不同营养水平对淘汰荷斯坦奶牛消化代谢、肉品质的影响

李秋凤，李春芳，2，曹玉凤＊，李建国，殷元虎，李伟

（1．河北农业大学动物科技学院，河北 保定071001；2．河北省畜牧良种工作站，河北 石家庄050061；3．黑龙江省畜牧研究所，黑龙江 齐齐哈尔161005）

近几年，我国各种肉类产量在逐渐增加，其中猪肉所占肉类总产量的比例逐年下降，而牛羊肉在肉类总产量中的比例却稳步上升，以牛肉的增长速度最快，这已经成为中国一个新的消费特点。根据联合国粮农组织（FAO）2009年统计，中国猪肉、羊肉产量位居全球第1，禽肉产量位居全球第2，牛肉产量位居全球第3，牛肉产量保持持续增长的趋势。虽然我国牛肉需要量增加，但是牛存栏量却在减少，牛源危机在不断增加［1］，而且我国肉牛出栏率高，平均酮体重和牛肉人均占有量均低于世界水平。据数据统计，2010年，全世界肉牛平均出栏率为20．18%，平均胴体重为203kg，人均牛肉占有量为10．1kg。我国肉牛平均出栏率为26%，平均胴体重为169 kg，人均牛肉占有量为4．0kg，因此，牛肉业在我国有着很大的发展潜力。

目前，国外提出了“向奶牛要肉”和“奶牛肉”的新方法。据有关国家统计，目前牛肉40%来源于专门肉牛，而60%则为淘汰奶牛和奶公犊。因此，肉牛不仅可以来源于专门肉牛，而且可以来自于奶牛，奶牛业是肉牛业的“源泉”。例如，美国虽然有大量的专门化肉牛，但仍有30%的牛肉来自奶牛，尤其是出售的犊牛肉和小牛肉，约有73%是奶公犊育肥的。据报道，淘汰奶牛具有能够饲喂多种饲料，增重潜能较大、有较好的市场、有较高的饲养利润等的特点，育肥淘汰奶牛将有很好的前景［2］。国外已经形成了肉、奶牛成一体的新局面，越来越多的淘汰奶牛经过合理的育肥而进入肉牛市场，丰富牛肉来源。

虽然我国一直有收购淘汰奶牛做肉用牛的习惯，但淘汰奶牛大多是不经过育肥直接屠宰，出现淘汰奶牛屠宰率低、产肉率低、肉质差的现象，使得农户都不愿意饲养淘汰奶牛。近几年，育肥淘汰奶牛已成为专家学者们的研究重点，国内有许多学者提出可以通过学习和借鉴国外淘汰奶牛先进科学技术，向奶牛要肉，形成一套完善的且适合我国淘汰奶牛的饲养管理和育肥制度。淘汰奶牛经过短期育肥，促进牛肌内脂肪的沉积，然后再屠宰，提高屠宰率和净肉率，改善牛肉质，最终提高饲养者的养殖效益，提高人们养殖淘汰奶牛的积极性。这样不单能为淘汰奶牛找到出路，节约奶牛资源，而且还能有效地增加我国的牛肉产量，最终实现奶牛业和肉牛业的有效结合，达到“双赢”的目的。

本试验通过研究不同能量蛋白水平日粮对淘汰荷斯坦奶牛营养物质消化代谢、牛肉品质的影响，为我国淘汰奶牛育肥和饲养技术提供一定的理论根据。

1 材料与方法

1．1 试验设计

自2011年8月14日至2011年11月11日在黑龙江省安达市长友养殖场进行试验。本试验按随机设计，选择32头体重接近（410±25．24kg）、健康的淘汰荷斯坦奶牛，按年龄、体重、膘情毛色均等的原则随机分成4组，每组8头。试验分前期和后期2个阶段，不同试验阶段各组试验牛日粮及营养水平见表1。试验预试期10d，并在此期间驱除体内外寄生虫，然后编号称重进入试验期，试验期90d，试验前期45d，试验后期40d，中间过渡天数为5d。试验期每日饲喂2次，早晨5：00和下午5：00，自由饮水，拴系饲养。每天清扫食槽，打扫牛舍。

