Chinese Journal of Animal Nutrition >

2024 , Vol. 36 >Issue 10: 6560 - 6567

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.557

RESEARCH PAPER

Effects of Coated Sodium Butyrate on Slaughter Performance, Serum Biochemical Indices, Meat Quality and Muscle Fatty Acid Composition of Hu Sheep

  • HE Liukuan ,
  • LIU Lei ,
  • LIU Yifan ,
  • ZHANG Liyang ,
  • GAO Tengyun ,
  • FU Tong ,
  • LIAN Hongxia , *
Expand
  • Henan International Joint Laboratory of Nutrition Regulation and Ecological Raising of Domestic Animal, College of Animal Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450046, China
*professor, E-mail:

Received date: 2024-03-29

  Online published: 2024-10-14

Fold

Abstract

This experiment was conducted to study the effects of coated sodium butyrate on slaughter performance, serum biochemical indices, meat quality and muscle fatty acid composition of Hu sheep. Forty-eight 3-month-old healthy male Hu goats with similar body weight [(33.01±2.68) kg] were randomly divided into 4 groups with 4 replicates in each group and 3 sheep in each replicate. The control group was fed a basal diet, and the experimental groups 1, 2 and 3 were fed the basal diets supplemented with 0.1%, 0.3% and 0.5% coated sodium butyrate, respectively. The pre-experimental period lasted for 15 days, and the experimental period lasted for 60 days. The results showed as follows: 1) the live weight before slaughter of experimental groups 1, 2 and 3 was significantly higher than that of the control group (P<0.05), and the carcass weight and net weight of carcass of experimental groups 1 and 3 were significantly higher than those of the control group (P<0.05). 2) The serum albumin content of experimental group 2 was significantly higher than that of the control group (P<0.05). 3) There were no significant differences in meat quality indices among all groups (P>0.05). 4) The longissimus dorsi palmitic acid content of experimental groups 1, 2 and 3 was significantly higher than that of the control group (P<0.05), and the longissimus dorsi heneicosanoic acid content of experimental group 3 was significantly lower than that of control group and experimental group 1 (P<0.05). In conclusion, under the experimental conditions, dietary 0.1% and 0.5% coated sodium butyrate can improve the slaughter performance of Hu sheep, and affect the longissimus dorsi fatty acid composition.

Key words： Hu sheep; coated sodium butyrate; slaughter performance; serum biochemical indices; meat quality; fatty acid

Cite this article

HE Liukuan , LIU Lei , LIU Yifan , ZHANG Liyang , GAO Tengyun , FU Tong , LIAN Hongxia . Effects of Coated Sodium Butyrate on Slaughter Performance, Serum Biochemical Indices, Meat Quality and Muscle Fatty Acid Composition of Hu Sheep[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024 , 36(10) : 6560 -6567 . DOI: 10.12418/CJAN2024.557

