劉笑梅 郝小燕 張宏祥 楊立彬 項斌偉 張文佳 張春香 張建新*

(1.山西農(nóng)業(yè)大學動物科學學院，太谷030801；2.山西祥和嶺上農(nóng)牧開發(fā)有限公司，右玉037200；3.北京君德同創(chuàng)生物技術(shù)股份有限公司，北京100085；4.山西省右玉縣畜牧獸醫(yī)中心，右玉037200)

當今的養(yǎng)殖者追求健康、高效養(yǎng)殖，開發(fā)高效、綠色飼料添加劑成為近些年研究的熱點，目前，胍基乙酸(guanidineacetic acid，GAA)作為一種新型的添加劑，受到動物營養(yǎng)學家們的廣泛關(guān)注。GAA又名胍乙酸，通常呈白色粉末或片狀晶體，是合成肌酸的唯一前體物[1]。動物體內(nèi)GAA由L-精氨酸和甘氨酸合成，隨后經(jīng)血液循環(huán)到達肝臟，在S-腺苷蛋氨酸-胍基乙酸-N-甲基轉(zhuǎn)移酶(GAMT)的催化作用下與腺苷蛋氨酸(SAM)形成肌酸。肌酸可在肌酸激酶的作用下合成磷酸化肌酸，參與三磷酸腺苷循環(huán)，對動物的能量代謝和生長發(fā)育起著非常重要的作用[2]。此外，肌酸也是動物體內(nèi)的一種半必需氨基酸，既能通過動物自身合成，也可外源補充。但是動物自身合成肌酸僅占機體所需肌酸的66%～75%，無法滿足需求[3]，且肌酸自身的不穩(wěn)定性導致其無法直接添加于飼糧中，而GAA具有穩(wěn)定性、價格適宜的特點，可以作為飼料添加劑應用于動物生產(chǎn)中。

目前研究證實，GAA比肌酸更能有效提高肌細胞肌酸的含量[4]。GAA在單胃動物上的研究表明，飼糧中添加GAA可以合成大量肌酸，提高豬和肉雞的飼料轉(zhuǎn)化效率，提高生長性能[5-6]，提高機體抗氧化能力[7]；GAA可降低建鯉肌肉能量代謝關(guān)鍵酶活性，進而改善其能量代謝，提高飼料轉(zhuǎn)化率[8]；近幾年，也有少數(shù)關(guān)于GAA在反芻動物上的研究，晁雅琳等[9]研究表明，飼糧中添加GAA可以改善舍飼灘羊生長性能、屠宰性能以及脂肪沉積，提高肌內(nèi)脂肪含量和大理石花紋。GAA作為合成肌酸的唯一前體物，其生物學功能受到廣泛關(guān)注。目前，有關(guān)GAA作為營養(yǎng)性飼料添加劑對反芻動物生長性能、屠宰性能和肉品質(zhì)方面的影響鮮有報道。因此，本試驗在已有的研究基礎(chǔ)上，深入研究了GAA對羔羊生長性能、屠宰性能和肉品質(zhì)的影響，為GAA在反芻動物生產(chǎn)中的應用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與試驗設(shè)計

本試驗于2019年在山西祥和嶺上農(nóng)牧開發(fā)有限公司完成。試驗選取48只4月齡、體重[(24.8±1.3) kg]相近的杜泊×小尾寒羊雜交一代公羔，采用完全隨機分組試驗設(shè)計分為4組，每組12只羊。各組分別在基礎(chǔ)飼糧中添加0(對照組，CON組)、300(300GAA組)、600(600GAA組)、900 mg/kg(900GAA組)的GAA。每只羊采取單欄飼養(yǎng)，預試期15 d，正試期70 d。

試驗所用飼糧參考NRC(2007)營養(yǎng)需要量進行配制，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。GAA由北京某農(nóng)牧科技股份有限公司提供，其有效成分含量≥95%。

1.2 飼養(yǎng)管理

于試驗開始前1周對試驗羊舍消毒，給試驗羊注射羊痘、小反芻獸疫和口蹄疫疫苗。預試期對所有試驗羊分組、編號、驅(qū)蟲。在正試期，每天08:00和17:30各飼喂1次，自由飲水，每天飼喂量根據(jù)前1天采食情況進行調(diào)整，為了使試驗羊達到增重和飽食的效果，應該保證有剩料，但剩料不能超過5%，記錄每天的采食量。

