青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊生长性能、血清生化指标和肉品质的影响

2021-03-22张生伟王小平张展海马友记滚双宝杨巧丽高小莉张保军

草业学报 2021年3期

张生伟，王小平，张展海，马友记，滚双宝，杨巧丽，高小莉，张保军 *

（1. 甘肃省农民教育培训工作总站，甘肃兰州730070；2. 天水德农供销种业开发有限公司，甘肃天水741000；3. 甘肃农业大学动物科学技术学院，甘肃兰州730070）

我国蛋白质饲料的供给矛盾日益明显，2019 年进口大豆（Glycine max）8851 万t，占消费总量的84%，进口菜粕158 万t，占消费总量的51%，进口鱼粉142 万t，占消费总量的77%［1］。长期以来，蛋白质饲料依赖进口制约着我国畜牧业和饲料业的发展。而我国有丰富的非常规饲料资源，如何挖掘新型稳定的非常规饲料，减轻蛋白饲料资源短缺的压力是当前亟须解决的问题。

构树（Broussonetia papyrifera）又称为楮桃，属桑科楮属植物，又称“沙纸树”、“构桃树”和“谷浆树”。现代育种技术培育的杂交构树，具有速生、抗逆强，轮伐期短，高产的优点。杂交构树叶蛋白质含量高达20%～30%，维生素、氨基酸及微量元素都很丰富，是具有极高开发价值的非常规蛋白质饲料资源［2］。构树也是传统的中草药，含有黄酮类、多糖类和不饱和脂肪酸等活性成分，具有提升免疫力、抗病毒、抗菌、抗肿瘤和降血压等药理功效［3］。国务院扶贫办在2015 年将构树扶贫工程列入我国十项精准扶贫工程之一。近几年我国加大杂交构树规模化产业推广力度，“十三五”期间，构树种植面积将达到 500 万 hm2［4］。

当前，构树作为饲料的研究主要集中在构树叶和构树粉直接饲喂畜禽，而构树叶蛋白质分子结构复杂，未经微生物发酵处理，消化吸收率不高。国内外关于青贮杂交构树，经微生物发酵后作为肉羊饲料的有关研究较少，本试验旨在研究饲粮中添加青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊的血清生化指标、免疫指标、肉品质及肌肉氨基酸和脂肪酸组成的影响，为推进杂交构树大面积推广种植和高效利用，从而解决我国蛋白质饲料短缺和人畜争粮的突出矛盾，以期为挖掘优质新型绿色天然的蛋白饲料资源提供理论和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

青贮杂交构树饲料由天水德农供销种业开发有限公司提供，在2019 年6 月，株高约1.5 m 时收割，留茬高度约20 cm，全株粉碎揉丝至1～2 cm，水分控制在60%左右，压实打包抽真空制成青贮包，每个青贮包重约65 kg，室温青贮30 d，青贮前后营养成分见表1。

表1 青贮杂交构树营养成分含量（干物质基础）Table 1 The nutrient composition of B.papyrifera silage（dry matter basis）

1.2 试验设计

选用3 月龄左右，体重（24.2±0.65）kg，体况良好的杜泊×湖羊F1代公羊36 只，随机分为4 个处理组，每组3个重复，每个重复3 只。其中对照组（CG）不添加青贮杂交构树，试验组（LG、MG、HG）在基础饲粮中分别添加6%、12%和18%（干物质基础）青贮杂交构树。试验于2019 年8-11 月，在天水中滩国家农业产业园区进行，试验期90 d，其中预试期10 d，正试期80 d。

1.3 试验饲粮

采用全混合饲粮（total mixed rations，TMR），配制试验饲粮按照等能等氮原则，营养水平参照肉羊营养需要标准（NY/Y816-2004）［5］设计，参照张丽英［6］的方法测定试验饲料原料的营养水平，参照刘洁［7］的方法计算饲粮的代谢能（metabolic energy，ME）。试验饲粮的组成和营养水平见表2。

