梁 雪,趙芳芳,劉巧玲,何兆華,孫紅先,席啟明,樊慧梅,李少斌
(甘肅農業(yè)大學甘肅省草食動物生物技術重點實驗室 / 甘肅農業(yè)大學動物科學技術學院, 甘肅 蘭州 730070)
菊粉,又稱菊糖,是一種天然果聚糖,主要存在于菊芋(Helianthus tuberosus)、菊苣(Cichorium intybus)等植物塊莖中。由于其具備天然可溶性膳食纖維特性,可以改善機體對血糖、血脂代謝及礦物質吸收,已被美國、日本和歐洲國家在食品和藥品中批準使用[1]。近年來菊粉作為功能性綠色飼料添加劑,被廣泛用于動物營養(yǎng)調控的相關研究中。研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加1%菊粉可增強肉雞免疫功能和抗氧化能力[2]。而且,在斷奶仔豬日糧中添加1.5%菊粉可以促進雙歧桿菌等有益菌增殖,調節(jié)腸道菌群平衡,提高飼料消化率,降低仔豬紅白痢發(fā)病率;此外,添加菊粉還可以提高斷奶后仔豬對銅和鐵元素的消化吸收率,增加肝臟中鐵離子和銅離子含量,以及小鼠對鈣離子的消化吸收[3-4]。菊粉能夠增加單胃動物機體免疫力和抗病力,提高生產性能和改善肉品質等[5-6],這是由于單胃動物的胃和小腸不能分泌降解菊粉的酶類,飲食攝入的菊粉被后腸道微生物發(fā)酵產生乙酸、丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸,調節(jié)腸道菌群失衡,抑制腸道炎性應答,改善腸形態(tài)和屏障功能以及機體代謝[7]。菊粉在反芻動物中的應用研究相對較少,而其他類果聚糖應用在反芻動物中的研究發(fā)現(xiàn),添加1.0%甘露寡糖可以促進灘羊生長,降低料重比,改善肉質;添加2.0%甘露寡糖可以顯著增強灘羊的抗氧化能力[8]。因此,添加菊粉對反芻動物生長發(fā)育和瘤胃健康的影響值得研究。
單寧,又稱鞣酸,是一類廣泛存在于植物體內的多酚類活性物質,能夠降低蛋白質在瘤胃中的降解程度和速度,降低氨排放,提高蛋白質的利用效率,節(jié)約飼料資源;還可以有效預防瘤胃臌脹病,減少寄生蟲病發(fā)生,提高生產性能等[9]。此外,單寧還可以與多糖、礦物質等發(fā)生絡合,形成穩(wěn)定的螯合物[10]。有研究發(fā)現(xiàn)單寧可通過螯合金屬、抗氧化、抗菌和絡合作用機制來治療和預防腸胃炎癥和腹瀉,并且通過抑制微生物胞外酶和抑制氧化PEG 酸化作用于微生物代謝[11]。截止目前,關于單寧與低聚糖絡合對動物生長發(fā)育影響的研究未見報道。為此,本研究擬探討日糧中添加菊粉以及菊粉單寧螯合物對湖羊生長性能、屠宰性能、肉品質以及營養(yǎng)物質表觀消化率的影響,以期為菊粉和單寧在反芻動物生產中的合理應用提供參考依據。
菊粉( > 95%)購自白銀熙瑞生物工程有限公司,單寧( > 85%)購自青島潤博特生物有限公司。
動物飼養(yǎng)試驗于2020 年11 月21 日至2021 年1 月30 日在甘肅省白銀康瑞種羊養(yǎng)殖有限公司進行;屠宰試驗于2021 年1 月31 日進行。
選用體況良好、體重基本一致[(25.80 ± 3.85)kg]的斷奶湖羊公羔24 只,單因素隨機區(qū)組設計,分成4 組,每組6 只,分別飼喂基礎日糧(對照組)、基礎日糧 + 0.1%菊粉(試驗Ⅰ組)、基礎日糧 + 0.1%菊粉 + 2%單寧(試驗Ⅱ組)、基礎日糧 + 0.1%菊粉 +2%單寧 + 4% PEG (試驗Ⅲ組)。試驗期共75 d,其中預試期15 d,正試期60 d。消化代謝和飼養(yǎng)試驗結束后測定生長性能、屠宰性能及肉品質等指標。
試驗日糧參照我國《肉羊飼養(yǎng)標準》(NY/T 816-2004)設計,4 個處理組營養(yǎng)水平基本一致(表1)。
表1 基礎日糧及營養(yǎng)水平Table 1 Basal diet and nutrient levels
試驗開始前對羊進行驅蟲和免疫,單籠飼養(yǎng),每天飼喂兩次(08:00 和17:00),自由飲水,及時清掃圈舍。羊舍環(huán)境條件及飼養(yǎng)管理均保持一致。飼喂前稱喂料量,次日清晨飼喂前清槽并稱剩料量。試驗期間每天觀察并記錄各組羊采食、糞便、飲水、反芻和健康狀況等情況。
