紫玉米及其秸秆对育肥牛生长性能及肉质影响的研究

韩静　陈龙宾　王丽学　于化福　李宁　刘景喜

摘    要：為探讨紫玉米及其秸秆对育肥牛生长性能、屠宰性能、肉品质及抗氧化能力的影响，选取育肥期奶公牛16头，随机分为2组。其中，试验组饲喂紫玉米籽粒和紫玉米秸秆青贮，对照组饲喂普通黄玉米和普通黄玉米秸秆青贮，试验期210 d。结果表明：与对照组相比，紫玉米及其秸秆处理组的牛眼肌面积提高了12.66%（P<0.05）；牛肉剪切力降低了7.91%（P<0.05），熟肉率增加了7.48%（P<0.05），加压失水率降低了1.88%（P<0.05），肉色L*（亮度值）提高了4.85%（P<0.05）；牛肉中谷氨酸、甘氨酸、总氨基酸和风味氨基酸含量分别显著增加6.86%、6.52%、3.98%、5.40%（P<0.05），且除组氨酸外其余氨基酸含量均有所增加；抗氧化指标SOD、GSH-Px活性及T-AOC含量分别显著提高9.41%、10.58%、27.16%（P<0.05），MDA含量显著降低35.40%（P<0.05）。综合而言，紫玉米及其秸秆在奶公牛育肥日粮中的应用有助于改善牛屠宰性能和牛肉品质，使牛肉味道更鲜美、汤汁更浓郁，值得在肉牛生产中推广。

关键词：紫玉米；秸秆；育肥牛；肉品质；抗氧化能力

中图分类号：S823.9+2             文献标识码：A             DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2023.S.008

Effects of Purple Corn and Its Straw on Meat Quality of Beef Cattle

HAN Jing1， CHEN Longbin1， WANG Lixue1， YU Huafu2， LI Ning1， LIU Jingxi1

（1. Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300381， China; 2.Tianjin Jialihe Animal Husbandry Group Company Limited， Tianjin 300404， China）

Abstract：In order to investigate the effects of purple corn and its straw on growth， slaughter performance， meat quality and antioxidant capacity of beef cattle， 16 dairy bulls at fattening stage were selected and randomly divided into 2 groups （test group and control group）. The test group were fed purple corn grains and purple corn straw silage， while the control group were fed common yellow corn and common yellow corn straw silage. The test period was 210 d. The results showed that compared with the control group， the eye muscle area of beef cattle in the test group was increased by 12.66%（P<0.05）; The beef shear force was decreased by 7.91%（P<0.05）， the cooked meat rate was increased by 7.48%（P<0.05）; The pressurized water loss rate was decreased by 1.88%（P<0.05）， meat color L* （brightness value） was increased by 4.85%（P<0.05）; In which the contents of glutamic acid， glycine， total amino acid and flavor amino acid were increased 6.86%， 6.52%， 3.98% and 5.40%（P<0.05）， respectively，and all the amino acid contents except histidine were increased；The antioxidant capacity indices of SOD and GSH-Px activities also T-AOC were significantly increased by 9.41%， 10.58%， 27.16% （P<0.05）， but MDA content was significantly decreased by 35.40% （P<0.05）. In conclusion， the application of purple corn and its straw in beef cattle fattening diet could be helpful to improve the slaughter performance and beef quality， make the beef taste more delicious， make the soup taste more intense， which is worthy of promotion in beef cattle production.

Key words：  purple corn; straw; fattening beef cattle; meat quality; antioxidant capacity

随着社会经济的发展与人民生活水平的提高，人们对牛肉的需求越来越多，用于育肥的肉牛需求量也随之增长。为了节约资源，提升国内肉牛育肥量，用奶公犊牛育肥生产牛肉，是亟待开发的新产业。奶公牛饲料利用效率和经济效益均较高，但其屠宰率、净肉率、眼肌面积等比专业的肉牛品种低，因此，提高奶公牛肉质水平是一个新的研究思路。饲料种类对牛肉品质具有举足轻重的作用，能够通过代谢对肉质产生影响。饲料中添加微量元素、维生素可以提高肉质，其中维生素E具有抗氧化性，能够提高牛肉嫩度，改善牛肉品质，延长牛肉的货架期[1]。按照肉牛营养需要添加所需的维生素E，能够保证肉牛健康生长，可是对改善肉质的效果不太显著，所以需要加量添加，但维生素E的价格较高，这样会增加成本，降低养殖效益。因此，亟需探究经济效益显著的奶公牛育肥方法。

