任善茂, 孫志豪, 陳謀雨, 陶 勇,黃紫歆, 王 健
(江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院,江蘇 泰州 225300)
鴨肉具有較高的營養(yǎng)價值,其蛋白質(zhì)含量比豬肉高,但脂肪和膽固醇含量卻比豬肉低。因而隨著人們健康意識的提高,鴨肉需求量增加,從而促進了我國肉鴨養(yǎng)殖的快速發(fā)展。肉鴨大規(guī)模養(yǎng)殖一方面導(dǎo)致發(fā)病增多,從而增加了抗生素的使用量;另一方面增加了各類飼料原料的需求,加劇了我國蛋白質(zhì)飼料資源緊缺的現(xiàn)狀。隨著世界各國對抗生素生長促進劑的禁用,替抗產(chǎn)品的研究和應(yīng)用成為肉鴨生產(chǎn)的研究熱點。面對我國目前蛋白質(zhì)飼料資源的匱乏,開發(fā)利用現(xiàn)有蛋白質(zhì)飼料資源,提高其利用率成為生產(chǎn)中迫切的任務(wù)。
發(fā)酵飼料是目前替抗研究的熱點,也是開發(fā)利用蛋白質(zhì)類飼料資源的重要方法。飼料發(fā)酵中利用細菌或霉菌降解飼料中的大分子營養(yǎng)物質(zhì)、抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素從而得到小分子營養(yǎng)物質(zhì)、酶以及其他活性代謝物質(zhì)(Missotten等,2016)。發(fā)酵技術(shù)已在大豆粕(王少琨等,2018;Xu等,2012)、棉籽粕(Niu等,2021;魏蓮清等,2019)、菜籽 粕(Ashayerizadeh等,2018;陳昭琪等,2017)、玉米酒精糟及可溶物(DDGS)(Hippen等,2010)等飼料原料的利用中得到廣泛應(yīng)用,不僅提高了飼料的營養(yǎng)價值,也提高了飼喂動物的免疫能力,改善了腸道組織結(jié)構(gòu)和微生物組成,提高了養(yǎng)分消化率,最終降低飼料轉(zhuǎn)化效率,提高了生產(chǎn)性能,改善了肉品質(zhì),但目前發(fā)酵飼料對肉鴨肌肉營養(yǎng)價值的研究較少。大豆粕和玉米DDGS是肉鴨生產(chǎn)中有價值的蛋白質(zhì)飼料原料,但其含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子降低了其飼用價值。目前生產(chǎn)中發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS的使用改變了其低飼用價值的現(xiàn)狀。為了探索使用發(fā)酵飼料對肉鴨肌肉營養(yǎng)價值產(chǎn)生的影響,本試驗測定并分析了飼喂發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS櫻桃谷鴨的肌肉常規(guī)營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)、氨基酸及脂肪酸含量等,以期為發(fā)酵飼料在肉鴨生產(chǎn)中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1.1試驗材料 試驗所用發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS為使用益生菌固態(tài)發(fā)酵,低溫干燥后制得。豆粕水分11.5%、粗蛋白質(zhì)45.9%;玉米DDGS水分11.3%、粗蛋白質(zhì)24.1%;發(fā)酵豆粕水分12.0%、粗蛋白質(zhì)49.5%、酸溶蛋白(占粗蛋白質(zhì)比例)15.0%;發(fā)酵玉米DDGS水分11.9%、粗蛋白質(zhì)25.8%、酸溶蛋白(占粗蛋白質(zhì)比例)20.9%。
1.2試驗設(shè)計 將720只1日齡肉雛鴨隨機分為3組,每組6個重復(fù),每個重復(fù)40只。正式試驗從2周齡開始,45日齡結(jié)束,試驗期31 d。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧,試驗一組用發(fā)酵豆粕代替基礎(chǔ)日糧中5%豆粕,試驗二組用發(fā)酵玉米DDGS代替基礎(chǔ)日糧中5%玉米DDGS。各試驗組日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 各試驗組日糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
1.3飼養(yǎng)管理 飼養(yǎng)試驗在江蘇桂柳牧業(yè)有限公司進行,鴨舍嚴格按照消毒程序進行清洗消毒。全期網(wǎng)上平養(yǎng),試驗期間肉鴨自由采食與飲水,自然通風(fēng),按常規(guī)免疫程序進行免疫接種,每日觀察鴨群的狀況并做好記錄。
