梁 丹,甘信斌,戴先焙,王 杰,賀 亮,肖思敏,王前光
1.湖南省常德市畜牧水產(chǎn)事務中心,湖南常德 415000;2.湖南省常德市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,湖南常德 415000;3.湖南省新寧縣水廟鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務中心,湖南邵陽 422700;4.湖南省漢壽縣畜牧水產(chǎn)事務中心,湖南常德 415000;5.湖南省常德市鼎城區(qū)畜牧水產(chǎn)事務中心,湖南常德 415000;6.常德職業(yè)技術(shù)學院,湖南常德 415000
紫花苜蓿有“牧草之王”的美稱,是世界上栽培面積最廣泛的豆科牧草之一[1]。紫花苜蓿具有很高的營養(yǎng)價值,粗蛋白質(zhì)含量高、粗纖維含量較低、氨基酸組成平衡、各種維生素和礦物質(zhì)含量豐富、含有異黃酮和大豆黃酮類物質(zhì)及多種未知生長因子,適口性好,是牛、羊、豬、馬、兔、禽等動物的優(yōu)質(zhì)飼料[2]。牧草飼料具有綠色、環(huán)保等優(yōu)點,配合飼料中使用部分牧草粉,能減少畜禽糞便中氮磷的排放量,可節(jié)省糧食,減緩人畜爭糧等現(xiàn)象。同時,紫花苜??商娲糠诛暳希源私档惋暳铣杀?,提高生豬養(yǎng)殖收益[3]。研究發(fā)現(xiàn),在妊娠母豬飼糧中添加苜蓿草粉,能改善母豬的繁殖性能、增加產(chǎn)仔數(shù)、降低仔豬死亡率、增加斷奶仔數(shù)[4];江香豬基礎(chǔ)日糧飼料中添加苜蓿草粉可提升生態(tài)豬品質(zhì)[5]。苜蓿草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略,2019年以來,中央一號文件多次指出“合理調(diào)整糧經(jīng)飼結(jié)構(gòu),發(fā)展青貯玉米、苜蓿等優(yōu)質(zhì)飼草料生產(chǎn)”“鼓勵發(fā)展青貯玉米等優(yōu)質(zhì)飼草飼料”。湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳繼續(xù)推進苜蓿試種項目實施,并將“調(diào)整優(yōu)化飼料配方結(jié)構(gòu),增加地方原料和新飼草飼料資源使用量”列入年度畜牧獸醫(yī)工作重點。常德市“十四五”發(fā)展規(guī)劃中,更明確提出要“穩(wěn)步發(fā)展青貯玉米、紫花苜蓿等優(yōu)質(zhì)飼料作物種植,初步形成南方現(xiàn)代飼草料綠色產(chǎn)業(yè)體系”。本試驗旨在研究紫花苜蓿發(fā)酵草粉替代基礎(chǔ)日糧對黑豬生長性能、血清生化指標、豬肉品質(zhì)(氨基酸組成、脂肪酸組成以及揮發(fā)性風味物質(zhì)組成)的影響,為科學利用苜蓿草粉資源提供依據(jù)。
紫花苜蓿發(fā)酵草粉購于湖南德人牧業(yè)科技有限公司;血清中總蛋白(total protein,TP)、白蛋白(albumin,ALB)、谷草轉(zhuǎn)氨酶活性(glutamic oxaloacetic transaminase activity,GOT)、丙谷轉(zhuǎn)氨酶(glutamic pyruvic transaminase activity,GPT)、血尿素氮(blood urea nitrogen content,BUN)、葡萄糖(D-glucose content,GLU)、肌酐(creatinine,Crea)、總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein cholesterol