2. 塔里木大学动物科学学院, 阿拉尔 843300
, ZHANG Naifeng1, MA Tao1, TAO Dayong2, CHAI Jianmin1, WANG Yurong2, ZHANG Fan1, DIAO Qiyu1,2
2. College of Animal Science, Tarim University, Alar 843300, China
湖羊羔羊肉质优良，氨基酸营养价值丰富，羔羊皮色泽洁白，花纹呈水波状，在国内外享有“中国的软宝石”之称[1]。饲粮氨基酸是机体氨基酸转换、合成的前体的重要营养物质，肌肉蛋白质的合成、肉产品产量和氨基酸含量与饲粮中的氨基酸组成和含量有很大相关性[2]。过瘤胃赖氨酸(RP-Lys)和过瘤胃蛋氨酸(RP-Met)添加可以促进小肠氨基酸平衡，减少过量氨基酸造成氮代谢过剩，降低其肝脏、肾脏负担，对环境保护具有积极作用。随着研究的不断深入，本课题组通过在开食料中添加过瘤胃氨基酸发现，RP-Met能够提升羔羊的生产性能，特别是在日增重和饲料转化效率上氨基酸的添加作用明显[3]。Chai等[4]和Pérez等[5]研究发现，羔羊肌肉中的必需氨基酸组成和含量与早期断奶和环境有也有很大关系，且羔羊肌肉中必需氨基酸含量与饲粮中氨基酸模式较为接近。Dvalishvili[6]、Cho等[7]研究了不同年龄阶段羊毛和背最长肌氨基酸含量的变化。开食料中氨基酸含量和组成会在羔羊各个组织中变化，氨基酸不仅本身对肉的风味产生影响，而且还通过风味氨基酸与还原糖之间进行美拉德反应产生香味[8]。然而，饲粮氨基酸含量和组成是否对羔羊肉的常规营养成分产生的影响尚未见报道。
本研究在开食料中添加RP-Lys、RP-Met、过瘤胃苏氨酸(RP-Thr)和过瘤胃色氨酸(RP-Trp)，利用氨基酸部分扣除法，研究4种必需氨基酸扣除模式下湖羊屠宰性能和不同部位氨基酸含量的变化，并与饲粮氨基酸含量进行比较，为深入研究肉羊氨基酸代谢机理及改善羊肉品质提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料RP-Met由赢创德固赛技术有限公司提供，RP-Lys由希杰饲料有限公司提供，RP-Thr和RP-Trp由江苏康德权科技有限公司提供，其中各含蛋氨酸盐酸盐、赖氨酸盐酸盐、苏氨酸盐酸盐和色氨酸盐酸盐65%左右，过瘤胃率≥80%。
1.2 试验设计采用单因素完全随机试验设计，选取100只50日龄断奶体重11 kg左右湖羊公羔羊，按体重相近、日龄相同原则分为5组，每组4个重复，每个重复5只。并根据部分扣除法，将各组饲粮设定为氨基酸平衡(PC组)、30%扣除赖氨酸(Lys)(PD-Lys组)、30%扣除蛋氨酸(Met)(PD-Met组)、30%扣除苏氨酸(Thr)(PD-Thr组)和30%扣除色氨酸(Trp)(PD-Trp组)。
1.3 开食料开食料组成及营养水平见表 1。
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表 1 开食料组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of starters (DM basis) |
本试验于2015年9—12月在江苏省大伦镇海伦羊业有限公司进行。预试期为11 d，正试期为60 d。
1.5 饲养管理羊舍每15 d彻底消毒1次(轮流使用0.2%氯异氰脲酸、2.0%火碱和0.5%聚维酮碘)，试验羔羊均进行正常的免疫程序。50日龄开始训练采食开食料，61~120日龄开食料日饲喂量按羔羊体重的4%进行饲喂。开食料每日饲喂2次(08:00和16:00)，自由饮水。
1.6 指标计算和测定方法 1.6.1 湖羊羔羊单位代谢体重的必需氨基酸摄入量计算
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于120日龄每组选取6只湖羊羔羊准确称量体重，该体重为宰前活重，屠宰后，分别将头蹄、胴体和内脏放入粉碎机中粉碎，剪切皮毛样，各取各部分组织样品100 g，分别装入洁净密封袋中，迅速保存-20 ℃冰箱中待测。
