王志昌 ,陸政杭 ,郭 明 ,史瑩華
1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,河南鄭州 450002;
2.河南省草地資源創(chuàng)新與利用重點實驗室,河南鄭州 450002;
3.河南省草業(yè)工程技術(shù)研究中心,河南鄭州 450002
在畜牧業(yè)養(yǎng)殖過程中,畜禽飼糧蛋白原料以豆粕為主,而其他蛋白質(zhì)原料因營養(yǎng)組成不合理,含有抗?fàn)I養(yǎng)因子,受地域及季節(jié)等因素的影響較大,在實際應(yīng)用過程中存在諸多限制(車?yán)龋?022;Konkol 等,2019)。數(shù)據(jù)顯 示,2016–2021 年期間我國從國外進(jìn)口的大豆量超過9100萬噸。蛋白質(zhì)飼料資源短缺是阻礙我國畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。因此,開發(fā)利用新型蛋白飼料原料勢在必行。
隨著“十四五”飼草產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、“玉米豆粕減量替代”“大食物觀”等重大戰(zhàn)略政策的出臺,優(yōu)質(zhì)飼草在畜牧業(yè)發(fā)展中的作用日益凸顯。紫花苜蓿(Medicago sativaL.)是一種多年生豆科植物,蛋白質(zhì)含量高,并具有氨基酸組成平衡、礦物質(zhì)和維生素含量豐富等優(yōu)點。苜蓿膳食纖維不僅作為反芻動物不可或缺的優(yōu)質(zhì)粗飼料,近年來研究發(fā)現(xiàn),在單胃動物生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)苜蓿草粉可以提高母豬繁殖性能(蘇瑩瑩等,2021 ;齊夢凡等,2018),改善母仔豬炎癥及腸道健康(Liu 等,2021),降低斷奶仔豬腹瀉率(Sun 等,2021 ;Liu 等,2018),提高育肥豬肉品質(zhì)(呂先召等,2018 ;朱曉艷等,2018)等。用低纖維苜蓿替代豆粕可以提高蛋品質(zhì)而不影響產(chǎn)蛋性能(Laudadio 等,2014)。但苜蓿草粉中纖維含量高,直接作為蛋白源替代豆粕具有一定的限制。而苜蓿葉粉(ALM)具有粗蛋白質(zhì)含量高、粗纖維含量低和維生素含量豐富等特點,其粗蛋白質(zhì)含量大約是苜蓿草粉粗蛋白質(zhì)含量的兩倍,與大豆粕粗蛋白質(zhì)含量接近。研究發(fā)現(xiàn),添加4.5%ALM 可顯著提高斷奶仔豬的日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和降低腹瀉率(同文江等,2006)。ALM 替代妊娠后期母豬飼糧中的豆粕可以提高血清抗氧化水平、免疫功能,改善母豬繁殖性能(楊旭等,2023)。ALM 是否可以作為一種新的蛋白質(zhì)飼料用于育肥豬飼糧尚鮮見報道。
ALM 加工自河南農(nóng)業(yè)大學(xué)原陽試驗基地,營養(yǎng)成分見表1。本試驗在河南省河南豐源和普牧業(yè)有限公司一豬場進(jìn)行,將同批次32 頭初始體重為(67.35±0.70) kg 的健康去勢公豬,隨機分為2 組,每組4 個重復(fù),每個重復(fù)4 頭。試驗過程中育肥豬飼糧包括對照組(CON,由玉米和豆粕組成的飼糧)和替代組(ALM,在CON 基礎(chǔ)上由ALM 替代飼糧中25% 的豆粕)。飼糧按照美國NRC(2012) 豬營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。日糧組成和營養(yǎng)水平見表2。
表1 苜蓿葉粉及豆粕常規(guī)營養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))%
表2 試驗日糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
