2. 甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所, 兰州 730070;
3. 西北农林科技大学动物科技学院, 杨凌 712100;
4. 甘肃农业职业技术学院畜牧兽医系, 兰州 370020;
5. 甘肃农业大学草业学院, 兰州 730070;
6. 甘肃省动物疫病预防控制中心, 兰州 730046;
7. 甘肃省畜牧技术推广总站, 兰州 730030
2. Institute of Livestock Grass and Green Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China;
3. Forestry University, Yangling 712100, China;
4. Gansu Agriculture Technology College, Lanzhou 730020, China;
5. Pratacultural College, Gansu Agriculture University, Lanzhou 730070, China;
6. Gansu Provincial Center for Animal Disease Control and Prevention, Lanzhou 730046, China;
7. Gansu Livestock Production Technique Central Station, Lanzhou 730030, China
近年来，我国肉牛业在产能不足、打击走私力度加大、消费需求强劲及非洲猪瘟入侵等多方面因素的共同影响下，牛肉市场价格持续上涨，进口牛肉大量流入我国市场，导致国产牛肉的市场份额持续减少，普通牛肉面临很大的市场冲击，饲养效益普遍下降，高端牛肉的生产成为未来养牛业的发展趋势[1]。平凉红牛是全国首例活牛类商标，其肉品质可与日本和牛相媲美，是具有良好肉用性能的优质高档肉牛新类群[2]。因此，提高和改善平凉红牛的生长性能和肉品质具有重要意义。研究表明，谷饲育肥的平凉红牛背最长肌脂肪酸含量显著高于传统育肥[3]，有助于平凉红牛肉品质及肌肉营养价值的提高[4]。谷物饲料中玉米的碳水化合物含量很高，是肉牛尤其是育肥牛主要的能量来源。淀粉是碳水化合物的主要储存形式，其消化率直接影响肉牛生长性能和肉品质[5-6]。淀粉在瘤胃内的降解率与谷物饲料加工方式密不可分[7-8]，蒸汽压片处理是一种高效的谷物加工方法[9]。相关研究发现，玉米中的淀粉经过蒸汽压片处理后，会发生凝胶糊化反应，生成α-淀粉，并破坏与淀粉结合的氢键，改变细胞中蛋白质的空间结构，使淀粉颗粒更容易暴露[10-11]，在畜禽体内能更容易被微生物和酶分解，从而提高机体瘤胃、小肠及全消化道的淀粉消化率。张亚伟等[12]研究发现，随着蒸汽压片玉米替代普通粉碎玉米比例的增加，鲁西阉黄牛的终末体重、平均日增重(ADG)呈线性增加，而料重比(F/G)则呈线性降低；Woolsoncroft等[13]、Zinn等[14]研究报道，蒸汽压片玉米可以提高饲料转化效率，对肉牛的胴体品质有明显改善作用；毛红霞等[15]在冷季育肥犏牛的研究中发现，与普通粉碎玉米相比，饲喂蒸汽压片玉米犏牛的ADG提高了26.37%，大幅提高了育肥效果及经济效益；刘萍等[16]研究发现，饲喂蒸汽压片玉米和膨化大豆混合精料不影响犊牛生长发育，并能增大眼肌面积，可以替代代乳粉，显著降低生产成本。目前，蒸汽压片玉米在平凉红牛养殖方面的相关研究和使用效果未见报道。因此，本试验在育肥平凉红牛饲粮中添加不同水平的蒸汽压片玉米，旨在研究蒸汽压片玉米替代普通粉碎玉米对平凉红牛生长性能、屠宰性能、肉品质、常规营养成分及胴体主要部位肉块产量的影响，以期为进一步提高平凉红牛肉用性能提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物和试验设计选取健康、20月龄左右、体重为(403.24±5.14) kg的平凉红牛(阉牛)45头，随机分为3组，每组3个重复，每个重复5头牛。试验共160 d，其中预试期10 d，正试期150 d。预试期间，各组试验牛饲喂相同的饲粮；正试期间，各组试验牛分别饲喂蒸汽压片玉米替代0(SFC0组)、50%(SFC50组)、100%(SFC100组)粉碎玉米的试验饲粮。