1.4樣品采集與測定
1.4.1 樣品采集 試驗結(jié)束后,每個重復(fù)挑選接近平均體重的肉鴨2只,每組12只屠宰,屠宰后立即取每只肉鴨左側(cè)胸肌和腿肌,用于肌肉營養(yǎng)組成測定。
1.4.2 肌肉水分測定 將采集的胸肌和腿肌樣品剔除外側(cè)筋膜、脂肪,研碎后按照GB 5009.3-2016食品中水分的測定(直接干燥法)方法測定肉樣中總水分。
1.4.3 肌肉風(fēng)干樣制備 將研碎的胸肌和腿肌,低溫干燥后粉碎過40目篩,放于封口袋,貼標(biāo)簽備測。
1.4.4肌肉風(fēng)干樣常規(guī)營養(yǎng)成分和礦物質(zhì)含量測定 肌肉風(fēng)干樣中水分測定參照GB 5009.3-2016食品中直接干燥法,蛋白質(zhì)測定參照GB 5009.5-2016食品中凱氏定氮法,脂肪測定參照GB 5009.6-2016食品中索氏抽提法,磷測定參照GB 5009.87-2016食品中釩鉬黃分光光度法,鈣、鐵、銅、鋅測定參照GB 5009.268-2016食品中電感耦合等離子體發(fā)射光譜法進行。
1.4.5 肌肉風(fēng)干樣氨基酸測定 稱取100.0 mg肌肉風(fēng)干樣置于水解管,加入6 mol HCl抽真空封口后在(110±1)℃水解24 h。將水解液轉(zhuǎn)移、定容后用雙層濾紙過濾。取濾液1 mL置于小燒杯中,蒸干后加入1 mL pH 2.2的鹽酸溶解后,將溶液轉(zhuǎn)移到離心管中10000 r/min離心10 min。取上清液0.5 mL于樣品瓶中,使用(鄰苯二甲醛-9-芴甲基氯甲酸酯OPA-FMOC)柱前衍生化法在安捷倫液相色譜儀(Ag1100)上測定,外標(biāo)法定量。色 譜 柱 為(250 mm×4.6 mm,5 μm)HYPERSIL ODS(C18);柱溫40℃;流動相A:將6.5 g乙酸鈉溶解于1000 mL雙蒸水,加入225 mL三乙胺,用5%醋酸調(diào)節(jié)pH為7.20±0.05,加入5 mL四氫呋喃后混勻;流動相B:將6.5 g乙酸鈉溶解于200 mL雙蒸水中,用2%醋酸調(diào)節(jié)pH為7.20±0.05,并與400 mL乙腈和400 mL甲醇混勻;流動相流速1.0 mL/min;線 性 梯 度 洗 脫 程 序:0 min,8%B;27.5 min,60%B;31.50 min,100%B;32 min,100% B;34 min,100% B;35.5 min,8% B。紫外檢測器338 nm和262 nm(Pro,Hypro)檢測。
1.4.6 肌肉風(fēng)干樣脂肪酸測定 參照GB 5009.168-2016食品中歸一化法對脂肪樣品進行皂化、甲酯化,通過氣相色譜儀(GC-2030,日本島津)按峰面積歸一化法計算出脂肪酸各組分含量。色譜柱為DB-WAX 30 M I.D.0.32 mm;進樣量為0.6 μL,進樣口溫度250℃,分流進樣,分流比10:1;升溫程序設(shè)定為初始溫度100℃,保持3 min,以10℃/min速率升至180℃,保持1 min;以3℃/min升至250℃,保持9 min;檢測器為氫火焰離子化檢測器(FID),檢測溫度240℃,載氣N2。氫氣(H2)流量為40 mL/min,空氣為400 mL/min,尾吹氣N2為3 mL/min。
1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2019初步整理后,用Prism 5對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(One-Way ANOVA),Tukey法組間多重比較,差異顯著水平為P<0.05。試驗結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。
2.1不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨肌肉常規(guī)養(yǎng)分和礦物質(zhì)含量的影響 由表2可知,各組的胸肌和腿肌常規(guī)養(yǎng)分含量差異均不顯著(P>0.05)。發(fā)酵玉米DDGS組胸肌和腿肌鐵元素含量比對照組分別提高12.08%和32.58%(P<0.05),發(fā)酵豆粕組胸肌鐵元素含量比對照組提高6.07%(P<0.05)。各組胸肌和腿肌鈣、磷、銅和鋅含量均無顯著差異(P>0.05)。
表2 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨肌肉常規(guī)養(yǎng)分和礦物質(zhì)含量的影響(風(fēng)干基礎(chǔ))
