不同发酵饲料对樱桃谷鸭肌肉营养组成的影响

2022-12-23任善茂孙志豪陈谋雨黄紫歆

中国饲料 2022年22期

任善茂，孙志豪，陈谋雨，陶勇，黄紫歆，王健

（江苏农牧科技职业学院，江苏泰州 225300）

鸭肉具有较高的营养价值，其蛋白质含量比猪肉高，但脂肪和胆固醇含量却比猪肉低。因而随着人们健康意识的提高，鸭肉需求量增加，从而促进了我国肉鸭养殖的快速发展。肉鸭大规模养殖一方面导致发病增多，从而增加了抗生素的使用量；另一方面增加了各类饲料原料的需求，加剧了我国蛋白质饲料资源紧缺的现状。随着世界各国对抗生素生长促进剂的禁用，替抗产品的研究和应用成为肉鸭生产的研究热点。面对我国目前蛋白质饲料资源的匮乏，开发利用现有蛋白质饲料资源，提高其利用率成为生产中迫切的任务。

发酵饲料是目前替抗研究的热点，也是开发利用蛋白质类饲料资源的重要方法。饲料发酵中利用细菌或霉菌降解饲料中的大分子营养物质、抗营养因子和毒素从而得到小分子营养物质、酶以及其他活性代谢物质（Missotten等，2016）。发酵技术已在大豆粕（王少琨等，2018；Xu等，2012）、棉籽粕（Niu等，2021；魏莲清等，2019）、菜籽粕（Ashayerizadeh等，2018；陈昭琪等，2017）、玉米酒精糟及可溶物（DDGS）（Hippen等，2010）等饲料原料的利用中得到广泛应用，不仅提高了饲料的营养价值，也提高了饲喂动物的免疫能力，改善了肠道组织结构和微生物组成，提高了养分消化率，最终降低饲料转化效率，提高了生产性能，改善了肉品质，但目前发酵饲料对肉鸭肌肉营养价值的研究较少。大豆粕和玉米DDGS是肉鸭生产中有价值的蛋白质饲料原料，但其含有的抗营养因子降低了其饲用价值。目前生产中发酵豆粕和发酵玉米DDGS的使用改变了其低饲用价值的现状。为了探索使用发酵饲料对肉鸭肌肉营养价值产生的影响，本试验测定并分析了饲喂发酵豆粕和发酵玉米DDGS樱桃谷鸭的肌肉常规营养成分、矿物质、氨基酸及脂肪酸含量等，以期为发酵饲料在肉鸭生产中的应用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1试验材料试验所用发酵豆粕和发酵玉米DDGS为使用益生菌固态发酵，低温干燥后制得。豆粕水分11.5%、粗蛋白质45.9%；玉米DDGS水分11.3%、粗蛋白质24.1%；发酵豆粕水分12.0%、粗蛋白质49.5%、酸溶蛋白（占粗蛋白质比例）15.0%；发酵玉米DDGS水分11.9%、粗蛋白质25.8%、酸溶蛋白（占粗蛋白质比例）20.9%。

1.2试验设计将720只1日龄肉雏鸭随机分为3组，每组6个重复，每个重复40只。正式试验从2周龄开始，45日龄结束，试验期31 d。对照组饲喂基础日粮，试验一组用发酵豆粕代替基础日粮中5%豆粕，试验二组用发酵玉米DDGS代替基础日粮中5%玉米DDGS。各试验组日粮组成及营养水平见表1。

表1 各试验组日粮组成及营养水平（风干基础）

1.3饲养管理饲养试验在江苏桂柳牧业有限公司进行，鸭舍严格按照消毒程序进行清洗消毒。全期网上平养，试验期间肉鸭自由采食与饮水，自然通风，按常规免疫程序进行免疫接种，每日观察鸭群的状况并做好记录。