1.2 试验饲粮和饲养管理 1.2.1 试验玉米加工方式及营养水平试验所用玉米随机分为2份，分别进行蒸汽压片和粉碎加工。蒸汽压片玉米：使用蒸汽压片成套设备(30T/D，山东冠峰机械股份有限公司)进行加工，经去杂、调制(调制时间为90 min)、蒸煮(蒸煮温度为85~100 ℃)、压片(压片厚度为2.5 mm)、冷却完成生产。粉碎玉米：用锤片式粉碎机进行粉碎，筛孔直径1.2 mm。试验所用蒸汽压片玉米和粉碎玉米营养水平如表 1所示。样品经65 ℃烘干、粉碎后送往北京FOSS生物科技有限公司用近红外光谱检测技术(NIRS)测定营养水平。
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表 1 蒸汽压片玉米和粉碎玉米营养水平(干物质基础) Table 1 Nutrient levels of steam-flaked corn and milling corn (DM basis) |
依据NRC(2003)肉牛营养需要量设计育肥平凉红牛全价配合料，试验饲粮组成及营养水平如表 2所示，饲粮精粗比为55 : 45，玉米含量为36.31%。粗饲料以全株玉米青贮为主。配制好的饲粮经65 ℃烘干，粉碎至40目，测定营养水平。粗蛋白质(CP)含量参照GB/T 6432—1994(KjeltecTM 8000凯氏定氮仪，美国)的方法进行测定，粗脂肪(EE)含量参照GB/T 6433—2006(SoxtecTM 2043浸提仪，美国)的方法进行测定，钙(Ca)含量使用高锰酸钾法进行测定，磷(P)含量使用钒钼酸铵显色光度法进行测定[17]；淀粉含量参照Xiong等[18]的方法进行测定；中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量参照Van Soest等[19](ANKOM A220纤维分析仪，美国)的方法进行测定。
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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 experiment diets (DM basis) |
试验开始前，对牛舍进行全面消毒。所有试验牛进行健康检查、体内驱虫、免疫接种后编号。试验期间，每天详细观察并记录试验牛的采食、饮水、反刍、粪便及精神状况。试验饲粮采用全混合日粮模式饲喂，于每天06:00、15:00时各饲喂1次，自由采食和饮水。
1.3 测定指标与方法 1.3.1 生长性能正试期第1、30、60、90、120和150天对试验牛进行空腹称重，记录数据，并计算每头牛的ADG。每天测定各栏剩料量并计算采食量，每周采集1次饲料样并测定水分含量，计算各组每天的干物质采食量(DMI)。根据日增重和日采食量计算F/G。
1.3.2 屠宰性能饲养试验结束后，试验牛禁食24 h后屠宰，参照昝林森[20]的方法测定肉牛宰前活重、胴体重、净肉重、骨重，按以下公式计算屠宰指标：
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在屠宰时取左半胴体胸腰部的背最长肌和臀中肌各500 g，背最长肌取样后参照韩冬洁等[21]的方法立即测定熟肉率、失水率、蒸煮损失、嫩度、pH和大理石花纹；臀中肌经冷冻干燥后测定水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分等常规营养成分含量。
熟肉率：取新鲜背最长肌肉样称重(m1)，放在锅中蒸大约30 min，取出肉块冷却至肉块中心温度至室温，然后称重(m2)，按下式计算：
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失水率：取形状规则(2.5 cm×2.5 cm×1.0 cm)的背最长肌肉样称重(m1)，肉样置于2层纱布间，上下各16层滤纸，在35 kg的压力下保持30 min，再次称重(m2)，按下式计算：
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蒸煮损失：取背最长肌肉样置于80 ℃的恒温水浴锅中，待肉样中心温度达到75 ℃时取出，冷却至室温称重，按下式计算：