表1 试验前、后期日粮组成和营养水平（干物质基础）Table 1 Composition and nutrition levels of diets in earlier and later stage（DM）

1．2 样品的采集

1．2．1 饲料样的采集 每个试验期结束前连续3d采用四分法采集饲料样品，在65℃烘干48h，回潮24h，再粉碎过40目筛，装入封口袋中冰箱保存。用于测定其干物质含量和粗蛋白（crude protein，CP）、粗脂肪（crude fat，EE）、中性洗涤纤维（neutra detergent fiber，NDF）、酸性洗涤纤维（acid detergent fiber，ADF）和钙、磷的含量。

1．2．2 粪样的采集 试验结束前，每个试验组随机选择3头牛，连续3d收集粪样，每天取10%，并分为两部分冰箱保存：1）不加酸；2）加入10%硫酸（每100g粪中加入20mL）。其中加酸的在65℃烘干，测定粪中的氮，以计算粪中蛋白质的含量。不加酸的部分又分为两部分：一部分在105℃烘干，用于测定水分；另一部分在65℃烘干，测定初水分后，磨碎过40目筛，混匀放入冰箱中冷冻，备用供测定其他营养成分。用酸不溶灰分法测定干物质、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、钙、磷、NDF和ADF含量。

1．2．3 肉样的采集 试验牛经宰杀，放血，剥皮，去头、蹄、尾、内脏，测定宰前活重（空腹）、胴体重。经过排酸后（72h）分割，测定净肉重、骨重，计算屠宰率、胴体产肉率、净肉率，并测定眼肌面积、背膘厚度、肉色、脂肪色。取宰杀牛背最长肌测定不同时间的pH、嫩度剪切力、滴水损失、熟肉率及牛肉中粗灰分、水分、粗蛋白、粗脂肪、钙、磷、脂肪酸。

1．3 样品测定方法

1．3．1 饲料样与粪样的测定 水分测定参照标准：CB5009．3－85，用105℃恒重法测定。粗蛋白参照标准：CB5009．5－85，用半微量凯氏定氮法测定。粗脂肪用索氏脂肪抽提法测定。灰分用灼烧重量法测定，参照标准：CB5009．4－85，用高温灰化的常规方法测定。

以上所有试验试剂均为分析纯。

用内源指示剂方法测表观消化率：

某养分消化率（%）＝［（a／c－b／d）／（a／c）］×100

式中，a为饲料中某养分（%）；b为粪中某养分（%）；c为饲料中指示剂（%）；d为粪中指示剂（%）。

应用4N－HCl不溶灰分测定养分消化率：

4N－HCl不溶灰分（%）＝［（Wf－We）／Ws］×100

式中，Wf为坩埚＋灰分重；We为空坩埚重；Ws为样重。

1．3．2 屠宰性能的测定 宰前活重为肉牛在空腹24h后宰前的活重。胴体重为屠宰放血后，剥去毛皮、去头、去内脏及前肢膝关节和后肢趾关节以下部分后，整个躯体（包括肾脏及其周围脂肪）静置30min的重量。屠宰率为胴体重与牛屠宰前活重之比，用百分率表示。眼肌面积为测量倒数第1与第2肋骨之间脊椎上眼肌（背最长肌）的横切面面积，因为它与产肉量呈高度正相关。一般先用硫酸绘图纸描绘出眼肌横切面的轮廓，可用下面公式估计：眼肌面积（cm2）＝眼肌高度×眼肌宽度×0．7。背膘厚度为第12～13胸椎结合处的背部，用直尺量其皮下脂肪的厚度，不包括皮在内。

1．3．3 肉品质指标的测定 1）熟肉率：取新鲜眼肌肉样称重W1，放在锅中蒸大约30min，取出后在室内自然条件下晾15min，然后称重W2计算。

熟肉率（%）＝W2／W1×100

2）pH：用精密酸度计在宰后45min测定背最长肌肉样的pH值；将背最长肌肉样在4℃条件下贮藏24h后测定pH。

3）滴水损失：在屠宰的当天，准确称取100g左右牛肉（W1），吊挂在塑料袋中在2℃冰箱内进行熟化，于熟化的不同时间（宰后12，24，48，72h）分别称取样品重量（W2），计算牛肉的滴水损失。