羊肉具有肉嫩味鲜、低脂肪和高蛋白质等特点,现有的肉羊品种存在生长性能低等诸多缺陷,导致生产效率低下,影响标准化、集约化发展,专门化品种匮乏已成为我国肉羊产业的“缺芯之痛”[1]。脂肪酸是肌肉中重要的组成成分,它既是一种营养成分,又是一种对肉品风味有一定影响的物质。前期研究表明,油脂类(如磷脂、甘油三酯、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸)是肉品风味形成的关键前体物,其中多不饱和脂肪酸氧化生成醛类、醇类、酮类和酯类等挥发性成分,在适当的范围内可以增强肉的风味[2]。肌肉中的脂肪酸含量是影响羊肉品质的重要因素,也是高端羊肉加工中亟待解决的关键问题[3]。近年来,抗生素在畜禽养殖领域的大量应用,给畜禽养殖业带来了极大的经济利益,但也引发了耐药性、药物残留等诸多问题,导致大量抗生素被禁用。因此,寻找新的绿色抗生素替代品是当前饲料研发和生产中的一个重要课题,其中以丁酸钠(sodium butyrate)为代表的饲料添加剂是近年的研究热点。
丁酸钠的有效成分为一种短链脂肪酸——丁酸。对于反刍动物而言,短链脂肪酸是瘤胃内能量合成必不可少的物质[4]。由于丁酸钠有刺激性奶酪酸气味,不仅会对动物采食量产生负面影响,而且具有吸湿性。包被处理可以减少其刺激性味道并稳定其化学性质,且包被处理可以达到过瘤胃的效果,使丁酸钠到后肠段释放,从而增强其作用效果。边高瑞等[5]研究发现,口腔灌服丁酸钠可显著改变哺乳羔羊瘤胃上皮微生物菌群结构。王浩然等[6]研究发现,丁酸钠不仅具有改善肠道菌群稳态、抗感染、抗氧化等生物学功能,还是组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)中的一种。陈想[7]研究发现,饲粮中添加包膜丁酸钠可降低断奶羔羊血清、肝脏促炎因子水平,并能提高断奶羔羊机体和肝脏的抗氧化能力,对断奶后羔羊产生一定的保护作用。但是关于丁酸钠对湖羊肉品质和肌肉脂肪酸组成的研究较少。因此,本试验在湖羊基础饲粮中添加包被丁酸钠(coated sodium butyrate),研究其对湖羊屠宰性能、血清生化指标、肉品质和肌肉脂肪酸组成的影响,旨在为包被丁酸钠的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料和试验设计

包被丁酸钠内含70%丁酸钠。试验选取体重为(33.01±2.68) kg的3月龄健康湖羊48只,随机分为4个组,每组4个重复,每个重复3只羊,每个重复混合饲养。对照组饲喂基础饲粮,试验组1、试验2组和试验3组分别在基础饲粮中添加0.1%、0.3%和0.5%的包被丁酸钠。预试期15 d,正试期60 d。

1.2 饲养管理及饲粮组成

试验育肥湖羊每日饲喂2次(08:00、15:00),自由采食。每日清理混入食槽的粪便,清理水槽,提供充足、干净的饮水。基础饲粮组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)%

项目 Items 含量 Content
原料 Ingredients
玉米 Corn 31.5
玉米胚芽粕 Corn germ meal 24.5
麸皮 Bran 14.0
醋糟 Vinegar residue 18.0
麦芽根 Malt sprout 9.0
菊花粉 Chrysanthemum powder 1.0
预混料 Premix1) 2.0
合计 Total 100.0
营养水平 Nutrient levels2)
干物质 Dry matter 86.50
粗脂肪 Ether extract 2.66
粗蛋白质 Crude protein 14.23
中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber 35.67
酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber 21.41
钙 Calcium 1.98
磷 Phosphorus 0.45
总能 Gross energy/(MJ/kg) 15.71

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of the diet:VA 15 000 U,VD 35 000 U,VE 125 U,烟酸 nicotinic acid 250 mg,泛酸 pantothenic acid 75 mg,生物素 biotin 5 mg,Cu (as copper sulfate) 50 mg,Fe (as ferrous sulfate) 600 mg,Mn (as manganese sulfate) 500 mg,Zn (as zinc sulfate) 500 mg,Se (as sodium selenite) 5 mg,Co (as cobalt sulfate) 5 mg。

2)营养水平为实测值。Nutrient levels were measured values.