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剪切力：使用测定蒸煮损失后的肉块，用1.27 cm直径的圆形取样器顺肌纤维的方向平行钻切肉样，同源样品至少取6个重复。使用数显式肌肉嫩度仪(C-LM3B，东北农业大学)测定剪切力值，计算平均值。
pH：用精密酸度计在宰后45 min测定背最长肌肉样的pH。
大理石花纹：根据日本肉牛胴体测定标准评定大理石花纹等级。
常规营养成分含量测定方法如下：干物质(DM)含量参照GB/T 6435—2006的方法进行测定，粗灰分(Ash)含量参照GB/T 6438—2007的方法进行测定，粗蛋白质含量参照GB/T 6432—1994(KjeltecTM 8000凯氏定氮仪，美国)的方法进行测定，粗脂肪含量参照GB/T 6433—2006(SoxtecTM 2043浸提仪，美国)的方法[17]进行测定。
1.3.4 胴体主要部位肉块产量的测定分割肉块分2个档次：一是高档部位肉块，包括牛柳、西冷、上脑、眼肉；二是优质部位肉块，包括臀肉、大米龙、小米龙、膝圆、腰肉。分别称量各部位肉块的质量，并计算高档部位肉块产量及其占活体比例、优质部位肉块产量及其占活体比例。计算公式如下：
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试验数据利用Excel 2010进行统计，用SPSS 19.0软件进行数据分析处理，采用ANOVA过程进行单因素方差分析和Duncan氏多重比较法检验各组间的显著性，结果用平均值±标准差表示，以P < 0.05作为显著差异的判断标准。
2 结果 2.1 蒸汽压片玉米对平凉红牛生长性能的影响由表 3可知，各组间的初始体重和DMI均没有显著差异(P>0.05)，但各组间的终末体重、ADG和F/G均存在显著差异(P < 0.05)；其中，SFC100组的终末体重分别比SFC50组和SFC0组提高了1.42%、4.80%，SFC100组的ADG分别比SFC50组和SFC0组提高了6.98%、22.67%，SFC0组的F/G分别比SFC100组和SFC50组提高了16.92%、12.50%。
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表 3 蒸汽压片玉米对平凉红牛生长性能的影响 Table 3 Effects of steam-flaked corn on growth performance of Pingliang red cattle |
由表 4可知，SFC100组和SFC50组的24 h空腹重显著高于SFC0组(P < 0.05)；各组间的屠宰率、净肉率、胴体产肉率和肉骨比均没有显著差异(P>0.05)。
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表 4 蒸汽压片玉米对平凉红牛屠宰性能的影响 Table 4 Effects of steam-flaked corn on slaughter performance of Pingliang red cattle |
由表 5可知，SFC100组的熟肉率显著高于SFC0组和SFC50组(P < 0.05)，SFC100组和SFC50组的失水率显著低于SFC0组(P < 0.05)，SFC100组的蒸煮损失和水分含量显著低于SFC0组(P < 0.05)，SFC100组的pH显著低于SFC50组和SFC0组(P < 0.05)。与SFC0组相比，SFC100组和SFC50组剪切力有降低趋势，大理石花纹评分及粗蛋白质、粗脂肪含量有升高趋势，但差异不显著(P>0.05)。
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表 5 蒸汽压片玉米对平凉红牛肉品质及常规营养成分的影响 Table 5 Effects of steam-flaked corn on meat quality and regular nutritional component of Pingliang red cattle |
