飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊肉品質(zhì)、血清酶活性、瘤胃發(fā)酵和腸道發(fā)育的影響

占今舜 劉 遠(yuǎn) 占詠平 李文楊 霍俊宏**

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，南昌330200；2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，福州350013；3.玉山縣畜牧獸醫(yī)局，上饒334700)

飼糧中的植物性蛋白質(zhì)和非蛋白氮在瘤胃微生物的作用下生產(chǎn)肽和氨基酸以及合成微生物蛋白供宿主利用。因此，飼糧中的蛋白質(zhì)水平和蛋白質(zhì)飼料種類、結(jié)構(gòu)等會(huì)改變瘤胃微生物菌群結(jié)構(gòu)，影響瘤胃的消化和代謝，進(jìn)而影響反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能[1]。張凱凱等[2]研究發(fā)現(xiàn)，18.99%蛋白質(zhì)水平組貴州黑山羊羔羊體重、平均日增重和體尺指標(biāo)等均優(yōu)于15.01%、17.02%及20.99%蛋白質(zhì)水平組。施安等[3]研究發(fā)現(xiàn)，用蛋白質(zhì)水平為28.17%的飼糧飼喂灘寒雜種羔羊，其生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益高于蛋白質(zhì)水平為13.10%、18.51%、23.84%的飼糧。Estrada-Angulo等[4]研究發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)前期，羔羊的生長性能和能量利用率隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而顯著升高，但試驗(yàn)后期，飼糧蛋白質(zhì)水平超過110 g/kg對(duì)生長性能和能量利用率無顯著影響。Chobtang等[5]研究發(fā)現(xiàn)，山羊的末重、平均日增重和粗蛋白質(zhì)消化率隨著全混合日糧蛋白質(zhì)水平的升高而顯著升高。以上結(jié)果表明，適宜的飼糧蛋白質(zhì)水平能夠提高肉羊的生產(chǎn)性能，增加經(jīng)濟(jì)效益。廣豐山羊是一種原產(chǎn)于江西省廣豐區(qū)的地方山羊品種，分布于江西省玉山、上饒等地。廣豐山羊全身被毛白色，體型偏小，能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐蜕角鹆戥h(huán)境，具有耐粗飼、抗病力強(qiáng)、繁殖力強(qiáng)和采食能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[6]。目前，廣豐山羊飼養(yǎng)方式比較粗放，生產(chǎn)效率低。關(guān)于廣豐山羊營養(yǎng)研究方面尚未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)擬開展飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊肉品質(zhì)、血清酶活性、瘤胃代謝和腸道發(fā)育的影響研究，為今后合理配制廣豐山羊飼糧提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼養(yǎng)管理

2019年9月在江西省龍海農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司廣豐山羊原種場(chǎng)開始試驗(yàn)，試驗(yàn)期分預(yù)試期和正試期，其中預(yù)試期14 d，正試期70 d。試驗(yàn)選擇3月齡左右、健康且體重相近[(10.15±0.83) kg]的廣豐山羊30只，隨機(jī)分為3組，每組10只(公母各占1/2)，公母分欄飼養(yǎng)。每組山羊分別飼喂高(H組)、中(M組)和低蛋白質(zhì)水平(L組)的精料，粗料均為鍘碎的山上野生芒草鮮草。芒草的營養(yǎng)成分(絕干基礎(chǔ))檢測(cè)結(jié)果為：粗蛋白質(zhì)7.44%、粗脂肪3.90%、粗灰分8.07%、中性洗滌纖維77.83%和酸性洗滌纖維49.19%。參考《肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 816—2004)來配制飼糧，其中H組和L組精料蛋白質(zhì)水平分別是M組的1.2和0.8倍，精料組成及營養(yǎng)水平見表1。將鮮草鍘碎，然后以精粗比50∶50混合拌勻，在每天的08:30和17:30進(jìn)行飼喂，自由采食，自由飲水。其他飼養(yǎng)管理按照原種場(chǎng)的規(guī)定進(jìn)行。