content,HDL-C)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein/very low density lipoprotein content,LDL-C)、肌酸激酶活性(creatine kinase activity,CK)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase activity,LDH)測定試劑盒購于北京盒子生工(Boxbio)科技有限公司;鹽酸、氫氧化鈉、濃硫酸、甲醇、氯化鈣、石油醚、苯酚、無水硫酸鈉、丙酮(均為分析純),湖南匯虹試劑有限公司;正己烷、乙腈、二氯甲烷(均為色譜純),上海麥克林生化科技有限公司。7820A GC-5977E MSD 氣相色譜-質(zhì)譜儀,美國安捷倫公司;Ac-Quity H class 超高效液相色譜儀,Waters。
試驗動物選用保育結(jié)束(70日齡左右)健康商品黑豬120 頭,隨機分為4 組,每組3 個重復,每個重復10 頭豬,預飼期30 d 后飼喂150 d。
在湖南省常德市鼎城區(qū)十美堂鎮(zhèn)小茅村湖南旭湘農(nóng)牧黑豬養(yǎng)殖場進行。
4 組日糧分別為0%紫花苜蓿發(fā)酵草粉+100%原飼料配方(對照組)、10%紫花苜蓿發(fā)酵草粉+90%原飼料配方(試驗1 組)、20%紫花苜蓿發(fā)酵草粉+80%原飼料配方(試驗2 組)、30%紫花苜蓿發(fā)酵草粉+70%原飼料配方(試驗3 組)。原飼料配方為常德通威飼料公司生產(chǎn)的大豬配合飼料215。
試驗最后1 d 從0%、10%、20%水平組的每個重復組中選取2 頭試驗黑豬,取里脊肉樣0.5 kg 進行氨基酸、脂肪酸、揮發(fā)性風味物質(zhì)檢測;從0%、10%、20%、30%水平組每個重復隨機選取10 頭試驗黑豬,取前腔靜脈血8 mL,血樣在室溫靜置1 h后,4 000 r/min 離心15 min,將分離出的血清置于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1)黑豬生長性能測定。經(jīng)預飼30 d 后,分別在飼喂第0、60、90、120 及150 天測定體重。
2)血清指標測定。TP、ALB、GOT、GPT、BUN、GLU、Crea、TC、TG、HDL-C、LDL-C、CK、LDH 的測定均按試劑盒操作規(guī)程進行。
3)氨基酸組成分析。取0.025 g 豬肉樣品,置于5 mL 安醅瓶中,加3 mL 6 mol/L 鹽酸溶液或40%(體積分數(shù))氫氧化鈉溶液,酒精噴燈拉絲封口,110 ℃水解24 h,樣品中蛋白全部水解成氨基酸殘基后,取過膜后的上清液3 mL 按照Elite-AAK 氨基酸分析系統(tǒng)的衍生方法進行氨基酸衍生化,高效液相色譜法測定氨基酸含量。色譜分析條件:Elite-AKK 氨基酸分析色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),柱溫27 ℃,進樣體積10 μL,流動相流量1.2 mL/min,檢測波長360 nm。
4)揮發(fā)性風味物質(zhì)萃取及分析。取黑豬里脊肉5 g 至于萃取瓶中,加入5%的NaCl 以及33 μL 內(nèi)標(3.03 μg)。將萃取瓶在90 ℃水浴鍋中加熱熟制60 min,然后降溫至60 ℃,用手動SPME 進樣器,在85 ℃下通過靜態(tài)頂空方法恒溫萃取40 min,萃取完退出SPME,并立刻進行氣相色譜-質(zhì)譜(GCMS)分析[6]。