由表 6可知，各组间高档部位肉块产量和高档部位肉块占活体比例均存在显著差异(P < 0.05)，其中，SFC100组的高档部位肉块产量分别比SFC50组和SFC0组高7.55%、16.26%，SFC100组的高档部位肉块占活体比例分别比SFC50组和SFC0组高6.02%、10.79%。SFC100组和SFC50组的牛柳产量显著高于SFC0组(P < 0.05)，但SFC100组与SFC50组间无显著差异(P>0.05)；SFC100组的西冷、上脑产量显著高于SFC50组和SFC0组，且SFC50组显著高于SFC0组(P < 0.05)；各组间眼肉产量没有显著差异(P>0.05)。
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表 6 蒸汽压片玉米对平凉红牛胴体主要部位肉块产量的影响 Table 6 Effects of steam-flaked corn on carcass main parts meat yield of Pingliang red cattle |
各组间优质部位肉块产量存在显著差异(P < 0.05)，其中，SFC100组比SFC50组和SFC0组分别高2.92%、7.11%；各组间优质部位肉块占活体比例没有显著差异(P>0.05)。SFC100组的膝圆产量显著高于SFC50组和SFC0组(P < 0.05)，且SFC50组显著高于SFC0组(P < 0.05)；SFC100组的腰肉产量显著高于SFC50组和SFC0组(P < 0.05)；各组间臀肉、大米龙、小米龙产量没有显著差异(P>0.05)。
3 讨论 3.1 蒸汽压片玉米对平凉红牛生长性能的影响DMI是肉牛饲养管理中的一项重要指标，目前研究中对饲粮中添加蒸汽压片玉米是否能够提高DMI的说法不一。梁国飞等[22]、Zinn等[23]研究显示，玉米经过蒸汽压片处理后，肉牛的DMI较干加工处理降低约16.9%、6.9%。本试验中，蒸汽压片玉米对平凉红牛DMI无显著影响，这与陈涛等[24]在奶牛上的研究结果一致。而Kalscheur等[25]和May等[26]报道，蒸汽压片玉米可以提高奶牛DMI或降低肉牛DMI。研究表明，能量水平与瘤胃有效容积等共同影响反刍动物的DMI[27]。在本试验条件下，饲粮中维持净能、增重净能随着蒸汽压片玉米替代比例的增加而增加，而各组间DMI并没有显著差异，表明本试验中限制DMI的主要因素并不是饲粮能量水平，即本试验中各组饲粮能量水平未达到限制平凉红牛DMI的程度。研究结果不同的原因可能与饲粮组成不同或是肉牛的品种、性别不同有关。
除此之外，随着蒸汽压片玉米替代粉碎玉米比例的增加，各组的ADG显著提高，SFC100组比SFC0组甚至提高了22.67%；SFC100组的F/G显著低于SFC0组，饲料利用率显著增加。这与李瑞景等[28]试验结果相似，其研究结果表明，用30%、60%和90%蒸汽压片玉米替代普通破碎玉米育肥西杂肉牛，ADG较普通破碎玉米组分别提高了19.91%、29.27%、37.16%，同时降低了肉牛的F/G，提高了饲料报酬。反刍动物摄入的饲粮通过瘤胃发酵将结构复杂的碳水化合物降解为短链的挥发性脂肪酸(VFA)，而反刍动物以VFA形式吸收的能量占总吸收能量的70%~80%，是反刍动物机体主要能量来源[29]。研究表明，瘤胃内VFA浓度在一定程度上与玉米的加工处理有关，玉米经蒸汽压片处理后，促进了反刍动物瘤胃的发酵速度并提高了瘤胃VFA浓度[30-33]。本试验中，随蒸汽压片玉米替代比例的增加，F/G逐渐下降，说明随着蒸汽压片玉米替代比例的增加，饲料转化效率逐渐升高。造成该结果的原因可能有2个方面：一方面，蒸汽压片处理破坏了玉米的空间结构，提高了玉米与消化酶等的接触面积，进而提高了能量的消化率。Zinn等[14]报道，蒸汽压片玉米较普通粉碎玉米的维持净能、增重净能提高了15%~18%。另一方面，饲喂含蒸汽压片玉米饲粮后，促进了肉牛瘤胃的发酵速度，从而提高了能量的利用率，最终提高饲料转化效率。曹玉伟等[34]报道，奶牛采食含蒸汽压片玉米饲粮后，可以提高瘤胃VFA中丙酸含量和比例，提高了能量转化效率，发酵模式为乙酸发酵。在本试验条件下，提高饲粮中蒸汽压片玉米的比例可以显著提高平凉红牛的ADG，并显著降低F/G，提高饲料报酬，蒸汽压片玉米完全替代粉碎玉米的饲料转化效率最高。