試驗期間,育肥豬每天飼喂2 次,自由采食和飲水,每天記錄采食量。試驗期67 d,其中預(yù)試期7 d,正試期60 d。試驗育肥豬按照豬場的免疫程序進(jìn)行常規(guī)免疫。按照豬場程序管理豬舍。
試驗前后進(jìn)行體重稱量。試驗結(jié)束時每組選取4 頭體況接近的育肥豬屠宰取樣,進(jìn)行胴體特征指標(biāo)檢測;采集血液制備血清,血清進(jìn)行常規(guī)指標(biāo)檢測;采集心臟、肝臟、腎臟統(tǒng)計器官指數(shù)。采集背最長?。↙D)、肝臟、血清樣品用于檢測抗氧化指標(biāo);采集LD 進(jìn)行肉品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)檢測。本研究的所有試驗程序均符合河南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗動物福利與動物倫理相關(guān)規(guī)定。
1.3.1 生長性能檢測分別記錄第1 天和第60 天的初、末體重(LWBS,屠宰前活重)。計算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。計算公式:ADFI = 日均添加量(kg)–日均剩余量(kg);ADG =(平均末重– 平均初重)/60;F/G = ADFI/ADG。
1.3.2 胴體特征檢測試驗第60 天將試驗豬送至屠宰場進(jìn)行屠宰,去除血、毛、頭、蹄、尾及內(nèi)臟(除板油、腎外)后的體重作為胴體重。屠宰率/%=(胴體重/LWBS)× 100。用游標(biāo)卡尺測量背膘厚;測量胴體直長、胴體斜長、眼肌面積等指標(biāo)。
1.3.3 LD 肉 色 和pH 測 量使 用pH 計(Testo 205)檢測LD 的pH。屠宰后45 min 時測定,計為pH45min;屠宰24 h 后測定,計為pH24h。屠宰24 h 后 用MinoltaCR-400 色 度 計(Konica Minolta,Tokyo,Japan)測定LD 肉色(L*=亮度;a*=紅色;b*=黃色)。
1.3.4 LD 肉持水能力評估取適量樣品記錄初始重量,4 ℃、24 h 后稱重,記錄為最終重量,通過初始和最終重量計算滴水損失。取適量樣品稱量蒸煮前后的重量,蒸煮損失/% =(煮熟前肉重/煮熟后肉重)× 100。
湯翠停止了哆嗦,掩住懷,她把啞巴擋在身后,怕侯大同傷了人家。啞巴是好人,啞巴的善良左鄰右舍都知道,小孩到了他的小賣部,沒有錢也能拿東西吃。誰家要是有難事,不用喊他都會去幫忙。
1.3.5 LD 肉剪切力檢測采用數(shù)顯肌壓痛儀(#C-LM36)測定背最長肌樣品剪切力。
1.3.6 LD、血清和肝臟的抗氧化指標(biāo)檢測取適量肌肉、血清和肝臟樣品,南京建成生物試劑盒處理后通過全自動酶標(biāo)儀(SynergyH4,美國)分別檢測谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)等指標(biāo)。
1.3.7 LD 化學(xué)成分的測定按照Li 等(2018)方法檢測LD 化學(xué)成分含量。
1.3.8 LD 中的氨基酸含量檢測按照Liu 等(2018)方法通過全自動氨基酸分析儀(LC5090,福立)測定氨基酸含量。
1.3.9 LD 中的脂肪酸含量檢測按照Liu 等(2018)方法通過全氣相色譜儀(GC-2010PLUS,SHIMADZU)測定脂肪酸含量。
使用Graphpad Prism(8.0.2)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,數(shù)據(jù)以“平均值±SEM”表示。通過t檢驗分析顯著性差異,用*P<0.05,**P<0.01 表示。
如表3 所示,與CON 組相比,ALM 替代豆粕組料重比顯著降低(P<0.05),但平均日增重?zé)o顯著差異(P>0.05)。此外,ALM 組平均日采食量均顯著低于CON 組(P<0.01)。