表1 精料組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.2 肉品質(zhì)測(cè)定

整個(gè)試驗(yàn)期結(jié)束后，每組選擇4只山羊(公母各占1/2)進(jìn)行屠宰。取出山羊第11～13肋骨處的背最長肌，用于測(cè)定肌肉的pH、熟肉率、失水率和剪切力等指標(biāo)，參照占今舜等[7]方法測(cè)定，由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所草食動(dòng)物研究室完成。

1.3 血清采集和指標(biāo)測(cè)定

在正試期的第14、35和70天晨飼前，每組選擇8只山羊(公母各占1/2)頸靜脈采血。采集的血液樣品在室溫下靜置2 h，再用離心機(jī)3 500 r/min離心10 min收集血清。測(cè)定的指標(biāo)有谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和堿性磷酸酶(ALP)活性。采用比色法進(jìn)行測(cè)定，由北京華英生物技術(shù)研究所完成。

1.4 瘤胃液采集和指標(biāo)測(cè)定

試驗(yàn)結(jié)束后，每組選擇4只廣豐山羊(公母各占1/2)立即屠宰，取出瘤胃，按照占今舜等[8]方法采集瘤胃液，瘤胃液的pH用便攜式pH計(jì)測(cè)定。

1.4.1 瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸含量的測(cè)定

取5 mL瘤胃液，12 000 r/min離心20 min，取上清液1.5 mL。將上清液與0.15 mL 25%偏磷酸混勻后靜置30 min，然后12 000 r/min離心15 min，取上清液待測(cè)。揮發(fā)性脂肪酸含量用氣相色譜儀(GC-148，日本島津)進(jìn)行測(cè)定，方法如下：色譜柱采用毛細(xì)吸管柱(34292-07B，NUKOLTM Capillary Column，30 m×0.32 mm×0.25 μm)，柱溫130 ℃，汽化溫度180 ℃，采用氫離子火焰檢測(cè)器，檢測(cè)溫度180 ℃，以氮?dú)鉃檩d氣。

1.4.2 瘤胃液氨態(tài)氮含量的測(cè)定

取6 mL瘤胃液，15 000 r/min離心20 min，取上清液40 μL，然后與2.5 mL苯酚顯色劑和2.0 mL次氯酸鹽試劑混合，旋渦振蕩混勻后在37 ℃水浴中顯色30 min。最后用酶標(biāo)儀測(cè)定550 nm處吸光度[9]。

1.4.3 瘤胃液細(xì)菌基因表達(dá)的測(cè)定

吸取200～400 μL瘤胃液到2 mL離心管中，用天根生物科技有限公司生產(chǎn)的糞便基因組提取細(xì)菌DNA，提取方法參照試劑盒中的說明書進(jìn)行。根據(jù)Zhan等[10]研究中的序列進(jìn)行細(xì)菌引物的合成，引物由Invitrogen公司合成(表2)。采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR進(jìn)行基因相對(duì)表達(dá)的檢測(cè)，實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法和操作步驟參照天根生物科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒中的說明書。檢測(cè)由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所草食動(dòng)物研究室完成。

表2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR引物

1.5 腸道組織的測(cè)定

屠宰后，準(zhǔn)確找到山羊十二指腸、空腸和回腸，然后用4%多聚甲醛固定用生理鹽水將內(nèi)容物沖洗掉的腸道組織。根據(jù)占今舜等[7]的方法制成切片。在顯微鏡下檢測(cè)腸道絨毛高度(VH)和隱窩深度(CD)，并計(jì)算絨毛高度/隱窩深度(VH/CD)。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

以總細(xì)菌基因?yàn)閮?nèi)參基因，用2-ΔΔCt方法來計(jì)算細(xì)菌基因相對(duì)表達(dá)量。數(shù)據(jù)先用Excel 2016預(yù)處理，再采用SPSS 21.0軟件one-way ANOVA進(jìn)行方差分析，LDS法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。P<0.01表示差異極顯著，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊肉品質(zhì)的影響

從表3中可知，H組的山羊肌肉pH45 min顯著高于L組(P<0.05)，而熟肉率則顯著低于L組(P<0.05)，其他指標(biāo)各組間無顯著差異(P>0.05)。

