低蛋白饲粮补充4 种氨基酸对肉用羊增重与肉质中氨基酸含量及血清学的影响

2021-02-22王文义呼秀智李文娟李东茂刁其玉

中国饲料 2021年3期

郭伟，王文义，崔凯，呼秀智，李文娟，杨东，，李东茂，王君，刁其玉

（1.中国农业科学院饲料研究所，农业农村部饲料生物技术重点实验室，北京 100081；2.河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸056038；3.巴彦淖尔市农牧业科学研究院，内蒙古巴彦淖尔 015000）

随着我国经济的快速发展，生活水平的极大提高，人们更加青睐于味道鲜美的羊肉。我国羊存栏约3 亿只，羊肉产量约475 万 t，是名副其实的世界级养羊大国（许贵善，2013），因此快速发展的肉羊育肥技术具有重要作用（柴建民等，2014）。肉羊由传统放牧转为规模化舍饲养殖，动物所需的营养物质完全由饲料供给，合理配制饲粮尤为重要。面对我国必须依靠大量进口来满足短缺的蛋白饲料资源及畜禽饲料利用率低的两大现实，如何节约蛋白质饲料资源或提高畜禽饲粮利用率成为养殖者关注的要素（李雪玲等，2016）。控制饲粮营养成分是关键的缓解策略，不仅可减少蛋白饲料原料的用量，还能有效降低氮排放（Hristov 等，2011）。研究表明，单纯的降低饲粮蛋白质含量虽能提高氮利用率，但却以降低生长性能为代价（王波等，2016；陈军强等，2015；李俊良等，2012）。因降低饲粮粗蛋白质水平的同时相应地减少了必需和非必需氨基酸的含量，氨基酸是动物对氮素需求的基本单位，而动物机体自身并不能合成必需氨基酸，所以降低饲粮粗蛋白质水平应补充必需氨基酸。有研究证明，在反刍动物低蛋白饲粮中补充过瘤胃必需氨基酸能够弥补因蛋白质缺乏引起的负面影响（云强等，2011；Broderick 等，2008）。当必需氨基酸供应不足时会限制动物机体利用其他必需和非必需氨基酸。王洪荣等（1999）指出，生长绵羊玉米型饲粮中的限制性氨基酸依次是蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、色氨酸和组氨酸。低蛋白饲粮用氨基酸进行平衡主要应用于猪和家禽，并取得预期的效果，在补充氨基酸的情况下，成功地将饲粮粗蛋白质含量降低1 ～4 个百分点，并不会降低其生长性能（林厦菁等，2014；Figueroa 等，2002），还不影响肉品质（游金明等，2010）。对于反刍动物而言，因其瘤胃生理消化特点，更适于在低蛋白饲粮中补充过瘤胃氨基酸和非蛋白氮物质。本试验旨在研究低蛋白饲粮补充过瘤胃蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸和尿素对育肥杜寒杂交肉用母羊增重情况、血清中蛋白与激素指标和肉品质等方面的影响，为氨基酸平衡模式下低蛋白饲粮在肉羊育肥阶段中的应用提供理论依据和生产实践参考。

1 材料和方法

1.1 试验地点和时间试验于2018 年8 ～11 月在内蒙古巴彦淖尔市农业科学院科研基地进行。

1.2 试验设计本试验采用单因素试验设计，选用 150 只体重（31.49±2.11）kg 的 4 月龄杜寒杂交肉用母羊，分为5 个处理组，每组3 个重复，每个重复10 只羊。对照组饲喂粗蛋白质水平为16%的基础饲粮，LP14 组、LP12 组和 LP10 组饲粮分别在对照组饲粮的基础上将粗蛋白质水平依次降低2 个百分点，并补充过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸、精氨酸和苏氨酸，使其达到与对照组饲粮中对应的氨基酸含量一致的水平，LP12+NPN 组在LP12 组饲粮的基础上添加1%的尿素。预试期10 d，正试期80 d。试验结束时，每组选取生长良好且接近平均体重的6 只羊颈部采血后屠宰，取羊背最长肌同一部位肉样带回实验室检测，测定其血清中蛋白与激素指标和肉品质等指标。

