李雪玲 張乃鋒 馬 濤 陶大勇 柴建民 王玉榮 張 帆 刁其玉*
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所,農(nóng)業(yè)部飼料技術(shù)重點開放實驗室,北京 100081;2.塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,阿拉爾 843300)
湖羊羔羊肉質(zhì)優(yōu)良,氨基酸營養(yǎng)價值豐富,羔羊皮色澤潔白,花紋呈水波狀,在國內(nèi)外享有“中國的軟寶石”之稱[1]。飼糧氨基酸是機體氨基酸轉(zhuǎn)換、合成的前體的重要營養(yǎng)物質(zhì),肌肉蛋白質(zhì)的合成、肉產(chǎn)品產(chǎn)量和氨基酸含量與飼糧中的氨基酸組成和含量有很大相關(guān)性[2]。過瘤胃賴氨酸(RP-Lys)和過瘤胃蛋氨酸(RP-Met)添加可以促進小腸氨基酸平衡,減少過量氨基酸造成氮代謝過剩,降低其肝臟、腎臟負擔(dān),對環(huán)境保護具有積極作用。隨著研究的不斷深入,本課題組通過在開食料中添加過瘤胃氨基酸發(fā)現(xiàn),RP-Met能夠提升羔羊的生產(chǎn)性能,特別是在日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率上氨基酸的添加作用明顯[3]。Chai等[4]和Pérez等[5]研究發(fā)現(xiàn),羔羊肌肉中的必需氨基酸組成和含量與早期斷奶和環(huán)境有也有很大關(guān)系,且羔羊肌肉中必需氨基酸含量與飼糧中氨基酸模式較為接近。Dvalishvili[6]、Cho等[7]研究了不同年齡階段羊毛和背最長肌氨基酸含量的變化。開食料中氨基酸含量和組成會在羔羊各個組織中變化,氨基酸不僅本身對肉的風(fēng)味產(chǎn)生影響,而且還通過風(fēng)味氨基酸與還原糖之間進行美拉德反應(yīng)產(chǎn)生香味[8]。然而,飼糧氨基酸含量和組成是否對羔羊肉的常規(guī)營養(yǎng)成分產(chǎn)生的影響尚未見報道。
本研究在開食料中添加RP-Lys、RP-Met、過瘤胃蘇氨酸(RP-Thr)和過瘤胃色氨酸(RP-Trp),利用氨基酸部分扣除法,研究4種必需氨基酸扣除模式下湖羊屠宰性能和不同部位氨基酸含量的變化,并與飼糧氨基酸含量進行比較,為深入研究肉羊氨基酸代謝機理及改善羊肉品質(zhì)提供理論依據(jù)。
RP-Met由贏創(chuàng)德固賽技術(shù)有限公司提供,RP-Lys由希杰飼料有限公司提供,RP-Thr和RP-Trp由江蘇康德權(quán)科技有限公司提供,其中各含蛋氨酸鹽酸鹽、賴氨酸鹽酸鹽、蘇氨酸鹽酸鹽和色氨酸鹽酸鹽65%左右,過瘤胃率≥80%。
采用單因素完全隨機試驗設(shè)計,選取100只50日齡斷奶體重11 kg左右湖羊公羔羊,按體重相近、日齡相同原則分為5組,每組4個重復(fù),每個重復(fù)5只。并根據(jù)部分扣除法,將各組飼糧設(shè)定為氨基酸平衡(PC組)、30%扣除賴氨酸(Lys)(PD-Lys組)、30%扣除蛋氨酸(Met)(PD-Met組)、30%扣除蘇氨酸(Thr)(PD-Thr組)和30%扣除色氨酸(Trp)(PD-Trp組)。
開食料組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 開食料組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))
1)預(yù)混料為每千克開食料提供Premix provided the following per kg of starters:VA 15 000 IU,VD 5 000 IU,VE 50 IU,Cu 12 mg,Fe 64 mg,Mn 50 mg,Zn 100 mg,I 0.8 mg,Se 0.3 mg,Co 0.4 mg。
2)除代謝能為計算值外,其余均為實測值。代謝能參照《中國飼料成分及營養(yǎng)價值表(2012)》及《肉羊飼養(yǎng)標準》(NY/T 816—2004)計算。ME was a calculated value, while the rest nutrient levels were measured values. ME was calculated according toTablesofFeedCompositionandNutritiveValuesinChina(2012) andFeedingStandardofSheep(NY/T 816—2004).