氣相色譜條件:DB-5-MS 毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為氦氣;初始溫度35 ℃,保持3 min,以10 ℃/min 速度升至200 ℃,然后以20 ℃/min 的速度升至260 ℃,保持8 min。進樣體積為1.00 μL,不分流進樣,流量1.5 mL/min。質(zhì)譜條件:EI+離子源,溫度250 ℃;掃描質(zhì)量范圍30~500m/z,溶劑延遲2 min;電子能量70 eV;檢測器溫度280 ℃[7]。根據(jù)GC-MS 中各組分相對保留時間結(jié)合N1ST14.L 質(zhì)譜庫進行檢索定量分析。
5)脂肪酸組成分析。取里脊肉,參照文獻[7]進行脂肪酸甲酯化,在氣相色譜質(zhì)譜儀上測定分析。色譜條件:HP-5-MS 毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),初始溫度150 ℃,以15 ℃/min 速度升至200 ℃;再以2 ℃/min 的速度升至250 ℃。進樣體積為1.00 μL,分流比為20∶1,載氣為氦氣,流量1 mL/min。質(zhì)譜條件:離子源溫度230 ℃,進樣口溫度280 ℃,采用EI+源(70 eV),選取Scan 模式,掃描范圍為45~500m/z,溶劑延遲2.5 min。根據(jù)GCMS 中各組分保留時間以及質(zhì)譜圖,在N1ST14.L庫檢索鑒定,通過峰面積歸一法計算各脂肪酸的百分比。
采用SPSS 18.0 軟件進行統(tǒng)計分析。所有數(shù)據(jù)均以“平均數(shù)±標準差”表示,并用單因素方差分析和Tukey’s 檢驗不同投飼處理之間的差異,以P<0.05 作為判斷差異顯著性標準。
對飼喂過程中黑豬的體重數(shù)據(jù)進行記錄分析,結(jié)果如圖1所示,在飼喂初始階段(60~90 d),對照組體重增長快于試驗組。雖然在150 d 時各組黑豬體重平均值間有差距,但差異并不顯著(P>0.05)。
圖1 紫花苜蓿對黑豬生長性能的影響
飼糧中添加紫花苜蓿草粉后,黑豬血清各項指標如表1所示。20%添加量組TP 含量顯著高于對照組,但30%組無顯著區(qū)別。BUN 含量在20%組別顯著降低,與TP 指標相符。GLU 含量隨著紫花苜蓿添加量提升有先下降后恢復的趨勢,但都不顯著。ALB在20%、30%組顯著提升,與TP、BUN 數(shù)據(jù)結(jié)果相符。20%添加量組的黑豬血清中Crea 顯著降低。隨著紫花苜蓿添加量的提高,黑豬血清中CK 先顯著升高后顯著降低。HDL-C 顯著升高,LDL-C 則顯著降低,且均在20%組達到峰值。TG 和TC 含量在10%組顯著提高,而20%、30%組與對照無顯著區(qū)別。試驗組與對照組相比,GPT 顯著降低。GOT 雖然在30%組有下降趨勢但并不顯著。隨著紫花苜蓿添加量的提升,LDH 活性顯著提高。
表1 紫花苜蓿草粉對黑豬血清指標影響
紫花苜蓿添加量對黑豬豬肉中總氨基酸組成的影響如表2所示,經(jīng)水解并結(jié)合液相色譜法,每組各檢測出18 種氨基酸,其中在10%添加量時總氨基酸含量為(502.83±31.54)mg/g,顯著高于對照組的(446.72±26.30)mg/g,但與20%組無顯著差異;必需氨基酸在10%添加量組含量最高,但必需氨基酸相對于對照組無顯著差異,20%組顯著低于10%組,但與對照組無顯著差異。氨基酸組成中賴氨酸含量最高(214.95~238.52)mg/g,且各組間無顯著差異;其次是色氨酸(22.14~59.48)mg/g,20%組顯著低于10%組及對照組。10%添加量組的多數(shù)氨基酸含量均顯著高于對照組,與20%組和對照組無顯著區(qū)別。各氨基酸中最少的是半胱氨酸(1.17~1.35)mg/g,且無顯著差異。據(jù)必需氨基酸與總氨基酸的比值(essential amino acid/total amino acid,EAA/TAA)提出的理想模式標準,質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)其EAA/TAA 的比值為40%左右,必需氨基酸和非必需氨基酸比值(essential amino acid /nonessential amino acid,EAA/NEAA)在60%左右。各試驗組的EAA/TAA 比值和EAA/NEAA 值的分布范圍分別為70.91% ~73.41% 和244.09% ~276.68%,且10%組與對照組無顯著差異,而20%組顯著低于對照組。