1.5.1 生長性能
正試期內每天記錄試驗羊的飼喂量和剩料量,計算干物質采食量(dry matter intake, DMI);每月1 日清晨空腹稱重,計算各組羊只平均日增重(average daily gain, ADG)和料重比(feed conversion ratio,F(xiàn)CR)。
1.5.2 屠宰性能和肉品質
禁 食24 h、禁 水8 h 后 屠 宰,稱 取 宰 前 活 重(slaughter weight, SW),胴 體 重(carcass weight, CW),計算屠宰率;屠宰后30 min 內,采集試驗羊只背最長肌樣品,置于密封袋內,用于肌肉品質分析。眼肌面積、pH (便攜式pH 計,Testo205 型)、熟肉率、系水力(系水力測定儀,RH-1000)和剪切力(嫩度測試儀,RH-N50)參考昝林森[12]介紹的方法測定。
1.5.3 營養(yǎng)物質表觀消化率的測定
參考楊勝[13]的方法測定飼料中和糞中干物質(dry matter, DM)、粗蛋白(crude protein, CP)、粗脂肪(ether extract, EE)含量;參考Van Soest 等[14]測定中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維(detergent fiber, ADF)含量。按照某養(yǎng)分表觀消化率 = (飼料中某養(yǎng)分-糞中某養(yǎng)分)/飼料中某養(yǎng)分 × 100%計算養(yǎng)分表觀消化率。
用Excel 處理數(shù)據,SPSS 24.0 軟件單因素方差分析,Duncan 法進行多重比較,結果用“平均數(shù) ± 標準差”表示,以P< 0.05 作為差異顯著的判斷標準。
對照組、試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組及試驗Ⅲ組的生長性能和屠宰性能指標,如ADG、DMI 和FCR、宰前活重、胴體重、屠宰率以及眼肌面積均無顯著差異(P> 0.05) (表2)。
表2 菊粉與單寧對湖羊生長性能以及屠宰性能的影響Table 2 Effects of inulin and tannin on growth performance and slaughter performance of Hu sheep
試驗Ⅰ組熟肉率顯著高于試驗Ⅲ(P< 0.05),而與對照組和試驗Ⅱ組差異不顯著(P> 0.05);試驗Ⅱ組系水力顯著高于對照組和試驗Ⅲ組(P< 0.05),而與試驗Ⅰ組差異不顯著(P> 0.05);對照組和試驗Ⅰ組剪切力顯著高于試驗Ⅱ組及試驗Ⅲ組(P< 0.05);對照組pH45 min顯著高于其他3 組(P< 0.05),試驗Ⅰ組與試驗Ⅲ組pH45 min差異不顯著,但試驗Ⅰ組顯著高于試驗Ⅱ組(P< 0.05);試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組L*24 h、a*24 h、b*24 h均顯著高于其他兩組(P< 0.05) (表3)。
表3 菊粉與單寧對湖羊肉品質的影響Table 3 Effects of inulin and tannin on meat quality of Hu sheep
試驗Ⅲ組DM、CP、EE 表觀消化率均顯著低于其他各組(P< 0.05) (表4),而試驗Ⅱ組NDF、ADF 表觀消化率均顯著高于其他3 組,試驗Ⅲ組顯著低于對照組及試驗Ⅰ組(P< 0.05)。
表4 菊粉與單寧對湖羊營養(yǎng)物質表觀消化率的影響Table 4 Effects of inulin and tannin on nutrient apparent digestibility of Hu sheep