1.3 測定指標與測定方法

1.3.1 飼糧常規(guī)營養(yǎng)成分含量的測定

飼糧干物質(zhì)(DM)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)、粗蛋白質(zhì)(CP)含量參照AOAC(2012)[11]方法測定，中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量參照Van Soest等[12]的方法測定，鈣(Ca)含量采用原子吸收法[13]測定，磷(P)含量采用釩鉬黃比色法[14]測定。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.3.2 生長性能指標的測定

試驗羊共稱3次重，在正試期第1天晨飼前對所有羊空腹稱重，作為初始體重，在第30天進行第2次稱重，在試驗結(jié)束當日晨飼前進行第3次稱重。根據(jù)每只羊的采食量計算平均日采食量(ADFI)，根據(jù)初始體重和結(jié)束體重計算平均日增重(ADG)，最后計算料重比(F/G)。

1.3.3 屠宰性能指標的測定

正試期結(jié)束當天，各組隨機選取6只健康且體重相近的試驗羊進行屠宰，宰前禁食16 h，宰前2 h禁水，次日07:00屠宰，記錄宰前活體重。試驗羊屠宰放血，去頭、蹄、內(nèi)臟、剝皮，稱量各器官和頭、蹄的重量。將胴體進行骨肉分離，稱量骨重。用電子秤稱量十二指腸、空腸、回腸的凈重，用皮尺測定各小腸在自然狀態(tài)下的長度。屠宰性能指標計算公式如下：

胴體重(kg)=宰前活重-頭、蹄、皮、
內(nèi)臟(除腎臟及腎周脂)重；
屠宰率(%)=(胴體重/宰前活重)×100；
凈肉重(kg)=胴體重-全骨重-腎臟重；
凈肉率(%)=(凈肉重/宰前活重)×100；
骨肉比(%)=(全骨重/凈肉重)×100；
器官指數(shù)(g/kg)=器官重/宰前活重。

1.3.4 肉品質(zhì)指標的測定

屠宰后立即取試驗羊左側(cè)背最長肌，測定pH、肉色、系水力、熟肉率、剪切力以及肌肉常規(guī)營養(yǎng)成分。

pH：采用TESTO-205酸堿度/溫度pH測定儀測定背最長肌pH。將pH計探頭插入背最長肌中段橫切面，分別統(tǒng)計屠宰后1 h背最長肌的pH(pH1 h)和24 h(4 ℃保存)后的pH(pH24 h)，各測定3次，取平均值。

肉色：用CM-5分光測色儀測定屠宰后1和24 h背最長肌的亮度(L*)、紅度(a*)和黃度(b*)值，各測定3次，取平均值。

熟肉率：取3塊50 g左右的背最長肌長方體狀肉段，去除白肉和筋膜，稱重(m1)，用曲別針固定防水標簽。把樣品鋪在干凈的蒸屜上，沸水鍋蓋上蓋子蒸30 min。待加熱停止后將肉取出，冷卻至室溫，用吸水紙將肉樣吸干，去掉曲別針和標簽紙，稱重(m2)，計算熟肉率，公式如下：

熟肉率=(m1-m2)/m1。

剪切力：從背最長肌切取2.54 cm厚的肌肉，在177 ℃的烤箱中烘烤。當中心溫度達到70 ℃后，取出樣品，冷卻至室溫，在1 ℃下冷卻24 h。使用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀測量每塊樣品的6個圓柱形核心(直徑=1.27 cm)的剪切力。

系水力：使用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀進行測定，選擇35 kg肉塊壓力試驗的數(shù)據(jù)庫，運行程序，設(shè)置位移零點。用分析天平稱量1 g左右的肉樣品(m1)，放在測試平臺上，在樣品上方放置16層濾紙，樣品下方放置18層濾紙，回程的距離設(shè)置為35 mm。測定結(jié)束后取出肉樣品，稱重(m2)。每個樣品測定3次，公式如下：

系水力=(m1-m2)/m1。

常規(guī)營養(yǎng)成分：參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》測定肌肉中水分含量，參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》測定肌肉中粗蛋白質(zhì)含量，參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》測定肌肉中粗脂肪含量；參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》測定肌肉中粗灰分含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

利用Excel 2010軟件初步整理數(shù)據(jù)，應用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，差異顯著時用Duncan氏法進行多重比較，并采用正交多項式進行線性和二次方效應分析。P<0.05表示差異顯著，0.05≤P<0.10表示有趨勢。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧中添加GAA對羔羊生長性能的影響