表3 ALM 替代豆粕對育肥豬生長性能的影響
如表4 所示,ALM 組胴體重和屠宰率顯著高于CON 組(P<0.05)。此外,與CON 組相比,ALM 組心臟重量和皮厚顯著增加(P<0.05),而肝臟重量、腎臟重量、背膘厚和胴體長度無顯著變化(P>0.05)。以上結(jié)果表明,ALM 替代豆粕飼糧可以提高育肥豬的生長性能并改善胴體性狀。
表4 ALM 替代豆粕對育肥豬胴體性狀及臟器重量的影響
如圖1 所示,與CON 組相比,ALM 組LD、肝臟和血清中T-AOC、GSH-Px 和CAT 含量顯著升高(P<0.05),MDA 含量顯著降低(P<0.05)。ALM 替代豆粕飼糧組肝臟SOD 含量顯著高于CON 組(P<0.01)(圖1H)。由此可見,ALM 替代豆粕飼糧可提高育肥豬的抗氧化能力。
2.3.1 肉質(zhì)相關(guān)參數(shù)如表5 所示,ALM 組LD中IMF 含 量 和 肉 色a*顯 著 高 于CON 組(P<0.05)。與CON 組相比,ALM 組熟肉率顯著增加(P<0.05),而大理石紋評分、滴水損失、pH、剪切力、眼肌面積無顯著變化(P>0.05)。以上結(jié)果表明,用ALM 替代豆粕飼糧提高了育肥豬肉品質(zhì)參數(shù)。
表5 ALM 替代豆粕對育肥豬LD 肉品質(zhì)的影響
2.3.2 LD 中脂肪酸含量如圖2 所示,在飽和脂肪酸中,與CON 組相比,ALM 組酸癸酸(C10:0)、肉豆蔻酸(C14:0)含量顯著提高,十七烷酸(C17:0)、硬脂酸(C18:0)、花生酸(C20:0)含量顯著降低(P<0.05)。在單不飽和脂肪酸(MUFA)中,ALM 組肉豆蔻酸(C14:1)、棕櫚油酸(C16:1)的含量顯著提高(P<0.05),花生四烯酸(C20:1)有下降的趨勢(P=0.088),總MUFA 含量呈增加趨勢(P= 0.07)。多不飽和脂肪酸(PUFA)中,ALM 組中α-亞麻酸(C18:3n3,ALA)含量顯著高于CON 組(P<0.01),但對n-3PUFA、n-6PUFA和PUFA 沒有顯著影響(P>0.05)。
圖2 ALM替代豆粕對育肥豬LD脂肪酸含量的影響
2.3.3 LD 中氨基酸含量由圖3 可知,與CON組相比,ALM 組LD 中大部分氨基酸顯著提高(P<0.05),但 對酪氨 酸(Tyr)沒有 顯 著影響(P>0.05)。ALM 替代豆粕后總必需氨基酸(EAA)、甜味氨基酸(SAA)、鮮味氨基酸(FAA)以及總氨基酸(TAA)的含量顯著增加(P<0.05)。
圖3 ALM替代豆粕對育肥豬LD氨基酸組成的影響
以上結(jié)果表明,ALM 替代豆粕飼糧改善了LD 中肉質(zhì)相關(guān)參數(shù)、脂肪酸和氨基酸組成,提高了育肥豬肉品質(zhì)。
近年來,由于全球經(jīng)濟、政治和衛(wèi)生相關(guān)情況不穩(wěn)定,依賴進(jìn)口的豆粕飼料原料的生產(chǎn)以及豬肉生產(chǎn)受到嚴(yán)重限制。充分利用當(dāng)?shù)氐娘暳腺Y源,研究和開發(fā)多維度的飼料配方是中國和世界食品安全的需要。在可以替代豆粕的飼料原料中,苜蓿比其他豆科植物具有更高的蛋白質(zhì)含量和相對較高的賴氨酸和蛋氨酸含量,因此成為豬和家禽的良好蛋白質(zhì)來源(Blume 等,2021)。根據(jù)苜蓿草粉所含纖維的數(shù)量和種類,苜蓿草粉在育肥豬飼料中添加量為5% 時可以最大限度地提高生長性能和營養(yǎng)消化。苜蓿葉是動物飼料作物的高價值成分,其蛋白質(zhì)含量(260~300 g/kg) 高 于 苜 蓿 莖(100~120 g/kg)(Chen 等,2014)。苜蓿葉的蛋白質(zhì)含量較高,粗纖維含量較低,營養(yǎng)價值高于全株苜蓿。朱曉艷等(2018)研究發(fā)現(xiàn),育肥豬中添加苜蓿草粉不影響育肥豬的ADG 和F/G。在本研究中,ALM 替代豆粕飼糧不影響育肥豬ADG,與前期結(jié)果一致,但ALM 替代豆粕飼糧飼料降低了F/G,顯著提高育肥豬的屠宰率和胴體重,表明ALM 作為新的蛋白源可以提高飼糧的轉(zhuǎn)化率。ALM 降低了ADFI(呂先召等,2018),這與前期結(jié)果一致,這可能與苜蓿含有的皂苷有關(guān),最終影響ADG(Clouard 等,2012)。楊旭等(2023)研究發(fā)現(xiàn),ALM 替代妊娠母豬豆粕飼糧可以顯著提高初生窩重及初生窩均重,提高母豬的繁殖性能。以上結(jié)果表明,ALM 替代豆粕可以提高育肥豬生長性能,并改善胴體性狀,是一種潛在的新型蛋白質(zhì)飼料原料。