1.3 样品采集与指标测定

1.3.1 饲粮营养成分

干物质(DM)含量参照国标GB/T 6435—2014进行测定;粗蛋白质(CP)含量参照国标GB/T 6432—2018,使用全自动凯氏定氮仪(K9860,济南海能仪器有限公司)进行测定;粗脂肪(EE)含量参照国标GB/T 6433—2006进行测定;钙(Ca)和磷(P)含量分别参照国标GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018进行测定;中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量使用纤维分析仪(ANKOM A200i型半自动纤维分析仪,美国Ankom公司)进行测定;总能(GE)采用氧弹测热法,使用微机全自动量热仪(ZDHW-8000,鹤壁华诺电子科技有限公司)进行测定。

1.3.2 屠宰性能

在饲养试验结束后,每组选择接近平均体重的6只羊,分别于24 h禁食和2 h禁水后屠宰。在屠宰之前,记录宰前活重。屠宰后放血,去掉头部、蹄,剥去外皮,称量皮重;剔除内脏,保留肾脏、肾周脂肪,称重,即为胴体重。然后将所有的骨骼都去掉,称重,即为骨重;剩下的重量即为屠体的净肉重。按照如下公式计算屠宰率和胴体净肉率:

屠宰率(%)=(胴体重/宰前活重)×100;

胴体净肉率(%)=[(胴体重-骨重)/胴体重]×100。

1.3.3 血清生化指标

于正试期第60天清晨,在空腹状态下通过颈静脉采集血液10 mL,离心后吸取血清。使用全自动生化测定仪(BS-2000M,迈瑞医疗国际有限公司)测定湖羊血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、葡萄糖、尿素氮、甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇含量及谷丙转氨酶、谷草转氨酶、乳酸脱氢酶活性。

1.3.4 背最长肌肉品质和脂肪酸组成

取背最长肌约200 g,放置于4 ℃保存。45 min后,用pH计测定背最长肌pH,记录为pH45 min;24 h后再次测定背最长肌pH,记录为pH24 h。采用肉色分析仪测定肉色,包括肉色的亮度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)值。失水率的测量:首先将背最长肌切分成1 cm×5 cm×1 cm的肉块,然后将样品放置在20个滤纸之间,向上方加压35 kg,维持5 min,然后取出样品,称量重量。滴水损失的测量:将背最长肌整理为1 cm×1 cm×1 cm的肉块,然后将其放入滴水损失管内,24 h后重新称量,计算失去的水分重。蒸煮损失的测量:取50 g肉样品,在80 ℃恒温下加热45 min,然后取出,在室温下进行称量。失水率、滴水损失和蒸煮损失计算公式如下:

失水率(%)=[(样品重-失水后样品重)/

样品重]×100;

滴水损失(%)=(失去的水分重/样品重)×100;

蒸煮损失(%)=[(煮前样品重-煮后样品重)/

煮前样品重]×100。

脂肪酸组成的测定:取0.5 g烘干粉碎肉样,加入4 mL异辛烷,混匀后放入37 ℃恒温摇床振荡过夜;接着加入4 mL 2 mol/L氢氧化钾-甲醇溶液混匀,使其甲酯化;然后加入1 g左右硫酸氢钠中和氢氧化钾,使用0.45 μm微孔滤膜过滤并收集上清,采用高效气相色谱法检测。测试条件如下:色谱柱为DB-WAX,30 m×0.25 mm×0.5 um;分流/不分流进样口(SPL)温度为250 ℃;进样方式为分流进样,分流比为20∶1,进样量为1 μL;检测器为氢火焰离子化检测器(FID),温度为280 ℃,载气为氮气(N2),速率为36 cm/s,吹扫流量为3 mL/min,尾吹流量为30 mL/min;氢气流量为40 mL/min,空气流量为400 mL/min;柱温为50 ℃,1 min,25 ℃/min至200 ℃,3 ℃/min至230 ℃,16 min。

1.4 数据统计分析

试验数据应用SPSS 27.0软件进行分析处理,显著性检验采用ANOVA方法,采用Duncan氏法进行多重比较检验。P<0.05表示差异显著,所有结果均以平均值和均值标准误(SEM)表示。

2 结果

2.1 包被丁酸钠对湖羊屠宰性能的影响

由表2可以看出,试验1组、试验2组和试验3组的宰前活重显著高于对照组(P<0.05),试验1组和试验3组的胴体重和胴体净肉重显著高于对照组(P<0.05)。各组之间骨重、皮重、屠宰率和胴体净肉率无显著差异(P>0.05)。
表2 包被丁酸钠对湖羊屠宰性能的影响

