水稻作为全球50%以上人口最重要的粮食作物之一，全球种植面积达到1.15亿hm2，因此，稻草产量巨大，在世界各地广泛分布[1]。稻草在我国的年产量约为2.4亿t[2]，提高稻草在生物燃料和畜牧生产中的应用将有助于应对能源危机和饲料短缺[3]。然而，由于稻草的木质纤维素含量高，且消化率低、适口性较差等，导致其饲用价值较低[4]。相比化学方法，微生物方法处理提高稻草质量更加环保安全[5]。微生物发酵饲料是指将植物性农副产品通过微生物的新陈代谢作用，形成一种营养丰富、适口性好的生物饲料[6]。大量研究表明，经过微生物发酵后，饲料中抗营养因子水平极显著下降[7]，粗蛋白质含量显著增加，粗脂肪和粗纤维含量显著下降，饲料营养价值得到提升[8]。对于畜禽而言，微生物发酵饲料可提高动物的生长性能和免疫性能，改善肉品质。邱玉朗等[9]研究发现，饲喂秸秆与玉米浆混合微生物发酵饲料可显著提高肉羊平均日增重，显著降低料重比。仲伟光等[10]给育肥羊饲喂膨化玉米秸秆发酵饲料后，羊肉的剪切力显著降低，羊肉中亚油酸、亚麻酸和二十二碳六烯酸含量均显著提高。因此，本试验旨在研究发酵稻草对安格斯牛生长性能、屠宰性能、血清生化指标及肉品质的影响，为提高稻草的利用和发酵稻草的推广使用提供理论参考。
1 材料与方法 1.1 发酵稻草的制备发酵所用活菌配比及发酵稻草的制备流程参考课题组成员谢建林等[11]的制备方法，制作成裹包发酵稻草，便于贮藏和饲喂。稻草和发酵稻草营养水平见表 1。
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表 1 稻草和发酵稻草营养水平(干物质基础) Table 1 Nutrient levels of rice straw and fermented rice straw (DM basis) |
试验于2021年1—7月在宁夏犇旺生态农业有限公司进行。选择体重[(561.23±7.09) kg]相近、体况良好、23月龄左右的安格斯阉牛30头，采用完全随机分组设计的方法，随机分为3组，每组10个重复，每个重复1头，经方差分析3组间体重差异不显著(P＞0.05)。对照组饲粮中添加10.23%稻草，Ⅰ组饲粮中添加10.00%发酵稻草，Ⅱ组饲粮中添加20.00%发酵稻草，3组饲粮营养水平基本一致。试验饲粮组成及营养水平见表 2。预试期15 d，正试期165 d。每天早(08:00)、晚(17:00)各饲喂1次，自由饮水。
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表 2 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 2 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) % |
试验第1天和最后1天试验牛空腹12 h后称重，计算平均日增重; 记录每天的投料量及剩料量，计算平均日采食量和料重比。体尺指标的测量方法参考《牛生产学》[12]，测定指标包括体高、体长、体斜长、胸围、胸围和管围。
1.3.2 血清生化指标试验结束前1天早晨空腹使用真空采血管尾静脉处采血，静置2 h后于离心机中3 000 r/min离心20 min，分离血清后-20 ℃冰箱保存备用。血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、葡萄糖(GLU)、尿素(UREA)含量和谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、肌酸激酶(CK)、碱性磷酸酶(ALP)活性使用全自动血液生化仪(BS-180，深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)测定，以上试剂盒均购自深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司。
1.3.3 屠宰性能试验结束后第2天从每组随机挑选体重相近的试验牛各3头送往屠宰场，屠宰前禁食16~24 h，测定每头牛的宰前活重、胴体重、眼肌面积和背膘厚，计算屠宰率。
1.3.4 肉品质屠宰时取背最长肌测定肉品质，测定指标常规肉品质、脂肪酸组成和氨基酸组成。常规肉品质测定参照刘婷等[13]方法，脂肪酸组成参照马秀花等[14]方法，氨基酸组成参照胡宇超等[15]方法。
1.4 数据统计分析试验数据采用Excel 2019进行初步整理后，采用SAS 18.0进行单因素方差分析，并采用Duncan氏法进行多重比较。结果以“平均值±标准误”表示，P < 0.05表示差异显著。
2 结果 2.1 发酵稻草对安格斯牛生长性能的影响从表 3可以看出，Ⅰ组和Ⅱ组的平均日增重和平均采食量显著高于对照组(P＜0.05)，料重比显著低于对照组(P＜0.05)。
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表 3 发酵稻草对安格斯牛生长性能的影响 Table 3 Effects of fermented rice straw on growth performance of Angus cattle |