紫玉米，又称黑玉米，紫黑色籽粒为其主要特征[2]。紫玉米色素主要富集于玉米籽粒皮层、茎秆、穗轴、叶片等部位[3]，在不同的植物黑色素中，紫玉米的花青素含量最高、功效最好。花青素及功能活性花青素是植物体内重要的水溶性色素，是花色苷水解得到的有色苷元，存在于液泡内的细胞液中，自身可随着细胞液的酸碱度而改变颜色，在大多数植物的不同器官中都能够检测到花青素的存在，包括植物果实、花朵、根、茎、叶等[3]，分布极为广泛[4]。花青素具有多种生理功能，主要有抗氧化、清除自由基等作用[5]。花青素的抗氧化性能比维生素E高50倍，比维生素C高20倍，不仅可以提高牛肉的嫩度，改善牛肉品质，还能够降低肉牛养殖过程中产生的各种应激反应（应激可影响屠宰后的酸化速度和程度，从而导致蛋白质变性速度异常，肉品系水力下降和失色加快）。

综上可知，紫玉米含有丰富的花青素，且其茎、叶、皮、须、芯等均可被综合利用，利用价值极高。因此，本研究拟通过饲喂紫玉米及其秸秆青贮，评价其对奶公牛生长性能、屠宰性能、肉品质，以及抗氧化指标的影响，以期寻求提升奶公牛肉质的方法，并为肉牛养殖节本增效提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验动物 选用日龄、体质量相近、健康状况良好的育肥奶公牛16 头，随机分为2 组。其中试验组8 头，每头牛1个重复，饲喂紫玉米籽粒和紫玉米秸秆青贮；对照组8头，每头牛1个重复，饲喂普通黄玉米粒和普通黄玉米秸秆青贮。

1.1.2 紫玉米秸秆青贮料制备 将紫玉米秸秆粉碎至长2 cm左右，然后将100 g微生物菌剂溶解在100 L自来水中，配制成微生物菌剂溶液；将粉碎的紫玉米秸秆与微生物菌剂溶液以质量比1 000 ∶ 1的比例混合均匀后，利用青贮裹包机将秸秆压实裹包，每包质量约100 kg，常温放置60 d后，得到紫玉米秸秆青贮。

1.2 试验设计

2组奶公牛13 月龄前均进行常规饲喂。

13～16 月龄（育肥前期）试验组奶公牛每头牛每天饲喂1.5 kg紫玉米，2 kg肉牛浓缩料（配方组成见表1），8 kg紫玉米秸秆青贮；17～18 月龄（育肥后期）试验组奶公牛每头牛每天饲喂3 kg紫玉米，4 kg肉牛浓缩料，11 kg紫玉米秸秆青贮；19月龄开始供给较高能量营养水平的日粮，进行快速育肥，试验组奶公牛每头牛每天饲喂3.5 kg紫玉米，4.5 kg肉牛浓缩料，8 kg紫玉米秸秆青贮。饲喂方法为将紫玉米、肉牛浓缩料和紫玉米秸秆青贮混合均匀后分2 次进行饲喂，自由饮水。试验期为210 d。

对照组奶公牛用黄玉米代替紫玉米，用普通黄玉米秸秆青贮代替紫玉米秸秆青贮进行饲喂，饲喂方法与试验组相同。

1.3 样品收集与指标测定

1.3.1 生长性能 在试验第1天晨饲前称量试验牛初始体质量。于试验第210天育肥结束，屠宰前24 h中止饲喂，但确保足够的饮水，并供给安静的环境。屠宰前8 h，中止供给饮水。屠宰前称量试验奶公牛活体质量。计算平均日增质量（ADG）。