Table 2 Effects of coated sodium butyrate on slaughter performance of Hu sheep

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
对照 Control 1 2 3
宰前活重 Live weight before slaughter/kg 44.34b 50.39a 48.08a 49.06a 0.65 <0.001
胴体重 Carcass weight/kg 24.68b 27.47a 25.98ab 26.71a 0.34 0.021
骨重 Bone weight/kg 3.66 3.59 3.81 3.74 0.08 0.844
皮重 Skin weight/kg 3.46 3.78 3.51 3.51 0.06 0.167
屠宰率 Dressing percentage/% 55.89 56.48 56.30 55.08 0.40 0.677
胴体净肉重 Net weight of carcass/kg 21.02b 23.24a 22.44ab 23.40a 0.35 0.026
胴体净肉率 Net meat percentage of carcass/% 85.14 86.72 85.49 86.24 0.31 0.351

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 包被丁酸钠对湖羊血清生化指标的影响

由表3可以看出,试验2组的血清白蛋白含量显著高于对照组(P<0.05),试验1组和试验3组的血清白蛋白含量与对照组相比没有显著差异(P>0.05)。各组之间血清总蛋白、球蛋白、葡萄糖、尿素氮、甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇含量及谷丙转氨酶、谷草转氨酶、乳酸脱氢酶活性无显著差异(P>0.05)。
表3 包被丁酸钠对湖羊血清生化指标的影响

Table 3 Effects of coated sodium butyrate on serum biochemical indices of Hu sheep

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
对照 Control 1 2 3
谷丙转氨酶 ALT/(U/L) 18.33 12.67 14.83 11.83 1.04 0.109
谷草转氨酶 AST/(U/L) 114.83 124.00 134.17 118.83 5.83 0.700
总蛋白 TP/(g/L) 64.97 66.18 68.75 68.50 0.96 0.461
白蛋白 ALB/(g/L) 29.72b 31.63ab 32.55a 29.30b 0.50 0.049
球蛋白 GLB/(g/L) 33.76 34.55 36.20 39.20 4.13 0.452
尿素氮 UN/(mmol/L) 8.81 8.70 8.27 9.11 0.37 0.894
葡萄糖 GLU/(mmol/L) 2.61 2.75 2.86 3.19 0.23 0.844
乳酸脱氢酶 LDH/(U/L) 569.00 645.17 655.00 645.50 23.47 0.612
甘油三酯 TG/(mmol/L) 0.16 0.16 0.24 0.18 0.01 0.133
总胆固醇 T-CHO/(mmol/L) 1.78 1.64 1.77 1.50 0.06 0.242
高密度脂蛋白胆固醇 HDL-C/(mmol/L) 0.96 0.88 1.01 0.83 0.03 0.077
低密度脂蛋白胆固醇 LDL-C/(mmol/L) 0.51 0.44 0.52 0.45 0.03 0.584

2.3 包被丁酸钠对湖羊肉品质的影响

由表4可以看出,各组之间背最长肌pH45 min、pH24 h、滴水损失、失水率、蒸煮损失及L*、a*、b*值无显著差异(P>0.05)。
表4 包被丁酸钠对湖羊肉品质的影响

Table 4 Effects of coated sodium butyrate on meat quality of Hu sheep

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
对照 Control 1 2 3
pH45 min 5.85 5.78 5.86 5.75 0.06 0.912
pH24 h 5.79 5.65 5.75 5.70 0.04 0.577
滴水损失 Drip loss/% 14.20 14.99 18.71 16.31 0.02 0.768
失水率 Water loss rate/% 15.05 13.26 12.24 13.24 0.01 0.562
蒸煮损失 Cooking loss/% 57.71 53.27 54.97 51.08 0.01 0.355
亮度 L* 43.48 44.47 45.75 48.36 0.96 0.283
红度 a* 18.70 20.76 19.73 19.45 0.43 0.410
黄度 b* 9.12 11.49 9.91 10.65 0.44 0.278