从表 4可以看出，Ⅱ组的养殖效益最高。与对照组相比，Ⅰ组和Ⅱ组的养殖效益分别提高了7.60%和14.94%。
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表 4 发酵稻草对安格斯牛经济效益的影响 Table 4 Effects of fermented rice straw on economic benefits of Angus cattle |
从表 5可以看出，Ⅰ组和Ⅱ组的终末腹围显著高于对照组(P＜0.05)。各组之间其他体尺指标差异不显著(P＜0.05)。
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表 5 发酵稻草对安格斯牛体尺指标的影响 Table 5 Effects of fermented rice straw on body size indexes of Angus cattle |
从表 6可以看出，Ⅰ组和Ⅱ组的血清球蛋白和总蛋白含量显著高于对照组(P < 0.05)。各组之间其他血清生化指标差异不显著(P＞0.05)。
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表 6 发酵稻草对安格斯牛血清生化指标的影响 Table 6 Effects of fermented rice straw on serum biochemical indexes of Angus cattle |
从表 7可以看出，各组之间宰前活重、胴体重、屠宰率、背膘厚、眼肌面积差异不显著(P＞0.05)。与对照组相比，Ⅰ组和Ⅱ组的屠宰率分别提高了2.33%和2.21%，背膘厚分别提高了3.13%和2.50%，眼肌面积分别提高了3.73%和2.04%。
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表 7 发酵稻草对安格斯牛屠宰性能的影响 Table 7 Effects of fermented rice straw on slaughter performance of Angus cattle |
从表 8可以看出，Ⅰ组和Ⅱ组的肌肉肉色黄度(b*)值显著高于对照组(P＜0.05)，肌肉粗脂肪含量显著高于对照组(P＜0.05)，肌肉剪切力显著低于对照组(P＜0.05)。各组之间其他常规肉品质指标差异不显著(P＞0.05)。与对照组相比，Ⅰ组和Ⅱ组的肌肉熟肉率分别提高了5.50%和8.23%。
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表 8 发酵稻草对安格斯牛常规肉品质的影响 Table 8 Effects of fermented rice straw on conventional meat quality of Angus cattle |
从表 9可以看出，各组之间肌肉脂肪酸含量差异不显著(P＞0.05)。Ⅰ组和Ⅱ组的肌肉饱和脂肪酸(SFA)含量均低于对照组，肌肉单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)含量均高于对照组。
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表 9 发酵稻草对安格斯牛肌肉脂肪酸组成的影响 Table 9 Effects of fermented rice straw on muscle fatty acid composition of Angus cattle |
从表 10可以看出，各组之间肌肉氨基酸含量差异不显著(P＞0.05)。Ⅰ组和Ⅱ组的肌肉必需氨基酸(EAA)、非必需氨基酸(NEAA)和总氨基酸(TAA)含量均高于对照组。
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表 10 发酵稻草对安格斯牛肌肉氨基酸组成的影响 Table 10 Effects of fermented rice straw on muscle amino acid composition of Angus cattle |
对肉牛来说，反映生长性能的主要指标有平均日采食量、平均日增重和料重比等，提高生长性能和饲料转化率是增加经济效益的关键。本试验中，与对照组相比，Ⅰ组和Ⅱ组的平均日增重分别提高了6.84%和9.40%，平均日采食量分别提高了1.61%和2.15%，料重比分别降低了4.90%和6.67%，养殖效益分别提高了7.60%和14.94%。彭忠利等[16]利用乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌等有益微生物发酵的玉米黄浆液、喷浆玉米纤维和酱糟等副产物饲喂山羊，提高了其平均日增重。邱玉朗等[9]研究发现，用秸秆玉米浆混合发酵饲料饲喂肉羊，其平均日增重提高了36%，料重比降低了28.68%，与本试验结果一致。体尺指标是体型外貌的量化指标，也是动物遗传育种中重要的表型性状，与一些重要经济性状有着密切关系[17]。本试验中，与对照组相比，Ⅰ组和Ⅱ组的终末腹围显著增加，其他体尺指标差异不显著，但均高于对照组。发酵稻草提高安格斯牛生长性能的原因可能是经微生物发酵降低了稻草中的粗纤维含量，改善了饲料的适口性，促进牛的采食，进而提高了生长性能。也有可能是采食的发酵稻草促进了参与发酵的乳酸杆菌和酿酒酵母等有益菌在瘤胃中定植和生长，抑制了有害菌的生长，改变了胃肠道的微生物种类、数量和发酵方式，加快了营养物质流通和降解[18]。