1.4样品采集与测定

1.4.1 样品采集试验结束后，每个重复挑选接近平均体重的肉鸭2只，每组12只屠宰，屠宰后立即取每只肉鸭左侧胸肌和腿肌，用于肌肉营养组成测定。

1.4.2 肌肉水分测定将采集的胸肌和腿肌样品剔除外侧筋膜、脂肪，研碎后按照GB 5009.3-2016食品中水分的测定（直接干燥法）方法测定肉样中总水分。

1.4.3 肌肉风干样制备将研碎的胸肌和腿肌，低温干燥后粉碎过40目筛，放于封口袋，贴标签备测。

1.4.4肌肉风干样常规营养成分和矿物质含量测定肌肉风干样中水分测定参照GB 5009.3-2016食品中直接干燥法，蛋白质测定参照GB 5009.5-2016食品中凯氏定氮法，脂肪测定参照GB 5009.6-2016食品中索氏抽提法，磷测定参照GB 5009.87-2016食品中钒钼黄分光光度法，钙、铁、铜、锌测定参照GB 5009.268-2016食品中电感耦合等离子体发射光谱法进行。

1.4.5 肌肉风干样氨基酸测定称取100.0 mg肌肉风干样置于水解管，加入6 mol HCl抽真空封口后在（110±1）℃水解24 h。将水解液转移、定容后用双层滤纸过滤。取滤液1 mL置于小烧杯中，蒸干后加入1 mL pH 2.2的盐酸溶解后，将溶液转移到离心管中10000 r/min离心10 min。取上清液0.5 mL于样品瓶中，使用（邻苯二甲醛-9-芴甲基氯甲酸酯OPA-FMOC）柱前衍生化法在安捷伦液相色谱仪（Ag1100）上测定，外标法定量。色谱柱为（250 mm×4.6 mm，5 μm）HYPERSIL ODS（C18）；柱温40℃；流动相A：将6.5 g乙酸钠溶解于1000 mL双蒸水，加入225 mL三乙胺，用5%醋酸调节pH为7.20±0.05，加入5 mL四氢呋喃后混匀；流动相B：将6.5 g乙酸钠溶解于200 mL双蒸水中，用2%醋酸调节pH为7.20±0.05，并与400 mL乙腈和400 mL甲醇混匀；流动相流速1.0 mL/min；线性梯度洗脱程序：0 min，8%B；27.5 min，60%B；31.50 min，100%B；32 min，100% B；34 min，100% B；35.5 min，8% B。紫外检测器338 nm和262 nm（Pro，Hypro）检测。

1.4.6 肌肉风干样脂肪酸测定参照GB 5009.168-2016食品中归一化法对脂肪样品进行皂化、甲酯化，通过气相色谱仪（GC-2030，日本岛津）按峰面积归一化法计算出脂肪酸各组分含量。色谱柱为DB-WAX 30 M I.D.0.32 mm；进样量为0.6 μL，进样口温度250℃，分流进样，分流比10：1；升温程序设定为初始温度100℃，保持3 min，以10℃/min速率升至180℃，保持1 min；以3℃/min升至250℃，保持9 min；检测器为氢火焰离子化检测器（FID），检测温度240℃，载气N2。氢气（H2）流量为40 mL/min，空气为400 mL/min，尾吹气N2为3 mL/min。

1.5数据统计与分析原始数据经Excel 2019初步整理后，用Prism 5对数据进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），Tukey法组间多重比较，差异显著水平为P<0.05。试验结果用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1不同发酵饲料对樱桃谷鸭肌肉常规养分和矿物质含量的影响由表2可知，各组的胸肌和腿肌常规养分含量差异均不显著（P>0.05）。发酵玉米DDGS组胸肌和腿肌铁元素含量比对照组分别提高12.08%和32.58%（P<0.05），发酵豆粕组胸肌铁元素含量比对照组提高6.07%（P<0.05）。各组胸肌和腿肌钙、磷、铜和锌含量均无显著差异（P>0.05）。

