2. 华南农业大学动物科学学院, 广州 510642;
3. 江西农业大学生物科学与工程学院, 南昌 330045
2. College of Animal Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;
3. College of Bioscience and Bioengineering, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China
自2020年1月1日起,饲料“禁抗”和养殖“减抗限抗”正式开始实施,抗生素替代品的研究和应用成为了畜牧养殖业的重要方向。目前研究较多的替抗物质主要包括益生素、植物提取物、中草药、抗菌肽等。其中,植物提取物是指通过现代技术手段从天然植物中分离提取而来的1种或多种活性物质,包括植物精油、多糖、黄酮、生物碱等。由于植物提取物具有源自天然、毒副作用小、无残留等特点,近年来,将植物提取物开发应用作为饲料添加剂是动物营养研究的一大热点。
植物多糖是从植物中提取而得的,由2~10个单糖分子缩合而成的一类结构复杂的糖类物质。现代药理研究表明,植物多糖具有抗炎、抗氧化、提高免疫力等作用,并且能提高畜禽生长性能、屠宰性能,改善肉品质,提高免疫功能等[1-3]。孙甜甜等[4]研究发现,枸杞多糖能提高21日龄肉鸡的生长性能,改善其胸肌和腿肌中氨基酸含量,提高鸡肉风味及品质。另有研究报道,黄芪多糖能够影响湖羊肠道微生物组成,进而促进养分代谢,同时还能够改善湖羊的免疫和抗氧化能力[5]。葛根素是葛根的主要活性成分,属于异黄酮类化合物。据报道,葛根素具有较强的抗氧化作用,能够抑制机体内氧自由基的累积[6],还具有降血糖、降血脂的作用[7]。本课题组前期研究发现,高温条件下饲粮中添加葛根素可缓解肉牛热应激,改善免疫和抗氧化功能[8-9],但有关其对肉品质的影响尚不明确。目前有关植物多糖及葛根素作为饲料添加剂的研究大多集中在单胃动物上,反刍动物的相关研究报道较少。本试验拟研究植物多糖和葛根素对舍饲山羊生长性能、血清生化指标和肉品质的影响,以期为植物提取物作为饲料添加剂在动物生产中的开发应用提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料植物多糖由北京农学院中关村重点实验室提供,是将枸杞和黄芪按1 : 2的比例混匀后,经过水提、干燥、浓缩制备的提取物,其多糖含量为114.7 mg/g,主要由葡萄糖、半乳糖、甘露糖等单糖组成。葛根素购于陕西某生物技术有限公司,其分子式为C21H20O9,相对分子质量为416.38,纯度为98.10%。
1.2 试验设计选取30头健康且体重相近的4月龄雌性川中黑山羊,随机分为3组,每组10个重复,每个重复1只羊。对照组饲喂基础饲粮,多糖组和葛根素组分别在基础饲粮中添加0.1%的植物多糖和0.04%的葛根素。试验期为70 d,其中预试期10 d,正试期60 d。
1.3 基础饲粮基础饲粮参照我国《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)设计配方,其组成及营养水平见表 1。
饲养试验于江西省樟树市春晖羊业有限公司完成。试验期间,每天08:00和17:00各饲喂1次,各组试验羊自由采食、饮水。依据每日剩料情况,调整饲喂量。饲养试验期间各组饲喂方式、试验环境及管理模式均相同。
1.5 检测指标 1.5.1 生长性能的测定在试验开始和结束时对试验羊空腹称重,记录初始体重和终末体重,计算平均日增重。每日饲喂前记录饲喂量和余料量,计算平均日采食量。根据平均日增重和平均日采食量计算料重比。