表2 紫花苜蓿對黑豬豬肉中總氨基酸組成影響分析mg/g
豬肉中脂肪酸組成如表3所示,在0%及10%添加量組的豬肉中各檢測出9 種脂肪酸,而20%組檢測出10 種脂肪酸。其中飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)3 種,單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)4 種,多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PU-FA)在20%組檢測出3 種,其余2 組各檢測出2 種;20%添加量組的總SFA 僅為36.33%±2.08%,顯著低于其余2 組;10%和20%添加量組的總MUFA 含量顯著高于對照組;20%添加組PUFA 的含量顯著高于對照組及10%組??係FA、總MUFA 及總PUMA 中,MUFA 相對含量最高(43%~47%),而PUMA 含量最低,占10%~16%,因此在一定程度上表明,豬肉脂肪酸營養(yǎng)主要體現(xiàn)在MUFA 含量上。
表3 紫花苜蓿添加量對豬肉脂肪酸組成影響%
對不同組別的黑豬豬肉的風味化合物進行分類分析,結(jié)果見表4。共檢測到50 種揮發(fā)性風味化合物,其中醛類24 種,每組總含量分別為(3.794±2.201)、(5.166±1.395)、(1.763±1.171)μg/g,10%組含量最高且在脂肪香味的醛類含量上顯著高于對照組和20%組;芳香族共檢測出4 種,每組總含量分別為(0.428±0.104)、(0.416±0.84)、(0.285±0.1)μg/g,10%組與對照組無顯著差別,20%組在種類上明顯少于另外2 組;酯類3 種,3 組總含量分別為(0.071±0.006)、(0.110±0.026)和0 μg/g,10%組最高,20%組未檢出;在對照組及10%試驗組分別檢測出烷烴類6 種,20%組只檢測出2 種,總含量分別為(0.247 ±0.103)、(0.316 ±0.067)、(0.076 ±0.045)μg/g,10%含量最高;醇類共檢測出10 種,對照組檢測出6 種、10%組檢測出9 種、20%組檢測出1 種,含量分別為(0.307±0.11)、(0.610±0.149)、(0.044±0.007) μg/g,10%組含量最高,種類最多;此外,雜環(huán)類只檢測出1 種,酮類在對照組及10%試驗組各檢測出2 種,分別為(0.074±0.021)、(0.102±0.028) μg/g,10%組含量最高,且20%組未檢出。
表4 紫花苜蓿添加量對豬肉揮發(fā)性風味物質(zhì)組成影響μg/g
續(xù)表4
不同的紫花苜蓿添加量在初始階段對黑豬的體重增長有一定影響,但后期無顯著差異,這與紫花苜蓿能量及纖維物質(zhì)較低有關(guān)[8],在飼喂初始階段黑豬需要對替換后的飼料有一定的適應階段。而最終結(jié)果顯示體重無差異,說明紫花苜蓿替代基礎(chǔ)飼料方案可行,且在20%以內(nèi)的添加量無顯著區(qū)別,這與王自豪等[5]的研究結(jié)果一致。
