低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌肉品质、氨基酸和脂肪酸组成以及维生素和矿物质含量的影响

2024-03-22张峰硕季秋蓉何婷莉苏曲杨昂毛王志有侯生珍桂林生

草业学报 2024年3期

张峰硕，季秋蓉，何婷莉，苏曲杨昂毛，王志有，侯生珍，桂林生

（青海大学农牧学院，青海西宁 810016）

近年来，随着畜牧业的快速发展，我国饲料原料较为匮乏，尤其是蛋白质资源大多从国外进口。而且饲喂高蛋白质饲料并不能使动物机体全部有效利用，还会使氮排放增加导致环境污染。而把日粮中蛋白质含量降低，又会影响动物机体的生长以及纤维物质的消化，但作为第一级和二级氨基酸的赖氨酸和蛋氨酸，又是构成蛋白质的主要原料，在低蛋白日粮中添加适宜比例氨基酸能够大大提高其利用率[1-2］。有研究表明，饲喂蛋白比例12.3%并添加赖氨酸和蛋氨酸为3∶1 时，能提高断奶犊牛生长性能并减少氮排放[3］。所以在低蛋白水平下添加氨基酸逐渐成为畜牧业研究热点。

随着生活水平的提升，优质健康成为人们的追求。羊肉需求量与日俱增，而藏羊因为长期生活在高海拔地区，与其他品种相比其对极端天气和恶劣环境具有极强的适应性，是青藏高原优秀的种质资源[4］。因其肉质中蛋白质含量高、氨基酸种类齐全、脂肪沉积低、肉质鲜嫩和膻味少等益处，越来越被广大消费者青睐[5］。张俊峰等[6］研究表明，饲喂3 种不同低蛋白水平下不同比例氨基酸日粮，其中美国NRC（National Research Council，全国科学研究委员会）2012 猪营养氨基酸比例日粮能有效提高藏香猪的肉品质以及脂肪酸含量。夏伟光等[7］研究显示，饲喂低蛋白质氨基酸平衡日粮能有效改善清远麻鸡肌内脂肪，并减少氮排放。但在藏羊上此类报道却较少。

鉴于此，本试验以藏羊为研究对象，探究低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌肉品质、氨基酸和脂肪酸组成以及维生素和矿物质含量的影响，为探究藏羊日粮中不同氨基酸含量对改善背腰最长肌肉品质提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验条件

试验于2022 年4-7 月在青海省海北藏族自治州海晏县金藏牧场进行，试验期间所有试验藏羊均为全舍饲饲养，有自然光照并配备运动场。试验期共97 d，其中7 d 预饲期，90 d 正试期。

1.2 试验设计与日粮

试验选取90 只体重相近 [（15.60±0.10） kg］，健康无病的高原型藏羊公羔，随机分为3 组，每组30 只，每组5个重复，每个重复6 只羊。试验结束后，在每组的每个重复中随机挑选1 只羊，共15 只羊进行屠宰。日粮精料中蛋白水平为12%，3 组分别为LP-L 组（赖氨酸与蛋氨酸为1∶1）；LP-M 组（赖氨酸与蛋氨酸为2∶1）；LP-H 组（赖氨酸与蛋氨酸为3∶1）。试验日粮由70%精料和30%粗料组成（粗料由燕麦青贮和燕麦干草按干物质1∶1 组成），日粮精料组成与营养水平见表1。

表1 日粮精料组成及营养水平Table 1 Dietary concentrate composition and nutrient levels

1.3 饲养管理

整个饲养期间试验藏羊均采用舍饲饲养，每天在8：00 和17：00 各饲喂一次，所有试验藏羊自由采食，自由饮水，试验开始前所有试验藏羊统一打耳标，羊舍进行全面消毒，每隔半个月进行一次消毒以及水槽清洗，并根据羊场防疫规定统一注射四联苗。

1.4 样品采集与指标测定及方法

1.4.1 肉品质指标屠宰后取藏羊背腰最长肌，参照赵亚星等[8］的方法测定解冻损失、蒸煮损失、系水力、剪切力、pH45min和pH24h。

解冻损失：将肉样在解冻前称重即为M1，解冻后再次称重即为M2。相关公式如下：

蒸煮损失：将肉样的长、宽、厚截取约1 cm×1 cm×2 cm 的体积并称重即为N1，在85 ℃水浴锅中蒸煮20 min，使肉样冷却至室温并用吸水纸吸干水分后称重即为N2。相关公式如下：

笔者认为，培育壮大新动能，推动经济发展动力变革，已成为当前和今后相当长时期经济发展的中心工作。培育壮大新动能、推动经济发展动力变革，应该采取以下几方面措施：

系水力：将肉样长、宽、厚截取约5 cm×1 cm×1 cm 的体积肉样并称重即为D1，放置在加压仪（YT-YS300，中国杭州）上，加压至35 kg 并保持5 min 后测定肉样重量即为D2。相关公式如下：