1.3 试验饲粮基础饲粮依据《中国肉用绵羊营养需要》中给出的营养素推荐量进行配制（孙劲松等，2019；王芳等，2019；Xu 等，2015；Deng 等，2012）。试验饲粮自行配制，试验前对饲料原料进行常规分析，根据粗蛋白质水平及氨基酸含量配制饲料。将过瘤胃氨基酸、尿素和饲粮原料混匀后制成全价颗粒饲料，使补充的4 种氨基酸达到对照组的水平。

试验所用的蛋氨酸纯度为22.2%，过瘤胃率50%；赖氨酸纯度35%，过瘤胃率90%；苏氨酸纯度50%，过瘤胃率85%；精氨酸纯度40%，过瘤胃率85%。分别由安迪苏生命科学制品有限公司、北京亚禾营养高新技术有限责任公司、希杰饲料有限公司和江苏康德权有限公司提供。预混料由北京精准动物营养研究中心提供。试验饲粮组成及营养水平见表1。

1.4 饲养管理试验羊舍为15 个开放式圈舍，每个圈舍10 只羊。试验前对羊舍进行彻底清扫消毒。试验羊打耳号，按羊场免疫程序进行免疫和驱虫。试验期间每天08:00 和17:00 各投料一次。试验全期自由饮水、采食（剩料占投料量的10%），每月消毒两次（2%火碱、0.5%聚维酮碘，交替使用）。正试期内每天早上称取剩料量，根据投料量计算采食量，并做好记录。

1.5 测定指标和方法

1.5.1 生长性能的测定试验进入正试期时全群羊称重并记为初始体重（IBW），试验结束时称重记为终末重（FBW），称重均在清晨投料前空腹进行；每天记录每个圈舍的试验羊总采食量，计算饲料转化比（FCR）。

1.5.2 血清生化指标的测定试验结束当天，空腹称重后每组选取6 只羊，共计30 只颈静脉采血。采血时使用不含抗凝剂的一次性真空采血管（10 mL）采集血液 9 mL×2，倾斜放置 10 min 至析出血清，3000 r/min 转速下离心15 min，分离得到血清，分装于2 mL 灭菌离心管中，-20 ℃冷冻保存。最后使用日立7160 全自动生化分析仪分析血清尿素氮（BUN）、血清总蛋白（TP）、球蛋白（GlB）、白蛋白（ALB）。

表1 试验饲粮组成和营养水平（干物质基础）

血清相关激素指标：使用r-911 全自动放免计数仪测定血清中生长激素（GH）和类胰岛素样生长因子 I（IGF-I）。

1.5.3 屠宰后肉品质的测定采完血后进行屠宰，取每只羊背最长肌同一部位肉样200 g，带回实验室进行肉品质指标的检测。

肉色指标：屠宰现场使用柯尼卡美达CR-10比色仪测定肉羊同一部位背最长肌肉样的亮度（L*）、红度（a*）、黄度（b*）值，每只羊测定三次用平均值作为结果。

pH：本试验使用pH 计在试验羊屠宰后立即测定背最长肌pH0，然后将背最长肌肉样在4 ℃条件下贮藏24 h 后测定pH24。

剪切力：用直径为1.27 cm 的取样器在背最长肌上取肉柱，使用TMS-PRO 食品物性分析仪测定剪切力，测量5 次，取平均值作为最终结果。

滴水损失：切取羊背最长肌长5 cm、宽3 cm、厚2 cm 的2 块肉样，分别悬挂于一次性纸杯中，密封且肉样不与杯壁接触，编号后置于4 ℃冰箱中，于24 h 后取出，用吸水纸吸干表面的水分并称重，记为末重。