1.5.2 血清生化指标的测定正试期第60天对各组山羊空腹进行颈静脉釆血,每头羊收集15 mL血液,3 000 r/min离心15 min,吸取血清(上清液)分装于200 μL EP管中,置于-20 ℃保存。采用迈瑞BS-420全自动生化仪检测血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素(UREA)、葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、胆固醇(CHOL)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)含量。
1.5.3 肉品质的测定饲养试验结束后,每组随机选取5只试验羊进行屠宰(屠宰前禁食24 h,禁水2 h)。宰后分离背最长肌,除去筋膜,参考刘博[10]的方法测定pH(宰后45 min和24 h)、滴水损失、蒸煮损失、剪切力、肉色[亮度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)值)]。
1.6 数据统计与分析采用Excel 2007软件进行数据的初步整理,SPSS 17.0软件进行单因素方差分析,结果以平均值±标准误表示,P < 0.05表示具有显著性差异,0.05<P < 0.10表示差异有显著性趋势。
2 结果与分析 2.1 植物多糖和葛根素对舍饲山羊生长性能的影响由表 2可知,与对照组相比,多糖组的平均日增重显著升高(P < 0.05),料重比显著降低(P < 0.05),平均日采食量无显著变化(P>0.05)。葛根素组和对照组的平均日采食量、平均日增重和料重比无显著差异(P>0.05)。
由表 3可知,多糖组血清球蛋白含量显著高于葛根素组(P < 0.05),但2个试验组均与对照组无显著差异(P>0.05)。多糖组和葛根素组血清尿素含量相比于对照组分别升高了27.36%(P < 0.05)和10.61%(P>0.05)。此外,多糖组和葛根素组血清高密度脂蛋白含量均显著高于对照组(P < 0.05),分别较对照组升高了28.85%、26.92%。山羊血清总蛋白、白蛋白、甘油三酯、胆固醇和低密度脂蛋白含量各组间均无显著差异(P>0.05)。
由表 4可知,与对照组相比,添加葛根素可显著降低肌肉剪切力和b*值(P < 0.05),添加植物多糖能显著降低肌肉b*值(P < 0.05)。山羊肌肉pH、滴水损失、蒸煮损失、L*和a*值各组间均无显著差异(P>0.05)。
本试验结果表明植物多糖可以显著增加舍饲山羊的平均日增重,降低料重比。本研究中所用的植物多糖由黄芪多糖和枸杞多糖组成,黄芪和枸杞均属于药食同源植物,且多糖是它们的主要活性物质。研究发现,黄芪多糖和枸杞多糖有较强的抗氧化能力,能够提高机体的免疫能力,降低氧化应激的风险[11-12]。孙甜甜等[4]研究发现,枸杞多糖能够改善肉仔鸡的生长性能。冯士彬等[5]发现黄芪多糖能够提高湖羊羔羊的平均日增重,降低料重比。郝壮等[13]发现枸芪多糖能够替代抗生素并可改善育肥猪的育肥性能,提高经济效益。这些报道与本试验结果一致。葛根素属异黄酮类物质,是药食同源植物葛根的有效成分,现代药理研究表明,葛根素有抗炎抗氧化、降糖降脂功能,而且其作为异黄酮物质具有类雌激素作用[14-15]。目前,有关葛根素对于反刍动物影响的研究报道较少。徐松琪[16]研究表明,添加2.5 g/kg葛根提取物能提高哺乳母猪的采食量,但不能影响其平均日增重和料重比。刘博等[17]发现,在饲粮中添加葛根总黄酮能改善爱拔益加(AA)肉鸡的平均日增重和料重比,而不能影响其平均日采食量。但本试验发现葛根素对舍饲山羊的各生长性能指标均无显著影响,与上述研究结果不同,这可能与葛根素的添加剂量不同有关,具体原因还需要进一步研究。