本試驗于2015年9—12月在江蘇省大倫鎮(zhèn)海倫羊業(yè)有限公司進行。預(yù)試期為11 d,正試期為60 d。
羊舍每15 d徹底消毒1次(輪流使用0.2%氯異氰脲酸、2.0%火堿和0.5%聚維酮碘),試驗羔羊均進行正常的免疫程序。50日齡開始訓(xùn)練采食開食料,61~120日齡開食料日飼喂量按羔羊體重的4%進行飼喂。開食料每日飼喂2次(08:00和16:00),自由飲水。
1.6.1 湖羊羔羊單位代謝體重的必需氨基酸攝入量計算
單位代謝體重的氨基酸
攝入量[mg/(kg W0.75·d)]=[干物質(zhì)采食
量(kg/d)×開食料中氨基酸含量(mg/kg)]/
代謝體重(kg)。
1.6.2 屠體常規(guī)營養(yǎng)成分和氨基酸含量測定
于120日齡每組選取6只湖羊羔羊準確稱量體重,該體重為宰前活重,屠宰后,分別將頭蹄、胴體和內(nèi)臟放入粉碎機中粉碎,剪切皮毛樣,各取各部分組織樣品100 g,分別裝入潔凈密封袋中,迅速保存-20 ℃冰箱中待測。
常規(guī)營養(yǎng)成分含量測定方法:粗蛋白質(zhì)含量采用KDY-9830全自動凱氏定氮儀測定;水分、粗脂肪、粗灰分、鈣、磷含量參考張麗英[9]的方法測定。氨基酸含量采用氨基酸分析儀(S-433D,德國Sykam公司)測定,首先將樣品用酸水解,在110 ℃、6 mol/L鹽酸作用下水解(測定Trp含量時用5 mol/L的氫氧化鈉溶液水解),配制標樣,將標樣和處理好樣品采用氨基酸分析儀測定各氨基酸含量。
用Excel 2013對原始數(shù)據(jù)進行初步整理,然后用SAS 9.2統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析,以P<0.05作為差異顯著的判斷標準。
正試期羔羊干物質(zhì)采食量和氨基酸攝入量見表2。由表3可知,PD-Met組羔羊空體重顯著低于PC、PD-Thr和PD-Trp組(P<0.05)。PD-Lys、PD-Met和PD-Trp組羔羊胴體重顯著低于PC組(P<0.05)。PD-Met組蹄重及皮毛重均顯著低于PC組(P<0.05)。氨基酸扣除組與PC組羔羊的屠宰率無顯著差異(P>0.05)。
表2 干物質(zhì)采食量和單位代謝體重的氨基酸攝入量
由表4可知,PC和PD-Lys組羔羊頭蹄水分含量顯著高于PD-Met組(P<0.05),但與PD-Thr和PD-Trp組間無顯著差異(P>0.05)。PD-Lys、PD-Met、PD-Thr和PD-Trp組羔羊胴體粗脂肪含量顯著高于PC組(P<0.05),PD-Thr和PD-Trp組羔羊皮毛粗脂肪含量顯著高于PC組(P<0.05)。PD-Met組胴體粗蛋白質(zhì)含量顯著低于PC和PD-Trp組(P<0.05),與PD-Lys和PD-Thr組差異不顯著(P>0.05)。各組羔羊頭蹄、胴體和皮毛的粗灰分、鈣和磷含量無顯著差異(P>0.05)。
表3 開食料氨基酸部分扣除對斷奶湖羊羔羊屠宰性能的影響
同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。
In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.
