植物单宁对秦川肉牛生产性能的影响

常玮学,杨英超,杜鑫泽,赵春平,梅楚刚,昝林森,2*

(1. 西北农林科技大学 动物科技学院,陕西 杨凌 712100;2. 国家肉牛改良中心,陕西 杨凌 71210)

随着畜牧业的飞速发展,越来越多畜产品安全问题“浮出水面”,抗生素的滥用,瘦肉精的出现,也将畜产品安全问题推至舆论的“风口浪尖”。因此,在养殖业中,寻求一种提高畜禽免疫力、具有抗炎抗菌的植物添加剂,已经成为人们关注的热点问题。单宁是一种广泛存在于植物中的多酚类化合物,可分为水解单宁及缩合单宁[1-2]。单宁常被人们认为是“抗营养因子”,但在研究中发现,单宁的抗营养性不仅与添加量有关而且也其来源及结构有关[3]。单宁具有较强的抗氧化能力,在缓解氧化应激相关的疾病中起着较为关键的作用[4]。除此之外,Monagas等[5]报道,单宁不能直接被肠道吸收利用,而是被肠道细菌降解或转化,肠道细菌是多酚类物质发挥生物活性的关键因素。有研究表明,乳酸菌是能够和多酚类物质结合使单宁发挥抗氧化作用的微生物,乳酸菌具有去除活性氧、抵抗超氧阴离子自由基以及吸收过氧化氢的作用[6]。在饲料中添加单宁类物质后,可促进乳酸菌和部分拟杆菌的增殖生长,从而提高了肠道的健康水平[7]。除此之外,单宁具有保护过瘤胃蛋白、提高饲粮利用率、调节瘤胃微生物区系、减少甲烷产量等功能[8]。因此,本研究通过在秦川肉牛日粮中添加不同水平的植物单宁,研究植物提取单宁对肉牛生长性能、屠宰性能、肉品质的影响,为含单宁的粗饲料原料的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选取20头健康状况良好、14月龄左右、体重(260±20) kg,饲养于国家肉牛改良中心良种繁育场的秦川牛肉用新品系(简称秦川肉牛),随机将试验牛分为5组,每组4头,分别为对照组和4个试验组。对照组饲喂不添加植物单宁的基础饲粮,其精料的配方根据中国肉牛饲养标准中(NY/T81-2004)进行配制,基础饲粮组成及营养水平见表1。试验组在饲喂基础上分别添加3.22 g/kg DM、6.44 g/kg DM、9.66 g/kg DM、12.88 g/kg DM的植物单宁,分别为试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV组。饲喂试验牛前,将饲喂的精饲料、粗饲料、不同水平的植物单宁充分混合均匀,保证每日饲喂量充足。

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)

1.2 饲养管理

试验牛提前做好驱虫消毒工作,保证正常采食。将试验牛进行分组饲喂,每天饲喂两次(8∶30和15∶30时),保持食槽和水槽内清洁卫生。将干麦草提前进行处理,保证与青贮草,精料、单宁化合物充分混合均匀后饲喂。定期对试验牛进行健康检查,做好防护工作,按时消毒。保证牛舍环境卫生整洁干净,按时清理粪便。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 生长性能指标测定 根据试验阶段,在预饲期前3 d及每个试验期结束后3 d连续进行称量体重和测量体尺,测定生产性能时要求试验牛空腹,并保证其正常站姿。利用3 d的测量数据平均值作为该阶段的实际测量数据。运用该方法依次对试验牛进行生长性能的测定,分别称量体重,测量体高、体斜长、胸围、腹围,并计算各时期的增长量。

1.3.2 屠宰性能指标测定 在3个阶段试验结束后,选择对照组和试验Ⅲ组的试验牛各3头,空腹24 h后进行屠宰试验。屠宰前进行称重,作为宰前活重。采用颈部放血的方式进行屠宰。屠宰后称量胴体重。在分割过程中,采集12～13根肋骨之间的背最长肌,为肉品质做准备。将胴体分割后,将骨、肉分离,并计算屠宰率、净肉率、骨肉比等屠宰性能指标,计算如下。

屠宰率(%)=(胴体重/宰前活重)×100%

产肉率(%)=(净肉重/胴体重)×100%

净肉率(%)=(净肉重/宰前活重)×100%

肉骨比(%)=(净肉重/骨重)×100%

1.3.3 肉品质指标的测定 屠宰后采集背最长肌样品进行肉品质测定。

1.3.3.1 pH 利用BPH-2700 pH计,pH计校正到精度为0.01后,将测定探头包埋至样品同一处,连续测定3次。

1.3.3.2 剪切力 将背最长肌肉样切割为3cm左右厚度的小肉块。置于80 ℃左右的水浴锅中,当肉块中心温度达到70 ℃左右时,取出肉块,利用TA.XTC-18质构仪携带的直径为1.5 cm的专用取样器,避开结缔组织,顺着肌纤维的走向取样。利用该质构仪检测所取样的剪切力,每组样品重复3次。

