苜蓿叶粉替代豆粕对育肥猪生长性能和肉品质的影响

王志昌 ，陆政杭 ，郭 明 ，史莹华

1.河南农业大学动物科技学院，河南郑州 450002；

2.河南省草地资源创新与利用重点实验室，河南郑州 450002；

3.河南省草业工程技术研究中心，河南郑州 450002

在畜牧业养殖过程中，畜禽饲粮蛋白原料以豆粕为主，而其他蛋白质原料因营养组成不合理，含有抗营养因子，受地域及季节等因素的影响较大，在实际应用过程中存在诸多限制（车利等，2022；Konkol 等，2019）。数据显 示，2016–2021 年期间我国从国外进口的大豆量超过9100万吨。蛋白质饲料资源短缺是阻碍我国畜牧业可持续发展的关键性因素。因此，开发利用新型蛋白饲料原料势在必行。

随着“十四五”饲草产业发展规划、“玉米豆粕减量替代”“大食物观”等重大战略政策的出台，优质饲草在畜牧业发展中的作用日益凸显。紫花苜蓿（Medicago sativaL.）是一种多年生豆科植物，蛋白质含量高，并具有氨基酸组成平衡、矿物质和维生素含量丰富等优点。苜蓿膳食纤维不仅作为反刍动物不可或缺的优质粗饲料，近年来研究发现，在单胃动物生产中发挥越来越重要的作用。研究发现苜蓿草粉可以提高母猪繁殖性能（苏莹莹等，2021 ；齐梦凡等，2018），改善母仔猪炎症及肠道健康（Liu 等，2021），降低断奶仔猪腹泻率（Sun 等，2021 ；Liu 等，2018），提高育肥猪肉品质（吕先召等，2018 ；朱晓艳等，2018）等。用低纤维苜蓿替代豆粕可以提高蛋品质而不影响产蛋性能（Laudadio 等，2014）。但苜蓿草粉中纤维含量高，直接作为蛋白源替代豆粕具有一定的限制。而苜蓿叶粉（ALM）具有粗蛋白质含量高、粗纤维含量低和维生素含量丰富等特点，其粗蛋白质含量大约是苜蓿草粉粗蛋白质含量的两倍，与大豆粕粗蛋白质含量接近。研究发现，添加4.5%ALM 可显著提高断奶仔猪的日增重、饲料转化率和降低腹泻率（同文江等，2006）。ALM 替代妊娠后期母猪饲粮中的豆粕可以提高血清抗氧化水平、免疫功能，改善母猪繁殖性能（杨旭等，2023）。ALM 是否可以作为一种新的蛋白质饲料用于育肥猪饲粮尚鲜见报道。

1 材料与方法

1.1 试验材料和试验设计

ALM 加工自河南农业大学原阳试验基地，营养成分见表1。本试验在河南省河南丰源和普牧业有限公司一猪场进行，将同批次32 头初始体重为(67.35±0.70) kg 的健康去势公猪，随机分为2 组，每组4 个重复，每个重复4 头。试验过程中育肥猪饲粮包括对照组(CON，由玉米和豆粕组成的饲粮)和替代组（ALM，在CON 基础上由ALM 替代饲粮中25% 的豆粕)。饲粮按照美国NRC(2012) 猪营养标准设计。日粮组成和营养水平见表2。

表1 苜蓿叶粉及豆粕常规营养成分（风干基础）%

表2 试验日粮组成及营养水平（风干基础）

1.2 饲养管理

试验期间，育肥猪每天饲喂2 次，自由采食和饮水，每天记录采食量。试验期67 d，其中预试期7 d，正试期60 d。试验育肥猪按照猪场的免疫程序进行常规免疫。按照猪场程序管理猪舍。

1.3 样品采集及检测方法

试验前后进行体重称量。试验结束时每组选取4 头体况接近的育肥猪屠宰取样，进行胴体特征指标检测；采集血液制备血清，血清进行常规指标检测；采集心脏、肝脏、肾脏统计器官指数。采集背最长肌（LD）、肝脏、血清样品用于检测抗氧化指标；采集LD 进行肉品质相关指标检测。本研究的所有试验程序均符合河南农业大学试验动物福利与动物伦理相关规定。

1.3.1 生长性能检测分别记录第1 天和第60 天的初、末体重（LWBS，屠宰前活重）。计算平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和料重比（F/G）。计算公式：ADFI = 日均添加量（kg）–日均剩余量（kg）；ADG =（平均末重– 平均初重）/60；F/G = ADFI/ADG。

1.3.2 胴体特征检测试验第60 天将试验猪送至屠宰场进行屠宰，去除血、毛、头、蹄、尾及内脏（除板油、肾外）后的体重作为胴体重。屠宰率/%=（胴体重/LWBS）× 100。用游标卡尺测量背膘厚；测量胴体直长、胴体斜长、眼肌面积等指标。