2.4 包被丁酸钠对湖羊背最长肌脂肪酸组成的影响

由表5可以看出,试验1组、试验2组和试验3组的背最长肌棕榈酸含量显著高于对照组(P<0.05),试验3组的背最长肌二十一烷酸含量低于对照组和试验1组(P<0.05)。各组之间背最长肌其他脂肪酸及饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸含量无显著差异(P>0.05)。
表5 包被丁酸钠对湖羊背最长肌脂肪酸组成的影响

Table 5 Effects of coated sodium butyrate on longissimus dorsi fatty acid composition of Hu sheep%

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
对照 Control 1 2 3
己酸 C6∶0 0.45 0.24 0.37 0.21 0.04 0.202
癸酸 C10∶0 0.27 0.28 0.28 0.31 0.02 0.902
月桂酸 C12∶0 0.11 0.12 0.13 0.19 0.01 0.231
肉豆蔻酸 C14∶0 1.46 1.71 1.75 1.80 0.07 0.317
肉豆蔻烯酸 C14∶1 0.15 0.12 0.11 0.11 0.01 0.583
十五烷酸 C15∶0 0.42 0.31 0.33 0.31 0.02 0.264
十五碳烯酸 C15∶1 0.31 0.18 0.21 0.16 0.02 0.112
棕榈酸 C16∶0 19.83b 23.00a 22.28a 23.20a 0.45 0.013
棕榈油酸 C16∶1 2.21 2.10 2.23 1.86 0.07 0.231
十七烷酸 C17∶0 1.19 0.95 1.08 1.00 0.04 0.186
十七碳烯酸 C17∶1 0.90 0.75 0.83 0.64 0.04 0.222
硬脂酸 C18∶0 13.91 12.84 13.45 15.38 0.33 0.062
油酸 C18∶1 41.73 43.65 43.54 45.13 0.50 0.129
亚油酸 C18∶2 8.75 7.09 7.53 6.44 0.37 0.162
γ-亚麻酸 C18∶3n6 0.34 0.26 0.24 0.09 0.03 0.066
α-亚麻酸 C18∶3n3 0.83 0.63 0.58 0.39 0.06 0.100
花生酸 C20∶0 0.71 0.55 0.43 0.55 0.04 0.088
二十碳烯酸 C20∶1 1.16 0.94 0.83 0.98 0.07 0.308
二十碳二烯酸 C20∶2 0.54 0.41 0.30 0.35 0.04 0.100
二十一烷酸 C21∶0 0.71a 0.69a 0.48ab 0.14b 0.07 0.021
二十碳三烯酸 C20∶3n3 3.66 3.00 2.59 1.96 0.23 0.053
榆树酸 C22∶0 0.30 0.25 0.16 0.03 0.04 0.082
饱和脂肪酸 SFA 39.35 40.91 40.74 41.58 0.50 0.160
不饱和脂肪酸 UFA 60.65 59.09 59.26 58.42 0.47 0.414
单不饱和脂肪酸 MUFA 44.64 44.60 44.96 46.38 0.34 0.296
多不饱和脂肪酸 PUFA 16.01 14.49 14.30 10.95 0.77 0.167