2.2不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨肌肉氨基酸的影響
2.2.1 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨胸肌氨基酸的影響 由表3可知,鴨肉中共檢測到17種氨基酸。發(fā)酵豆粕組胸肌半胱氨酸、酪氨酸、絲氨酸的含量比對照組分別提高29.73%、12.17%和10.07%(P<0.05),發(fā)酵玉米DDGS組分別提高21.62%、10.43%和10.07%(P<0.05)。發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS組胸肌異亮氨酸的含量比對照組分別降低7.27%和4.94%(P<0.05)。發(fā)酵豆粕組胸肌纈氨酸含量和發(fā)酵玉米DDGS組胸肌必需氨基酸占總氨基酸的比例比對照組分別降低7.43%和1.33%(P<0.05)。其他各組各種氨基酸含量差異均不顯著(P>0.05)。
表3 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨胸肌氨基酸的影響 %
2.2.2 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨腿肌氨基酸的影響 由表4可知,發(fā)酵豆粕組腿肌半胱氨酸、酪氨酸、絲氨酸的含量與對照組分別提高23.68%、6.33%和5.34%(P<0.05),發(fā)酵玉米DDGS組 腿 肌 分 別 提 高47.37%、17.72%和15.30%(P<0.05)。發(fā)酵玉米DDGS組腿肌蛋氨酸、蘇氨酸、總氨基酸和風(fēng)味氨基酸的含量比對照組分別提高8.00%、10.18%、6.02%和4.91%(P<0.05)。其他各組各種氨基酸含量差異均不顯著(P>0.05)。
表4 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨腿肌氨基酸的影響 %
2.3不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨肌肉脂肪酸的影響
2.3.1 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨胸肌脂肪酸的影響 由表5可知,鴨肉中共檢出22種脂肪酸。發(fā)酵豆粕組胸肌肉豆蔻酸、棕櫚酸和亞油酸的含量較對照組分別提高41.86%、3.29%和18.92%(P<0.05),而發(fā)酵玉米DDGS組分別提高62.79%、2.62%和16.22%(P<0.05)。發(fā)酵玉米DDGS組胸肌芥酸的含量較對照組降低31.25%(P<0.05)。發(fā)酵豆粕組胸肌二十二碳四烯酸和飽和脂肪酸的含量較對照組分別提高44.79%和2.82%(P<0.05),二十二碳五烯酸和不飽和脂肪酸的含量則分別降低15.09%和1.65%(P<0.05)。其他各組各種脂肪酸含量差異均不顯著(P>0.05)。
表5 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨胸肌脂肪酸的影響 %
2.3.2 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨腿肌脂肪酸的影響 由表6可知,發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS組腿肌豆蔻酸的含量比對照組分別提高22.22%和31.48%(P<0.05)。發(fā)酵豆粕組腿肌飽和脂肪酸的含量比對照組提高5.41%(P<0.05),而山崳酸和不飽和脂肪酸的含量則分別比對照組降低55.56%和2.67%(P<0.05)。其他各組各種脂肪酸含量差異均不顯著(P>0.05)。
表6 不同發(fā)酵飼料對櫻桃谷鴨腿肌脂肪酸的影響 %
3.1不同發(fā)酵飼料對肉鴨肌肉常規(guī)養(yǎng)分和礦物質(zhì)含量的影響 肌肉中水分、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪等常規(guī)養(yǎng)分是用來評價肌肉營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)。其中水分含量與干物質(zhì)中養(yǎng)分含量、多汁性以及適口性有關(guān)。蛋白質(zhì)是評定肌肉營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)。