1.3.3 LD 肉 色 和pH 测 量使 用pH 计（Testo 205）检测LD 的pH。屠宰后45 min 时测定，计为pH45min；屠宰24 h 后测定，计为pH24h。屠宰24 h 后 用MinoltaCR-400 色 度 计（Konica Minolta，Tokyo，Japan）测定LD 肉色（L*=亮度；a*=红色；b*=黄色）。

1.3.4 LD 肉持水能力评估取适量样品记录初始重量，4 ℃、24 h 后称重，记录为最终重量，通过初始和最终重量计算滴水损失。取适量样品称量蒸煮前后的重量，蒸煮损失/% =（煮熟前肉重/煮熟后肉重）× 100。

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1.3.5 LD 肉剪切力检测采用数显肌压痛仪（#C-LM36）测定背最长肌样品剪切力。

1.3.6 LD、血清和肝脏的抗氧化指标检测取适量肌肉、血清和肝脏样品，南京建成生物试剂盒处理后通过全自动酶标仪（SynergyH4，美国）分别检测谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、总抗氧化能力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）等指标。

1.3.7 LD 化学成分的测定按照Li 等（2018）方法检测LD 化学成分含量。

1.3.8 LD 中的氨基酸含量检测按照Liu 等（2018）方法通过全自动氨基酸分析仪（LC5090，福立）测定氨基酸含量。

1.3.9 LD 中的脂肪酸含量检测按照Liu 等（2018）方法通过全气相色谱仪（GC-2010PLUS，SHIMADZU）测定脂肪酸含量。

1.4 统计分析

使用Graphpad Prism（8.0.2）进行数据统计分析，数据以“平均值±SEM”表示。通过t检验分析显著性差异，用*P＜0.05，**P＜0.01 表示。

2 结果

2.1 ALM 饲粮对育肥猪生长性能和胴体性状的影响

如表3 所示，与CON 组相比，ALM 替代豆粕组料重比显著降低（P＜0.05），但平均日增重无显著差异（P＞0.05）。此外，ALM 组平均日采食量均显著低于CON 组（P＜0.01）。

表3 ALM 替代豆粕对育肥猪生长性能的影响

如表4 所示，ALM 组胴体重和屠宰率显著高于CON 组（P＜0.05）。此外，与CON 组相比，ALM 组心脏重量和皮厚显著增加（P＜0.05），而肝脏重量、肾脏重量、背膘厚和胴体长度无显著变化（P＞0.05）。以上结果表明，ALM 替代豆粕饲粮可以提高育肥猪的生长性能并改善胴体性状。

表4 ALM 替代豆粕对育肥猪胴体性状及脏器重量的影响

2.2 ALM 饲粮对育肥猪抗氧化活性的影响

如图1 所示，与CON 组相比，ALM 组LD、肝脏和血清中T-AOC、GSH-Px 和CAT 含量显著升高（P＜0.05），MDA 含量显著降低（P＜0.05）。ALM 替代豆粕饲粮组肝脏SOD 含量显著高于CON 组（P＜0.01）（图1H）。由此可见，ALM 替代豆粕饲粮可提高育肥猪的抗氧化能力。

2.3 ALM 饲粮对育肥猪肉品质的影响

2.3.1 肉质相关参数如表5 所示，ALM 组LD中IMF 含 量 和 肉 色a*显 著 高 于CON 组（P＜0.05）。与CON 组相比，ALM 组熟肉率显著增加（P＜0.05），而大理石纹评分、滴水损失、pH、剪切力、眼肌面积无显著变化（P＞0.05）。以上结果表明，用ALM 替代豆粕饲粮提高了育肥猪肉品质参数。

表5 ALM 替代豆粕对育肥猪LD 肉品质的影响

2.3.2 LD 中脂肪酸含量如图2 所示，在饱和脂肪酸中，与CON 组相比，ALM 组酸癸酸（C10:0）、肉豆蔻酸（C14:0）含量显著提高，十七烷酸（C17:0）、硬脂酸（C18:0）、花生酸（C20:0）含量显著降低（P＜0.05）。在单不饱和脂肪酸（MUFA）中，ALM 组肉豆蔻酸（C14:1）、棕榈油酸（C16:1）的含量显著提高（P＜0.05），花生四烯酸（C20:1）有下降的趋势（P=0.088），总MUFA 含量呈增加趋势（P= 0.07）。多不饱和脂肪酸（PUFA）中，ALM 组中α-亚麻酸（C18:3n3，ALA）含量显著高于CON 组（P＜0.01），但对n-3PUFA、n-6PUFA和PUFA 没有显著影响（P＞0.05）。