滴水损失＝（W1－W2）／W1×100

4）嫩度剪切值：取背最长肌肉样置于80℃的恒温水浴锅中，水浴加热至肉的中心温度达到75℃，取出冷却至室温，按与肌纤维呈垂直方向切取宽度为1．5cm的肉片，再用1．27cm直径的圆形取样器顺肌纤维方向钻切肉样块，同源样本的重复次数为10次。按嫩度仪的使用说明书操作，记录10个肉块的剪切力值，计算其平均数。单位用牛顿（N）或kg／cm2表示。

1．3．4 牛肉中常规成分的测定 常规成分的测定：取左半胴体胸腰部的背最长肌和臀肌约500g，绞碎后，按照常规方法将样品制成风干样品测定干物质（烘干法）、有机物（高温灰化法）、粗脂肪（索氏提取法）、CP（凯氏定氮法）、钙（高锰酸钾滴定法）和磷（钒钼酸铵比色法）。

1．3．5 胴体质量的测定 1）肉色：对照肉色等级图片判断背最长肌横切面处颜色的等级。肉色按颜色深浅分为8个等级，其中4，5两级的肉色最好。

2）大理石花纹：在室内自然光下，以美式标准图谱为参照，与肉牛新鲜横切面进行对照，只有少量痕迹为1分，微量为2分，少量为3分，适量为4分，大量为5分。

3）脂肪色：脂肪色等级分为8级（1，2，3，4，5，6，7，8），其中脂肪色微1，2级两级最好，按照“标准”牛肉脂肪色等级图评定。

1．3．6 背最长肌肉中脂肪酸含量的测定 采用气相色谱法测定背腰最长肌中脂肪酸的组成和含量。

1．4 数据处理

试验数据应用SPASS 17．0软件的ANOVA程序进行方差分析，差异显著采用DUNCAN检验法进行各组间的多重比较，试验数据用平均值±标准差表示。

2 结果与讨论

2．1 不同日粮营养水平对淘汰奶牛养分消化率的影响

各组试验牛粗蛋白消化率受日粮中能量蛋白水平的影响较大（表2），各组间差异达到极显著水平（P＜0．01）。Ⅲ组粗蛋白消化率最高，为72．47%，较Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ组分别高2．56%，2．59%和4．15%（P＜0．05）。Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ组粗蛋白消化率差异不显著（P＞0．05）。Ⅱ组粗脂肪消化率最高达到85．93%，比其他3组分别提高了13．24%（P＜0．05），6．56%（P＞0．05）和8．39%（P＞0．05），Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组差异不显著（P＞0．05）。Ⅳ组粗灰分表观消化率最低，为33．49%，比其他3组分别低15．17%（P＜0．05），16．96%（P＜0．05）和2．03%（P＞0．05）。Ⅲ组粗灰分表观消化率较前2组分别降低11．70%（P＞0．05）和16．96%（P＜0．05）。因此，日粮能量蛋白水平对NDF、ADF表观消化率没有显著影响。

表2 不同日粮营养水平对淘汰奶牛养分消化率的影响Table 2 Influence on nutrient apparent digestibility of Holstein Culling Cow fed different nutrition levels in diet %

2．2 不同日粮营养水平对淘汰荷斯坦奶牛胴体品质的影响

从表3可看出，淘汰奶牛的胴体品质与日粮营养水平的高低有直接的关系。屠宰率、净肉率随日粮营养的增加不同程度的提高，Ⅱ组屠宰率和净肉率最高，分别为51．49%和42．03%，Ⅰ组最低，Ⅱ组屠宰率和净肉率比Ⅰ组分别提高3．25%（P＞0．05）和4．71%（P＞0．05）。Ⅲ组的胴体产肉率最高，为82．31%，相对Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ组提高了2．30%（P＞0．05），0．86%（P＞0．05）和2．11%（P＞0．05）。背膘厚度Ⅰ组最低，Ⅳ组最高，为0．78cm，Ⅳ组比Ⅰ组提高73．33%（P＜0．05），Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组差异不显著。各组眼肌面积、脂肪色和肉色存在差异，但未达到显著水平（P＞0．05），眼肌面积为75～85cm2，脂肪色在2～3之间，肉色在4．5～5．5之间。