3 讨论

3.1 包被丁酸钠对湖羊屠宰性能的影响

屠宰性能是评价畜禽胴体品质的关键指标,它既能直观地反映各器官所占的比例,又能反映各器官在各部位沉积量的差异[8]。目前,关于丁酸钠对湖羊屠宰性能的研究较少,但在其他动物上的研究较多。侯金旺等[9]研究发现,饲粮中添加0.5 g/kg包被丁酸钠(丁酸钠含量≥30%)能显著提高黄羽肉鸡的屠宰率。Leeson等[10]研究发现,饲粮中添加0.2%的丁酸钠能显著增加肉鸡的胴体重。本试验结果表明,饲粮中添加0.1%、0.3%和0.5%的包被丁酸钠均能显著提高湖羊的宰前活重,饲粮中添加0.1%和0.5%的包被丁酸钠能显著提高湖羊的胴体重和胴体净肉重。由此可见,在本试验条件下,饲粮中添加0.1%和0.5%包被丁酸钠能提高湖羊的屠宰性能。

3.2 包被丁酸钠对湖羊血清生化指标的影响

血清生化指标可以反映动物机体生理和代谢状态。赵会利等[11]研究发现,饲粮中添加丁酸钠能降低断奶犊牛血清甘油三酯、葡萄糖和尿素氮含量。张瑞阳等[12]研究发现,饲粮中添加包被丁酸钠能够显著降低断奶仔猪血清尿素氮含量。在本试验条中,饲粮中添加包被丁酸钠对以上指标均无显著影响,推测这可能与机体处于动态平衡有关。有研究表明,丁酸钠能增强肠黏膜的化学屏障功能,能促进肠黏膜组织中免疫球蛋白的分泌,增强免疫细胞的增殖和分化,从而调控机体的免疫功能[13]。本试验发现,饲粮中添加0.3%的包被丁酸钠能显著提高血清白蛋白含量,而白蛋白是血清中最主要的蛋白质,具有抗氧化和提高免疫力的作用。由此可见,在本试验条件下,饲粮中添加0.3%的包被丁酸钠能够提高湖羊机体免疫功能。

3.3 包被丁酸钠对湖羊肉品质的影响

肉色是肉品质必不可少的一个参数指标,它会影响消费者的感知,也反映了肉的新鲜程度,肉色也受pH的影响。肌肉的保水性,也就是所谓的系水力,可使肌肉在外界压力下能够保留原来的水分或加入的水分,从而对肉类的口感、嫩度和保质期产生一定的影响。滴水损失、失水率、蒸煮损失等是衡量肌肉保水性的主要指标[14]。在本试验条件下,与对照组相比,饲粮中添加包被丁酸钠对湖羊背最长肌的pH、肉色、滴水损失、失水率和蒸煮损失均无显著影响,与Dou等[15]的研究结果一致。由此可见,在本试验条件下,饲粮中添加包被丁酸钠不会对湖羊的肉品质造成影响。

3.4 包被丁酸钠对湖羊背最长肌脂肪酸组成的影响

肌肉中脂肪酸的含量与组成影响肉质的风味与嫩度等[16]。棕榈酸是人体内含量最高的饱和脂肪酸,对机体有诸多作用。户林其等[17]研究发现,棕榈酸参与了体内许多能量代谢途径。肉品质的改善与肌肉对胰岛素的敏感性和葡萄糖利用率的增加有关[18]。短链脂肪酸通过调节肠道胰高糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)分泌及肌肉微血管血容量和流量,间接影响肌肉胰岛素敏感性和葡萄糖代谢[19]。本研究发现,饲粮中添加0.1%、0.3%和0.5%的包被丁酸钠能显著提高湖羊背最长肌棕榈酸含量,饲粮中添加0.5%的包被丁酸钠能显著降低湖羊背最长肌二十一烷酸的含量。这可能是由于包被丁酸钠增加了肌肉对胰岛素的敏感性和葡萄糖利用率,进而影响了肌肉脂肪酸含量。由此可见,在本试验条件下,饲粮中添加包被丁酸钠对湖羊背最长肌脂肪酸组成有一定的影响。

4 结论

饲粮中添加0.1%和0.5%的包被丁酸钠能够提高湖羊的屠宰性能,对背最长肌脂肪酸组成有一定的影响,对肉品质无影响。本试验条件下,湖羊饲粮中包被丁酸钠适宜添加水平为0.1%。

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