常规营养成分含量测定方法：粗蛋白质含量采用KDY-9830全自动凯氏定氮仪测定；水分、粗脂肪、粗灰分、钙、磷含量参考张丽英[9]的方法测定。氨基酸含量采用氨基酸分析仪(S-433D，德国Sykam公司)测定，首先将样品用酸水解，在110 ℃、6 mol/L盐酸作用下水解(测定Trp含量时用5 mol/L的氢氧化钠溶液水解)，配制标样，将标样和处理好样品采用氨基酸分析仪测定各氨基酸含量。
1.7 数据处理与分析用Excel 2013对原始数据进行初步整理，然后用SAS 9.2统计软件进行单因素方差分析，以P＜0.05作为差异显著的判断标准。
2 结果与分析 2.1 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊屠宰性能的影响正试期羔羊干物质采食量和氨基酸摄入量见表 2。由表 3可知，PD-Met组羔羊空体重显著低于PC、PD-Thr和PD-Trp组(P < 0.05)。PD-Lys、PD-Met和PD-Trp组羔羊胴体重显著低于PC组(P < 0.05)。PD-Met组蹄重及皮毛重均显著低于PC组(P < 0.05)。氨基酸扣除组与PC组羔羊的屠宰率无显著差异(P>0.05)。
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表 2 干物质采食量和单位代谢体重的氨基酸摄入量 Table 2 Dry matter intake and amino acid intake per unit of metabolic weight |
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表 3 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊屠宰性能的影响 Table 3 Effects of amino acids partial deduction in starter on slaughter performance of Hu weaned lambs |
由表 4可知，PC和PD-Lys组羔羊头蹄水分含量显著高于PD-Met组(P < 0.05)，但与PD-Thr和PD-Trp组间无显著差异(P>0.05)。PD-Lys、PD-Met、PD-Thr和PD-Trp组羔羊胴体粗脂肪含量显著高于PC组(P < 0.05)，PD-Thr和PD-Trp组羔羊皮毛粗脂肪含量显著高于PC组(P < 0.05)。PD-Met组胴体粗蛋白质含量显著低于PC和PD-Trp组(P < 0.05)，与PD-Lys和PD-Thr组差异不显著(P>0.05)。各组羔羊头蹄、胴体和皮毛的粗灰分、钙和磷含量无显著差异(P>0.05)。
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表 4 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊不同部位常规营养成分含量的影响 Table 4 Effects of amino acids partial deduction in starter on common nutrient composition in different parts of Hu weaned lambs |
由表 5可知，PD-Lys组羔羊头蹄Lys含量显著低于PC组(P < 0.05)，但与PD-Met、PD-Thr和PD-Trp组间差异不显著(P>0.05)。PD-Trp组羔羊头蹄Trp含量显著低于PC和PD-Thr组(P < 0.05)，与PD-Lys和PD-Met组间差异不显著(P>0.05)。PD-Met组羔羊头蹄苯丙氨酸含量显著低于PC、PD-Trp和PD-Thr组(P < 0.05)，与PD-Lys组间差异不显著(P>0.05)。PD-Met组羔羊头蹄丙氨酸含量显著低于PC和PD-Trp组(P < 0.05)，与PD-Lys和PD-Thr组间差异不显著(P>0.05)。PD-Met组羔羊头蹄必需氨基酸和非必需氨基酸含量显著低于PC组(P < 0.05)，与PD-Lys、PD-Thr和PD-Trp组差异不显著(P>0.05)。各组羔羊头蹄其余氨基酸含量无显著差异(P>0.05)。