由表2可知，900GAA組羔羊的末重和平均日增重顯著高于對照組、300GAA組和600GAA組(P<0.05)，300GAA組、600GAA組和對照組之間無顯著差異(P>0.05)。各組之間羔羊的平均日采食量無顯著差異(P>0.05)。900GAA組羔羊的料重比顯著低于對照組、300GAA組和600GAA組(P<0.05)，300GAA組、600GAA組和對照組之間無顯著差異(P>0.05)。

2.2 飼糧中添加GAA對羔羊屠宰性能的影響

由表3可知，飼糧中添加GAA后胴體重線性提高(P=0.035)，300GAA組、600GAA組和900GAA組的胴體重較對照組分別提高了4.30%、5.40%、13.40%，其中，900GAA組的胴體重顯著高于對照組(P<0.05)。飼糧中添加GAA后屠宰率有線性升高的趨勢(P=0.075)，但各組之間差異不顯著(P>0.05)。900GAA組的凈肉重顯著高于對照組(P<0.05)，但與300GAA組、600GAA組無顯著差異(P>0.05)。300GAA組、600GAA組和900GAA組的凈肉率均顯著高于對照組(P<0.05)，分別提高了7.55%、7.60%和6.78%。300GAA組、600GAA組和900GAA組的眼肌面積均顯著高于對照組(P<0.05)，分別提高了10.26%、13.26%、14.65%。

表2 飼糧中添加GAA對羔羊生長性能的影響

表3 飼糧中添加GAA對羔羊屠宰性能的影響

2.3 飼糧中添加GAA對羔羊器官指數(shù)的影響

由表4可知，飼糧中添加GAA對羔羊器官指數(shù)均無顯著影響(P>0.05)。

表4 飼糧中添加GAA對羔羊器官指數(shù)的影響

2.4 飼糧中添加GAA對羔羊小腸發(fā)育的影響

由表5可知，飼糧中添加GAA對羔羊十二指腸、空腸的長度、重量均沒有顯著影響(P>0.05)。300GAA組、600GAA組和900GAA組的回腸長度均顯著高于對照組(P<0.05)，分別提高了32.63%、20.13%、22.21%。飼糧中添加GAA后回腸重量線性提高(P=0.022)，且900GAA組回腸重量顯著高于其他各組(P<0.05)。

表5 飼糧中添加GAA對羔羊小腸發(fā)育的影響

2.5 飼糧中添加GAA對羔羊肉品質(zhì)的影響

由表6可知，宰后1 h，各組之間背最長肌pH無顯著差異(P>0.05)；宰后24 h，300GAA組、600GAA組和900GAA組的背最長肌pH均顯著高于對照組(P<0.05)，且300GAA組、600GAA組和900GAA組之間差異不顯著(P>0.05)。宰后1 h，各組之間背最長肌L*、a*、b*值無顯著差異(P>0.05)；宰后24 h，600GAA組的背最長肌L*值顯著高于對照組和300GAA組(P<0.05)，但與900GAA組無顯著差異(P>0.05)；各組之間背最長肌a*、b*值無顯著差異(P>0.05)。300GAA組、600GAA組和900GAA組的背最長肌系水力均顯著高于對照組(P<0.05)，分別提高了6.43%、4.79%、6.33%。各組之間背最長肌熟肉率與剪切力均無顯著差異(P>0.05)。

表6 飼糧中添加GAA對羔羊肉品質(zhì)的影響

2.6 飼糧中添加GAA對羔羊背最長肌肌肉常規(guī)營養(yǎng)成分的影響

由表7可知，飼糧中添加GAA對羔羊背最長肌水分、粗脂肪和粗灰分含量沒有顯著影響(P>0.05)。600GAA組、900GAA組的背最長肌粗蛋白質(zhì)含量顯著高于對照組(P<0.05)，分別提高了5.30%和3.98%，但600GAA組與900GAA組之間沒有顯著差異(P>0.05)。

