糖化玉米秸秆对22～42日龄肉鸡生长性能、养分代谢率、屠宰性能及肉品质的影响

2021-02-07刘梦洁尹清强刘超齐党晓伟高天增

动物营养学报 2021年1期

王平刘梦洁常娟尹清强* 刘超齐党晓伟高天增

(1.河南农业大学牧医工程学院，郑州450002；2.河南德邻生物制品有限公司，新乡453000；3.河南广安生物科技股份有限公司，郑州450001)

随着我国饲料工业和畜牧业的迅速发展，饲料资源短缺问题成为限制畜牧业发展的重要因素，加强饲料资源开发显得尤为重要[1]。农作物秸秆是自然界存在的数量巨大的可再生资源，富含丰富的结构性碳水化合物，通过有效地处理方法将秸秆中的结构性碳水化合物降解成葡萄糖和易消化利用的低分子碳水化合物进而转化成能量饲料，这将有助于解决畜牧生产中饲料短缺的问题。但是由于秸秆中纤维素、半纤维素和木质素三者之间复杂的链接，使得纤维素和半纤维素的糖化过程要比其他碳水化合原料困难得多，这是限制秸秆利用的主要原因[2]。一直以来，积极开发秸秆资源，提高秸秆饲用量和饲用效率，推进秸秆饲料化利用是全国饲料工业发展的主要任务之一。

玉米秸秆直接作为饲料适口性差，难以被单胃动物消化利用，至今未实现在猪、鸡生产中的应用。大量试验证明，玉米秸秆经物理、化学及微生物发酵等预处理和酶解后，纤维素、半纤维素可降解为葡萄糖、木糖、纤维二糖等小分子糖，这些小分子糖更易被动物消化吸收[3-5]。目前，关于玉米秸秆在肉鸡生产中的应用研究较少，并且所得结果不一。有研究报道，在饲养后期肉鸡饲粮中添加10%发酵玉米秸秆粉显著降低了平均日增重，增加了料重比[6]。另有研究报道，在饲养后期肉鸡饲粮中添加8%蒸汽爆破-米曲霉发酵联合处理玉米秸秆替代玉米是有效的[7]。研究发现，在1～22日龄肉鸡饲粮中添加4%糖化玉米秸秆(saccharification corn straw，SCS)是可行的[8]。由此可见，秸秆饲喂效果主要取决于秸秆的处理方法、肉鸡饲养阶段以及在饲粮中的添加量。本试验采用物理-化学联合法预处理玉米秸秆，并通过酶解使预处理玉米秸秆糖化。SCS作为一种新型的饲料原料，其还原糖、粗蛋白质、钙、磷、纤维素和半纤维素含量分别为575.11 mg/g、8.22%、3.30%、0.11%、3.11%和7.86%。因此，本试验通过研究SCS对22～42日龄肉鸡生长性能、养分代谢率、屠宰性能及肉品质的影响，旨在为SCS在饲养后期肉鸡生产中的应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 SCS制备

玉米秸秆经粉碎机(9FQ-420型，郑州千鼎机

械设备有限公司)粉碎后(80%过16目筛)，经饲料膨化机(DGP40-Ⅰ型，邢台裕工科技开发公司)膨化，然后置于超声波中药处理槽(RHTQ-2000w，济宁荣汇超声设备有限公)中按照液固比13∶1加入水，1 000 W、80 ℃超声波处理30 min；再加入6%(质量分数)氧化钙、2%(质量分数)氢氧化钠，84 ℃水浴处理6 h；降温至室温加入3%(体积分数)双氧水，处理4 h，风干。将上述预处理秸秆置于发酵罐(BIOGM-301Ts1000L，上海高盟生物工程设备有限公司)酶解，按照液固比10∶1，用盐酸和硫酸调pH至4.3，加入纤维素酶32.30 FPU/g(包含木聚糖酶50 U/g)，50 ℃酶解82 h，按照酶解液与玉米(4.5∶1.0)和豆粕(3∶1)的比例吸附，风干。

1.2 试验动物及试验设计

选择22日龄健康的雌性爱拔益加(AA)肉鸡200只，平均体重(725±8) g，随机分为4个组，每组5个重复，每个重复10只鸡。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别在基础饲粮中添加4%(Ⅰ组)、8%(Ⅱ组)和12%(Ⅲ组)的SCS。试验期21 d。试验饲粮营养水平参照NRC(1994)配制，试验饲粮组成及营养水平见表1。通过差量法测定得出SCS在肉鸡饲粮中添加4%、8%和12%时表观代谢能分别为15.85、15.81和14.38 MJ/kg[9]。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 生长性能