平均日增重和料重比是評價動物生產水平的兩個重要因素。研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加0.25%、0.5%、1%的菊粉對斷奶仔豬生長性能無顯著影響[15];添加菊粉對肉仔雞生長性能無顯著影響[2];不同劑量的菊粉對動物生長性能的影響效果不同[16]??梢钥闯?,添加適當?shù)木辗勰芴岣咦胸i的平均日采食量、平均日增重和飼料報酬,但是添加過量時則有相反作用。給斷奶仔豬分別飼喂含0、1%、1.5%、2%菊粉的日糧,能提高斷奶仔豬的生長性能,添加1.5%的菊粉效果最好[17],但添加不同劑量單寧對斷奶仔豬生長性能差異不顯著[18],對肉雞生長性能也無顯著影響[19],這與本研究中添加菊粉及單寧對各組試驗動物ADG、DMI 和FCR 差異均不顯著的結果一致,說明單獨添加菊粉或菊粉單寧螯合物對動物生長性能無顯著作用。
動物的屠宰性能主要通過胴體重和屠宰率等指標進行評定[20],研究表明,添加菊粉可顯著提高育肥豬屠宰率[21];添加一定比例的棉籽糖可改善肉雞屠宰性能[22],可知,寡糖具有提高或改善動物屠宰性能的作用,這與本研究添加菊粉及菊粉單寧螯合物對各組試驗動物活體重、胴體重及眼肌面積之間無顯著影響的結果不同,導致這種差異的可能原因是,菊粉添加量不同,也可能是功能性寡糖的作用因種類不同而異。雖然菊粉單獨添加或者與單寧共同添加對湖羊的飼料轉化率的影響不顯著,但是許多研究己經證明,在肉雞飼糧中添加適量寡糖可以顯著提高肉雞日增重、飼料轉化率等指標。本研究中,由于飼喂時間較短或菊粉的添加量較低,使得飼喂添加菊粉或菊粉與單寧共同添加的試驗I 組和試驗II 組的生長性能和屠宰性能相較于對照組有所提高,但不顯著。因此,菊粉和單寧對肉羊的生長性能和屠宰性能的作用還有待進一步研究。
通常認為,熟肉率是衡量肌肉蛋白加熱變性后的失水情況,熟肉率越高,肉的保水性就越好,則肉品質就越好。本研究結果表明,試驗I 組的熟肉率顯著高于試驗III 組,而與其他組差異不顯著,表明同時添加菊粉、單寧和4% PEG 對羊肉的熟肉率有一定的負面作用。肌肉的嫩度通常用剪切力的大小來衡量,剪切力越低,則嫩度越好。試驗I 組與對照組相比無顯著差異,但試驗II 和試驗III 的剪切力顯著低于對照組和試驗I 組,表明添加菊粉和單寧可以降低羊肉的剪切力,進而改善羊肉的嫩度。動物肌肉pH 值與宰后肌糖原的酵解速率有關,反映肌肉的氧化程度。本研究結果表明,對照組的pH45 min顯著高于試驗I 組、II 組和III 組,試驗組的pH45 min有降低的趨勢,但其均在正常范圍之內。a*值相對高時,則認為肉品質較好,本研究中菊粉單獨添加顯著提高了肉的紅度。有研究認為菊粉的添加不會改變肉雞的肉的理化特性[23],這與本研究中菊粉及單寧的添加對湖羊熟肉率、系水力、pH 及肉品質均有不同程度影響的結果不符,但添加菊粉可顯著提高育肥豬熟肉率和剪切力[24],顯著降低宰后肌肉pH45 min,由此可見,菊粉對肉品質的影響不僅取決于添加劑量,還與動物種類有關。添加縮合單寧可改善肉雞的抗氧化功能和肉品質,且肉品質與抗氧化功能相關[25];添加菊粉能使雞肉制品的紅色增加[26],說明菊粉的添加能夠降低肌肉脂類氧化程度。綜上所述,菊粉類物質具有一定的抗氧化作用,加之單寧也具有抗氧化作用,且剪切力、系水力及肉色等指標相互影響,所以菊粉單獨添加或與單寧共同添加可提高嫩度、系水力和肉色等部分湖羊肉品質性狀。
飼料中營養(yǎng)物質表觀消化率是評定機體對飼料消化特性的重要指標。研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加菊粉可顯著提高斷奶仔豬Ash 及CP 表觀消化率[15];蕎麥秸稈飼糧中添加甘露寡糖有助于提高DM 和NDF表觀消化率,而對其他營養(yǎng)物質表觀消化率無影響[27]。這與本研究結果相似。原因可能是菊粉能夠抑制腸道有害微生物而促進有益菌的定值,以此促進腸道發(fā)育,提高營養(yǎng)物質的表觀消化率。
菊粉與單寧的添加對肉羊的生長性能、屠宰性能無顯著影響;但菊粉單獨添加或與單寧共同添加對肉羊的系水力、剪切力、肉色以及營養(yǎng)物質表觀消化率有一定的改善作用,這可為菊粉和單寧在反芻動物生產中的合理應用提供參考依據。