表3 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊肉品質(zhì)的影響

2.2 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊血清酶活性的影響

從表4中可知，整個(gè)試驗(yàn)期，M組的血清谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和堿性磷酸酶的活性均低于其他2組，但各組間差異不顯著(P>0.05)。

表4 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊血清酶活性的影響

2.3 飼糧蛋白質(zhì)水平飼糧對(duì)廣豐山羊瘤胃發(fā)酵的影響

從表5中可知，M組的瘤胃液pH低于其他2組，而瘤胃液氨態(tài)氮含量則高于其他2組，但各組間無顯著差異(P>0.05)。L組的瘤胃液乙酸、丙酸和總揮發(fā)性脂肪酸的含量顯著高于H組(P<0.05)，其他指標(biāo)各組間無顯著差異(P>0.05)。

2.4 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊瘤胃細(xì)菌基因表達(dá)的影響

從表6中可知，M組山羊瘤胃黃色瘤胃球菌和嗜淀粉瘤胃桿菌基因相對(duì)表達(dá)量極顯著高于其他2組(P<0.01)，其他2組間無顯著差異(P>0.05)；H組溶纖維丁酸弧菌基因相對(duì)表達(dá)量極顯著高于其他2組(P<0.01)，其他2組間無顯著差異(P>0.05)；產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌基因相對(duì)表達(dá)量隨飼糧蛋白質(zhì)水平下降呈極顯著降低(P<0.01)；H組棲瘤胃普雷沃菌基因相對(duì)表達(dá)量極顯著低于其他2組(P<0.01)，其中M組相對(duì)表達(dá)量最高；L組白色瘤胃球菌基因相對(duì)表達(dá)量極顯著低于其他2組(P<0.01)，其中M組相對(duì)表達(dá)量最高。

表5 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊瘤胃發(fā)酵的影響

表6 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊瘤胃細(xì)菌基因表達(dá)的影響

2.5 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊腸道發(fā)育的影響

從表7中可知，L組山羊回腸的絨毛高度顯著高于H組(P<0.05)，而隱窩深度和VH/CD組間無顯著差異(P>0.05)；L組空腸絨毛高度和VH/CD極顯著高于H組(P<0.01)，顯著高于M組(P<0.05)，而隱窩深度組間無顯著差異(P>0.05)；各組間十二指腸絨毛高度、隱窩深度和VH/CD均無顯著差異(P>0.05)。

表7 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊腸道發(fā)育的影響

3 討 論

3.1 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊肉品質(zhì)的影響

pH是反映肉羊宰殺后肌糖原酵解速度和強(qiáng)度的重要指標(biāo)，它是影響肉品質(zhì)主要指標(biāo)之一。據(jù)報(bào)道，肉羊屠宰后，pH為6.0～7.0，肌肉放置1 h后，pH降至5.4～5.6[11]。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肌肉pH為6.0～6.4，比較正常。飼糧營養(yǎng)水平能夠影響肌肉pH，李宏等[12]研究發(fā)現(xiàn)，隨著營養(yǎng)水平的升高，羊肉pH45 min升高。本試驗(yàn)研究結(jié)果與其相似，說明提高飼糧蛋白質(zhì)水平能夠提高羊肉pH。肌肉的失水率越低，熟肉率越高，肉的保水性越好，說明肉品質(zhì)越好。剪切力是表示肌肉嫩度的一個(gè)指標(biāo)，剪切力越大，嫩度越小，反之則嫩度越大[13]。閆秋良等[14]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂低蛋白質(zhì)水平飼糧的東北肉用細(xì)毛羊的熟肉率顯著高于飼喂高蛋白質(zhì)水平飼糧，而蛋白質(zhì)水平對(duì)失水率和剪切力無顯著影響。本試驗(yàn)結(jié)果與其相似。馬鐵偉等[15]研究發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧蛋白質(zhì)水平提高，湖羊肌肉失水率顯著降低，而熟肉率無顯著變化。施安等[3]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)灘寒雜種羔羊的熟肉率、失水率和剪切力均無顯著影響，其中失水率隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的提高而升高。結(jié)合本研究結(jié)果，表明低蛋白質(zhì)水平飼糧能夠提高肉羊肌肉的保水力，但不會(huì)影響肌肉嫩度。