1.4 试验羊的饲养管理

试验羊进行驱虫和防疫，并打耳号，定期消毒清扫圈舍。试验羊独栏饲养，每天08：00 和17：00 定点饲喂试验饲粮，饲喂量是实际需要量的110%，保证食槽有剩料，自由采食、饮水。

1.5 样品采集及指标检测

1.5.1 生长性能测定正试期每天观察采食情况，并记录试验羊的喂料量和剩料量。试验开始和结束时对试验羊进行空腹称重，记录数据。试验结束后，计算平均日增重（average daily gain，ADG）和平均干物质采食量（average dry matter intake，ADMI）。ADG=（试验末重-试验始重）/试验天数；ADMI=试验期内干物质采食量/试验羊数。

1.5.2 增重效益分析根据中国产业信息网2019 年11 月活羊市场价格行情，活羊价格均值为35 元，饲料原料价格参考中国饲料行业信息网，计算试验羊增重效益。试验羊饲粮成本=试验期采食量×饲粮价格；试验羊增重收入=试验期净增重×活羊价格；增重效益=增重收入-饲粮成本。

1.5.3 血样的采集与分析在正试期开始和结束日早晨饲喂前，每组随机选取6 只羊，颈静脉采血10 mL，血样用离心机3500 r·min-1离心20 min，使血清完全分离，保存在-20 ℃冰箱，备用检测生化指标和免疫指标。生化指标使用全自动生化仪（日立7160，日本），测定总蛋白、血氨、尿素氮、谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性。免疫指标使用试剂盒测定（南京建成生物工程研究所），按照试剂盒的测定步骤要求进行，测定免疫球蛋白A、免疫球蛋白M、免疫球蛋白G、γ-干扰素、白细胞介素-1 和白细胞介素-2 含量。

1.5.4 肉样的采集与分析试验结束，每个处理组选择6 只健康、体重接近的羊屠宰，屠宰前试验羊禁食24 h，禁水2 h。屠宰后取背最长肌样品，剔除表面筋膜和脂肪，根据测定指标的要求，4 ℃贮藏或锡纸包裹后-20 ℃冰箱保存。

背最长肌粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量测定参照《GB/T 5009.5-2016》［8］《GB/T 5009.6-2016》［9］《GB/T 5009.4-2016》［10］。参照郝力壮［11］的方法测定 pH、失水率、剪切力、蒸煮损失、滴水损失、肉色、大理石纹和脂肪色，每个样品重复测定3 次。氨基酸含量参照《GB/T 5009.124-2016》［12］，利用 L-8900 型氨基酸自动分析仪（日本日立）测定。脂肪酸含量测定参照《GB/T 5009.128-2016》［13］，利用气相色谱仪（安捷伦7890A，美国）配有氢火焰离子化检测器（flame ioniza⁃tion detector，FID）进行测定。胆固醇含量测定参照《GB/T 5009.128-2016》［14］，利用高效液相色谱仪（Thermo，美国）测定。

1.6 统计分析

试验数据用Excel 2013 进行整理，用SPSS 20.0统计软件进行单因子方差分析（one-way ANOVA，LSD），并用Duncan 氏法进行多重比较，结果用“平均值±标准差”表示，以P＜0.05 作为差异显著性的判断标准。

2 结果与分析

2.1 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊生长性能和增重效益的影响

由表3 可知，试验羊初始体重无显著差异（P＞0.05），饲粮中添加不同比例的青贮杂交构树后，试验末重、ADG、ADMI 差异均不显著（P＞0.05）。MG 组增重效益最高，分别比CG、LG 和HG 组高出14.01、16.28 和 30.93 元。

表2 饲粮组成及营养水平（干物质基础）Table 2 Composition and nutrient levels of basal diets（dry matter basis）

表3 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊生长性能和增重效益的影响Table 3 Effects of B.papyrifera silage on growth performance and gain benefit of Dorper×Hu crossbred sheep