表4 開食料氨基酸部分扣除對斷奶湖羊羔羊不同部位常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響
由表5可知,PD-Lys組羔羊頭蹄Lys含量顯著低于PC組(P<0.05),但與PD-Met、PD-Thr和PD-Trp組間差異不顯著(P>0.05)。PD-Trp組羔羊頭蹄Trp含量顯著低于PC和PD-Thr組(P<0.05),與PD-Lys和PD-Met組間差異不顯著(P>0.05)。PD-Met組羔羊頭蹄苯丙氨酸含量顯著低于PC、PD-Trp和PD-Thr組(P<0.05),與PD-Lys組間差異不顯著(P>0.05)。PD-Met組羔羊頭蹄丙氨酸含量顯著低于PC和PD-Trp組(P<0.05),與PD-Lys和PD-Thr組間差異不顯著(P>0.05)。PD-Met組羔羊頭蹄必需氨基酸和非必需氨基酸含量顯著低于PC組(P<0.05),與PD-Lys、PD-Thr和PD-Trp組差異不顯著(P>0.05)。各組羔羊頭蹄其余氨基酸含量無顯著差異(P>0.05)。
表5 開食料氨基酸部分扣除對斷奶湖羊羔羊頭蹄氨基酸含量的影響
由表6可知,PD-Lys組羔羊胴體Lys含量顯著低于PC組(P<0.05),但與PD-Met、PD-Thr和PD-Trp組間差異不顯著(P>0.05)。PD-Lys和PD-Met組羔羊胴體必需氨基酸含量顯著低于PC組(P<0.05)。PD-Lys和PD-Trp組羔羊胴體非必需氨基酸含量顯著低于PD-Thr組(P<0.05),與PC和PD-Met組間差異不顯著(P>0.05)。各組羔羊胴體其余氨基酸含量無顯著差異(P>0.05)。
由表7可知,PD-Lys組羔羊皮毛Lys含量顯著低于PC組(P<0.05),與PD-Met、PD-Thr和PD-Trp組間差異不顯著(P>0.05)。PD-Thr組羔羊皮毛Thr含量顯著低于PC組(P<0.05),與PD-Lys、PD-Met和PD-Trp組間差異不顯著(P>0.05)。PD-Thr組羔羊頭蹄天冬氨酸含量顯著低于PC和PD-Met組(P<0.05)。PD-Lys組羔羊皮毛絲氨酸含量顯著低于PC組(P<0.05)。PD-Thr組羔羊皮毛谷氨酸含量顯著低于PC組(P<0.05)。PD-Lys羔羊皮毛丙氨酸含量顯著低于PC組(P<0.05)。PD-Met組羔羊皮毛半胱氨酸含量顯著低于PC組(P<0.05)。PD-Met組羔羊皮毛必需氨基酸含量顯著低于PC、PD-Trp組(P<0.05)。PD-Lys和PD-Met組羔羊皮毛非必需氨基酸含量均顯著低于PC組(P<0.05)。各組羔羊皮毛其余氨基酸含量無顯著差異(P>0.05)。
表6 開食料氨基酸部分扣除對斷奶湖羊羔羊胴體氨基酸含量的影響
表7 開食料氨基酸部分扣除對斷奶湖羊羔羊皮毛氨基酸含量的影響
續(xù)表7項目Items組別GroupsPCPD?LysPD?MetPD?ThrPD?TrpSEMP值P?value必需氨基酸理想模式EAAidealmode非必需氨基酸NEAA天冬氨酸Asp23.23a21.26ab23.09a20.72b22.44ab0.350.0482絲氨酸Ser17.46a14.60b14.99ab15.40ab14.81ab0.400.0411谷氨酸Glu44.86a40.86ab43.13ab39.75b42.52ab0.720.0243甘氨酸Gly48.2040.2448.3840.9846.061.310.1180丙氨酸Ala23.81a20.25b23.27ab20.82ab22.91ab0.500.0484酪氨酸Tyr6.