1.3.3.3 眼肌面积 在屠宰过程中,将12至13根肋骨之间的背最长肌平整切开后立即用硫酸纸绘出眼肌横切面轮廓面积,计算眼肌面积。其计算公式如下所示:

眼肌面积(cm2)=眼肌高(cm)×眼肌宽(cm)×0.7

1.3.3.4 失水率 将取的背最长肌均匀地切割为1.0 cm左右厚度的肉片,利用分析天平(精度在0.0001 kg)称量其重量为W1;然后将肉样上下垫上各15层中性滤纸,将其置于YYW-2 型压力仪上,施加35 kg的压力,置于室温中,保持5 min后,立即取下肉样称量其重量记为W2,计算失水率,公式如下:

失水率(%)=(W1-W2)/W1×100

1.3.3.5 熟肉率 在试验牛宰后2 h内,取背最长肌中间部分100 g左右的肉样,利用分析天平(精度在0.0001 kg)称量其重量为W1;将肉样置于铝锅蒸屉上,用大火蒸30 min后,取出并挂在室内阴凉处冷却放凉,后称重记为W2,计算熟肉率,计算公式如下所示:熟肉率(%)= W2/W1×100。

1.3.3.6 肉色 将采集的背最长肌横截面切开后,利用分光测色仪NS808检测并记录肉样色度值(L*,a*,b*值)。

1.4 数据的统计与分析

将测定得到的数据通过Excel 2010对进行预整理后,利用SPSS 26.0统计软件,将生长性能以及采食量进行单因素方差分析和显著性差异(LSD法检验)分析;将屠宰性能以及肉品质的相关指标进行独立样本t检验进行分析。试验结果用平均值±标准差表示,P<0.05为差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同添加量的单宁秦川肉牛生长性能的变化

2.1.1 不同添加量的单宁秦川肉牛体重的变化 由表2可知,通过对试验牛育肥前后体重的称量统计。在试验初期各组之间试验牛体重均无显著差异(P>0.05)。在试验过程中从10月10日至12月10日两个月内,其体重变化均无明显差异(P>0.05)。到试验结束1月10日,试验Ⅳ组体重显著高于试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组,且该组显著高于对照组(P<0.05)。末期试验牛体重从高到低依次为试验Ⅳ、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ及对照组。通过对全期总增重的分析研究,发现试验Ⅲ组显著高于对照组(P<0.05)。试验Ⅲ组的全期增重量分别高于试验Ⅱ、Ⅳ、Ⅰ及对照组5.00%、5.29%、8.25%、16.53%。平均日增重试验组均显著高于对照组(P<0.05)。

表2 不同试验期试验牛体重的变化Table 2 Variation of body weight of cattle in different experimental periods

2.1.2 不同添加量的单宁秦川肉牛体尺的变化 由表3可知,通过对育肥期间试验牛体尺性能的统计分析。在试验初期,各组间体尺指标均无明显差异(P>0.05)。在试验末期各组间试验牛体高、体斜长、胸围的变化差异不显著(P>0.05),但腹围指标试验Ⅳ组较其他各组显著减小(P<0.05)。根据全期体尺的增长量可知,试验牛体高、体斜长的增长量试验Ⅲ组显著高于试验Ⅳ组,并且试验Ⅳ组显著高于试验Ⅰ、Ⅱ及对照组(P<0.05),体高、体斜长指标的增长量由高到低依次为试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ组、对照组;试验牛胸围的增长量各组间无明显差异(P<0.05);通过对试验牛腹围增长量的分析可知,试验Ⅰ、Ⅱ组、对照组显著高于试验Ⅳ组(P<0.05),试验Ⅳ组增长量最小,分别比对照组、试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ低了68.40%、62.34%、58.97%、33.89%。

表3 不同试验期试验牛体尺的变化Table 3 Variation of body size of cattle in different test periods

2.2 不同添加量的单宁对秦川肉牛屠宰性能的变化

由表4可知,在育肥试验结束后,将对照组和试验Ⅲ组进行屠宰性能的统计分析。其中对照组和试验Ⅲ组之间宰前活重、皮重、净肉率、骨肉比等指标均无显著差异(P>0.05)。除此外,胴体重、净肉重、屠宰率等指标试验Ⅲ组均显著高于对照组(P<0.05)。其中试验Ⅲ组胴体重、净肉重屠宰率分别比对照组高7.05%、4.07%、1.05%。