3.2 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊血清酶活性的影響

機(jī)體血液生化指標(biāo)能夠反映機(jī)體營養(yǎng)物質(zhì)的代謝情況，通過檢測(cè)血液生化指標(biāo)能夠間接反映機(jī)體的健康狀況[16]。谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶是反映肝臟功能的2個(gè)重要指標(biāo)，它們?cè)诎被峤到膺^程中發(fā)揮重要作用。正常情況下，血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶活性較低，當(dāng)肝臟細(xì)胞受損時(shí)，會(huì)使谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶/谷丙轉(zhuǎn)氨酶明顯升高，說明肝臟受到損傷[17]。郭萬正等[18]研究發(fā)現(xiàn)，馬頭山羊血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性隨著全混合顆粒飼糧蛋白質(zhì)水平的降低而顯著降低，谷草轉(zhuǎn)氨酶/谷丙轉(zhuǎn)氨酶顯著升高，但谷草轉(zhuǎn)氨酶活性無顯著影響。結(jié)果表明，飼糧蛋白質(zhì)水平能夠影響山羊血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性。機(jī)體粗蛋白質(zhì)含量過高，會(huì)造成肝臟代謝負(fù)擔(dān)加重，導(dǎo)致谷草轉(zhuǎn)氨酶活性升高，而營養(yǎng)不良等情況也會(huì)導(dǎo)致谷草轉(zhuǎn)氨酶活性升高[18]。本試驗(yàn)來看，攝入高蛋白質(zhì)可能造成肝臟代謝負(fù)擔(dān)加重，促使谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性升高，而攝入低蛋白質(zhì)可能由于營養(yǎng)不足而造成谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性升高。結(jié)果表明，飼糧蛋白質(zhì)水平過高或過低均可能會(huì)影響肝臟功能。堿性磷酸酶是一種消化代謝過程中的關(guān)鍵性酶，可反映動(dòng)物的生長性能。動(dòng)物在健康狀態(tài)下，堿性磷酸酶活性增加有利于物質(zhì)代謝，增加動(dòng)物平均日增重[19]。在本試驗(yàn)中，除正試期第70天外，高蛋白質(zhì)組的血清堿性磷酸酶活性均高于其他組，說明飼糧高蛋白質(zhì)水平有利于動(dòng)物生長。堿性磷酸酶也是檢測(cè)肝臟功能的一個(gè)重要指標(biāo)，如果肝臟受損，會(huì)導(dǎo)致該酶活性升高。在本試驗(yàn)中，試驗(yàn)后期，低蛋白質(zhì)水平組山羊血清堿性磷酸酶活性升高，可能是因?yàn)樯窖蜷L期攝入蛋白質(zhì)不足導(dǎo)致肝臟受損造成的。