每天记录采食量，回收抛洒料；观察肉鸡的健康状况，记录死亡情况。在试验第21天19:00断料供水，次日07:00以重复为单位空腹称重，计算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)、料重比(F/G)和死亡率。

1.3.2 养分代谢率

采用全收粪法，在鸡笼下设粪盘，收集试验第16～18天的排泄物，称重。在60～65 ℃烘干至恒重，自然状态下回潮24 h，称重记录，粉碎后过40目筛备用。饲粮和粪样中粗蛋白质含量用凯氏定氮法测定，粗脂肪含量用乙醚浸提法测定，钙含量用乙二胺四乙酸二钠络合滴定法测定，磷含量含用钼黄法测定[10]。饲粮和粪中总能测定采用全自动氧弹测热计(IKA-C2000，德国IKA公司)。采用Van Soest等[11]滤袋法测定中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)含量，并计算纤维素和半纤维素含量：

而今，上合峰会已过去半年之久，青岛也进入了后峰会时代，政策红利、资源配备、环境营造正处于有利阶段。但长久以来，青岛的国际知名度、城市的整体国际化水平、国际旅游的配套建设、国际旅游人才培养、市民的国际化意识等方面依然有很多不足。青岛的国际旅游竞争力不足，入境旅游指标不高，与国内热点国际旅游目的地城市还有较大差距。因此，在青岛即将迎来国际旅游热潮之际，我们需要尽快弥补不足，发挥优势，构建科学的发展战略体系，深化并延长“峰会效应”，树立起长久、稳固、特色鲜明的国际旅游目的地品牌，使青岛屹立于国际旅游热点城市之林。

纤维素=ADF-ADL-粗灰分；
半纤维素=NDF-ADF。

1.3.3 屠宰性能

在试验结束时，各组每个重复选取接近平均体重的1只鸡，进行屠宰指标的测定。称量宰前活重、屠体重、全净膛重、胸肌重、腿肌重、腹部脂肪重，计算屠宰率、全净膛率、胸肌率、腿肌率、腹脂率。各指标的计算公式如下：

屠宰率(%)=(屠体重/活重)×100；
全净膛率(%)=(全净膛重/活体重)×100；
胸肌率(%)=(胸肌重/全净膛重)×100；
腿肌率(%)=(腿肌重/全净膛重)×100；
腹脂率(%)=(腹脂重/全净膛重)×100。

1.3.4 肉品质

各组每个重复取胸肌和腿肌，进行肉品质的测定。

pH：用直插式pH计测定屠宰后胸肌和腿肌45 min pH(pHi)和24 h pH(pHu)。

滴水损失：屠宰后胸肌和腿肌各取2块，称重(m1)，置于充气的封口袋中，4 ℃吊挂24 h后，用滤纸吸干表面水分，再次称重(m2)，计算肉样滴水损失。

滴水损失(%)=100×(m1-m2)/m1。

熟肉率(%)=100×m2/m1。

剪切力：将胸肌和腿肌平放于4 ℃冰箱经48 h熟化后取出，在室温下放置1 h，将温度计插入肌肉中心部位，在80 ℃水浴中加热至肌肉中心温度达70 ℃时立即取出，冷却，将肉样沿着肌纤维的方向修剪，胸肌修剪成为3 cm×2 cm×1 cm的长条，腿肌修剪成2.0 cm×1.0 cm×0.5 cm的长条，在室温条件下，将肉样置于TMS-Pro型质构仪上进行剪切，测定剪切力。

肉色：在屠宰后12 h内用WSC-S色度仪立即测定仪胸肌和腿肌的亮度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)值。

1.4 数据统计与分析

试验数据采用SPSS 20.0统计软件进行单因素方差分析，并用Duncan氏法进行多重比较，P<0.05表示差异显著，结果用平均值±标准差表示。

2 结果

2.1 SCS对肉鸡生长性能的影响

由表2可知，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组肉鸡ADFI显著高于对照组(P<0.05)；随着SCS添加量的增加，ADFI呈增加趋势，以Ⅲ组最高，并显著高于其他各组(P<0.05)。Ⅱ组肉鸡末重和ADG显著高于对照组(P<0.05)，且Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组之间差异不显著(P>0.05)。各组之间料重比差异不显著(P>0.05)。