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表 5 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊头蹄氨基酸含量的影响 Table 5 Effects of amino acids partial deduction in starter on amino acid contents in head and hoof of Hu weaned lambs |
由表 6可知，PD-Lys组羔羊胴体Lys含量显著低于PC组(P < 0.05)，但与PD-Met、PD-Thr和PD-Trp组间差异不显著(P>0.05)。PD-Lys和PD-Met组羔羊胴体必需氨基酸含量显著低于PC组(P < 0.05)。PD-Lys和PD-Trp组羔羊胴体非必需氨基酸含量显著低于PD-Thr组(P < 0.05)，与PC和PD-Met组间差异不显著(P>0.05)。各组羔羊胴体其余氨基酸含量无显著差异(P>0.05)。
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表 6 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊胴体氨基酸含量的影响 Table 6 Effects of amino acids partial deduction in starter on amino acid contents in carcass of Hu weaned lambs |
由表 7可知，PD-Lys组羔羊皮毛Lys含量显著低于PC组(P < 0.05)，与PD-Met、PD-Thr和PD-Trp组间差异不显著(P>0.05)。PD-Thr组羔羊皮毛Thr含量显著低于PC组(P < 0.05)，与PD-Lys、PD-Met和PD-Trp组间差异不显著(P>0.05)。PD-Thr组羔羊头蹄天冬氨酸含量显著低于PC和PD-Met组(P < 0.05)。PD-Lys组羔羊皮毛丝氨酸含量显著低于PC组(P < 0.05)。PD-Thr组羔羊皮毛谷氨酸含量显著低于PC组(P < 0.05)。PD-Lys羔羊皮毛丙氨酸含量显著低于PC组(P < 0.05)。PD-Met组羔羊皮毛半胱氨酸含量显著低于PC组(P < 0.05)。PD-Met组羔羊皮毛必需氨基酸含量显著低于PC、PD-Trp组(P < 0.05)。PD-Lys和PD-Met组羔羊皮毛非必需氨基酸含量均显著低于PC组(P < 0.05)。各组羔羊皮毛其余氨基酸含量无显著差异(P>0.05)。
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表 7 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊皮毛氨基酸含量的影响 Table 7 Effects of amino acids partial deduction in starter on amino acid contents in skin and wool of Hu weaned lambs |
屠宰性能测定便于检验羔羊不同阶段的生长发育状况，深入研究羔羊屠宰性能，对改善羔羊肉品质具有重要意义。本试验发现，氨基酸扣除组除了屠宰率差异不显著外，其余的屠宰性能指标都低于PC组。Ferreira等[10]研究发现，30~45 kg美利奴羊饲喂不同必需氨基酸组成的饲粮，随着动物的生长，屠宰率不会发生显著变化，这与本试验结果相似。本试验部分扣除Lys和Met对屠宰率无显著影响，但对胴体重、头重、蹄重和皮毛重有显著影响。这可能因为Met为羊毛角质蛋白质合成的第一限制性氨基酸，在绵羊饲粮中添加Met能够促进羊毛生长，进而影响绵羊皮毛品质。本试验研究发现，Trp是羔羊获得最大屠宰率的第一限制性氨基酸，这与本课题组研究获得最大日增重和料重比所发现的氨基酸顺序也不相同，前人也没对这方面进行研究，这可能是因为没有利用氮平衡试验进行深入探讨，导致氨基酸限制性的研究不够准确。因此，断代乳粉后降低湖羊羔羊饲粮蛋白质水平的同时，添加过瘤胃氨基酸并使之添加量与利用量比例达到平衡，不仅对胴体重和皮毛生长有促进作用，还能加快湖羊达到屠宰体重的时间。从本试验结果来看，对断奶羔羊屠宰性能的影响还要通过结合氮平衡试验进行深入探讨。