表2 不同发酵饲料对樱桃谷鸭肌肉常规养分和矿物质含量的影响（风干基础）

2.2不同发酵饲料对樱桃谷鸭肌肉氨基酸的影响

2.2.1 不同发酵饲料对樱桃谷鸭胸肌氨基酸的影响由表3可知，鸭肉中共检测到17种氨基酸。发酵豆粕组胸肌半胱氨酸、酪氨酸、丝氨酸的含量比对照组分别提高29.73%、12.17%和10.07%（P<0.05），发酵玉米DDGS组分别提高21.62%、10.43%和10.07%（P<0.05）。发酵豆粕和发酵玉米DDGS组胸肌异亮氨酸的含量比对照组分别降低7.27%和4.94%（P<0.05）。发酵豆粕组胸肌缬氨酸含量和发酵玉米DDGS组胸肌必需氨基酸占总氨基酸的比例比对照组分别降低7.43%和1.33%（P<0.05）。其他各组各种氨基酸含量差异均不显著（P>0.05）。

表3 不同发酵饲料对樱桃谷鸭胸肌氨基酸的影响 %

2.2.2 不同发酵饲料对樱桃谷鸭腿肌氨基酸的影响由表4可知，发酵豆粕组腿肌半胱氨酸、酪氨酸、丝氨酸的含量与对照组分别提高23.68%、6.33%和5.34%（P<0.05），发酵玉米DDGS组腿肌分别提高47.37%、17.72%和15.30%（P<0.05）。发酵玉米DDGS组腿肌蛋氨酸、苏氨酸、总氨基酸和风味氨基酸的含量比对照组分别提高8.00%、10.18%、6.02%和4.91%（P<0.05）。其他各组各种氨基酸含量差异均不显著（P>0.05）。

表4 不同发酵饲料对樱桃谷鸭腿肌氨基酸的影响 %

2.3不同发酵饲料对樱桃谷鸭肌肉脂肪酸的影响

2.3.1 不同发酵饲料对樱桃谷鸭胸肌脂肪酸的影响由表5可知，鸭肉中共检出22种脂肪酸。发酵豆粕组胸肌肉豆蔻酸、棕榈酸和亚油酸的含量较对照组分别提高41.86%、3.29%和18.92%（P<0.05），而发酵玉米DDGS组分别提高62.79%、2.62%和16.22%（P<0.05）。发酵玉米DDGS组胸肌芥酸的含量较对照组降低31.25%（P<0.05）。发酵豆粕组胸肌二十二碳四烯酸和饱和脂肪酸的含量较对照组分别提高44.79%和2.82%（P<0.05），二十二碳五烯酸和不饱和脂肪酸的含量则分别降低15.09%和1.65%（P<0.05）。其他各组各种脂肪酸含量差异均不显著（P>0.05）。

表5 不同发酵饲料对樱桃谷鸭胸肌脂肪酸的影响 %

2.3.2 不同发酵饲料对樱桃谷鸭腿肌脂肪酸的影响由表6可知，发酵豆粕和发酵玉米DDGS组腿肌豆蔻酸的含量比对照组分别提高22.22%和31.48%（P<0.05）。发酵豆粕组腿肌饱和脂肪酸的含量比对照组提高5.41%（P<0.05），而山嵛酸和不饱和脂肪酸的含量则分别比对照组降低55.56%和2.67%（P<0.05）。其他各组各种脂肪酸含量差异均不显著（P>0.05）。