3.2 植物多糖和葛根素对舍饲山羊血清生化指标的影响血清中总蛋白、甘油三酯和葡萄糖的含量是影响机体养分代谢的重要指标,主要反映机体的营养情况和健康状况。其中,血清白蛋白、球蛋白及尿素含量与机体内蛋白质代谢直接相关,球蛋白含量与机体免疫功能有一定关系。本研究发现,与对照组相比,多糖组山羊血清尿素含量显著升高,总蛋白含量有升高的趋势,这可能与植物多糖添加后促进了瘤胃对氮元素的吸收,进而促进了机体蛋白质的合成有关[18]。有研究报道,枸杞多糖对断奶仔猪血清球蛋白含量有增加作用[19]。本研究结果发现,多糖组血清球蛋白含量显著高于葛根素组,并且在数值上也高于对照组。这提示添加枸杞多糖和黄芪多糖在一定程度上可提高舍饲山羊免疫功能。血清甘油三酯和胆固醇的含量与机体脂肪代谢密切相关,血清甘油三酯和胆固醇含量过高则会导致肥胖,并引起高血脂症。高密度脂蛋白具有促进脂肪分解的作用,清除血液中的胆固醇,维持机体心血管健康,低密度脂蛋白中则富含胆固醇,能将肝脏中的胆固醇运向血液[20]。本试验结果显示,添加植物多糖和葛根素后,血清中高密度脂蛋白含量显著升高,血清甘油三酯和胆固醇含量在数值上则有所下降,推测植物多糖和葛根素对脂肪代谢有促进作用。刘邦等[21]报道,黄芪多糖可使海南黑山羊血清甘油三酯和胆固醇含量降低。张秀媛等[22]也发现,饲粮中添加沙葱多糖后,小尾寒羊血清甘油三酯和胆固醇含量无显著差异,但检测到生长激素和瘦素这类促进脂肪分解的血清激素指标的含量均有升高趋势,进而促进机体脂肪代谢。研究表明,葛根素可增强高密度脂蛋白结合胆固醇,促使胆固醇由血液向肝脏运输,从而达到降低血脂的作用[23]。陈垚等[24]研究发现,给高血脂症的雄性大鼠饲喂葛根提取物能降低血清低密度脂蛋白含量,升高高密度脂蛋白含量,并且能改善脂质代谢紊乱和动脉粥硬化等问题,因而具有较好的降低血脂功效。
3.3 植物多糖和葛根素对舍饲山羊肉品质的影响宰后羊肉pH是影响羊肉适口性、嫩度、肉色等的重要指标,通常认为,pH45 min < 5.9时,则认定为PSE肉(白肌肉),而pH24 h>6.5则认定为DFD肉(黑切肉)。本试验结果显示,饲粮中添加葛根素有降低排酸24 h后的肌肉pH的趋势,这可能与葛根素添加后降低了肌肉的糖酵解潜力,减少了宰后肌糖原的过度消耗和肌肉中乳酸的含量,改善了机体糖酵解代谢有关。剪切力可衡量肌肉的嫩度,剪切力越低,肉的嫩度越好,嫩度受到肌内脂肪含量及肌纤维类型和密度的影响[25]。本研究发现,葛根素可降低宰后羊肉的剪切力,提高肌肉嫩度,进而改善羊肉品质。目前葛根素对肌肉品质影响的研究较少,刘博等[17]研究发现,饲粮中添加一定水平的葛根黄酮可改善鸡肉的嫩度。另有报道显示,饲粮中添加大豆异黄酮可促进育肥牛机体脂肪代谢,提高肌内脂肪的含量,改善肌肉的嫩度[26]。葛根素是由葛根中提取的一种异黄酮成分,其结构和作用与大豆异黄酮有很大的相似之处,据此推测葛根素对肌肉嫩度的改善也可能与其对脂肪代谢的调节有关。此外,肉色也是评价肉品质的重要感官指标,由颜色和光泽组成,可直接影响消费者的购买欲望。肉色主要与肌肉中的3种肌红蛋白形态以及血红蛋白含量和占比有关[27]。本试验结果表明,饲粮中添加植物多糖和葛根素虽然对舍饲山羊肌肉的L*和a*值无显著影响,但降低了肌肉的b*值,这提示植物多糖和葛根素可在一定程度上改善宰后羊肉的肉色。
4 结论植物多糖可促进舍饲山羊的养分代谢,改善生长性能;葛根素可改善舍饲山羊的肉品质,但在生长性能等方面无显著改善效果。
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