表4 对照组与试验Ⅲ组试验牛屠宰性能的比较Table 4 Comparison of slaughter performance between control group and test group III

2.3 同添加量的单宁对秦川肉牛肉品质的变化

由表5可知,通过对试验牛肉品质的分析统计,对照组和试验Ⅲ组的水分、pH、失水率等肉品质指标两组间无显著性差异(P>0.05)。剪切力、熟肉率、眼肌面积等指标试验Ⅲ组均显著高于对照组(P<0.05),而熟肉率指标两者间差异极显著(P<0.01)。在肉色指标中,对照组的亮度值(L)、黄度值(b)均显著高于试验Ⅲ组,并且对照组黄度值(b)极显著高于试验Ⅲ组(P<0.01)。

表5 对照组与试验Ⅲ组试验牛肉品质的比较Table 5 Comparison of beef quality between control group and test group III

2.4 不同添加量的单宁对秦川肉牛饲料报酬估算

通过对育肥期间饲料的消耗及育肥牛的增重的计算和分析,不同添加量单宁对秦川牛饲料报酬计算结果见表6。由表6可知,全期总增重试验Ⅲ组显著高于其他各组(P<0.05)。饲料消耗总量对照组显著高于试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组(P<0.05),并且试验Ⅱ显著高于试验Ⅲ、Ⅳ组,试验Ⅲ组高于试验Ⅳ组(P<0.05);料重比试验Ⅲ、Ⅳ组显著低于试验Ⅱ组(P<0.05);平均每千克增重饲料成本各组间无显著性差异(P>0.05)。全期平均每头牛饲料成本从高到低依次为试验Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ组、对照组。综上,在秦川肉牛日粮中添加了9.66g/kg DM植物提取单宁后,经过90 d育肥试验后,试验Ⅲ组的全期增重量分别高于试验Ⅱ、Ⅳ、Ⅰ及对照组5.00%、5.29%、8.25%、16.53%;料重比试验Ⅲ组较对照组降低了4.71%;由于植物单宁对采食量的影响,试验Ⅲ组全期饲料总消耗量较对照组减少112.93 kg。在全期育肥过程中,虽在添加植物单宁后饲料成本增加,但秦川肉牛日增重试验Ⅲ组较对照组提高了0.14 kg。与肉牛市场价估算,平均每千克增重减少了成本1.01元,全期总收益高于对照组209.5元。

表6 不同添加量的单宁对秦川肉牛饲料报酬估算Table 6 Effect of different tannins on feed reward of Qinchuan beef cattle

3 讨 论

3.1 不同添加量的单宁对秦川肉牛生长性能的影响

生长性能是衡量动物生长快慢最重要的指标之一,也是动物对饲料中营养物质的消化吸收最终的表现,其中包括育肥总增重、日增重、体尺的增长等[9]。本研究结果表明,添加单宁后,在前期试验中并未对试验牛的体重变化有显著影响;在试验结束后,对试验牛的末期重、全期总增重分析发现,在添加9.66 g/kg DM的单宁时,试验牛的体重、总增重均最显著,且试验组均显著高于对照组。生长性能还包括体尺的变化,肉牛的体尺也是能够衡量其生长速度的指标之一。在本研究中,通过测量秦川肉牛体高、体斜长、胸围、腹围的增长情况,研究单宁的添加量对秦川肉牛体尺影响。虽然试验前后试验牛体高、体斜长各组间无显著性差异,但在添加9.66 g/kg DM单宁时体尺的增长量显著高于对照组,说明在日粮中添加适量单宁化合物能够提高秦川肉牛的增重以及生长速度,这与Aboagye等[10]的研究相似,通过饲喂含不同种类的单宁的牧草,结果表明含单宁牧草能够提高羔羊的增重以及产毛量。除此之外,在本研究中肉牛的平均日增重各试验组均显著高于对照组,这与解湧芳等[11]的研究相近,当饲料中含有4%的单宁时,能够显著提高绵羊的平均日增重,添加适量的单宁化合物或者饲喂含单宁粗饲料,可提高反刍动物的生长速度。其原因可能是反刍动物在消化过程中添加了单宁,单宁具有保护的过瘤胃蛋白的作用,降低了饲料中蛋白的损失,提高反刍动物小肠内蛋白的吸收,并且能够有效的降低病原微生物对反刍动物的侵害,提高免疫力[12]。综上所述,在日粮中添加适宜添加量的单宁时能够有效的提高秦川肉牛的生长性能。