表7 飼糧中添加GAA對羔羊背最長肌常規(guī)營養(yǎng)成分的影響

3 討 論

3.1 飼糧中添加GAA對羔羊生長性能的影響

GAA是機體合成肌酸的唯一前體物，飼糧中添加GAA能提高機體內(nèi)肌酸的含量，從而提高了磷酸肌酸/ATP的比值，提高能量的利用率，進而促進動物生長，提高飼料利用率[3]。Michiels等[15]研究認為，飼糧中添加600 mg/kg GAA可提高羅斯肉仔雞的平均日增重和飼料利用率。潘寶海等[16]研究表明，在育肥豬飼糧中添加300～600 mg/kg GAA可顯著提高育肥豬的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，但對平均日采食量無顯著影響。晁雅琳等[9]研究表明，飼糧中添加800和1 200 mg/kg GAA可顯著提高舍飼灘羊平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率，這與本試驗研究結(jié)果一致。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加900 mg/kg GAA可顯著提高羔羊的平均日增重，顯著降低料重比。一方面原因可能是動物機體在體內(nèi)合成GAA時需要精氨酸與甘氨酸的參與，而外源添加GAA可有效減少體內(nèi)精氨酸與甘氨酸的消耗量，這就為精氨酸與甘氨酸參與機體內(nèi)氨基酸與蛋白質(zhì)的合成提供了有利條件，從而促進動物生長[17]；另一方面原因可能是飼糧中補充GAA后，促進了機體類胰島素生長因子-Ⅰ和胰島素的分泌，進而促進動物生長[15]。

3.2 飼糧中添加GAA對羔羊屠宰性能的影響

屠宰性能可以用于判斷動物從飼糧中獲取營養(yǎng)物質(zhì)的情況，體現(xiàn)動物的經(jīng)濟價值，胴體重和屠宰率是衡量肉羊生產(chǎn)水平的重要依據(jù)[18]。肉羊的屠宰性能與飼養(yǎng)管理條件、飼糧營養(yǎng)水平以及品種特征相關(guān)[19]。眼肌面積大小與家畜產(chǎn)肉性能有強相關(guān)關(guān)系[20]。潘寶海等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在育肥豬飼糧中添加500 mg/kg GAA可提高屠宰率和眼肌面積。本試驗中，飼糧中添加GAA后各試驗組眼肌面積均顯著高于對照組，這說明飼糧添加不同水平的GAA有提高羔羊產(chǎn)肉性能的作用。江濤[21]研究結(jié)果也表明，飼糧中添加GAA可以顯著提高育肥豬瘦肉率和屠宰率。本試驗中，飼糧中添加900 mg/kg GAA顯著提高了羔羊的胴體重，這與前人研究結(jié)果一致。

動物機體的機能狀態(tài)在一定程度上可以通過內(nèi)臟器官的重量和器官指數(shù)來說明，對于理論研究和生產(chǎn)實踐都具有重要意義。動物內(nèi)臟器官的重量受到飼糧營養(yǎng)水平的影響，肝臟和胃腸消化道尤為明顯[22]。內(nèi)臟器官對動物的生命活動有極其重要的作用，內(nèi)臟器官的重量是其相應功能作用的體現(xiàn)，內(nèi)臟器官指數(shù)反映動物的營養(yǎng)狀況和生理功能狀態(tài)，動物的內(nèi)臟器官重量一般與生長發(fā)育相協(xié)調(diào)[23]。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加GAA對各器官指數(shù)無顯著影響，表明這些器官的發(fā)育與羔羊生長相協(xié)調(diào)。

3.3 飼糧中添加GAA對羔羊小腸發(fā)育的影響

小腸作為機體營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的主要場所，腸道發(fā)育與畜禽的生長性能密切聯(lián)系。小腸長度、重量的改變，會使小腸對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收改變，最終影響動物的生長性能[24]。隨著飼糧纖維水平的升高，消化器官的重量和長度均會適應性增大，相應地其容積也就加大。有研究表明，隨著飼糧纖維水平的升高，消化器官絕對重量差異極顯著，而相對重量隨著飼糧纖維水平的提高呈上升趨勢[25]。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加GAA顯著影響了羔羊回腸的重量，推測飼糧中添加GAA后提高了羔羊的采食量，進而提高了飼糧中纖維含量，致使回腸重量發(fā)生變化，但是具體機制還有待進一步研究。