表6 不同发酵饲料对樱桃谷鸭腿肌脂肪酸的影响 %

3 讨论

3.1不同发酵饲料对肉鸭肌肉常规养分和矿物质含量的影响肌肉中水分、粗蛋白质和粗脂肪等常规养分是用来评价肌肉营养价值的重要指标。其中水分含量与干物质中养分含量、多汁性以及适口性有关。蛋白质是评定肌肉营养价值的重要指标。脂内脂肪含量则与肉的嫩度、风味和多汁性有关。本研究中发酵豆粕和发酵玉米DDGS分别替代基础日粮中豆粕和玉米DDGS均未对肌肉水分、蛋白质和肌内脂肪含量产生影响。而杨卫兵等（2012）在樱桃谷鸭日粮中用2%发酵豆粕替代基础日粮中2.22%豆粕提高了肌肉粗脂肪和粗蛋白质的含量。结果产生差异的原因可能主要与试验持续时间以及发酵饲料生产有关。由于目前发酵饲料缺乏标准化生产，发酵所用菌种、发酵底物以及发酵工艺等均会影响发酵饲料的营养价值，从而影响动物饲喂效果。发酵用菌种包括单一菌和复合菌。生产发酵饲料常用菌种包括霉菌（如米曲霉菌）、芽孢杆菌（如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌）、乳酸菌等。由于不同菌种各自作用特点以及作用底物的差异因而生产的发酵饲料营养价值差异较大。发酵中是采用厌氧发酵或半厌氧发酵的发酵方式，以及最终产品是以湿态还是烘干后以风干状态使用，这些也都会影响发酵饲料的营养价值以及益生菌数量。

本研究发现，发酵豆粕和发酵玉米DDGS均提高了胸肌中铁含量，但只有发酵玉米DDGS提高了腿肌中铁含量。发酵饲料提高了肌肉中铁含量一方面可能是微生物发酵过程破坏了植物饲料中的抗营养因子，从而增加了游离铁的含量；另一方面发酵饲料较高的酸度会提高消化道前段的酸度（阮栋等，2019），有利于提高肠道铁的溶解度，从而更有利于铁的利用。

3.2不同发酵饲料对肉鸭肌肉氨基酸的影响肌肉中氨基酸组成与含量不仅影响肌肉的营养价值，某些氨基酸可直接影响肉的风味或通过肉的加热工艺与还原糖发生梅拉德反应产生香味。必需氨基酸和总氨基酸含量越高，则肉的营养价值越高（卢盛勇等，2021）。而鲜味氨基酸、甜味氨基酸和芳香族氨基酸是决定肉风味的主要氨基酸（张磊等，2020），其含量越高，则肉越鲜美。本研究中发酵豆粕和发酵玉米DDGS均使胸肌和腿肌中半胱氨酸、酪氨酸和丝氨酸含量显著提高。丝氨酸和半胱胺酸在传统营养上被认为属于非必需氨基酸，可通过动物体或人体内源性合成。现代营养研究发现丝氨酸可作为功能性氨基酸。丝氨酸和甘氨酸可直接互相转化，而甘氨酸和半胱氨酸可以直接结合形成谷胱甘肽（周腊枚等，2022）。而谷胱甘肽是维持氧化还原状态的重要物质，因而发酵饲料使用后可提高肉的抗氧化能力。除此之外丝氨酸还可缓解机体炎症反应，并改善肠道健康（周腊枚等，2022）。由于氧化应激条件下，体内丝氨酸合成不能满足需要，因而人食用丝氨酸和半胱胺酸含量显著提高的鸭肉有利于改善人体的抗氧化、抗炎功能并能改善肠道健康。酪氨酸属于风味氨基酸，已被用于生产食品添加剂。酪氨酸还是黑色素合成的前体物质。Watson等（2018）研究发现，增加饮食中酪氨酸的摄入量会上调成年黑毛拉布拉多猎犬毛发中的黑色素沉积。因此饲喂发酵饲料生产的鸭肉可以产生更好的风味，并有利于头发黑色素的形成。饲喂发酵饲料后鸭肉中氨基酸含量的变化与饲料发酵后氨基酸的含量变化有关。Hong等（2004）使用米曲霉GB-107固态发酵的豆粕发现，甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸和天门冬氨酸的含量均显著提高。本研究还发现，饲喂发酵豆粕和发酵玉米DDGS后鸭肉胸肌异亮氨酸含量以及必需氨基酸/总氨基酸的比例下降，饲喂发酵豆粕后胸肌中缬氨酸含量下降。而饲喂发酵玉米DDGS却提高了腿肌蛋氨酸、苏氨酸、总氨基酸以及风味氨基酸含量。表明不同种类发酵饲料对肉中氨基酸的影响并不完全一致，同种发酵饲料对不同部位肌肉中氨基酸的影响也不完全一致。总体来讲发酵饲料添加后有利于提高功能性氨基酸、风味氨基酸和必需氨基酸的含量。