3.2 蒸汽压片玉米对平凉红牛屠宰性能的影响屠宰性能是判断动物生长发育的重要指标，对养殖效益有着重要影响。张亚伟等[12]研究发现，当蒸汽压片玉米替代比例增加，鲁西阉黄牛的屠宰率呈线性下降；刘萍等[35]研究表明，用蒸汽压片玉米与膨化大豆混合精料饲喂犊牛时宰前活重最大，但屠宰率最低。本试验条件下，各组间屠宰率、净肉率、胴体产肉率和肉骨比均没有显著差异。Buttrey等[36]认为饲料转化效率的改变主要是通过肉牛DMI的改变来实现的，且此项改变引起的体重变化对屠宰指标的影响较小。本研究中各组的DMI没有显著变化，从而印证了这个观点，这也可能是本次试验中屠宰性能指标未有显著变化的原因。
3.3 蒸汽压片玉米对平凉红牛肉品质及常规营养成分的影响熟肉率、失水率和蒸煮损失均表征的是肌肉蛋白质在不同处理下的保水性能，熟肉率越高，失水率越低，蒸煮损失越低，表明牛肉的保水能力越强[37]。本试验结果与李瑞景[28]的研究结果一致，随着蒸汽压片玉米替代比例的增加，肌肉保水性能显著增加。肌肉pH是反映宰后胴体肌糖原酵解速率的重要指标，且与肉的嫩度、肉色等有一定关系[38]。正常肉的pH在宰后45 min为6.0~7.0，随后先下降后缓慢上升。据相关研究显示，牛肉pH越低，牛肉气味和风味特征越多[39]。本试验中，SFC100组pH显著低于SFC50组和SFC0组，表明蒸汽压片玉米可以改善平凉红牛的肉色和风味，这与前人的研究结果[26]一致。剪切力被用来评价肌肉的嫩度，剪切力越低，表明其越嫩，饲粮的改变可以改变牛背最长肌中胶原蛋白的可溶性，进一步提高牛肉的嫩度[40]。本试验中，各组剪切力差异不显著，但随着蒸汽压片玉米比例的增加有降低的趋势，这与Miller等[41]的研究结果一致，原因是饲喂含蒸汽压片玉米饲粮提高了平凉红牛饲料转化效率，蛋白质合成加快，胶原蛋白的交联程度受到影响，导致牛肉中可溶性胶原蛋白的比例升高，最终提高了牛肉的嫩度。上述结果说明，饲喂蒸汽压片玉米在一定程度上可以提高平凉红牛保水性能、肉色和肌肉嫩度，改善肉品质。
水分、粗灰分、粗蛋白质和粗脂肪均是评价牛肉营养品质的指标，其含量受饲粮营养水平影响。其中，粗蛋白质和粗脂肪含量直接影响肉的感官特性和营养特性。水分含量决定着肉的多汁性，但水分含量越高，表明干物质含量降低。本试验条件下，SFC100组的肌肉水分含量显著低于SFC0组，表明蒸汽压片玉米降低了牛肉的多汁性，但与此同时提高了牛肉中干物质含量；各组间粗灰分、粗蛋白质和粗脂肪含量无显著差异，但粗蛋白质、粗脂肪含量有增加的趋势，与前人的研究结果[12]一致。与本试验研究结果相反的是，May等[26]以60%和90%蒸汽压片玉米进行饲喂，发现背最长肌中粗蛋白质、粗脂肪等营养指标含量显著提高，水分含量无显著变化，研究结果不一致的原因可能是本试验饲粮中玉米的比例(约36%)远低于上述试验，能量水平存在差异导致。
3.4 蒸汽压片玉米对平凉红牛胴体主要部位肉块产量的影响胴体主要部位肉块具有很高的产品附加值，可以带来高额的经济利益，其产量是评价肉牛经济价值的重要指标，能量、脂肪、脂肪酸、蛋白质和氨基酸等因素共同影响着优质牛肉品质。Erjaei等[42]报道，蒸汽压片玉米和膨化大豆混合精料饲喂时增加了牛肉中的共轭亚油酸和多不饱和脂肪酸含量，这些物质对人类某些疾病有预防作用。魏曼琳[43]研究表明，饲喂蒸汽压片玉米可明显提高肉牛生长速度、改善胴体品质并提高主要部位肉块产量，与本试验结果一致，原因可能是蒸汽压片玉米提高了饲粮能量的总利用率。但万发春等[44]研究表明，饲喂蒸汽压片玉米会降低优质部位肉块占活体比例，造成结果不一致的原因可能是由于试验动物的品种、屠宰日龄或者饲粮组成不同。Buttrey等[45]报道，饲粮中玉米的加工方式可以影响牛背最长肌中脂质的组成。本试验结果与众多研究结果[8, 46]一致，胴体主要部位肉块的产量随着蒸汽压片玉米比例的增加呈现出不同的趋势，原因可能是饲粮中玉米的加工方式对不同部位牛肉的影响程度并不相同，但作用机制还不明确，需要开展深入研究。上述试验结果说明，在饲粮中使用蒸汽压片玉米可以提高平凉红牛胴体主要部位肉块产量，进而提高经济效益。
4 结论饲粮中使用蒸汽压片玉米替代粉碎玉米可以改善平凉红牛的生长性能，同时对屠宰性能没有显著影响，并可提高肉质性状，改善牛肉的嫩度和适口性，提高胴体主要部位肉块产量。在本试验条件下，在饲粮中使用蒸汽压片玉米100%替代普通粉碎玉米效果最佳。
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