對苜蓿的深入研究表明,苜蓿葉蛋白品質(zhì)較高,是生產(chǎn)營養(yǎng)食品的優(yōu)良原料。苜蓿葉蛋白經(jīng)蛋白酶水解后轉(zhuǎn)化為苜蓿葉肽,具有清除自由基的抗氧化能力。苜蓿中含有黃酮類化合物,尤其是麥黃酮和芹菜苷,比傳統(tǒng)的抗氧化劑如丁基羥基甲苯具有更高的抗氧化活性(Go?awska 等,2010)。苜蓿還含有香豆素和芹菜素,它們在各種LDL 氧化系統(tǒng)中顯示出良好的抗氧化特性(Hwang 等,2021)。苜蓿黃酮在一定范圍內(nèi)可促進(jìn)家畜生長,改善胴體性狀,清除自由基,增強抗氧化性能和宿主免疫力(Sun 等,2022)。前期研究發(fā)現(xiàn),苜蓿草粉可以顯著提高飼喂動物的抗氧化 性 能(Liu 等,2021 ;Sun 等,2021)。本 研 究結(jié)果表明,ALM 組飼糧肥育豬LD、肝臟和血清中T-AOC、GSH-Px 和CAT 的含量顯著提高,肝臟中SOD 的含量顯著提高,LD、肝臟和血清中MDA 的含量顯著降低,這與前期結(jié)果一致。因此,ALM 飼糧可明顯提高育肥豬的抗氧化能力。
氧化應(yīng)激是導(dǎo)致豬肉品質(zhì)惡化的主要原因之一,與動物死后早期的肌肉嫩度直接相關(guān)。氧化應(yīng)激破壞正常的肌肉結(jié)構(gòu),促進(jìn)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)過氧化,造成有害副產(chǎn)物過渡積累,最終導(dǎo)致肉品質(zhì)下降。脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致不飽和脂肪酸含量降低,同時破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。此外,脂質(zhì)過氧化的代謝產(chǎn)物MDA 可引起氧合肌紅蛋白進(jìn)一步氧化形成高鐵肌紅蛋白,促進(jìn)蛋白質(zhì)羰基化,導(dǎo)致肌肉ROS 升高,進(jìn)一步促進(jìn)蛋白質(zhì)氧化程度(Wang 等,2019)。同時,在本研究中,ALM 飼糧可顯著提高肌肉a*、熟肉率和IMF 含量,而對大理石花紋、滴水損失、剪切力、肌纖維類型、水分和粗蛋白質(zhì)無顯著影響。肉色是影響對肉品質(zhì)感官評價的最重要因素之一,其中a*是表征肉色關(guān)鍵指標(biāo)之一,在一定范圍內(nèi)a*增加表示肌肉顏色質(zhì)量提高。IMF 含量是評價肉品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。IMF 含量可以提高肌肉的感官品質(zhì)特性如肉味、多汁性、肉質(zhì)柔嫩。因此,LD 中IMF 含量越低,肉制品風(fēng)味越差。本研究結(jié)果表明,ALM 替代豆粕飼糧通過緩解育肥豬氧化應(yīng)激,可提高LD 中IMF 含量改善豬肉品質(zhì)。