2．3 不同日粮营养水平对淘汰荷斯坦奶牛肉品质的影响

由表4可以看出，日粮营养水平影响淘汰奶牛牛肉的熟肉率。各组熟肉率差异达到极显著水平（P＜0．01），Ⅲ组的熟肉率最高为49．73%，比Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅳ组分别提高了6．03%，7．87%和4．30%（P＜0．01），Ⅳ组熟肉率比Ⅰ组、Ⅱ组提高1．66%和3．43%（P＜0．01），Ⅰ组、Ⅱ组熟肉率差异不显著（P＞0．05）。各组试验牛的pH 在45min、72h时差异不显著（P＞0．05），45min的pH 在7．0～7．5之间，72h的pH 在5～6之间。Ⅰ组24h、48 h的pH最低，分别为5．76和5．53。牛肉的剪切力与肉品质呈负相关关系，剪切力越大说明肉的嫩度越差，反之亦然。宰后不同时间剪切力不同，24和72h各组间剪切力差异不显著（P＞0．05），48h时Ⅳ组剪切力最低，为4．55kg，比Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组分别降低14．51%（P＜0．05），17．58%（P＜0．05）和9．23%（P＞0．05）。不同时间各组滴水损失差异不显著（P＞0．05）。

表3 不同日粮营养水平对淘汰荷斯坦奶牛胴体品质的影响Table 3 Influence on body quality of Holstein Culling Cow fed different nutrition levels in diet

2．4 不同日粮营养水平对牛肉常规成分的影响

由表5可知，肉中脂肪含量随营养水平提高而增加，以Ⅳ组最高达6．94%，Ⅰ组最低为4．08%，相对提高70．10%（P＜0．05），Ⅳ组比Ⅱ组、Ⅲ组分别高31．69%和41．63%（P＜0．05），Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组差异不显著（P＞0．05）。各组牛肉中水分、粗蛋白、粗灰分、钙、磷含量无显著差异（P＞0．05）。

表4 不同日粮营养水平对淘汰荷斯坦奶牛肉品质的影响Table 4 Influence on beef quality of Holstein Culling Cow fed different nutrition levels in diet

表5 不同日粮营养水平对淘汰荷斯坦奶牛牛肉常规成分的影响Table 5 Influence on beef nutrition components of Holstein Culling Cow fed different nutrition levels in diet %

2．5 不同日粮营养水平对淘汰奶牛背最长肌各种脂肪酸组成的影响

从表6中可以看出，饱和脂肪酸含量随营养水平的提高有所提高，但各组无显著差异（P＞0．05），试验各组C13：0含量差异显著（P＜0．05）；各试验组C14：0含量差异极显著（P＜0．01）；各试验组C15：0含量差异显著（P＜0．05），C23：0含量差异极显著（P＜0．01）；试验4组 C16：0、C17：0、C18：0、C20：0含量差异不显著（P＞0．05）。

单不饱和脂肪酸含量试验各组没有显著差异（P＞0．05）。但随着日粮营养水平的不同，各组淘汰奶牛背最长肌中C14：1含量差异显著，其中Ⅳ组含量最高，达到0．74%，比其他3组分别高48．00%（P＜0．05），39．62%（P＜0．05）和85．00%（P＜0．01），Ⅱ组比Ⅰ组、Ⅲ组分别高6．00%（P＞0．05）和32．5%（P＞0．05）。Ⅰ组C15：1含量最高，达到0．29%，比其他3组分别提高7．40%（P＞0．05），70．59%（P＜0．05）和52．63%（P＞0．05），Ⅱ组与Ⅲ组、Ⅳ组比较，分别提高了58．82%和42．10%（P＞0．05）。试验各组中C16：1、C18：1n9t、C18：1n9c、C24：1的含量差异不显著（P＞0．05）。