3.3不同发酵饲料对肉鸭肌肉脂肪酸的影响由于肌肉中脂肪酸的组成和含量与肌肉营养价值、生理功能、风味等密功相关，因而成为动物食品质量评价的重要指标。本研究中发酵豆粕和发酵玉米DDGS均提高了胸肌和腿肌中的肉豆蔻酸，以及胸肌中的棕榈酸和亚油酸。肉豆蔻酸和棕榈酸均为饱和脂肪酸，而亚油酸则为多不饱和脂肪酸。研究表明，肉豆蔻酸和血清高胆固醇含量呈正相关，是造成心血管病的最主要因素（陈银基等，2008）。棕榈酸和油酸是日常饮食中存在最多的脂肪酸（Baylin等，2002），高棕榈酸饮食能够升高非人灵长类动物体内的胆固醇水平，加重动脉粥样硬化损伤（靳飞鹏等，2014）。研究还表明棕榈酸可提高细胞iNOS水平，导致细胞氧化应激水平升高（姚玉昌等，2021；Wu等，2014），而过度氧化应激则会使细胞中蛋白质翻译异常，影响细胞正常代谢（Milanski等，2009）。亚油酸是我国饮食中的主要多不饱和脂肪酸，属于必需脂肪酸，可以降低血浆胆固醇水平、减少动脉粥样硬化、参与表皮脂质中神经酰胺的形成，防止表皮外失水等（Sinclair等，2022）。本研究中还发现，发酵豆粕提高了胸肌和腿肌中饱和脂肪酸含量，降低了不饱和脂肪酸含量，提高了胸肌中二十二碳四烯酸含量，降低了二十二碳五烯酸含量。据报道，增加人饮食中饱和脂肪酸含量会导致血液中低密度脂蛋白和高密度脂蛋白的含量升高，从而使心血管疾病发病率升高（Hoope等，2020）。二十二碳四烯酸和二十二碳五烯酸分别为n-6和n-3多不饱和脂肪酸。世界卫生组织推荐的适合人体健康的n-6/n-3多不饱和脂肪酸比值为6~10：1（钟伟等，2019）。据Sinclair（2022）报道，目前世界各国食物供应中n-6/n-3多不饱和脂肪酸比例极不平衡，n-6摄入极度偏高可能是导致人群亚健康的原因之一。因而很明显发酵豆粕不利于鸭肉脂肪酸的组成。对于鸭来讲，饲料脂肪酸组成与肌肉脂肪酸组成存在高度相关，因而本研究中发酵豆粕和发酵玉米DDGS对鸭肉脂肪酸组成的不同影响应与两发酵饲料本身所含的脂肪酸组成有关。但目前关于发酵原料、发酵后饲料以及饲喂发酵饲料后鸭肉脂肪酸组成三者之间关系的研究还很少，因而需要进一步研究。本研究中发酵玉米DDGS还降低了胸肌中芥酸的含量。芥酸是一种含22个碳原子的单不饱和脂肪酸，难以被人体代谢。长期摄入芥酸会对人体内脏，尤其是心脏产生毒害作用，会诱发心肌脂肪沉积等疾病，从而对人体健康造成危害（Knutsen等，2016）。综合以上可以发现，发酵豆粕对鸭肉脂肪酸组成的影响负面效应高于正面效应，而发酵玉米DDGS则表现为正面效应与负面效应相当。而关红民等（2022）研究却发现，育肥猪饲料中添加发酵豆粕改善了背最长肌中脂肪酸的组成，具体表现为饱和脂肪酸豆蔻酸、棕榈酸、硬脂肪酸以及饱和脂肪酸总量显著下降，而不饱和脂肪酸亚油酸和亚麻酸、不饱和脂肪酸总量及多不饱和脂肪酸总量均显著上升。不同研究结果之间的差异可能与动物种类、发酵饲料的菌种定向选择以及发酵饲料的生产工艺等有关。