3.2 发酵稻草对安格斯牛血清生化指标的影响血液是机体与外界环境以及体内各组织之间物质交换的枢纽，是机体内环境的重要组成之一[19]。血清生化指标可作为畜禽繁殖和疾病预防的重要参考指标，球蛋白能够反映机体的抗病能力。本试验中，Ⅰ组和Ⅱ组的血清球蛋白和总蛋白含量显著高于对照组，说明机体的代谢活动增强[20]。余淼等[21]用发酵饲料(利用芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌发酵)饲喂肉牛，显著提高了血清总蛋白、白蛋白、免疫球蛋白G、免疫球蛋白A和免疫球蛋白M含量。俞文靓等[22]给荷斯坦奶犊牛饲喂玉米皮、豆粕和玉米等的混合发酵饲料，显著提高了血清球蛋白和总蛋白含量，提高了荷斯坦犊牛的免疫力和抗病能力。本试验结果与上述研究结果一致。
3.3 发酵稻草对安格斯牛屠宰性能的影响动物的屠宰性能与胴体品质、产肉能力密切相关。背膘厚是反映脂肪沉积的重要指标，眼肌面积与产肉能力有关。本试验中，发酵稻草对安格斯牛的各项屠宰指标均无显著影响，但与对照组相比，Ⅰ组和Ⅱ组的背膘厚分别提高了3.13%和2.50%，眼肌面积分别提高了3.73%和2.04%，且Ⅰ组的宰前活重和屠宰率相对较高，可能与稻草发酵过程中产生的营养物质有关，这与王润寒[23]在肉牛的胴体重随着宰前活重的增加而增加的结论一致。
3.4 发酵稻草对安格斯牛肉品质的影响肉色是衡量肉品质肉眼可见的指标，直接影响消费者的购买欲望。一般认为，肌肉的红度(a*)值越高，亮度(L*)和b*值越低，肉色越好[24]。本试验条件下，与对照相比组，各组之间肌肉肉色L*和a*值差异不显著，Ⅰ组和Ⅱ组的肌肉肉色b*值显著高于对照组，肌肉剪切力显著低于对照组。各组之间肌肉熟肉率、水分、粗蛋白质和粗灰分含量差异不显著，但与对照相比组，Ⅰ组和Ⅱ组的肌肉熟肉率分别提高了5.50%和8.23%。这与王莉梅等[25]在饲喂发酵土豆渣有降低小尾寒羊剪切力趋势及胡宇超等[15]在饲粮中添加100 mg/g发酵麸皮产物多糖有效降低羊肉剪切力的试验结果相似。剪切力是反映肌肉嫩度的重要指标，剪切力越低，肌肉越嫩，肉品质越好。而剪切力与肌内脂肪的含量密切相关。肖建中等[26]饲喂发酵桑叶降低了肌肉剪切力，朱凯等[27]给绵羊饲喂发酵尾菜降低了肌肉剪切力，与本试验结果一致。可能发酵稻草促进了有益微生物在瘤胃中的定植，提高了采食量，进而提高了营养物质的消化吸收，促进脂肪在肌肉中沉积，降低了剪切力。也有研究表明，发酵饲料中含有的多种有机酸可有效降低肠道pH，提高畜禽对维生素、色素以及微量元素的吸收，从而改善肉品质[28]。
肌肉脂肪酸的组成与含量决定肉的风味[29]，与肉的嫩度和多汁性等品质密切相关[30]。摄入过多SFA会提高人体血液中低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)含量，从而提高心血管疾病的发病几率[31]; 与SFA相反，PUFA能起到对心脑血管类疾病的预防和治疗效果，对人体健康具有重要作用[32]。游离氨基酸是肌肉中重要的滋味和香味前体物质，必需氨基酸对人体的生长发育及正常代谢起重要作用，缺乏任何一种必需氨基酸都会造成机体的代谢障碍[33]。耿春银[34]研究表明，饲粮添加活性干酵母有增加牛肉单个脂肪酸和总脂肪酸含量的趋势。本试验条件下，各组之间肌肉脂肪酸含量差异不显著，但Ⅰ组和Ⅱ组的肌肉SFA含量均低于对照组，肌肉MUFA和PUFA含量均高于对照组，改善了脂肪酸的组成。
世界卫生组织(WHO)/联合国粮农组织(FAO)理想蛋白质标准指出EAA/TAA、EAA/NEAA分别应为40%和60%[35]，与本试验中EAA/TAA、EAA/NEAA接近。有研究表明，肉类中必需氨基酸含量及比例越接近于人体蛋白质组成，营养价值越高[36]。冯健等[37]研究表明，在延边黄牛育肥后期饲粮中添加以玉米粉和糖蜜等经酵母菌发酵饲料，提高了肌肉中油酸和谷氨酸含量，与本试验研究结果不一致，可能与发酵菌种及饲粮营养组成有关，也可能与牛的品种和性别有关。目前，有关发酵饲料对牛肉脂肪酸组成和氨基酸组成的影响研究相对较少，具体的作用机理有待进一步研究。
4 结论在本试验条件下，发酵稻草可以提高安格斯牛生长性能和养殖效益，改善肉品质，但对屠宰性能的影响相对较小，且以添加量20%为宜。
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