不利于人体健康[41]。本研究饲喂全株青贮藜麦小尾寒羊肌肉中肉豆蔻酸(C14 : 0)和棕榈酸(C16 : 0)含量均降低，12%添加量降低效果尤为明显。反油酸(C18 : 1n9t)是对人体健康有益的脂肪酸之一，能够降低血液胆固醇和低密度脂蛋白作用，能够降低动脉粥样硬化所引起的心血管疾病[42]。饲粮中添加9% 全株青贮藜麦对背最长肌和股二头肌反油酸(C18 : 1n9t)均有提高，亚油酸可被代谢为花生四烯酸，亚麻酸可被代谢为二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid, EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA)，二者对防治前列腺素、血栓、动脉粥样硬化、免疫、抗炎和膜功能有重要作用[22,43]，在本研究中添加了全株青贮藜麦促进了多不饱和脂肪酸在肌肉组织中的沉积，这可能是全株青贮藜麦中的单宁成分抑制了氢化微生物的活性，从而避免了瘤胃中的一部分多不饱和脂肪酸被氢化，因此在肉中沉积了更多的多不饱和脂肪酸。综合经济成本和羊肉的脂肪酸组成来看，羊饲粮中9%全株青贮添加量为宜。

4 结论

本研究条件下，全株青贮藜麦添加使肉品香气更浓，鲜味和甜味上升，羊肉品质和风味提升。小尾寒羊日粮中全株青贮藜麦添加9%时，羊肉中的不饱和脂肪酸含量升高，饱和脂肪酸含量降低，并且羊肉中的氨基酸总含量、甜味氨基酸和鲜味氨基酸含量均提高。