715.345.756.426.410.220.2592組氨酸His7.216.246.546.666.750.180.5965精氨酸Arg28.5125.7126.9925.4327.010.450.1970脯氨酸Pro31.8728.1231.4526.5729.450.690.0688半胱氨酸Cys9.75a9.25ab8.23b9.69ab9.80ab0.380.0497必需氨基酸EAA83.37a76.57ab71.64b73.48ab80.84a2.350.0219非必需氨基酸NEAA241.63a211.87b201.81b212.44ab228.16ab5.230.0311必需氨基酸/非必需氨基酸EAA/NEAA0.350.350.330.350.360.450.6789
屠宰性能測定便于檢驗羔羊不同階段的生長發(fā)育狀況,深入研究羔羊屠宰性能,對改善羔羊肉品質(zhì)具有重要意義。本試驗發(fā)現(xiàn),氨基酸扣除組除了屠宰率差異不顯著外,其余的屠宰性能指標都低于PC組。Ferreira等[10]研究發(fā)現(xiàn),30~45 kg美利奴羊飼喂不同必需氨基酸組成的飼糧,隨著動物的生長,屠宰率不會發(fā)生顯著變化,這與本試驗結(jié)果相似。本試驗部分扣除Lys和Met對屠宰率無顯著影響,但對胴體重、頭重、蹄重和皮毛重有顯著影響。這可能因為Met為羊毛角質(zhì)蛋白質(zhì)合成的第一限制性氨基酸,在綿羊飼糧中添加Met能夠促進羊毛生長,進而影響綿羊皮毛品質(zhì)。本試驗研究發(fā)現(xiàn),Trp是羔羊獲得最大屠宰率的第一限制性氨基酸,這與本課題組研究獲得最大日增重和料重比所發(fā)現(xiàn)的氨基酸順序也不相同,前人也沒對這方面進行研究,這可能是因為沒有利用氮平衡試驗進行深入探討,導(dǎo)致氨基酸限制性的研究不夠準確。因此,斷代乳粉后降低湖羊羔羊飼糧蛋白質(zhì)水平的同時,添加過瘤胃氨基酸并使之添加量與利用量比例達到平衡,不僅對胴體重和皮毛生長有促進作用,還能加快湖羊達到屠宰體重的時間。從本試驗結(jié)果來看,對斷奶羔羊屠宰性能的影響還要通過結(jié)合氮平衡試驗進行深入探討。
肌肉中的水分與肉質(zhì)的多汁性緊密相連[11]。肌肉中脂肪含量在很大程度上影響著肉品質(zhì)和口感,與肉的風(fēng)味、多汁性和嫩度有關(guān)。羊肉中的脂肪50%為不飽和脂肪酸,這部分脂肪酸對過度肥胖、動脈硬化、血脂升高和血栓等疾病的發(fā)生有預(yù)防作用[12]。肌肉蛋白質(zhì)含量是肉質(zhì)營養(yǎng)的主要指標,氨基酸是決定蛋白質(zhì)沉積的重要營養(yǎng)組成部分,氨基酸的平衡模式為提升肉品質(zhì)和肉中營養(yǎng)成分含量有重要意義[12]。肌肉的粗灰分含量與肌肉中的礦物質(zhì)含量有密切的關(guān)系,粗灰分含量越高,鈣和磷礦物質(zhì)元素含量就相對越高,另外通過氨基酸合成的肽類激素,如降鈣素等激素等參與鈣、磷代謝,繼而影響組織鈣、磷的分布[13]。