2.2 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊血清生化指标、免疫指标的影响

由表 4 可知，LG、MG 和 HG 组血清中尿素氮含量显著低于 CG 组（P＜0.05）。MG 和 HG 组血清中免疫球蛋白G、免疫球蛋白A 和免疫球蛋白M 含量显著高于CG 组（P＜0.05）。LG、MG 和HG 组血清中IL-2 含量均低于CG 组。各组间血清中总蛋白、血氨、γ 干扰素、白细胞介素-1 含量、谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性差异不显著（P＞0.05）。

表4 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊血清生化指标、免疫指标的影响Table 4 Effects of B.papyrifera silage on serum biochemical and immune indexes of Dorper×Hu crossbred sheep

2.3 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊肉品质的影响

由表5 可知，MG 和HG 组背最长肌粗蛋白含量显著高于CG 组（P＜0.05），粗脂肪含量显著低于CG 和LG 组（P＜0.05）。LG、MG 和HG 组背最长肌胆固醇含量显著低于CG 组（P＜0.05）。各组间水分和粗灰分的含量差异不显著（P＞0.05）。由表 6 可知，各组间 pH45min、pH24h、滴水损失以及肉色 L*、a*、b*值均没有显著差异（P＞0.05）。MG 和 HG 组剪切力、失水率均显著低于 CG 组（P＜0.05），熟肉率显著高于 CG 组（P＜0.05）。各组肌肉大理石纹评价均为B 级、脂肪色评价均为A 级。

表5 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊肌肉营养成分、胆固醇含量的影响Table 5 Effects of B.papyrifera silage on muscle nutrient composition，cholesterol contents of Dorper×Hu crossbred sheep

2.4 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊背最长肌氨基酸组成的影响

由表7 可知，MG 组背最长肌中必需氨基酸、鲜味氨基酸、总氨基酸含量和必需氨基酸/总氨基酸值显著高于CG、LG 和 HG 组（P＜0.05），鲜味氨基酸/总氨基酸显著高于 CG 组（P＜0.05）；鲜味氨基酸中，天冬氨酸和谷氨酸含量显著高于CG、LG 和HG 组（P＜0.05），甘氨酸和丙氨酸含量显著高于CG 组（P＜0.05）；必需氨基酸中缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和精氨酸含量显著高于CG、LG 和HG 组（P＜0.05）。

表6 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊肉品质的影响Table 6 Effects of B.papyrifera silage on meat quality of Dorper×Hu crossbred sheep

表7 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊背最长肌氨基酸组成的影响Table 7 Effects of B. papyrifera silage on composition of amino acid in longissimus dorsi muscle of Dorper×Hu crossbred sheep（μg·g-1）

2.5 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊背最长肌脂肪酸组成的影响

由表8 可知，本试验从背最长肌中共检出24 种脂肪酸，饱和脂肪酸中含量最高的是软脂酸，其次是硬脂酸，多不饱和脂肪酸中含量最高的为亚油酸，其次是花生四烯酸。LG、MG 和HG 组饱和脂肪酸含量均显著低于CG 组（P＜0.05），多不饱和脂肪酸含量均显著高于CG 组（P＜0.05）；MG 组肌肉中亚油酸、α-亚麻酸、花生四烯酸和二十二碳六烯酸含量均显著高于其他组（P＜0.05）。

表8 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊背最长肌脂肪酸组成的影响Table 8 Effects of B. papyrifera silage on composition of fatty acid in longissimus dorsi muscle of Dorper×Hu crossbred sheep（mg·g-1）

3 讨论

3.1 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊生产性能及增重效益的影响

青贮杂交构树饲料营养成分丰富，目前在肉羊饲粮中的应用效果研究较少。本试验发现，青贮杂交构树后添加在饲粮中，试验羊的干物质采食量和日增重差异均不显著，但MG 组增重效益增加，分别比CG、LG 和HG 组高出14.01、16.28 和30.93 元。这表明添加青贮杂交构树对生长性能无显著影响，但适当比例的添加可增加肉羊的增重效益。林萌萌等［15］用不同比例青贮杂交构树代替蛋白饲料饲喂萨寒杂交肉羊，发现日增重差异不显著，本研究结果与此一致。司丙文等［16］研究表明，饲粮中添加青贮杂交构树可显著提高肉羊的日增重，本研究结果与其不同，可能与试验羊的品种、饲料配方、饲养管理和试验周期不同有关。