剪切力：将肉样排酸后去掉筋膜和脂肪，在80 ℃水浴锅中蒸煮40 min，冷却至室温后按肌纤维方向切取长条形肉样约25 cm，截面为10 mm×10 mm，使用肌肉嫩度仪（MAQC-12，中国南京）测定，每个肉样测3 次。

pH：屠宰后取背腰最长肌，按照便携式酸度计（PHB-1，中国上海）说明书操作。将电极直接插入到肉样中，使肉样包裹住电极头部，深度大于1 cm 测定45 min 时的肌肉pH 值。再将肉样放在（0～4 ℃）冰箱中24 h 后测定肌肉pH 值，每个肉样测3 次。

1.4.2 氨基酸与脂肪酸组成测定氨基酸与脂肪酸含量均使用混标测定。氨基酸测定以GB5009.124-2016标准[9］为依据，样品采用（塞卡姆S4300 氨基酸分析仪，德国）超高效液相色谱系统进行分离。流动相：A 液为25 mmol·L-1甲酸铵+0.08% FA 水溶液，B 液为0.1% FA 乙腈。样品置于4 ℃自动进样器中，柱温40 ℃，流速为250 μL·min-1，进样量1 μL 样本队列中每间隔一定数量的试验样本设置一个QC 样本，用于检测和评价系统的稳定性及重复性。采用5500 QTRAP 质谱仪（AB SCIEX，美国）在正离子模式下进行质谱分析。采用Multiquant软件提取色谱峰面积及保留时间。使用氨基酸及其衍生物的标准品矫正保留时间进行代谢物鉴定。

脂肪酸测定以GB5009.168-2016 标准[10］为依据，采用40 种脂肪酸甲酯混合标准品溶液制成10 种混合标准浓度梯度。样品在冰上解冻，取50 mg 样品于2 mL 玻璃离心管中进行代谢物提取。使用气相色谱仪（Agilent，7890A/S-01-08，美国）进行分离。样本队列中每间隔一定数量的试验样本设置一个QC 样本，用于检测和评价系统的稳定性及重复性。采用气-质联用仪（Agilent 7890/5975C，美国）进行质谱分析。用MSD ChemStation 软件提取色谱峰面积及保留时间，绘制标准曲线，计算样品中中长链脂肪酸的含量。

1.4.3 维生素与矿物质含量测定维生素测定以GB5009.82-2016 标准[11］为依据，使用液相色谱仪（iChrom 5100，中国大连）检测肌肉中维生素A、α-维生素E、γ-维生素E 和维生素E 的含量。肌肉中矿物质元素硒的测定以GB5009.93-2017 标准[12］为依据，使用原子荧光光度计（AFS-550，中国济南）检测。肌肉中矿物质元素铁、钙、锰的测定以GB5009.268-2016 标准[13］为依据，使用电感耦合等离子体光谱仪（PRIDE100，中国北京）检测。

1.5 统计分析

采用Excel 2010 整理数据，使用SPSS 26 进行单因素方差分析，并利用Duncan 氏法对不同组间进行多重比较，结果用“平均值±标准误”表示，以P＜0.05 作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌肉品质的影响

2.2 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌氨基酸组成的影响

由表3 可知，总氨基酸含量LP-H 组分别比LP-L 和LP-M 组高0.40 和0.23 g·100 g-1，但差异不显著（P＞0.05），必需氨基酸含量和非必需氨基酸含量LP-L、LP-M 和LP-H 组间均没有显著差异（P＞0.05）。

表3 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌氨基酸组成的影响Table 3 Effect of different ratios of amino acids in low-protein diets on the amino acid composition of the longest muscle of the dorsal girdle in Tibetan sheep （g·100 g-1）

2.3 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌脂肪酸组成的影响

由表4 可知，饱和脂肪酸中，LP-L、LP-M 和LP-H 组均没有显著差异（P＞0.05）。不饱和脂肪酸中，十五碳烯酸、反式亚油酸和二十二碳三烯酸含量LP-L 组显著高于LP-M 组（P＜0.05）；亚油酸、α-亚麻酸和十七碳烯酸含量LP-L 组显著高于LP-M 和LP-H 组（P＜0.05）。

2.4 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌维生素含量的影响

由表5 可知，α-维生素E、γ-维生素E 和维生素E 含量LP-L 组显著高于LP-M 组（P＜0.05），维生素A 含量在LP-L、LP-M 和LP-H 组之间差异不显著（P＞0.05）。

表5 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌维生素含量的影响Table 5 Effect of different ratios of amino acids in low-protein diets on the vitamin content of the longest muscle of the dorsal girdle in Tibetan sheep