脂內(nèi)脂肪含量則與肉的嫩度、風(fēng)味和多汁性有關(guān)。本研究中發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS分別替代基礎(chǔ)日糧中豆粕和玉米DDGS均未對肌肉水分、蛋白質(zhì)和肌內(nèi)脂肪含量產(chǎn)生影響。而楊衛(wèi)兵等(2012)在櫻桃谷鴨日糧中用2%發(fā)酵豆粕替代基礎(chǔ)日糧中2.22%豆粕提高了肌肉粗脂肪和粗蛋白質(zhì)的含量。結(jié)果產(chǎn)生差異的原因可能主要與試驗持續(xù)時間以及發(fā)酵飼料生產(chǎn)有關(guān)。由于目前發(fā)酵飼料缺乏標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),發(fā)酵所用菌種、發(fā)酵底物以及發(fā)酵工藝等均會影響發(fā)酵飼料的營養(yǎng)價值,從而影響動物飼喂效果。發(fā)酵用菌種包括單一菌和復(fù)合菌。生產(chǎn)發(fā)酵飼料常用菌種包括霉菌(如米曲霉菌)、芽孢桿菌(如枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌)、乳酸菌等。由于不同菌種各自作用特點以及作用底物的差異因而生產(chǎn)的發(fā)酵飼料營養(yǎng)價值差異較大。發(fā)酵中是采用厭氧發(fā)酵或半?yún)捬醢l(fā)酵的發(fā)酵方式,以及最終產(chǎn)品是以濕態(tài)還是烘干后以風(fēng)干狀態(tài)使用,這些也都會影響發(fā)酵飼料的營養(yǎng)價值以及益生菌數(shù)量。
本研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS均提高了胸肌中鐵含量,但只有發(fā)酵玉米DDGS提高了腿肌中鐵含量。發(fā)酵飼料提高了肌肉中鐵含量一方面可能是微生物發(fā)酵過程破壞了植物飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,從而增加了游離鐵的含量;另一方面發(fā)酵飼料較高的酸度會提高消化道前段的酸度(阮棟等,2019),有利于提高腸道鐵的溶解度,從而更有利于鐵的利用。
3.2不同發(fā)酵飼料對肉鴨肌肉氨基酸的影響肌肉中氨基酸組成與含量不僅影響肌肉的營養(yǎng)價值,某些氨基酸可直接影響肉的風(fēng)味或通過肉的加熱工藝與還原糖發(fā)生梅拉德反應(yīng)產(chǎn)生香味。必需氨基酸和總氨基酸含量越高,則肉的營養(yǎng)價值越高(盧盛勇等,2021)。而鮮味氨基酸、甜味氨基酸和芳香族氨基酸是決定肉風(fēng)味的主要氨基酸(張磊等,2020),其含量越高,則肉越鮮美。本研究中發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS均使胸肌和腿肌中半胱氨酸、酪氨酸和絲氨酸含量顯著提高。絲氨酸和半胱胺酸在傳統(tǒng)營養(yǎng)上被認為屬于非必需氨基酸,可通過動物體或人體內(nèi)源性合成?,F(xiàn)代營養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)絲氨酸可作為功能性氨基酸。絲氨酸和甘氨酸可直接互相轉(zhuǎn)化,而甘氨酸和半胱氨酸可以直接結(jié)合形成谷胱甘肽(周臘枚等,2022)。而谷胱甘肽是維持氧化還原狀態(tài)的重要物質(zhì),因而發(fā)酵飼料使用后可提高肉的抗氧化能力。除此之外絲氨酸還可緩解機體炎癥反應(yīng),并改善腸道健康(周臘枚等,2022)。由于氧化應(yīng)激條件下,體內(nèi)絲氨酸合成不能滿足需要,因而人食用絲氨酸和半胱胺酸含量顯著提高的鴨肉有利于改善人體的抗氧化、抗炎功能并能改善腸道健康。酪氨酸屬于風(fēng)味氨基酸,已被用于生產(chǎn)食品添加劑。酪氨酸還是黑色素合成的前體物質(zhì)。Watson等(2018)研究發(fā)現(xiàn),增加飲食中酪氨酸的攝入量會上調(diào)成年黑毛拉布拉多獵犬毛發(fā)中的黑色素沉積。因此飼喂發(fā)酵飼料生產(chǎn)的鴨肉可以產(chǎn)生更好的風(fēng)味,并有利于頭發(fā)黑色素的形成。飼喂發(fā)酵飼料后鴨肉中氨基酸含量的變化與飼料發(fā)酵后氨基酸的含量變化有關(guān)。Hong等(2004)使用米曲霉GB-107固態(tài)發(fā)酵的豆粕發(fā)現(xiàn),甘氨酸、谷氨酸、絲氨酸和天門冬氨酸的含量均顯著提高。本研究還發(fā)現(xiàn),飼喂發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS后鴨肉胸肌異亮氨酸含量以及必需氨基酸/總氨基酸的比例下降,飼喂發(fā)酵豆粕后胸肌中纈氨酸含量下降。而飼喂發(fā)酵玉米DDGS卻提高了腿肌蛋氨酸、蘇氨酸、總氨基酸以及風(fēng)味氨基酸含量。表明不同種類發(fā)酵飼料對肉中氨基酸的影響并不完全一致,同種發(fā)酵飼料對不同部位肌肉中氨基酸的影響也不完全一致??傮w來講發(fā)酵飼料添加后有利于提高功能性氨基酸、風(fēng)味氨基酸和必需氨基酸的含量。