3.2 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊不同部位常规营养成分含量的影响肌肉中的水分与肉质的多汁性紧密相连[11]。肌肉中脂肪含量在很大程度上影响着肉品质和口感，与肉的风味、多汁性和嫩度有关。羊肉中的脂肪50%为不饱和脂肪酸，这部分脂肪酸对过度肥胖、动脉硬化、血脂升高和血栓等疾病的发生有预防作用[12]。肌肉蛋白质含量是肉质营养的主要指标，氨基酸是决定蛋白质沉积的重要营养组成部分，氨基酸的平衡模式为提升肉品质和肉中营养成分含量有重要意义[12]。肌肉的粗灰分含量与肌肉中的矿物质含量有密切的关系，粗灰分含量越高，钙和磷矿物质元素含量就相对越高，另外通过氨基酸合成的肽类激素，如降钙素等激素等参与钙、磷代谢，继而影响组织钙、磷的分布[13]。
聂芙蓉等[14]报道，3月龄小尾寒羊肌肉中水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量分别为73.63%、62.82%、15.98%和5.98%。杜寒杂交羊肌肉中水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量分别为73.26%、63.06%、11.34%和6.24%。杜寒杂交羊肌肉中水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量分别为73.77%、62.88%、13.56%和6.08%，钙、磷含量都在0.20%~0.70%。Xi等[15]发现在60日龄黄羽肉鸡低蛋白质饲粮中添加Met，肌肉中水分、粗蛋白质和粗脂肪含量分别为61.37%、51.86%和30.80%，比高蛋白质未添加Met饲粮高0.30%~0.50%。本试验测得120日龄湖羊常规营养成分含量比聂芙蓉等[14]的结果低，但相差不大。氨基酸扣除组的营养成分含量在一定程度上都低于对照组，说明饲粮氨基酸平衡对提升湖羊羔羊肉肉质、风味、细嫩多汁、口感度等具有重要作用。
3.3 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊头蹄氨基酸含量的影响羊头蹄中的氨基酸组成和含量是评价羊屠体营养价值的重要指标之一，特别是羊脑中蛋白质丰富，其中含有丰富的Lys、谷氨酸、亮氨酸和天冬氨酸，尤其是谷氨酸和天冬氨酸，这2种酸性氨基酸与抗氧化能力有较强关系[16]。常飞等[16]通过脱脂测定结果发现，羊脑中谷氨酸含量最高，其次是天冬氨酸，分别为9.13%和5.47%。张曦等[17]发现谷氨酸和天冬氨酸的含量是Met含量的7~12倍，谷氨酸、天冬氨酸、Leu和Lys是构成脑多肽的主要氨基酸。这些脑多肽在调节神经功能中具有重要的作用。本试验研究不同氨基酸扣除发现头蹄中谷氨酸含量最高，但相对于PC组PD-Met组谷氨酸含量最低，这与前人分析结果是一致的。这说明Met扣除对谷氨酸和天冬氨酸等酸性氨基酸含量有显著影响，进而影响机体抗氧化能力，这2种酸性氨基酸含量高也为机体抗氧化能力高的研究结果提供了理论支撑。本试验PC组头蹄Lys、Met、Thr和Trp含量分别为11.60%、3.96%、8.16%和0.89%(氨基酸组成比例为100 : 34 : 70 : 7)。这比Ferreira等[10]瘤胃灌注氨基酸得出羔羊胴体Lys、Met和Thr含量分别为7.03%、2.08%和3.79%(氨基酸组成比例100 : 30 : 54)的结果要高。这说明添加过过瘤胃氨基酸能够有效提高断奶羔羊组织中的氨基酸含量，且比例与本课题组通过最大日增重和屠宰率得到的Lys : Met : Thr : Trp分别为100 : 44 : 44 : 8和100 : 34 : 38 : 8[3]基本一致，除了Trp含量头蹄中较高。本试验中，PD-Met组中必需氨基酸含量，特别是Lys、苯丙氨酸和缬氨酸等含量均低于PC组，说明必需氨基酸不足会严重影响羔羊头蹄其他必需氨基酸和非必需氨基酸的合成，从而影响氨基酸的平衡模式[17]。总之，头蹄是羔羊胴体中影响氨基酸适宜比例和含量的因素之一，为打破传统的氨基酸黑箱理论提供了重要的科学依据[18]。