表2 SCS对肉鸡生长性能的影响

2.2 SCS对肉鸡养分代谢率的影响

由表3可知，各组之间能量、干物质、粗蛋白质、粗脂肪、钙、磷、NDF和半纤维素代谢率差异不显著(P>0.05)。Ⅱ和Ⅲ组ADF、纤维素代谢率显著低于对照组(P<0.05)，Ⅰ组ADF、纤维素代谢率与其他各组差异不显著(P>0.05)。

2.3 SCS对肉鸡屠宰性能的影响

由表4可知，各组之间屠宰率、腿肌率和腹脂率差异不显著(P>0.05)。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组全净膛率显著高于对照组(P<0.05)，且Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组之间差异不显著(P>0.05)。Ⅰ组胸肌率显著高于对照组、Ⅲ组(P<0.05)；Ⅱ组胸肌率与其他各组差异不显著(P>0.05)。

2.4 SCS对肉鸡肉品质的影响

由表5可知，Ⅰ和Ⅲ组胸肌pHi显著低于对照组(P<0.05)，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组之间胸肌pHi差异不显著(P>0.05)；各组之间胸肌pHu及腿肌pHi、pHu差异不显著(P>0.05)。Ⅲ组胸肌滴水损失显著低于Ⅰ组(P<0.05)，对照组与Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组差异不显著(P>0.05)。Ⅲ组腿肌滴水损失显著低于其他各组(P<0.05)。各组之间胸肌熟肉率差异不显著(P>0.05)；Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组腿肌熟肉率显著低于对照组(P<0.05)。Ⅲ组胸肌剪切力显著高于其他各组(P<0.05)，其他各组之间差异不显著(P>0.05)；腿肌剪切力随着SCS添加量的增加逐渐增加，各组之间差异不显著(P>0.05)。各组之间胸肌和腿肌的L*和b*值差异均不显著(P>0.05)；Ⅰ组胸肌a*值显著低于对照组(P<0.05)，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组之间差异不显著(P>0.05)；Ⅲ组腿肌a*值显著低于对照组(P<0.05)，其他各组之间差异不显著(P>0.05)。

表4 SCS对肉鸡屠宰性能影响

表5 SCS对肉鸡肉品质的影响

3 讨论

3.1 SCS对肉鸡生长性能的影响

采食量是动物维持需要和生产的重要指标。本试验结果显示，随着SCS添加量的增加，ADFI呈增加趋势，以Ⅲ组ADFI最高。分析原因为玉米秸秆经过物理(挤压膨化和超声波)、化学(氧化钙、氢氧化钠和过氧化氢)及酶解联合处理后，使玉米秸秆的物理性状发生变化[4]。SCS体积小、容重大，易溶于水，相同重量的饲粮中SCS添加量越多容积就越小，重量越大这种空间的差别就越显著；同时由于在肉鸡后期饲养中采食量逐渐增大，特别在35日龄以后采食量达250 g/d左右，在同样采食量条件下，添加SCS组空间饱感降低，以至于随着SCS添加量的增加，肉鸡通过增加采食量来增加饱感。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组ADG均高于对照组，料重比与对照组差异不显著，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组之间ADG和料重比差异不显著。Ⅲ组料重比略高于Ⅰ和Ⅱ组，其原因为饲粮代谢能较Ⅰ和Ⅱ组低。陈秀为等[12]报道，在肉鸡后期饲喂用复合菌发酵的秸秆粉代替10%的混合饲料，ADG显著降低。郭乐乐[6]研究表明，添加10%发酵玉米秸秆粉于饲养后期鸡全价料中，会显著降低ADG和饲料效率。王平等[8]研究表明，在肉鸡饲粮中添加4%的SCS是可行的。常娟[7]报道在饲养后期肉鸡饲粮中添加8%蒸汽爆破-米曲霉发酵联合处理玉米秸秆替代玉米是有效的。本研究是国内外首次报道将SCS以大于10%的添加量加到肉鸡饲粮中来减少玉米和豆油的添加量，结果表明其可提高肉鸡生长性能。