平均日增质量（kg·d-1）=（屠宰前活体质量-初始体质量）/测定天数。

1.3.2 屠宰率 将待屠宰奶公牛致晕，倒挂放血，去头、蹄，剥皮，去尾、内脏、肾脏脂肪和盆腔脂肪，所得为奶公牛胴体，室温放置45 min称胴体质量。

屠宰率=（胴体质量/屠宰前活体质量）×100 %。

1.3.3 净肉率 奶公牛胴体去除牛骨后称量净肉质量，计算净肉率。

净肉率=（净肉质量/屠宰前活体质量）×100 %。

1.3.4 眼肌面积 屠宰后1～2 h，取奶公牛倒数第2～3肋骨间距背中线5 cm处垂直背中线的背长肌，测量其高和宽，利用下列公式计算眼肌面积。

眼肌面积（cm2）=高×宽×0.7

1.3.5 牛肉品质 屠宰后24 h取试验组和对照组各3 头牛的背长肌，测定牛肉物理性状、水分、脂肪、蛋白质、氨基酸含量。测定方法参照NY/T 2739—2015《肉的食用品质客观评价方法》、GB/T 9695.11—2008《肉与肉制品氮含量测定》、GB/T 9695.7—2008《肉与肉制品总脂肪含量测定》、GB/T 9695.15—2008《肉与肉制品水分含量测定》、GB/T 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》。

1.3.6 血清抗氧化指标 在试验牛屠宰前进行颈静脉采血，每头牛采集20 mL，4 ℃离心20 min（3 000 r · min-1）分离血清，立即置-20 ℃冰箱保存备用。总抗氧化能力（T—AOC）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—Px）和丙二醛（MDA）采用南京建成生物工程研究所酶聯免疫试剂盒进行检测。

1.4 數据整理及分析

试验数据以平均值±标准误差的形式表示。使用SPSS 22.0软件进行ANOVA分析，用Duncan's法进行多重比较，P<0.05表示差异显著，P>0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 紫玉米及紫玉米秸秆青贮对奶公牛生长、屠宰性能的影响

由表2可知，与对照组相比，饲喂紫玉米及紫玉米秸秆青贮的奶公牛眼肌面积显著提高12.66 %（P<0.05），ADG、屠宰前活体质量、胴体质量、净肉质量和净肉率均有提高的趋势，但差异不显著（P>0.05）。屠宰率对照组较高于试验组，但差异不显著（P>0.05）。

2.2 紫玉米及紫玉米秸秆青贮对牛肉品质的影响

由表3可知，与对照组相比，饲喂紫玉米及紫玉米秸秆青贮组奶公牛牛肉剪切力显著降低7.91%（P<0.05），熟肉率显著增加7.48%（P<0.05），加压失水率显著降低1.88%（P<0.05），滴水损失减少0.04%，但差异不显著（P>0.05）；肉色L*（亮度值）显著提高4.85%（P<0.05），肉色a *（红度值）接近，肉色b*（黄度值）升高但差异不显著（P>0.05）。2组试验奶公牛肉色外观表现见图1。

由表4可知，与对照组相比，饲喂紫玉米及紫玉米秸秆青贮奶公牛牛肉（鲜样）中水分增加0.64%，脂肪含量降低0.10%，蛋白质含量增加0.57%，但均未达到差异显著水平（P>0.05）。

由表5可知，与对照组相比，奶公牛饲喂紫玉米及紫玉米秸秆青贮后牛肉谷氨酸、甘氨酸、总氨基酸和风味氨基酸含量显著提高6.86%、6.52%、3.98%、5.40%（P<0.05）；除组氨酸外其他氨基酸含量均高于对照组，但未达到差异显著水平（P>0.05）。

2.3 紫玉米及紫玉米秸秆青贮对奶公牛血清抗氧化指标的影响

由表6可知，与对照组相比，饲喂紫玉米及紫玉米秸秆青贮显著提高了奶公牛血清中SOD、GSH-Px活性和T-AOC，升幅为9.41 %、10.58 %、27.16 %（P<0.05），显著降低了MDA含量，降幅为35.40 %（P<0.05）。

3 讨论与结论

3.1 紫玉米及紫玉米秸秆青贮对奶公牛生长、屠宰性能的影响

玉米及秸秆是肉牛饲养中最重要的营养来源之一。紫玉米营养价值很高，含蛋白质9.88%、脂肪5.21%，17种氨基酸中有13种含量高于黄玉米，特别是赖氨酸高25%、谷氨酸高150%、精氨酸高67%，微量元素铁、锰、铜、锌含量均高2～8 倍、钾量高 4～6 倍、钙量高 3～9 倍、生命元素硒含量高8.5 倍，具有明显量化优势[6-9]。本研究结果显示，应用紫玉米及其秸秆代替黄玉米饲喂奶公牛，显著提高了眼肌面积，眼肌面积是体现肉牛屠宰性能的重要指标，说明紫玉米能够提高肉牛屠宰性能。