TP 可反映機體對蛋白質(zhì)的吸收代謝情況[9],本試驗結(jié)果表明20%組別顯著高于對照組,但30%組別無顯著區(qū)別,推測紫花苜蓿添加量過高,黑豬對其消化率可能降低。BUN 能夠反映出動物機體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝與氨基酸之間的平衡,易受到飼料中蛋白類含量的影響,與體內(nèi)氮沉積率、氨基酸利用率呈現(xiàn)負相關(guān)[10]。本試驗中BUN 含量在20%添加量組顯著降低,而TP 顯著升高,表明此添加量下可提高生豬機體對飼料中蛋白質(zhì)的吸收代謝較好,促進蛋白合成[11]。GLU 含量隨著紫花苜蓿添加量提升有先下降后恢復的趨勢,但都不顯著。ALB 在一定程度上反映了機體的營養(yǎng)和免疫情況,具有調(diào)節(jié)血液膠體滲透壓和運輸營養(yǎng)物質(zhì)等作用。血清ALB 在20%、30%組顯著提升,說明機體的代謝和免疫能力提高[12],與TP、BUN 數(shù)據(jù)結(jié)果相符。Crea 是肌肉代謝產(chǎn)生的一種毒素,主要靠腎臟清除。肌酐主要由腎小球濾過排出體外。血中肌酐來自外源性和內(nèi)源性2 種,外源性肌酐是肉類食物在體內(nèi)代謝后的產(chǎn)物;內(nèi)源性肌酐是體內(nèi)肌肉組織代謝的產(chǎn)物。本試驗中20%添加量組顯著降低,推測此添加比例下肌酐生成量較少或腎臟清除能力提升。CK 通常存在于動物的心臟、肌肉及腦部等組織的細胞漿和線粒體中,是一個與細胞內(nèi)能量運轉(zhuǎn)、肌肉收縮、ATP 再生有直接關(guān)系的重要激酶,它可逆地催化肌酸與ATP之間的轉(zhuǎn)磷?;磻?,是判斷動物應激、心臟和骨骼肌疾病的重要指標。試驗組隨著紫花苜蓿添加量的提高先顯著升高后顯著降低,推測紫花苜蓿在低添加量時促進心臟肌肉細胞CK 活性,高添加量意味著基礎(chǔ)飼料比例下降,導致CK 活性降低。血清脂
質(zhì)代謝指標包括TG、TC、HDL-C 和LDL-C 等,其中TG 和TC 含量反映了脂肪的合成和分解對機體的調(diào)控。LDL-C 代表經(jīng)血液轉(zhuǎn)運內(nèi)源膽固醇到組織利用,其次是HDL-C,主要是逆向?qū)⒛懝檀紡耐庵芙M織運輸?shù)礁闻K進行排泄和分解代謝[13]。試驗組HDL-C顯著升高,LDL-C 顯著降低,且均在20%組達到峰值,而10%組TG、TC 含量顯著提高,而20%、30%組與對照無顯著區(qū)別, 以上變化說明低添加量的紫花苜蓿時促進脂肪積累,而在高濃度時促進脂肪代謝[14]。GOT 和GPT 在肝臟、心臟、骨骼肌、腎臟中含量較多,其活性高低反映了蛋白質(zhì)的合成和分解代謝狀況。試驗組與對照組相比GPT 顯著降低,蛋白分解代謝減緩,推測紫花苜蓿添加促進了蛋白的合成的同時減緩了蛋白的分解代謝[15]。GOT 雖然在30%組別有下降趨勢但并不顯著。以上說明,適當添加紫花苜蓿可以提升黑豬機體免疫力,促進對蛋白質(zhì)吸收合成并積累脂肪。
本試驗中在添加10%紫花苜蓿時,總氨基酸含量顯著高于對照組,且必需氨基酸含量也是最高。必需氨基酸對生物體生命活動有重要作用,能提供合成蛋白質(zhì)的重要原料,同時也為生命體進行正常代謝、維持生命提供了物質(zhì)基礎(chǔ)[16-17]。各組總氨基酸中賴氨酸含量最高(214.95~238.52)mg/g,且各組間無顯著差異,賴氨酸作為動物體必需氨基酸,有促進人體發(fā)育、增強免疫力的功能,并有助于提高中樞神經(jīng)組織功能的作用[18];其次是色氨酸,含量在22.14~59.48 mg/g,20%組顯著低于10%組和對照組,色氨酸在免疫調(diào)節(jié)、消化調(diào)節(jié)、抗應激、蛋白質(zhì)合成調(diào)節(jié)等方面具有重要作用[19-20]。此外,在天冬氨酸、精氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、丙氨酸、組氨酸含量上,10%添加量組均顯著高于對照組,而20%組與對照組無顯著區(qū)別。在EAA/TAA 比值和EAA/NEAA 比值方面,20%組顯著低于對照組,而10%組無顯著差異,說明紫花苜蓿添加量會影響豬肉的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值,綜合以上推測10%組較為理想。