滴水损失率/%=（初样重-末样）/初样重×100。

熟肉率：熟肉率是指肉熟后与生肉重量的比值。屠宰后取背最长肌进行测定，剥离肌肉附着脂肪，用感量为 0.1 g 的天平称重（计为 W1），把肉样放在聚乙烯包装袋中，将样品置于铝蒸锅内用80 ℃水在2000 W 的电炉上蒸45 min，取出后将包装袋与肉放入凉水中，1 h 后取出样品并用纸擦干表面水分，再称重（计为W2）。

熟肉率/%=W2/W1×100。

肌肉氨基酸组分：取背最长肌备用，检测前使用冷冻干燥机处理后，粉碎机粉碎后过40 目筛，实验室使用（S-433D，德国塞卡姆Sykam）氨基酸自动分析仪测定氨基酸组分。

1.6 数据处理分析所有试验数据经Excel 2010 进行初步整理，然后使用SAS 9.2 统计软件的ANOVA 过程进行单因素方差分析（one-way ANOVA），差异显著用 Duncan’s 法进行多重比较检验。以P ＜0.05 作为差异显著的判断标准，0.05≤P ＜ 0.10 为有差异趋势。

2 结果

2.1 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉用母羊生长性能的影响由表2 可知，试验开始时各处理组羊只的初始体重差异不显著（P ＞0.05）。各组试验羊的试验末重、净增重及饲料转化比差异均不显著（P ＞0.05）。对照组试验羊总干物质采食量极显著高于其他试验组（P ＜0.01），试验各组总干物质采食量随饲粮粗蛋白质水平的降低而减少，LP12+NPN 组总干物质采食量显著高于其他试验组（P ＜0.01），接近对照组羊只的干物质采食量。

表2 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉羊育肥性能的影响

2.2 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉用母羊肉品质的影响由表3 可知，试验各组之间肉羊背最长肌的肉色、滴水损失、pH0、pH24、熟肉率以及剪切力均差异不显著（P ＞0.05）。

表3 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉羊肉品质的影响

2.3 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉用母羊血清生化指标的影响由表4 可知，低蛋白饲粮各组羊只血清TP、GLB 与对照组无显著性差异（P ＞0.05）。低蛋白各组羊只血清中 GH、IGF-I 含量在数值上高于对照组，但各组间差异不显著（P ＞0.05）。羊只血清BUN 随饲粮粗蛋白质水平的降低而降低，各低蛋白组显著低于对照组（P ＜0.01）。

2.4 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉用母羊肌肉中氨基酸含量的影响由表5 可知，不同处理羊只背最长肌中15 种氨基酸的含量，差异均不显著（P ＞ 0.05）。

表4 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉羊血清生化指标的影响

表5 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉用母羊肌肉中氨基酸含量的影响

3 讨论

3.1 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉用母羊增重的影响当降低饲粮的粗蛋白质水平时，将直接减少蛋白质与氨基酸的供应量，动物因不能摄取足够的营养物质而降低生产性能（Lee 等，2012）。王波等（2015）研究证明了这一点，当降低饲粮粗蛋白质水平后，会降低羔羊的采食量，并显著降低其生长性能。李雪玲等（2017）研究发现，扣除羔羊饲粮中必需氨基酸后会显著降低其生长性能。氨基酸是动物机体生长发育不可缺少的基本营养物质，当降低饲粮粗蛋白质水平时，应适当补充必需氨基酸来满足动物的需求。黄宇等（2017）研究表明，在保证饲粮中氨基酸平衡的前提下，适当降低生长育肥猪饲粮的蛋白质水平并不会降低其生长性能。关于肉鸡的试验研究结果同样表明，只要氨基酸满足其机体需求，饲喂低蛋白饲粮也能达到饲喂高蛋白饲粮相似的生长性能（You 等，2010）。反刍动物不同于猪和家禽，因其有独特的瘤胃及瘤胃微生物，蛋白质或氨基酸会在瘤胃内降解而降低使用效果，所以反刍动物低蛋白饲粮中应添加过瘤胃氨基酸来保证其添加效果。云强等（2011）研究表明，犊牛饲粮粗蛋白质水平为12.02%时，添加过瘤胃赖氨酸和蛋氨酸，其体增重超过了饲喂粗蛋白质水平为14.67%的犊牛，由此说明，补充过瘤胃氨基酸可弥补蛋白质缺乏导致的损害。王建红等（2011）研究表明，降低饲粮粗蛋白质水平并补充限制性氨基酸能够提高犊牛的生长性能。本试验中将育肥羊饲粮中粗蛋白质水平由15.58%分别降低至14.11%、13.13%、11.73%后补充过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、精氨酸和尿素，使各组饲粮中4 种氨基酸含量保持一致，结果显示试验组羊只试验末重、净增重和饲料转化比与对照组相比无显著性差异，与前人研究结果一致，证明在低蛋白饲粮中添加过瘤胃氨基酸可以使育肥羊保持较好育肥性能。