2.5 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌矿物质含量的影响

由表6 可知，矿物质元素钙LP-L 组显著高于LP-M 组（P＜0.05），矿物质元素铁LP-L 组分别比LP-M 和LPH 组高1.300 和0.933 mg·kg-1；但3 组之间差异均不显著（P＞0.05）。

表6 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌矿物质含量的影响Table 6 Effect of different ratios of amino acids in low-protein diets on the mineral content of the longest muscle of the dorsal girdle in Tibetan sheep （mg·kg-1）

3 讨论

3.1 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌肉品质的影响

肌肉的综合状态由肉品质体现，而影响肉品质的因素与动物的种类、年龄、性别、日粮组成以及肌肉分布等有关[14］。解冻损失和蒸煮损失是影响肌肉保水性的重要指标，数值越小，说明保水性越好[15］。系水力指标与肌肉中营养物质、水分等有关，系水力越大，肌肉品质越好[16］。肌肉的多汁性、嫩度和脂肪含量主要由剪切力反映，剪切力越小，说明肌肉更鲜嫩[17］。有研究表明，饲喂低蛋白日粮并添加支链氨基酸2∶1∶2 能有效提高育肥猪的生长性能并通过降低剪切力和提高持水力改善肉的嫩度和多汁性[18］。李庆敏等[19］研究显示，在低蛋白日粮中添加7.5 g·d-1过瘤胃赖氨酸和4.5 g·d-1过瘤胃蛋氨酸能提高滩羊的肉质、保水性以及肉色表现。本试验结果表明，饲喂LP-L 组与LP-M 和LP-H 组相比蒸煮损失和剪切力指标显著下降，系水力指标虽没有显著差异，但LP-L 组也比LP-M 和LP-H 组有提高，说明在12%低蛋白日粮中赖氨酸和蛋氨酸比例为1∶1 时藏羊的吸收程度更好，肌肉的嫩度和水分含量等最佳，可以有效地改善肌肉品质。

pH 作为评定肉品质的重要指标，有研究表明，在屠宰动物1 h 后，新鲜肌肉的pH 通常为5.8～6.5，而随着时间的变化，糖原被肌肉利用使其产生能量来支持某些能量消耗反应，它们会产生大量乳酸使pH 下降到5.4～5.7[20-21］。本试验pH45min和pH24h在LP-L、LP-M 和LP-H 组之间差异不显著，且pH 均在正常范围内，与上述研究结果相一致；说明低蛋白日粮中不同比例氨基酸含量对于pH 没有不良影响。

3.2 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌氨基酸组成的影响

蛋白质的含量影响肌肉的营养水平，由于蛋白质的基本组成单位是氨基酸，所以肌肉中氨基酸含量越高，种类越丰富其肉品质越好[22］。影响肉质风味前体物质的氨基酸称为鲜味氨基酸，鲜味氨基酸包括精氨酸、谷氨酸、甘氨酸和天冬氨酸等，其中谷氨酸占主导作用[23-24］。Teixeira 等[25］研究表明，在育肥牛日粮中加入一定比例的精氨酸和赖氨酸可以提高肌肉中的水分、系水力以及肉质中赖氨酸含量。韩云胜等[26］研究发现，在荷斯坦奶牛日粮中添加过瘤胃蛋氨酸、赖氨酸能显著提高胴体肌肉的氨基酸含量。本研究与其结果不一致，本试验中，所有氨基酸含量LP-L、LP-M 和LP-H 组之间差异不显著且含量非常相近，说明低蛋白日粮中1∶1、2∶1 和3∶1 的赖氨酸与蛋氨酸含量对于藏羊肌肉背腰最长肌氨基酸含量没有显著影响，这可能与试验的环境、地点以及动物的品种等有关，这与郭伟等[27］的研究结果相似。

3.3 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌脂肪酸组成的影响

肌肉中脂肪酸的含量与组成影响肉质的风味与嫩度等[28］。本试验中在藏羊背腰最长肌中共检测出17 种脂肪酸，其中油酸含量最多，棕榈酸和硬脂酸含量分列二、三。植物源性脂肪和动物脂肪中饱和脂肪酸含量较多，人体摄入过多饱和脂肪酸会使低密度脂蛋白胆固醇、三酰甘油等升高从而导致动脉硬化等疾病发生[29］。本试验中，饱和脂肪酸含量LP-L、LP-M 和LP-H 组之间均没有显著差异，说明低蛋白中添加不同比例氨基酸不会引起健康问题且对饱和脂肪酸含量影响较小。但是在饱和脂肪酸中硬脂酸含量与羊肉的膻味成正比，含量越高羊肉的膻味越重[30］。本试验中硬脂酸含量3 组之间虽差异不显著，但LP-L 组比LP-M 和LP-H 组下降了2.56%和1.83%，说明LP-L 组中肌肉的膻味更少一些。