3.2 SCS对肉鸡养分代谢率的影响

养分代谢率与饲料的营养价值密切相关。研究表明，高纤维饲粮可降低单胃动物养分代谢率[13-14]。张晓谦[15]研究表明，在体外模拟消化试验中，添加8%秸秆生物饲料代替玉米，可显著提高钙、磷代谢率，对粗蛋白质和粗脂肪代谢率没有显著影响。本研究显示，饲粮中添加4%、8%和12%的SCS对干物质、能量、粗蛋白质、粗脂肪、钙、磷、NDF和半纤维素代谢率无显著影响。前人大量研究证明高纤维素秸秆能够降低粗蛋白质、粗脂肪、钙、磷等代谢率[16-17]。这说明玉米秸秆经过本方法处理后高结晶度和聚合度的纤维素被分解成小分子的还原糖和少量低结晶度和聚合度的纤维素，降低了对动物养分消化吸收的负面影响。本试验结果显示，Ⅱ和Ⅲ组ADF和纤维素代谢率显著低于对照组，其原因是SCS中仍含有7.86%的纤维素[8]，并且这2组的肉鸡采食量较大，饲粮中秸秆纤维素含量相对较高，食进的秸秆纤维素超出了机体的消化和代谢能力。

3.3 SCS对肉鸡屠宰性能的影响

饲养肉鸡的目的是为了获得更多的可食用肉质[18]，屠宰性能反映养分在动物组织中的沉积[19]。屠宰率和全净膛率是衡量肉鸡产肉性能的主要指标，屠宰率>80%、全净膛率>60%认为是家禽产肉性能良好[20]。本试验结果显示，各组屠宰率>92%、全净膛率>73%，表明肉鸡产肉性能良好。Shirzadegan等[21]研究显示，饲粮中添加不溶性纤维对肉鸡的屠宰性能没有显著影响。蔺淑琴等[22]研究表明，高营养水平的饲粮可以增加半净膛和胸肌的重量。Mandey等[23]提出，饲粮能量水平不同，对肉鸡屠宰性能的影响不同；当饲粮能量水平较低时，会降低肉鸡屠宰性能。本试验结果显示，饲粮中添加4%、8%、12%的SCS显著提高了全净膛率，但屠宰率、腿肌率和腹脂率无显著变化，这表明在饲粮中添加4%、8%、12%的SCS不会降低养分在动物组织中沉积。

3.4 SCS对肉鸡肉品质的影响

肉品质是评定饲料营养和食品加工的重要指标。肌肉的pHi和pHu的下降速度可以衡量肉质的优劣。刚屠宰肉鸡的肌肉pH在6～7，随后由于糖酵解pH下降至5.4～5.6，后缓缓回升[24]。本研究结果显示，各组之间胸肌pHu和腿肌pHi、pHu差异均不显著；Ⅰ和Ⅱ组胸肌pHi显著低于对照组，但该值也在正常的pH范围内(6～7)。这表明饲粮中添加SCS对肉鸡的肌肉pH无影响。

肌肉系水力表示肌肉组织保持水分的能力，多采用失水率、滴水损失和熟肉率等指标评定[25]。滴水损失和熟肉率不仅直接影响肉的多汁性、营养和嫩度等食用品质，还具有重要的经济意义。Allen等[26]研究表明，肉样滴水损失和烹煮损失越低，则系水力越高。本研究结果显示，饲粮中添加12%的SCS显著降低粮腿肌滴水损失；饲粮中添加SCS对胸肌熟肉率无影响，但显著降低了腿肌熟肉率。这表明在饲粮中添加SCS可增加肉质系水力，降低腿肌熟肉率。其原因可能与SCS中钠离子(Na+)、钙离子(Ca2+)、氯离子(Cl-)替代饲粮中部分石粉和食盐，改变了机体的离子代谢有关。

肌肉剪切力是嫩度的主观评定。传统饮食观念认为剪切力越小，肉质就越鲜嫩，肉品质就越好。目前，随着传统观念的改变以及快大型肉鸡的选育，鸡肉嫩度已不再是当前人们追求的质量，鲜嫩多汁有嚼劲是人们所渴望的。本研究显示，饲粮中添加SCS能够提高胸肌和腿肌的剪切力，其中饲粮中添加12%的SCS可显著提高胸肌的剪切力，表明SCS能增加肌肉剪切力，增加肌肉嚼劲。

肉色与食用品质无直接关系，它是动物的生理状态、肉质内部生物化学变化的一种外部表现，主要由肌红蛋白决定。肌红蛋白与氧发生氧合反应，使肌肉呈鲜红色[27]，是消费者偏爱的色泽。本试验结果显示，饲粮中添加4%、8%和12%的SCS对胸肌和腿肌L*和b*值无显著影响，饲粮中添加4%的SCS显著降低了胸肌a*值，饲粮中添加12%的SCS显著降低了腿肌a*值。这说明SCS影响了肌肉中肌红蛋白的氧化，具体机理有待探究。