聶芙蓉等[14]報道,3月齡小尾寒羊肌肉中水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗灰分含量分別為73.63%、62.82%、15.98%和5.98%。杜寒雜交羊肌肉中水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗灰分含量分別為73.26%、63.06%、11.34%和6.24%。杜寒雜交羊肌肉中水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗灰分含量分別為73.77%、62.88%、13.56%和6.08%,鈣、磷含量都在0.20%~0.70%。Xi等[15]發(fā)現(xiàn)在60日齡黃羽肉雞低蛋白質(zhì)飼糧中添加Met,肌肉中水分、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量分別為61.37%、51.86%和30.80%,比高蛋白質(zhì)未添加Met飼糧高0.30%~0.50%。本試驗測得120日齡湖羊常規(guī)營養(yǎng)成分含量比聶芙蓉等[14]的結(jié)果低,但相差不大。氨基酸扣除組的營養(yǎng)成分含量在一定程度上都低于對照組,說明飼糧氨基酸平衡對提升湖羊羔羊肉肉質(zhì)、風(fēng)味、細嫩多汁、口感度等具有重要作用。
羊頭蹄中的氨基酸組成和含量是評價羊屠體營養(yǎng)價值的重要指標之一,特別是羊腦中蛋白質(zhì)豐富,其中含有豐富的Lys、谷氨酸、亮氨酸和天冬氨酸,尤其是谷氨酸和天冬氨酸,這2種酸性氨基酸與抗氧化能力有較強關(guān)系[16]。常飛等[16]通過脫脂測定結(jié)果發(fā)現(xiàn),羊腦中谷氨酸含量最高,其次是天冬氨酸,分別為9.13%和5.47%。張曦等[17]發(fā)現(xiàn)谷氨酸和天冬氨酸的含量是Met含量的7~12倍,谷氨酸、天冬氨酸、Leu和Lys是構(gòu)成腦多肽的主要氨基酸。這些腦多肽在調(diào)節(jié)神經(jīng)功能中具有重要的作用。本試驗研究不同氨基酸扣除發(fā)現(xiàn)頭蹄中谷氨酸含量最高,但相對于PC組PD-Met組谷氨酸含量最低,這與前人分析結(jié)果是一致的。這說明Met扣除對谷氨酸和天冬氨酸等酸性氨基酸含量有顯著影響,進而影響機體抗氧化能力,這2種酸性氨基酸含量高也為機體抗氧化能力高的研究結(jié)果提供了理論支撐。本試驗PC組頭蹄Lys、Met、Thr和Trp含量分別為11.60%、3.96%、8.16%和0.89%(氨基酸組成比例為100∶34∶70∶7)。這比Ferreira等[10]瘤胃灌注氨基酸得出羔羊胴體Lys、Met和Thr含量分別為7.03%、2.08%和3.79%(氨基酸組成比例100∶30∶54)的結(jié)果要高。這說明添加過過瘤胃氨基酸能夠有效提高斷奶羔羊組織中的氨基酸含量,且比例與本課題組通過最大日增重和屠宰率得到的Lys∶Met∶Thr∶Trp分別為100∶44∶44∶8和100∶34∶38∶8[3]基本一致,除了Trp含量頭蹄中較高。本試驗中,PD-Met組中必需氨基酸含量,特別是Lys、苯丙氨酸和纈氨酸等含量均低于PC組,說明必需氨基酸不足會嚴重影響羔羊頭蹄其他必需氨基酸和非必需氨基酸的合成,從而影響氨基酸的平衡模式[17]??傊^蹄是羔羊胴體中影響氨基酸適宜比例和含量的因素之一,為打破傳統(tǒng)的氨基酸黑箱理論提供了重要的科學(xué)依據(jù)[18]。