不饱和脂肪酸主要包括单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸，可以合成二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid， DHA）和二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid， EPA）等，对健康有很多益处[31］。其中油酸、亚油酸和反式亚油酸有软化血管、降低血压和预防动脉硬化等效果。有研究表明，当油酸和亚油酸含量较高时其肉质更鲜美[32］。本试验中亚油酸LP-L 组显著高于LP-M 和LP-H 组，反式亚油酸LP-L 组显著高于LP-M 组。所以赖氨酸与蛋氨酸比例为1∶1 时可能有利于降低心脑血管疾病的风险。α-亚麻酸与二十二碳三烯酸等有利于人体大脑的发育[33］，十七碳烯酸和十五碳烯酸具有生物活性，对人体健康起着重要作用[34］。而本试验中，十五碳烯酸、反式亚油酸和二十二碳三烯酸含量LP-L 组显著高于LP-M 组；亚油酸、α-亚麻酸和十七碳烯酸含量LP-L 组显著高于LP-M 和LP-H 组。差异显著的原因可能是添加氨基酸的比例不同使其吸收效果不一致，还有可能是在动物机体采食后饲料在瘤胃微生物作用下氢化程度不同，氢化的脂肪酸被机体吸收沉积到肌肉中造成显著差异[35］。但也有研究显示，在育肥猪中降低蛋白比例和赖氨酸在皮下脂肪中观察到脂肪酸含量减少，本试验结果与其不一致可能与品种、环境和地区等因素不同有关[36］。

3.4 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌维生素和矿物质含量的影响

肉类是多种维生素和矿物质的来源。有研究表明，每100 g 红肉中能够提供人体的核黄素、烟酸、维生素B6和泛酸的建议膳食摄入量约为25%，而提供的维生素B12 的日需求量约为2/3，所以肉质中维生素与矿物质含量对健康至关重要[37］。维生素A 又被称为视黄醇是治疗夜盲症、维持人体免疫功能以及骨骼发育的营养元素[38］。Pickford 等[39］研究显示，摄入100 g 的视黄醇超过了膳食推荐值的338%。而本试验中，维生素A 含量LP-L 组、LP-M 和LP-H 组之间差异不显著，但LP-L 与LP-H 组比LP-M 组分别高出2.194 和2.190 μg·100 g-1。维生素E是预防动脉硬化的物质，其具有抗氧化性，也具有非抗氧化作用，包括参与调节信号转导途径[40］。α-维生素E 与γ-维生素E 是维生素E 的异构体[41］，有研究表明，α-维生素E 与γ-维生素E 均可降低大鼠体内的血小板聚集并减缓动脉血栓形成，它们还减少低密度脂蛋白氧化和脂质过氧化，超氧化物生成，并增加超氧化物歧化酶活性[42］。本试验中在肉质里检测出这3 种维生素E 含量，且α-维生素E、γ-维生素E 和维生素E 含量LP-L 组显著高于LPM 组。说明1∶1 赖氨酸与蛋氨酸比例日粮的肉质中维生素含量更多，可能有助于预防心脑血管疾病以及提高免疫力等。

铁是影响人体健康重要的元素，缺铁会导致生长发育障碍以及生物功能受损[43］。而肉质中含有血红素铁，具有很高的生物利用度，即使少量摄入，其生物可利用度也高出2～3 倍，且15%～35%易于吸收[44］。硒在谷胱甘肽过氧化物活性中起重要作用，谷胱甘肽过氧化物是解毒过程中的一种重要酶。多项研究表明，成人每日硒的推荐摄取量为55 μg·d-1，硒本身也能发挥抗癌作用[45］。锰元素缺乏会影响智力以及出现神经衰弱等症状，对凝血效果以及免疫功能作用较大[46］。本试验中，铁、硒和锰含量LP-L、LP-M 和LP-H 3 组之间差异均不显著，但铁和锰含量LP-L 组比LP-M 和LP-H 组含量稍高，说明不同比例氨基酸对于肉质中矿物质元素铁、硒和锰的含量没有不良影响。钙是反刍动物骨骼和牙齿的基本材料之一，它在动物的肌肉活动、保护动物神经中起着重要的作用，可以激活体内某些酶的活性，并通过控制膜的渗透性来维持细胞的完整性[47］。本试验结果显示，在肉质中检测到矿物质元素钙的含量最多，且LP-L 组显著高于LP-M 组；与LP-H 组相比虽不显著，但也高2.3 mg·kg-1。说明在低蛋白日粮中赖氨酸与蛋氨酸含量为1∶1 时，其动物机体吸收程度更好，其肉质中维生素与矿物质含量更丰富，可能对健康更有益处。