多不饱和脂肪酸含量试验各组有显著差异（P＜0．05），Ⅱ组PUFA含量最高，达到5．93%，比其他3组分别高4．59%（P＞0．05），5．07%（P＞0．05）和61．58%（P＜0．05）；Ⅲ组比Ⅰ组、Ⅳ组分别高2．47%（P＞0．05）和58．31%（P＜0．05）；Ⅰ组比Ⅳ组高54．50%（P＜0．05）。试验各组C18：2n6t含量差异极显著（P＜0．01），Ⅱ组含量最高，达到1．37%，比Ⅰ组、Ⅲ组、Ⅳ组分别提高了8．73%（P＞0．05），30．48%（P＜0．01）和44．21%（P＜0．01）。C18：2n6cⅡ组含量最高，与Ⅰ组、Ⅲ组、Ⅳ组相比较分别提高了12．63%（P＞0．05），8．20%（P＞0．05）和94．12%（P＜0．01），Ⅲ组比Ⅰ组、Ⅳ组分别提高4．10%（P＞0．05）和79．41%（P＜0．01）。C9，t11－C18：2含量最高的是Ⅲ组，为0．24%，比其他3组分别提高了26．32%（P＞0．05），9．09%（P＞0．05）和118．18%（P＜0．05）。各试验组C20：3n6含量差异极显著（P＜0．01），Ⅲ组最高，为0．40%，比其他3组分别高17．65%（P＞0．05），17．65%（P＞0．05）和122．22%（P＜0．01），Ⅱ组C20：3n6含量比Ⅳ组高88．89%（P＜0．05）。各试验组C18：3n3和C22：2含量差异不显著（P＞0．05）。

3 讨论

3．1 不同日粮营养水平对淘汰奶牛养分消化率的影响

能量和蛋白质存在互作效应，日粮能量蛋白水平的不同，牛的养分表观消化率也不同。日粮能量水平相同，肉牛粗蛋白表观消化率随蛋白质水平升高而升高；蛋白质水平相同，粗蛋白的表观消化率随能量水平升高而降低［3］。徐萍等［4］报道不同营养水平（精料量）的日粮影响蛋白质的消化吸收量（P＜0．05），并随日粮精料进食水平增加而增加，但蛋白质表观消化率各组间无显著差异（P＞0．05），与黄洁等［5］研究报道一致。本试验结果表明，蛋白质表观消化率随日粮营养水平的增加逐渐增加，但在Ⅲ组达到最高，Ⅳ组呈下降趋势，原因可能是低营养水平的日粮不能满足牛的正常需要，而高营养水平日粮又导致牛难以有效利用日粮中过量的蛋白质［6－7］。

日粮能量蛋白水平对纤维性物质、有机物表观消化率的研究结果报道不一。Mathis等［8］认为，肉牛饲喂低质粗饲料日粮中补充豆饼能明显提高NDF的消化率；郑晓中等［9］研究认为日粮中添加长链脂肪酸钙对肉牛能显著升高全消化道NDF和ADF消化率，但过高的脂肪则显著降低全消化道NDF和ADF消化率。Stevenson和De Langen［10］研究报道，在放牧条件下增加肉牛精料降低牛瘤胃NDF表观消化率，而全消化道粗灰分、NDF、ADF表观消化率无明显差异。在本试验中，不同日粮营养水平对试验牛NDF、ADF表观消化率无显著影响，也与Stevenson和 De Langen［10］的报道结果相一致。

3．2 不同日粮营养水平对淘汰荷斯坦奶牛胴体品质的影响

日粮中能量蛋白水平是影响胴体品质的重要因素。郭亮等［11］研究了能量蛋白水平对荷斯坦肥育牛胴体品质及肉品质的影响，结果表明高能量蛋白水平能显著改善胴体品质，高能量蛋白组屠宰率、胴体出肉率较低能量蛋白水平组比分别提高8．54%（P＜0．05）和6．25%（P＜0．05），邱怀等［12］、闫祥林［13］也得出相似的结果。但陈文贤［14］报道，随着日粮中能量蛋白水平的提高，胴体重、屠宰率却随之降低。本试验中，中营养水平试验组胴体重、屠宰率均达到最高，而较高和高能量蛋白试验组却降低，说明本试验条件下过高营养水平不能提高屠宰性能，这是因为高营养水平更有利于淘汰奶牛机体内脂肪的沉积［15］，而体内沉积脂肪顺序是由内脏周边脂肪沉积开始的，因此降低了屠宰率和净肉率。Prior等［16］研究认为提高日粮能量蛋白水平能显著提高肉牛背标厚度、改善肉品质，与陈文贤［14］、杨志强［17］报道一致。本试验研究结果也证明了这一结论。因此，日粮营养水平的提高有利于脂肪沉积，更适于优质牛肉的生产。