图2 ALM替代豆粕对育肥猪LD脂肪酸含量的影响

2.3.3 LD 中氨基酸含量由图3 可知，与CON组相比，ALM 组LD 中大部分氨基酸显著提高（P＜0.05），但 对酪氨 酸（Tyr）没有 显 著影响（P＞0.05）。ALM 替代豆粕后总必需氨基酸（EAA）、甜味氨基酸(SAA)、鲜味氨基酸（FAA）以及总氨基酸(TAA)的含量显著增加（P＜0.05）。

图3 ALM替代豆粕对育肥猪LD氨基酸组成的影响

以上结果表明，ALM 替代豆粕饲粮改善了LD 中肉质相关参数、脂肪酸和氨基酸组成，提高了育肥猪肉品质。

3 讨论

3.1 ALM 饲粮对育肥猪生长性能的影响

近年来，由于全球经济、政治和卫生相关情况不稳定，依赖进口的豆粕饲料原料的生产以及猪肉生产受到严重限制。充分利用当地的饲料资源，研究和开发多维度的饲料配方是中国和世界食品安全的需要。在可以替代豆粕的饲料原料中，苜蓿比其他豆科植物具有更高的蛋白质含量和相对较高的赖氨酸和蛋氨酸含量，因此成为猪和家禽的良好蛋白质来源（Blume 等，2021）。根据苜蓿草粉所含纤维的数量和种类，苜蓿草粉在育肥猪饲料中添加量为5% 时可以最大限度地提高生长性能和营养消化。苜蓿叶是动物饲料作物的高价值成分，其蛋白质含量(260～300 g/kg) 高 于 苜 蓿 茎(100～120 g/kg)（Chen 等，2014）。苜蓿叶的蛋白质含量较高，粗纤维含量较低，营养价值高于全株苜蓿。朱晓艳等（2018）研究发现，育肥猪中添加苜蓿草粉不影响育肥猪的ADG 和F/G。在本研究中，ALM 替代豆粕饲粮不影响育肥猪ADG，与前期结果一致，但ALM 替代豆粕饲粮饲料降低了F/G，显著提高育肥猪的屠宰率和胴体重，表明ALM 作为新的蛋白源可以提高饲粮的转化率。ALM 降低了ADFI（吕先召等，2018），这与前期结果一致，这可能与苜蓿含有的皂苷有关，最终影响ADG（Clouard 等，2012）。杨旭等（2023）研究发现，ALM 替代妊娠母猪豆粕饲粮可以显著提高初生窝重及初生窝均重，提高母猪的繁殖性能。以上结果表明，ALM 替代豆粕可以提高育肥猪生长性能，并改善胴体性状，是一种潜在的新型蛋白质饲料原料。

3.2 ALM 饲粮对育肥猪抗氧化能力的影响

对苜蓿的深入研究表明，苜蓿叶蛋白品质较高，是生产营养食品的优良原料。苜蓿叶蛋白经蛋白酶水解后转化为苜蓿叶肽，具有清除自由基的抗氧化能力。苜蓿中含有黄酮类化合物，尤其是麦黄酮和芹菜苷，比传统的抗氧化剂如丁基羟基甲苯具有更高的抗氧化活性（Goławska 等，2010）。苜蓿还含有香豆素和芹菜素，它们在各种LDL 氧化系统中显示出良好的抗氧化特性（Hwang 等，2021）。苜蓿黄酮在一定范围内可促进家畜生长，改善胴体性状，清除自由基，增强抗氧化性能和宿主免疫力（Sun 等，2022）。前期研究发现，苜蓿草粉可以显著提高饲喂动物的抗氧化 性 能（Liu 等，2021 ；Sun 等，2021）。本 研 究结果表明，ALM 组饲粮肥育猪LD、肝脏和血清中T-AOC、GSH-Px 和CAT 的含量显著提高，肝脏中SOD 的含量显著提高，LD、肝脏和血清中MDA 的含量显著降低，这与前期结果一致。因此，ALM 饲粮可明显提高育肥猪的抗氧化能力。

3.3 ALM 饲粮对育肥猪肉品质的影响

氧化应激是导致猪肉品质恶化的主要原因之一，与动物死后早期的肌肉嫩度直接相关。氧化应激破坏正常的肌肉结构，促进脂质和蛋白质过氧化，造成有害副产物过渡积累，最终导致肉品质下降。脂质过氧化导致不饱和脂肪酸含量降低，同时破坏细胞膜结构。此外，脂质过氧化的代谢产物MDA 可引起氧合肌红蛋白进一步氧化形成高铁肌红蛋白，促进蛋白质羰基化，导致肌肉ROS 升高，进一步促进蛋白质氧化程度（Wang 等，2019）。同时，在本研究中，ALM 饲粮可显著提高肌肉a*、熟肉率和IMF 含量，而对大理石花纹、滴水损失、剪切力、肌纤维类型、水分和粗蛋白质无显著影响。肉色是影响对肉品质感官评价的最重要因素之一，其中a*是表征肉色关键指标之一，在一定范围内a*增加表示肌肉颜色质量提高。IMF 含量是评价肉品质的关键因素之一。IMF 含量可以提高肌肉的感官品质特性如肉味、多汁性、肉质柔嫩。因此，LD 中IMF 含量越低，肉制品风味越差。本研究结果表明，ALM 替代豆粕饲粮通过缓解育肥猪氧化应激，可提高LD 中IMF 含量改善猪肉品质。