本试验中低蛋白组育肥羊的干物质采食量显著低于对照组，且低蛋白组羊只的干物质采食量随着饲粮粗蛋白质水平的降低而降低，但LP12+NPN 组羊只的干物质采食量显著高于其他低蛋白组。 Lee 等（2011）研究表明，奶牛饲粮中缺乏可代谢蛋白同样会降低奶牛干物质采食量。分析原因可能是本试验中为降低饲粮粗蛋白质水平，减少了饲粮中豆粕的量，增加玉米秸杆和玉米的量，从而降低了饲粮适口性，导致育肥羊采食量降低。LP12+NPN 组饲粮中添加尿素使育肥羊干物质采食量显著高于LP12 组，这说明在饲粮中加入尿素能改善饲粮适口性，增加育肥羊的采食量。Khan 等（2015）研究也表明，饲粮中添加1%尿素可提高水犊牛的采食量。

本试验中降低育肥肉羊饲粮粗蛋白质1 ～4个百分点，然后用过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、精氨酸进行平衡，能够达到正常粗蛋白质水平饲粮的育肥效果；虽然干物质采食量有所降低，但没有降低增重效果，提高了饲粮利用率，尤其添加1%尿素的LP12+NPN 组要优于其他低蛋白组。

3.2 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉用母羊血清生化指标的影响血清生化指标能够反映出动物机体代谢情况和相关内脏器官的健康状态，能够为实际生产中预防和治疗动物疾病提供依据（Piccione 等，2010）。血清总蛋白（TP）含量可反映动物机体摄入氨基酸情况，血清球蛋白（GLB）能够反映出动物机体的免疫能力。Wang 等（2011）研究发现，部分扣除赖氨酸会降低犊牛血清中 TP 和 GLB 含量。李雪玲等（2017）研究中扣除120 日龄羔羊饲粮中赖氨酸或者蛋氨酸都显著降低血清中TP、GLB 含量，表明扣除限制性氨基酸后会影响血清中蛋白代谢，进而降低生长性能。本试验中，血清TP、GLB 在各组间差异不显著，且试验各组在数值上略高于对照组。同样，Ospina-Rojas 等（2014）研究肉鸡低蛋白饲粮补充合成氨基酸，同样增加了血清TP。这表明低蛋白饲粮补充过瘤胃蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、精氨酸使氨基酸保持平衡，不会降低血清蛋白代谢，说明补充过瘤胃氨基酸可以代替低蛋白饲粮中部分蛋白质，可以提高动物生长性能和机体免疫力。血清尿素氮（BUN）是蛋白质在动物机体内代谢的产物，可反映动物机体内氨基酸吸收平衡和蛋白质利用情况（Malmolf 等，1988），蛋白质利用率高，氨基酸平衡性好，则血清BUN 浓度降低。本试验中，降低饲粮粗蛋白质水平并补充过瘤胃氨基酸显著降低了血清BUN，提高了蛋白质利用率，节省了蛋白质饲料原料。董志岩等（2010）在生长猪的研究得到相似的结果，低蛋白饲粮可降低血清BUN，提高蛋白质利用率。本试验中LP12+NPN 组血清BUN显著高于LP12 组，说明添加尿素增加了肝脏、肾脏的负担，也表明LP12+NPN 组蛋白质利用效率低于LP12 组，可通过进一步降低蛋白质含量或减少尿素用量来提高蛋白利用率。