3．3 不同日粮营养水平对淘汰荷斯坦奶牛肉品质的影响

熟肉率是测定肌肉在烹煮过程中保水情况的主要指标，熟肉率越高，肌肉的保水性越强，肌肉越嫩，肉品质就越好。李冬光等［18］报道，日粮营养水平越高，牛肉的熟肉率也越高。本试验中随着日粮营养水平的提高，牛肉的熟肉率有增加的趋势，可见，提高日粮营养水平对提高牛肉肌肉保水性有很好的作用。

剪切力是评定牛肉嫩度的主要指标。牛肉剪切力越低，表示肌肉越嫩，肉的品质越好。李石友等［19］报道，肉牛饲料营养水平提高，熟肉率提高，嫩度增加，牛肉中的脂肪含量增加，从而改善牛肉品质。本试验表明，不同时间的剪切力以低营养水平组最高，高营养水平组最低，因此，日粮营养水平的增加能降低肌肉的剪切力，可能是因为饲喂高营养水平的日粮后，牛背最长肌中胶原蛋白的溶解性增加，提高了肌肉中的胶原蛋白比例，从而降低了牛肉剪切力。可见，日粮营养水平的增加能显著降低肌肉的剪切力，有利于改善牛肉嫩度。

3．4 不同日粮营养水平对淘汰荷斯坦奶牛肉常规成分的影响

肌肉组织中的主要的化学成分包括蛋白质、脂肪和水分，它们的含量受日粮营养水平的影响很大。金显栋等［20］研究不同能量和蛋白质水平对BMY牛胴体品质的影响显示，低、中、高能量蛋白水平日粮对牛肉常规化学成分、物理及肉品质有影响，但差异不显著（P＞0．05）。冯仰廉［21］指出虽然牛体组织的化学成分随生长过程而有较大变化，但随着年龄和体重的增加体组织中的水分下降，体脂肪升高，体蛋白较稳定、仅稍下降。本试验的研究结果与冯仰廉［21］报道一致。可见，高营养水平的日粮对育肥淘汰荷斯坦奶牛体脂肪的沉积有一定的促进作用。

3．5 不同日粮营养水平对淘汰奶牛背最长肌各种脂肪酸组成的影响

牛肉营养丰富，肉中脂肪酸已经成为当前衡量肉质是否优等的一个重要指标。有报道称，肌肉中饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸的含量高，其嫩度、多汁性、香味评分值较高，但是多不饱和脂肪酸含量过高，会产生软脂现象，则肉的风味下降；但饱和脂肪酸过高对人体健康不利，加重动脉硬化。因此，研究牛肉中脂肪酸的含量有重要的意义。

国外对于牛肉中脂肪酸的研究报道居多，国内研究报道较少。本试验中肉牛背最长肌中C14：0、C16：0、C18：0、C9－C18：1含量高，这与Kazala等［22］结果一致。饲喂不同营养水平的日粮，淘汰奶牛背最长肌中SFA、MUFA不存在差异；PUFA呈先增加后降低的趋势，中营养水平组PUFA含量最高，高营养水平组最低，原因可能是饲喂高营养水平的日粮会影响淘汰奶牛瘤胃中有益微生物的生长活动，影响了瘤胃微生物对脂肪酸的氢化作用，从而不利于PUFA的合成。所以，育肥淘汰奶牛时应饲喂较高营养水平的日粮，以使牛肉的脂肪酸组成更加合理。

4 结论

日粮营养水平对淘汰奶牛的消化代谢和肉品质有影响，适宜的日粮营养水平不仅能提高淘汰奶牛养分消化率和屠宰指标还能改善胴体品质和牛肉品质。淘汰荷斯坦奶牛育肥营养水平建议值：体重410～470kg，干物质采食量为11．03～11．53kg／d，DE摄入量为147．86～150．05MJ／d，CP摄入量为1．57～1．66kg／d（DM）；育肥牛体重470～530kg，干物质采食量为10．76～11．23kg／d，DE摄入量为149．18～151．21MJ／d，CP摄入量为1．53～1．62kg／d（DM）。

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