3.3.1 ALM 饲粮对育肥猪LD 脂肪酸组成的影响中长链脂肪酸不仅是肉制品重要的风味前体物质，而且还具有特殊的生物功能，在维持生物膜功能、介导受体信号传导、促进大脑发育、抗血栓、调节机体能量稳态等方面起着重要的生理调节作用（周盛敏等，2020）。Wang 等（2018）研究发现，育肥猪日粮添加苜蓿草粉可以促进短链脂肪酸的产生，而SCFAs 参与机体肝脏脂肪合成，调节机体脂质代谢。本研究发现，ALM主要改善脂肪酸组成，这与朱晓艳等（2018）育肥猪饲粮添加苜蓿草粉改善脂肪酸组成结果一致。ALA 是机体的必需脂肪酸，由于人类缺乏在碳原子数超过9 或10 的脂肪酸中引入双键的能力，因此必须从饮食中获得ALA（Kimura等，2020）。ALA 作为n-3 系列PUFA 的合成前体，可以经延伸、去饱和转化为ω-3 脂肪酸EPA和DHA，这对人类健康具有广泛的益处。癸酸具调节食欲和饱腹感的功能，从而调节饮食习惯（Maher 等，2021）。由此可见，ALM 饲粮可通过改善育肥猪LD 脂肪酸组成提高肉品质并对人类健康产生积极影响。

3.3.2 ALM 饲粮对育肥猪LD 氨基酸组成的影响体内最重要的蛋白质储存形式存在于肌肉中，而肌肉蛋白质代谢决定了肌肉质量（Lv 等，2022）。氨基酸的可利用性是肌肉蛋白质合成的有效调节因素（Wolfe，2002）。根据动物生长的营养需要或氮平衡，氨基酸通常被分为必需氨基酸或非必需氨基酸（Wu 等，2014）。在本研究中，发现ALM 显著提高了LD 必需氨基酸Phe、Thr、Lys、Val、Ile 和Leu 的含量以及条件性必需氨基酸Glu、Arg 和Gly 的含量。越来越多的证据表明，氨基酸不仅作为蛋白质合成的底物，部分氨基酸还可以作为功能性氨基酸参与调节机体多种重要代谢途径，与动物生长发育、繁殖与健康等密切相关（Wu，2010）。功能性氨基酸可以是动物必需的、非必需的和条件必需的（Hou 等，2012）。功能性氨基酸精氨酸与动物繁殖性能密切相关，补充精氨酸可以增加产仔窝重（Satterfield 等，2013）。功能性氨基酸Glu 可以作为动物机体肠道内的主要能量底物和兴奋性神经递质，参与调节激素的释放、改善肠道的消化和吸收功能等（Baj 等，2019 ；Wolfe，2002）。动物体内最丰富的两种蛋白质胶原蛋白和弹性蛋白主要由Gly 组成。Gly 也是肌酸、谷胱甘肽、嘌呤、血红素等低分子质量重要代谢物的前体，是中枢神经系统的抑制性神经递质和抗氧化 剂（Razak 等，2017 ；Moura 等，2014 ；Wang等，2013）。支链氨基酸（Leu、Ile 和Val）可以为Ala( 主要的生糖氨基酸之一) 和谷氨酰胺（在体液如牛奶中含量丰富）的合成提供前体物质；外周循环中这些氨基酸水平的增加可能会激活胞内信号通路，刺激蛋白质的合成（Rezaei 等，2016）。在本研究中，育肥猪饲喂ALM 饲粮时，LD 中必需氨基酸、条件必需氨基酸、功能性氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸和总氨基酸含量均增加，这与育肥猪饲粮添加苜蓿草粉改善氨基酸组成结果类似（朱晓艳等，2018）。ALM 饲粮改善了猪肉的氨基酸营养结构及肉品质。

4 结论

在育肥猪饲粮中使用新型蛋白质饲料原料ALM 替代豆粕，可促进育肥猪的生长性能和IMF 含量，提高育肥猪的抗氧化能力，改善LD的脂肪酸和氨基酸组成，提高育肥猪的肉品质。本研究进一步证明了苜蓿叶粉作为新型蛋白源替代育肥猪饲粮中豆粕的可行性，在一定程度上可以有效缓解我国蛋白质饲料资源紧缺的问题，为苜蓿叶粉作为新型蛋白源在畜牧业的应用提供参考。