3.2 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊血清生化指标、免疫指标的影响

血清生化指标能反映机体的营养物质消化代谢情况和组织器官功能，进而间接反映肉羊的生产性能［17］。血清总蛋白与机体蛋白质的吸收代谢有关，其含量的升高表明肝脏的蛋白质合成代谢增强［18］。本试验饲粮中添加青贮杂交构树，血清总蛋白含量均高于对照组，表明肉羊饲粮中添加青贮杂交构树可促进蛋白质合成代谢。血清尿素氮是动物体内蛋白质、氨基酸代谢的最终产物，血清尿素氮含量能反映动物体内蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状态，血清尿素氮含量较低，表明氨基酸平衡好，机体蛋白质分解降低，合成率高［19］。本试验结果显示，肉羊饲粮中添加构树青贮，血清尿素氮含量显著降低，表明构树青贮可以促进肉羊的蛋白质合成，增加机体氮沉积，这可能与构树青贮后，其蛋白质更有利于消化吸收有关。本试验中，饲粮添加构树青贮对肉羊血清中谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性、血氨含量无显著影响，表明肉羊适应构树青贮的饲喂，并且饲喂后消化代谢正常。

免疫球蛋白是动物体液免疫的主要成分，是反映机体免疫功能的重要指标，其含量的高低可反映机体对疾病的抵抗能力［18，20］。研究表明［21］，1.0 kg 构树叶中含有的总黄酮含量为15.31 g，而且在微生物作用下黄酮的含量和活性均会增加。Si 等［22］报道构树青贮添加在奶牛饲粮中，试验组奶牛血清中免疫球蛋白A、免疫球蛋白G 和免疫球蛋白M 含量显著高于对照组，这可能是构树中黄酮类化合物参与调节奶牛免疫功能。黄伟等［23］研究显示，饲粮中构树黄酮饲喂量的增加，小鼠血清免疫球蛋白G 和T、B 淋巴细胞转化率显著上升，构树黄酮改善了细胞免疫和体液免疫功能，其机理是构树黄酮类化合物通过对免疫相关信号通路的调控作用，发挥免疫调节作用［24］。本试验结果表明，肉羊饲粮中添加构树青贮，血清中免疫球蛋白A、免疫球蛋白G 和免疫球蛋白M 的含量显著升高，表明构树青贮有助于提高肉羊的免疫功能，从而提高羊群健康状况。这可能是构树含黄酮类物质和青贮后微生物通过调节肠道菌群平衡和刺激肠道组织产生免疫球蛋白，促进淋巴细胞增殖，增强免疫应答，提高机体的免疫力［25］。

3.3 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊肉品质的影响

随着生活水平的提高，人们对动物源产品的品质要求更高。构树中黄酮对肌肉能量与蛋白代谢、肌细胞的增殖与分化以及肌纤维类型转化有一定的影响，进一步对动物肌肉品质具有调控作用［26］。本试验各处理组的肉色、大理石纹、脂肪色差异不显著，说明添加构树青贮对肉色沉积无影响，这与张兴等［27］的研究结果一致。肌肉pH 可反映肉羊屠宰后肌糖元的酵解强度和速度，对羊肉的食用品质有影响，贾亚洲等［28］研究认为，在绒山羊饲粮中添加与构树同属的桑叶，屠宰45 min 后，肌肉pH 差异显著；而曲培滨［29］在添加桑叶（Morus alba）黄酮后，犊牛屠宰后1 h 肌肉pH 差异不显著，本试验结果与此相同，出现这种差异可能与试验动物的生长速度和屠宰应激等多种因素有关。