羔羊胴體中氨基酸在種類和比例上接近人體含有所必需的氨基酸,且屬于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),易于人體的消化和吸收[19]。羊胴體中鮮味氨基酸豐富,而氨基酸的含量與羊肉的風(fēng)味有直接關(guān)系,且羔羊胴體的氨基酸模式可為羔羊理想氨基酸提供研究模式,即為飼糧中各種氨基酸平衡提供參照模式[20]。Bequette等[21]研究發(fā)現(xiàn),平均體重28 kg的杜寒雜交羊胴體Lys、Met、Thr和Trp含量分別為9.09%、1.40%、4.56%和1.67%。Sánchez-Mendoza等[22]和Boisen等[23]通過在飼糧中添加不同量Met發(fā)現(xiàn)對胴體重和胴體粗蛋白質(zhì)含量有顯著影響,均在在Met添加量為1.20 mg/d時達到最大,但都未對胴體氨基酸含量和模型進行進一步的探索。本試驗是通過氨基酸部分扣除法獲得不同組織,分析其氨基酸含量,發(fā)現(xiàn)添加必需氨基酸胴體Lys、Met、Thr和Trp的氨基酸含量分別為12.20%、3.64%、1.40%和4.58%,其理想氨基酸模式為100∶35∶44∶13,胴體氨基酸含量與Bequette等[21]研究結(jié)果相比有上升趨勢,胴體氨基酸模式與本課題組獲得最大氮沉積得到的氨基酸模式100∶(37~41)∶(39~45)∶12相似[3]。且PD-Met組羔羊胴體必需氨基酸和非必需氨基酸含量相對PC組都有降低趨勢,這與Sánchez-Mendoza等[22]和Boisen等[23]的研究結(jié)果一致??傊琇ys和Met是羔羊肌肉和骨骼生長的必需的限制性氨基酸[24],胴體的氨基酸模式相對于頭蹄氨基酸模式有所不同,但更接近羔羊生長階段的氨基酸平衡模式,理想氨基酸模式在不同品種、品系和生長階段有所不同,湖羊理想氨基酸模式的研究還需在基因和蛋白質(zhì)等層次進一步探索和完善。
羊毛生長需要的蛋白質(zhì)。羊毛是由富含半胱氨酸和Met的蛋白質(zhì)構(gòu)成的,羊毛生長需要從機體氨基酸庫中吸收大量的Met和半胱氨酸,但對其他氨基酸的需求相對要少[25]。楊華等[26]分析發(fā)現(xiàn)10月齡美利奴羊超細毛公羔羊羊毛對Met和半胱氨酸的選擇性吸收,造成了其他組織可利用氨基酸的不平衡。也就是說,飼糧和瘤胃微生物為機體提供的氨基酸不能滿足羊毛生長對Met和半胱氨酸的特殊需求,并由此導(dǎo)致羊毛生長中氨基酸的利用率要遠低于其他體組織[27]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),氨基酸不平衡對羔羊皮毛中Lys和Thr含量有顯著影響,且在皮毛中天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、丙氨酸和半胱氨酸含量上也有顯著變化,發(fā)現(xiàn)Met扣除顯著降低了皮毛必需氨基酸和非必需氨基酸含量。氨基酸在羊毛生長和體重增長之間的分配比率與綿羊生長速率有相關(guān)性,Met不足使組成羊毛低硫蛋白質(zhì)合成減少,必需氨基酸Lys、Thr不足也會影響天冬氨酸、絲氨酸等影響羊毛纖維的螺旋結(jié)構(gòu)和毛纖維的粗細的非必需氨基酸[28]。
① Lys、Met、Thr和Trp 4種必需氨基酸不足影響61~120日齡斷奶湖羊羔羊屠宰性能,特別是Met不足造成了空體重、胴體重、皮毛重和蹄重顯著降低。
② 必需氨基酸缺乏直接影響羔羊的胴體粗蛋白質(zhì)含量,胴體和皮毛粗脂肪含量,頭、蹄水分含量,但不影響鈣和磷含量。
③ 不同組織Lys、Met、Thr和Trp 4種必需氨基酸理想模式不同,胴體為100∶35∶44∶13,皮毛為100∶21∶129∶11,頭蹄為100∶34∶70∶7。
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*Corresponding author, professor, E-mail: diaoqiyu@caas.cn