3.2 不同添加量的单宁对秦川肉牛屠宰性能的影响

屠宰性能是作为肉用类动物的关键因素,主要包括屠宰率、净肉率、肉骨比等,该类指标既能反应肉牛的生产性能,又能衡量肉牛的生长发育情况[13]。秦川肉牛经过长期的选育和复杂改良过程,产肉性能有了较为明显的改善[14]。在本研究中,通过对对照组和试验Ⅲ组进行屠宰分析发现,日粮中添加了单宁化合物后,肉牛的胴体重、屠宰率、净肉率均显著高于未添加的对照组而其他指标均无显著性差异。该结论与苗平静[15]的研究结果不同,其研究含单宁较高的高粱进行育肥后发现高添加量单宁含量的高粱日粮对肉牛的生产性能以及屠宰性能均有一定的负面影响。这可能与添加不同类型单宁到饲料中对不同品种牛产生的影响效果存在差异。但也有研究表明,将含有单宁的葡萄籽渣添加在羔羊日粮中后,试验组胴体重及屠宰率显著对照组[16];赵梦迪[17]研究发现,在日粮中添加单宁和纤维素酶能够提高湖羊的屠宰性能。说明适宜添加量的单宁或者含适量单宁的粗饲料能够提高反刍动物部分屠宰性能。综上,在日粮中添加9.66 g/kg DM时可提高秦川肉牛的胴体重及净肉率等屠宰性能。

3.3 不同添加量的单宁对秦川肉牛肉品质的影响

牛肉的pH变化是在排酸过程中,其原理是肉中的葡萄糖发酵转化为乳酸,在牛肉经过排酸过程后,pH会随着贮藏的时间逐渐变大,因此也代表了牛肉的新鲜程度[18]。在本研究中,经过排酸之后,两组牛肉pH均无显著性差异。这与苗平静[15]的研究不一致,该研究表示高粱组肉牛的pH要明显高于玉米组。其原因可能是由于单宁含量过大,影响了试验组牛肉的pH。因此,在日粮中添加9.66 g/kg DM的单宁对牛肉pH无影响。

肉的嫩度和肉色常被消费者作为评判肉品质优劣的关键指标,并且也是可以直观感受得到的。肉嫩度一般用剪切力来衡量,剪切力的大小直接决定了肉的鲜嫩程度[19]。肉色的评定常利用Lab值进行评估,L*值代表亮度,a*值代表红度值,b*值代表黄度值;并且L*值越低,a*值越高,b*值越低,则肉色越好[20]。在本研究中,育肥期间添加了9.66 g/kg DM单宁的试验组其剪切力、L*值、b*值均显著低于未添加的对照组,说明添加适量的单宁能够改善牛肉的嫩度及肉色。

牛肉的失水率和熟肉率是衡量在牛肉熟化过程中最为重要的指标,两个指标为负相关关系,失水率越大,熟肉率越小则表明牛肉的保水性越差,肉品质越差[21]。本试验结果表明,试验组的熟肉率显著高于对照组。关于单宁对牛肉的熟肉率及失水率的影响未见详细的报道。在本试验中熟肉率较高,其可能原因是单宁过瘤胃蛋白的保护,提高了秦川牛对蛋白的吸收利用,导致肉中蛋白含量提高,从而提高了肉品质。

3.4 不同添加量的单宁对秦川肉牛饲料报酬估算

在日粮中添加植物单宁,其主要目的是为探究单宁在反刍动物中的应用,并且根据其添加量来评价含单宁粗饲料原料的开发利用价值。在本研究中通过对秦川肉牛的育肥增长量以及饲料的总消耗量,计算肉料比,并根据实时的市场价格划算成经济效益,以此估算此次试验的经济效益。在秦川肉牛日粮中添加了9.66g/kg DM植物提取单宁后,经过90 d育肥试验后,试验Ⅲ组的全期增重量分别高于试验Ⅱ、Ⅳ、Ⅰ及对照组5.00%、5.29%、8.25%、16.53%;料重比试验Ⅲ组较对照组降低了4.71%;虽在育肥期间,虽在添加植物单宁后饲料成本增加,但秦川肉牛日增重试验Ⅲ组较对照组提高了0.14 kg,与肉牛市场价估算,平均每千克增重减少了成本1.01元,全期总收益高于对照组209.5元。在本试验条件下,日粮中添加9.66 g/kg DM的植物单宁后能够有效的提高养殖效益,降低养殖成本。此外,根据不同的添加量可以评估不同含单宁粗饲料原料的开发利用价值。

4 结 论

在本试验条件下,在秦川肉牛的日粮中添加9.66 g/kg DM植物提取单宁,能够提高秦川肉牛部分生产性能,并能够有效提高肉牛养殖效益,为评估不同单宁含量的粗饲料原料开发提供依据。