3.2 紫玉米及紫玉米秸秆青贮对牛肉品质的影响

肉品质是对肉的外观、口感、营养价值等物理化学特征的一个综合评价，受畜禽性别、年龄、饲料、环境等诸多因素的影响。Tian等[10]在研究紫玉米对肉羊肉品质和生长性能中发现，饲料中添加紫玉米，羊肉胸肌和腰肌的剪切力显著降低，腰肌中的谷胱甘肽显著高于对照组，显著降低肌肉中的饱和脂肪酸，增加了不饱和脂肪酸。Purba等[11]研究表明，经2%、3%紫玉米芯提取物处理的牛肉，保质期在原来9 d的基础上还可以延长5 d。田亚原等[12]研究报道，紫玉米秸秆青贮饲料可提高热应激奶山羊的消化能利用率，改善能量利用，可提升抗氧化参数，有缓解奶山羊热应激的潜力。本研究中紫玉米显著降低了牛肉剪切力，剪切力体现肉的嫩度，是重要的感官品质，剪切力越小说明肉质越嫩；熟肉率能体现肉类加工性能，熟肉率越高说明加工后产量越高，本研究熟肉率显著增加7.48%，表明紫玉米能显著减少牛肉蒸煮损失；加压失水率是衡量牛肉系水力的重要指标，本研究加压失水率显著降低1.88%，说明试验组牛肉保水性能好，更多汁；肉色是评价肉品质的第一直观印象，能引起消费者购买欲望，它与肌红蛋白氧化过程密切相关，肌红蛋白与氧结合形成氧合肌红蛋白使肉呈现鲜红色，继续氧化形成正铁肌红蛋白使肉呈现暗褐色[13-14]。本研究结果显示，饲喂紫玉米显著提高了牛肉L*（亮度）值，使牛肉在感官上颜色更鲜艳。

牛肉营养方面，紫玉米对牛肉水分、脂肪和蛋白质含量无显著影响。试验组奶公牛谷氨酸、甘氨酸、总氨基酸和风味氨基酸含量均显著提高，表明紫玉米能提高牛肉的营养价值，增加牛肉风味，汤汁将会更加浓郁。

3.3 紫玉米及紫玉米秸秆青贮对奶公牛血清抗氧化指标的影响

抗氧化能力是维持机体健康的重要因素，自由基升高会引发动物体内的氧化应激[15]，导致机体自由基动态失衡，诱发机体炎症反应[16]。T-AOC是评价机体抗氧化能力的综合指标，SOD和GSH-Px是体内 2种重要的抗氧化酶，其活性反映了机体清除氧自由基的能力；当自由基超过抗氧化酶的清除能力时便会产生脂质过氧化的终产物 MDA[17-18]，因此MDA 含量间接反应了体内自由基的含量。有研究表明，饲喂富含花青素青贮秸秆的奶牛可提高其产奶量和血液中超氧化物歧化酶浓度[19]。Hosoda等[20]研究显示，在绵羊日粮中补饲1.52 g·d-1的紫玉米花青素提取物不影响干物质采食量，并提高机体血浆SOD活性。本研究结果显示，饲喂紫玉米及其秸秆青贮显著提高奶公牛血清T-AOC、SOD、GSH-Px等酶活性，MDA含量显著下降，说明紫玉米能提高奶公牛抗氧化能力。原因可能是紫玉米及其秸秆中含有生物类黄酮物质，而黄酮物质主要的生理活性功能是清除自由基和抗氧化[21]，以及花青素特有的酚羟基结构有利于环上轻基键强度的降低，因而易于脱去羟基氢，形成较为稳定的醌类自由基，另一方面花青素类物质具有复杂的芳香环结构并且环上有复杂的取代基[22-23]。

本研究中，奶公牛饲喂紫玉米及其秸秆青贮代替黄玉米和普通黄玉米秸秆青贮能够有效提高其屠宰性能和肉品质，增强机体抗氧化能力，证明紫玉米及其秸秆青贮在肉牛生产中的应用有推广潜力。

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收稿日期： 2022-11-10

基金项目：天津市奶牛（肉羊）现代农业产业技术体系奶牛营养调控与后备牛培育岗位项目（ITTCRS202100004）

作者简介：韩静（1982—），女，天津人，助理研究员，主要从事动物营养研究工作。

通讯作者简介：李宁（1990—），男，山西朔州人，助理研究员，硕士，主要从事动物营养研究；

刘景喜（1967—），女，天津人，推广研究员，硕士，主要从事反刍动物营养研究与产品研发。