豬肉中脂肪酸組成對評價豬肉的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)有重要意義,其中飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)指含有飽和烴基的酸,碳鏈上只有飽和的C-C鍵或C-H 鍵。動物油脂中飽和脂肪酸較多,是構(gòu)成脂質(zhì)的基本成分之一。人類所需的SFA 主要來源于畜禽肉類,為人體提供能量。生豬不同部位脂肪酸種類占比差別較大[21]。本試驗中,紫花苜蓿在20%添加量時顯著降低了SFA 含量;單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)是指碳鏈中只含有1 個不飽和鍵的脂肪酸,具有降低低密度脂蛋白(LDL)、提高高密度脂蛋白(HDL)比例的功效,而紫花苜蓿添加組的MUFA 均高于對照組,與王自豪等[5]試驗結(jié)果相同,這與血清指標中HDL-C、LDL-C變化相一致。多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PU-FA)是指碳鍵含有2 個或2 個以上雙鍵且碳鏈長度為18~22 個碳原子的直鏈脂肪酸,具有軟化血管、健腦益智、改善視力的功效[22],20%添加量組顯著高于對照組及10%組,但因其含量只占16%,而MUFA 占48%左右。因此,黑豬豬肉中脂肪酸組成主要體現(xiàn)在MUFA 含量上,推測10%組最佳。
對不同組別的黑豬豬肉的風味化合物進行分類分析,共檢測到醛類24 種、芳香族4 種、酯類3種、烷烴6 種、醇類10 種、雜環(huán)類1 種、酮類2 種,共50 種揮發(fā)性風味化合物,其中醛類種類最多且含量最高。10%組總含量為(5.166±1.395)μg/g,且在1-辛醛、E-2-辛烯醛、正壬醛、E-2-壬烯醛、E-2-癸烯醛等含有脂肪類香氣[23]的揮發(fā)性風味物質(zhì)含量上,紫花苜蓿添加量為10%的試驗組顯著高于對照組及20%試驗組,紫花苜蓿適當替代基礎(chǔ)飼料可以提高黑豬豬肉的香氣,但過高的添加量反而會降低,這與飼料的營養(yǎng)物質(zhì)多樣性有一定關(guān)聯(lián)。在烷烴、酯類及醇類揮發(fā)性風味物質(zhì)種類及含量上,10%試驗組明顯高于對照組及20%試驗組,烷烴類可以賦予豬肉中清香和香甜氣味[24],因此適當添加紫花苜蓿可以賦予黑豬豬肉獨特的風味。20%試驗組雖然在揮發(fā)性風味物質(zhì)種類及含量上少于對照組及10%試驗組,但也說明紫花苜蓿添加量可以改變黑豬豬肉的風味,使風體現(xiàn)更集中于醛類。綜上所述,10%組提高了黑豬豬肉的風味多樣性,20%組使得黑豬豬肉風味更純正。
在黑豬育肥階段,使用紫花苜蓿草粉替代部分配合飼料飼喂是可行的。紫花苜蓿替代部分基礎(chǔ)飼料提高了飼料中營養(yǎng)素的多樣性,雖然對增重效果無影響,但對提高黑豬的代謝能力、抗病能力有一定輔助作用,且紫花苜蓿在10%的添加量下促使了豬肉品質(zhì)的提升。從經(jīng)濟角度考慮,紫花苜蓿替代部分基礎(chǔ)飼料,降低了飼喂成本,因此,在紫花苜蓿資源的利用上具有較大的開發(fā)價值和發(fā)展前景,值得生產(chǎn)上推廣應用。