3.3不同發(fā)酵飼料對肉鴨肌肉脂肪酸的影響由于肌肉中脂肪酸的組成和含量與肌肉營養(yǎng)價值、生理功能、風(fēng)味等密功相關(guān),因而成為動物食品質(zhì)量評價的重要指標(biāo)。本研究中發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS均提高了胸肌和腿肌中的肉豆蔻酸,以及胸肌中的棕櫚酸和亞油酸。肉豆蔻酸和棕櫚酸均為飽和脂肪酸,而亞油酸則為多不飽和脂肪酸。研究表明,肉豆蔻酸和血清高膽固醇含量呈正相關(guān),是造成心血管病的最主要因素(陳銀基等,2008)。棕櫚酸和油酸是日常飲食中存在最多的脂肪酸(Baylin等,2002),高棕櫚酸飲食能夠升高非人靈長類動物體內(nèi)的膽固醇水平,加重動脈粥樣硬化損傷(靳飛鵬等,2014)。研究還表明棕櫚酸可提高細胞iNOS水平,導(dǎo)致細胞氧化應(yīng)激水平升高(姚玉昌等,2021;Wu等,2014),而過度氧化應(yīng)激則會使細胞中蛋白質(zhì)翻譯異常,影響細胞正常代謝(Milanski等,2009)。亞油酸是我國飲食中的主要多不飽和脂肪酸,屬于必需脂肪酸,可以降低血漿膽固醇水平、減少動脈粥樣硬化、參與表皮脂質(zhì)中神經(jīng)酰胺的形成,防止表皮外失水等(Sinclair等,2022)。本研究中還發(fā)現(xiàn),發(fā)酵豆粕提高了胸肌和腿肌中飽和脂肪酸含量,降低了不飽和脂肪酸含量,提高了胸肌中二十二碳四烯酸含量,降低了二十二碳五烯酸含量。據(jù)報道,增加人飲食中飽和脂肪酸含量會導(dǎo)致血液中低密度脂蛋白和高密度脂蛋白的含量升高,從而使心血管疾病發(fā)病率升高(Hoope等,2020)。二十二碳四烯酸和二十二碳五烯酸分別為n-6和n-3多不飽和脂肪酸。世界衛(wèi)生組織推薦的適合人體健康的n-6/n-3多不飽和脂肪酸比值為6~10:1(鐘偉等,2019)。據(jù)Sinclair(2022)報道,目前世界各國食物供應(yīng)中n-6/n-3多不飽和脂肪酸比例極不平衡,n-6攝入極度偏高可能是導(dǎo)致人群亞健康的原因之一。因而很明顯發(fā)酵豆粕不利于鴨肉脂肪酸的組成。對于鴨來講,飼料脂肪酸組成與肌肉脂肪酸組成存在高度相關(guān),因而本研究中發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS對鴨肉脂肪酸組成的不同影響應(yīng)與兩發(fā)酵飼料本身所含的脂肪酸組成有關(guān)。但目前關(guān)于發(fā)酵原料、發(fā)酵后飼料以及飼喂發(fā)酵飼料后鴨肉脂肪酸組成三者之間關(guān)系的研究還很少,因而需要進一步研究。本研究中發(fā)酵玉米DDGS還降低了胸肌中芥酸的含量。芥酸是一種含22個碳原子的單不飽和脂肪酸,難以被人體代謝。長期攝入芥酸會對人體內(nèi)臟,尤其是心臟產(chǎn)生毒害作用,會誘發(fā)心肌脂肪沉積等疾病,從而對人體健康造成危害(Knutsen等,2016)。綜合以上可以發(fā)現(xiàn),發(fā)酵豆粕對鴨肉脂肪酸組成的影響負面效應(yīng)高于正面效應(yīng),而發(fā)酵玉米DDGS則表現(xiàn)為正面效應(yīng)與負面效應(yīng)相當(dāng)。而關(guān)紅民等(2022)研究卻發(fā)現(xiàn),育肥豬飼料中添加發(fā)酵豆粕改善了背最長肌中脂肪酸的組成,具體表現(xiàn)為飽和脂肪酸豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂肪酸以及飽和脂肪酸總量顯著下降,而不飽和脂肪酸亞油酸和亞麻酸、不飽和脂肪酸總量及多不飽和脂肪酸總量均顯著上升。不同研究結(jié)果之間的差異可能與動物種類、發(fā)酵飼料的菌種定向選擇以及發(fā)酵飼料的生產(chǎn)工藝等有關(guān)。
發(fā)酵豆粕和發(fā)酵玉米DDGS均有利于提高鴨肉中微量元素鐵、部分風(fēng)味氨基酸、功能性氨基酸和必需氨基酸含量。發(fā)酵豆粕使鴨肉脂肪酸組成變差,而發(fā)酵玉米DDGS則未明顯改善脂肪酸組成。相比于發(fā)酵豆粕,發(fā)酵玉米DDGS更有利于改善鴨肉的營養(yǎng)價值。