3.4 飼糧中添加GAA對羔羊肉品質(zhì)和常規(guī)營養(yǎng)成分的影響

感官特征、理化特征、營養(yǎng)成分是肉品質(zhì)評定的重要指標，在一定程度上反映肉品質(zhì)[26]。肌肉pH可以反映肌肉酸度，直接反映肌肉糖酵解的情況，對肌肉系水力和嫩度有一定影響[27]。畜禽屠宰后，肌肉中的糖原會快速分解，產(chǎn)生乳酸，進而導致肌肉pH下降。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加GAA顯著影響了羔羊宰后24 h的背最長肌pH，這與劉洋等[28]的研究結(jié)果較一致。原因可能是飼糧中添加GAA后，羔羊肌肉中的肌酸含量增多，延緩了糖酵解的發(fā)生，減少了乳酸的積累，最終使肌肉pH提高。肌紅蛋白和血紅蛋白可以形成肉色，肌肉的系水力和抗氧化能力直接影響著肉色[29]。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加GAA后對羊肉的肉色有改善作用，飼糧中添加600 mg/kg GAA可使羔羊宰后24 h的背最長肌L*值顯著提高。Michiels等[15]研究也發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加GAA后可以顯著提高宰后雞胸肉L*值，這可能是因為飼糧中添加GAA后，肌肉中的ATP和磷酸肌酸含量都有所增加，延緩了糖酵解的發(fā)生，從而也改善了肉色。系水力是指肌肉保持原有水分的能力，用來反映羊肉感官品質(zhì)，影響著肉質(zhì)的色澤、嫩度及其營養(yǎng)成分等。熟肉率主要是用來判斷肌肉在蒸煮過程中的損失情況，熟肉率越高，羊品質(zhì)越好[30]。本試驗中，飼糧中添加GAA后各試驗組背最長肌系水力均顯著高于對照組，主要原因是肌肉的系水力直接受到pH的影響，pH可以減少肌蛋白變性，使肌原纖維蛋白質(zhì)偏離其等電點，蛋白質(zhì)的靜電負荷增多，使蛋白質(zhì)與水的相互作用增強，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用減弱，從而提高肌肉系水力。剪切力可以直接反映肉的質(zhì)地，是肌肉中結(jié)締組織含量與性質(zhì)、肌原纖維蛋白化學結(jié)構(gòu)狀態(tài)的綜合反映[31]，此外，有研究表明，肌肉粗脂肪含量增加能降低肌肉剪切力[32]。本試驗中，飼糧中添加GAA后各試驗組背最長肌粗脂肪含量未發(fā)生顯著變化，進而導致各組剪切力沒有發(fā)生顯著變化，這與前人研究結(jié)果有些出入，原因可能是本試驗是在右玉試驗基地完成，氣溫較低，晝夜溫差較大，對試驗結(jié)果產(chǎn)生一定影響。有研究表明，冷應激不僅影響動物機體的生物化學代謝，也影響動物脂肪沉積[33]。

水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分是評價肉質(zhì)營養(yǎng)價值及品質(zhì)的重要指標。肌肉中水分含量的多少直接影響肉的嫩度與口感。脂肪決定著肉的多汁性，肌肉中粗脂肪含量過低肉質(zhì)會明顯粗糙，過高又會有油膩感[34]。粗灰分可以反映肉質(zhì)中礦物質(zhì)和維生素的含量，肌肉中蛋白質(zhì)含量是肉質(zhì)營養(yǎng)的重要指標[25]。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加600、900 mg/kg GAA顯著提高了背最長肌粗蛋白質(zhì)含量，使其營養(yǎng)價值提高。這些結(jié)果表明，GAA能促進機體蛋白質(zhì)的合成，讓機體吸收更多的營養(yǎng)物質(zhì)在肌肉組織而非脂肪組織中[35]，此外，飼糧中添加GAA可能改變了肌肉中某些氨基酸的含量，具體機制還有待研究。晁雅琳等[9]的研究結(jié)果表明，飼糧中添加GAA可以改善灘羊的脂肪沉積及提高肌內(nèi)脂肪含量，與本試驗結(jié)果有些出入，這可能與試驗環(huán)境不同有直接關(guān)系，有待于進一步深入研究。

4 結(jié) 論

飼糧中添加適宜水平的GAA能夠提高羔羊的平均日增重，降低料重比，提高羔羊胴體重、凈肉率、眼肌面積和背最長肌中粗蛋白質(zhì)含量，提高宰后24 h的背最長肌pH。因此，GAA作為一種新型的飼料添加劑，可以在育肥羊生產(chǎn)中開發(fā)利用。本試驗條件下，飼糧中GAA的適宜添加水平為900 mg/kg。