肌肉剪切力是反映其嫩度的主要指标，也可反映肌肉内脂肪含量，正常情况下，肌肉剪切力值与嫩度呈反比关系［30］。本试验结果表明，饲粮中添加构树青贮，能够提高羊肉肌肉嫩度，这可能与构树中黄酮类、多糖类和生物碱类物质的抗氧化和降脂作用有关［31］。熟肉率是衡量肌肉蛋白质在受热过程中凝固变性后失去水分量的重要指标。本试验中，饲粮中添加构树青贮，可使肌肉的滴水损失和失水率显著降低，熟肉率显著上升，说明羊肉的保水性能加强。饲粮营养水平对肉羊肌肉营养物质成分影响较大，而肌肉中粗蛋白质、粗脂肪含量直接决定羊肉的营养价值。本试验结果表明，饲粮中添加构树青贮能够提高羊肉粗蛋白含量，提高营养价值，同时降低羊肉胆固醇的含量，这可能是构树中的一些活性成分通过调控机体内脂质代谢进而降低胆固醇的含量，其机理有待进一步研究。

3.4 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊背最长肌氨基酸组成的影响

肌肉氨基酸的种类、含量和比例与羊肉品质和风味密切相关，必需氨基酸含量决定了肌肉蛋白质的品质，而以丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸等为主的鲜味氨基酸为肌肉提供了风味物质基础［32］。有关研究表明［33］，与常规青贮饲料相比，在饲粮中添加一定水平的构树青贮，能不同程度提高肉牛肌肉必需氨基酸和鲜味氨基酸含量，改善肉品质和风味。在湘沙猪饲粮中添加构树发酵饲料，能促进肌肉中必需氨基酸沉积和氨基酸平衡，改善肌肉品质［27］。本研究发现，饲粮添加构树青贮能显著提高肌肉天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸等主要鲜味氨基酸含量，同时能显著提高缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和精氨酸等人体必需氨基酸含量及总氨基酸含量，说明构树青贮饲料有利于总氨基酸和必需氨基酸在肉羊肌肉中的沉积。这可能与构树饲料氨基酸含量丰富、必需氨基酸比例较为理想有关，也可能是构树青贮作为肠道中有益菌发酵的底物改善了肠道微生态，在肠道微生物参与下增加的菌体蛋白可调节机体氨基酸代谢的原因［11］。

3.5 青贮杂交构树对杜湖杂交肉羊背最长肌脂肪酸组成的影响

肌肉脂肪酸组成是衡量羊肉风味、嫩度、多汁性、营养价值和食用价值的重要指标，而影响脂肪沉积的重要因素是饲粮组成［34］。研究表明［35］，羊肉的膻味与硬脂酸的含量相关，硬脂酸含量过高会增加羊肉的膻味，饲粮中添加黄酮类物质，影响了脂肪酸代谢相关酶的活性，进而影响与膻味有关的硬脂酸合成，达到改善羊肉膻味的功效。本试验饲粮中添加构树青贮显著降低了肌肉中硬脂酸含量，表明构树中黄酮类物质发挥了一定的作用。二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）是人体中重要的多不饱和脂肪酸，亚油酸是共轭亚油酸的前体物，对糖尿病、心血管疾病、关节炎等疾病均有一定的防治功能［35-36］。有研究显示，饲粮中添加青贮杂交构树能显著提高肉羊背最长肌中多不饱和脂肪酸含量，改善肌肉脂肪酸的组成［15］。用构树同属的桑叶发酵饲料饲喂育肥牛，具有调节脂肪沉积及代谢的作用，可增加肌肉中多种多不饱和脂肪酸的含量［22］。本试验结果表明，饲粮中添加构树青贮，能提高肌肉中亚油酸、α-亚麻酸、花生四烯酸3 种必需脂肪酸含量，同时提高肌肉中EPA 和DHA 等多不饱和脂肪酸的含量。这可能与构树的活性成分抑制了瘤胃微生物对脂肪酸的氢化作用和构树中含有丰富的多不饱和脂肪酸有关。