3.4 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊胴体氨基酸含量的影响羔羊胴体中氨基酸在种类和比例上接近人体含有所必需的氨基酸，且属于优质蛋白质，易于人体的消化和吸收[19]。羊胴体中鲜味氨基酸丰富，而氨基酸的含量与羊肉的风味有直接关系，且羔羊胴体的氨基酸模式可为羔羊理想氨基酸提供研究模式，即为饲粮中各种氨基酸平衡提供参照模式[20]。Bequette等[21]研究发现，平均体重28 kg的杜寒杂交羊胴体Lys、Met、Thr和Trp含量分别为9.09%、1.40%、4.56%和1.67%。Sánchez-Mendoza等[22]和Boisen等[23]通过在饲粮中添加不同量Met发现对胴体重和胴体粗蛋白质含量有显著影响，均在在Met添加量为1.20 mg/d时达到最大，但都未对胴体氨基酸含量和模型进行进一步的探索。本试验是通过氨基酸部分扣除法获得不同组织，分析其氨基酸含量，发现添加必需氨基酸胴体Lys、Met、Thr和Trp的氨基酸含量分别为12.20%、3.64%、1.40%和4.58%，其理想氨基酸模式为100 : 35 : 44 : 13，胴体氨基酸含量与Bequette等[21]研究结果相比有上升趋势，胴体氨基酸模式与本课题组获得最大氮沉积得到的氨基酸模式100 : (37~41) : (39~45) : 12相似[3]。且PD-Met组羔羊胴体必需氨基酸和非必需氨基酸含量相对PC组都有降低趋势，这与Sánchez-Mendoza等[22]和Boisen等[23]的研究结果一致。总之，Lys和Met是羔羊肌肉和骨骼生长的必需的限制性氨基酸[24]，胴体的氨基酸模式相对于头蹄氨基酸模式有所不同，但更接近羔羊生长阶段的氨基酸平衡模式，理想氨基酸模式在不同品种、品系和生长阶段有所不同，湖羊理想氨基酸模式的研究还需在基因和蛋白质等层次进一步探索和完善。
3.5 开食料氨基酸部分扣除对断奶湖羊羔羊皮毛氨基酸含量的影响羊毛生长需要的蛋白质。羊毛是由富含半胱氨酸和Met的蛋白质构成的，羊毛生长需要从机体氨基酸库中吸收大量的Met和半胱氨酸，但对其他氨基酸的需求相对要少[25]。杨华等[26]分析发现10月龄美利奴羊超细毛公羔羊羊毛对Met和半胱氨酸的选择性吸收，造成了其他组织可利用氨基酸的不平衡。也就是说，饲粮和瘤胃微生物为机体提供的氨基酸不能满足羊毛生长对Met和半胱氨酸的特殊需求，并由此导致羊毛生长中氨基酸的利用率要远低于其他体组织[27]。本研究结果发现，氨基酸不平衡对羔羊皮毛中Lys和Thr含量有显著影响，且在皮毛中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸和半胱氨酸含量上也有显著变化，发现Met扣除显著降低了皮毛必需氨基酸和非必需氨基酸含量。氨基酸在羊毛生长和体重增长之间的分配比率与绵羊生长速率有相关性，Met不足使组成羊毛低硫蛋白质合成减少，必需氨基酸Lys、Thr不足也会影响天冬氨酸、丝氨酸等影响羊毛纤维的螺旋结构和毛纤维的粗细的非必需氨基酸[28]。
4 结论① Lys、Met、Thr和Trp 4种必需氨基酸不足影响61~120日龄断奶湖羊羔羊屠宰性能，特别是Met不足造成了空体重、胴体重、皮毛重和蹄重显著降低。
② 必需氨基酸缺乏直接影响羔羊的胴体粗蛋白质含量，胴体和皮毛粗脂肪含量，头、蹄水分含量，但不影响钙和磷含量。
③ 不同组织Lys、Met、Thr和Trp 4种必需氨基酸理想模式不同，胴体为100 : 35 : 44 : 13，皮毛为100 : 21 : 129 : 11，头蹄为100 : 34 : 70 : 7。
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