血清激素水平能够反映出动物的生长健康状况。血清生长激素（GH）的促生长作用是通过血清类胰岛素生长因子I（IGF-I）介导的，而 IGF-I 又可以增大 GH 的促生长作用（孙伟等，20111）。闫云峰等（2015）研究发现饲粮粗蛋白质水平（15%、18%和21%）和绵羊血清IGF-I 呈正相关。耿忠诚等（2011）研究发现，在辽宁绒山羊饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸，可显著提高绒山羊GH 水平。本试验中，各组间血清GH、IGF-I 含量均差异不显著，且各试验组在数值上高于对照组，说明在低蛋白饲粮中补充过瘤胃氨基酸不会降低育肥羊血浆激素水平，从而保证正常的生长性能，过瘤胃蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸和精氨酸可以弥补蛋白质缺乏导致的血清激素降低的危害，从而保证育肥羊正常生长。

综上所述，在育肥羊低蛋白饲粮中补充过瘤胃蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸和精氨酸，能够提高育肥羊血清 TP、GLB、GH、IGF-I 的同时降低血清BUN，提高蛋白质的利用率，保证其正常的生长性能。

3.3 低蛋白饲粮补充氨基酸对杜寒杂交肉用母羊肉品质及背最长肌氨基酸含量的影响肉品质可通过肉色、剪切力、滴水损失、熟肉率以及肌肉pH 等指标体现，消费者较为关注肉品质。动物屠宰后，因肌肉中肌糖原无氧酵解作用生成乳酸等原因会导致pH 下降（周光宏，2008）。本试验中各组试验羊pH0和pH24均差异不显著，说明低蛋白饲粮补充过瘤胃氨基酸不会影响羊肉的pH。肉色是消费者在购买肉时最直观的肉品质指标（Mancini 等，2005），会先通过肉色对肉质作出评价，较为新鲜的肉色是亮粉色或鲜红色，是最受消费者青睐的肉。本试验中，各组试验羊肉色的亮度、红度、黄度都无显著性差异，说明低蛋白饲粮补充过瘤胃氨基酸不会降低肉色，使其保持较好的肉色。高岩等（2016）研究指出，低蛋白饲粮中添加过瘤胃赖氨酸和过瘤胃蛋氨酸对肉pH 和肉色无显著影响。滴水损失（Aguayo 等，2013）、熟肉率（李秋凤等，2014）和剪切力（Maltin 等，2001）分别反映肉的多汁性、保水性以及嫩度。本试验中，各组试验羊肌肉的滴水损失、熟肉率以及剪切力都无显著性差异，说明低蛋白饲粮补充过瘤胃氨基酸不会影响肉的滴水损失、熟肉率以及剪切力。马文锋（2011）发现，低蛋白饲粮补充氨基酸不会影响生长育肥猪肉样的剪切力和失水率，这与本研究结果一致。

本试验中各组试验羊背最长肌中的氨基酸含量差异不显著，且含量非常接近，说明降低蛋白并补充过瘤胃氨基酸后不会影响肌肉中氨基酸含量。而韩云胜等（2016）研究发现，低蛋白饲粮中添加过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸会增加荷斯坦公牛胴体中异亮氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、脯氨酸的含量，分析原因可能是本试验中补充过瘤胃氨基酸使其达到正常蛋白饲粮中的含量，各试验组饲粮中氨基酸和对照组含量一致，并没有额外添加氨基酸，所以并不影响背最长肌中氨基酸含量。

综上所述，降低饲粮粗蛋白质水平并补充过瘤胃氨基酸可使育肥羊的肉品质达到饲喂正常粗蛋白质水平的羊只。