3.3.1 ALM 飼糧對育肥豬LD 脂肪酸組成的影響中長鏈脂肪酸不僅是肉制品重要的風(fēng)味前體物質(zhì),而且還具有特殊的生物功能,在維持生物膜功能、介導(dǎo)受體信號傳導(dǎo)、促進(jìn)大腦發(fā)育、抗血栓、調(diào)節(jié)機體能量穩(wěn)態(tài)等方面起著重要的生理調(diào)節(jié)作用(周盛敏等,2020)。Wang 等(2018)研究發(fā)現(xiàn),育肥豬日糧添加苜蓿草粉可以促進(jìn)短鏈脂肪酸的產(chǎn)生,而SCFAs 參與機體肝臟脂肪合成,調(diào)節(jié)機體脂質(zhì)代謝。本研究發(fā)現(xiàn),ALM主要改善脂肪酸組成,這與朱曉艷等(2018)育肥豬飼糧添加苜蓿草粉改善脂肪酸組成結(jié)果一致。ALA 是機體的必需脂肪酸,由于人類缺乏在碳原子數(shù)超過9 或10 的脂肪酸中引入雙鍵的能力,因此必須從飲食中獲得ALA(Kimura等,2020)。ALA 作為n-3 系列PUFA 的合成前體,可以經(jīng)延伸、去飽和轉(zhuǎn)化為ω-3 脂肪酸EPA和DHA,這對人類健康具有廣泛的益處。癸酸具調(diào)節(jié)食欲和飽腹感的功能,從而調(diào)節(jié)飲食習(xí)慣(Maher 等,2021)。由此可見,ALM 飼糧可通過改善育肥豬LD 脂肪酸組成提高肉品質(zhì)并對人類健康產(chǎn)生積極影響。
3.3.2 ALM 飼糧對育肥豬LD 氨基酸組成的影響體內(nèi)最重要的蛋白質(zhì)儲存形式存在于肌肉中,而肌肉蛋白質(zhì)代謝決定了肌肉質(zhì)量(Lv 等,2022)。氨基酸的可利用性是肌肉蛋白質(zhì)合成的有效調(diào)節(jié)因素(Wolfe,2002)。根據(jù)動物生長的營養(yǎng)需要或氮平衡,氨基酸通常被分為必需氨基酸或非必需氨基酸(Wu 等,2014)。在本研究中,發(fā)現(xiàn)ALM 顯著提高了LD 必需氨基酸Phe、Thr、Lys、Val、Ile 和Leu 的含量以及條件性必需氨基酸Glu、Arg 和Gly 的含量。越來越多的證據(jù)表明,氨基酸不僅作為蛋白質(zhì)合成的底物,部分氨基酸還可以作為功能性氨基酸參與調(diào)節(jié)機體多種重要代謝途徑,與動物生長發(fā)育、繁殖與健康等密切相關(guān)(Wu,2010)。功能性氨基酸可以是動物必需的、非必需的和條件必需的(Hou 等,2012)。功能性氨基酸精氨酸與動物繁殖性能密切相關(guān),補充精氨酸可以增加產(chǎn)仔窩重(Satterfield 等,2013)。功能性氨基酸Glu 可以作為動物機體腸道內(nèi)的主要能量底物和興奮性神經(jīng)遞質(zhì),參與調(diào)節(jié)激素的釋放、改善腸道的消化和吸收功能等(Baj 等,2019 ;Wolfe,2002)。動物體內(nèi)最豐富的兩種蛋白質(zhì)膠原蛋白和彈性蛋白主要由Gly 組成。Gly 也是肌酸、谷胱甘肽、嘌呤、血紅素等低分子質(zhì)量重要代謝物的前體,是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)和抗氧化 劑(Razak 等,2017 ;Moura 等,2014 ;Wang等,2013)。支鏈氨基酸(Leu、Ile 和Val)可以為Ala( 主要的生糖氨基酸之一) 和谷氨酰胺(在體液如牛奶中含量豐富)的合成提供前體物質(zhì);外周循環(huán)中這些氨基酸水平的增加可能會激活胞內(nèi)信號通路,刺激蛋白質(zhì)的合成(Rezaei 等,2016)。在本研究中,育肥豬飼喂ALM 飼糧時,LD 中必需氨基酸、條件必需氨基酸、功能性氨基酸、鮮味氨基酸、甜味氨基酸和總氨基酸含量均增加,這與育肥豬飼糧添加苜蓿草粉改善氨基酸組成結(jié)果類似(朱曉艷等,2018)。ALM 飼糧改善了豬肉的氨基酸營養(yǎng)結(jié)構(gòu)及肉品質(zhì)。
在育肥豬飼糧中使用新型蛋白質(zhì)飼料原料ALM 替代豆粕,可促進(jìn)育肥豬的生長性能和IMF 含量,提高育肥豬的抗氧化能力,改善LD的脂肪酸和氨基酸組成,提高育肥豬的肉品質(zhì)。本研究進(jìn)一步證明了苜蓿葉粉作為新型蛋白源替代育肥豬飼糧中豆粕的可行性,在一定程度上可以有效緩解我國蛋白質(zhì)飼料資源緊缺的問題,為苜蓿葉粉作為新型蛋白源在畜牧業(yè)的應(yīng)用提供參考。