3.3 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊瘤胃發(fā)酵的影響

飼糧中的纖維、淀粉等物質(zhì)被瘤胃內(nèi)微生物發(fā)酵，生成主要供能物質(zhì)——揮發(fā)性脂肪酸。飼糧的組成和比例能夠影響瘤胃微生物的多樣性，進(jìn)而影響瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的生成[20]。司丙文等[21]研究不同蛋白質(zhì)水平飼糧對(duì)羔羊瘤胃發(fā)酵的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，瘤胃pH和氨態(tài)氮含量隨飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而顯著升高，但乙酸/丙酸沒有顯著變化。10.4%蛋白質(zhì)組羔羊瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸含量顯著高于13.0%和15.7%蛋白質(zhì)組。田梅等[22]研究發(fā)現(xiàn)，高蛋白質(zhì)水平組瘤胃pH和乙酸含量顯著低于低蛋白質(zhì)水平組，而丙酸含量則顯著高于低蛋白質(zhì)水平組。夏永波等[23]研究發(fā)現(xiàn)，21%蛋白質(zhì)組山羊瘤胃氨態(tài)氮含量顯著高于15%和17%蛋白質(zhì)組，19%蛋白質(zhì)組瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸含量顯著高于其他組，15%蛋白質(zhì)組最低；21%蛋白質(zhì)組瘤胃乙酸含量顯著高于15%蛋白質(zhì)組，而丁酸含量則顯著低于15%蛋白質(zhì)組。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低蛋白質(zhì)水平組的乙酸、丙酸和總揮發(fā)性脂肪酸含量顯著高于高蛋白質(zhì)水平組。以上結(jié)果表明，飼糧蛋白質(zhì)水平能夠影響瘤胃發(fā)酵。大部分揮發(fā)性脂肪酸主要由碳水化合物產(chǎn)生，當(dāng)飼糧中易發(fā)酵的碳水化合物增多時(shí)，揮發(fā)性脂肪酸也增多[24]。本試驗(yàn)中，低蛋白質(zhì)水平組的揮發(fā)性脂肪酸含量要顯著高于高蛋白質(zhì)水平組，可能是因?yàn)楦叩鞍踪|(zhì)水平組飼糧中易發(fā)酵的碳水化合物相對(duì)減少，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性脂肪酸產(chǎn)生降低。

白色瘤胃球菌、黃化瘤胃球菌、溶纖維丁酸弧菌和產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌等是纖維素降解相關(guān)的細(xì)菌。棲瘤胃普雷沃氏菌、溶纖維丁酸弧菌和嗜淀粉瘤胃桿菌是研究最多的主要降解飼糧蛋白質(zhì)的細(xì)菌[25-26]。牛驍麟等[27]研究發(fā)現(xiàn)，白色瘤胃球菌和溶纖維丁酸弧菌含量隨飼糧蛋白質(zhì)水平降低而降低，中蛋白質(zhì)水平組產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌、黃化瘤胃球菌和普雷沃氏菌含量高于其他2組。本試驗(yàn)結(jié)果與其相似。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，飼糧高蛋白質(zhì)水平利于瘤胃溶纖維丁酸弧菌和產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌的生長，中蛋白質(zhì)水平有助于促進(jìn)白色瘤胃球菌、黃化瘤胃球菌、棲瘤胃普雷沃氏菌和嗜淀粉瘤胃桿菌的生長。高蛋白質(zhì)和低蛋白質(zhì)水平組瘤胃白色瘤胃球菌、黃化瘤胃球菌、棲瘤胃普雷沃氏菌和嗜淀粉瘤胃桿菌數(shù)量下降，原因可能是飼糧蛋白質(zhì)水平過高或過低，會(huì)促進(jìn)這些細(xì)菌發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)、拮抗細(xì)菌的生長，進(jìn)而抑制其生長。

3.4 飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)廣豐山羊腸道發(fā)育的影響

小腸是機(jī)體營養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收的主要場(chǎng)所，絨毛長度、隱窩深度是反映腸道黏膜吸收功能的重要指標(biāo)[28]。腸絨毛能夠擴(kuò)大營養(yǎng)物質(zhì)的吸收面積，較高的VH/CD有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，而絨毛變短，會(huì)減少營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，降低動(dòng)物的生長性能[29]。隱窩深度能夠反映隱窩細(xì)胞的增殖率和成熟度。隱窩越深，說明細(xì)胞成熟度下降，消化酶的合成和分泌下降[30]。而隱窩越淺，細(xì)胞成熟度越好，腸上皮細(xì)胞分泌消化液的能力增強(qiáng)，進(jìn)而加強(qiáng)化學(xué)消化功能[7]。祁敏麗[31]研究發(fā)現(xiàn)，降低蛋白質(zhì)水平能夠顯著降低湖羊十二指腸的VH/CD、空腸絨毛高度、空腸的VH/CD。這說明飼糧蛋白質(zhì)水平能夠影響腸道組織形態(tài)，進(jìn)而影響腸道的消化吸收功能。飼糧蛋白質(zhì)抗原能夠引起細(xì)胞介導(dǎo)的超敏反應(yīng)，造成腸道組織損傷、絨毛變短和隱窩增生，進(jìn)而導(dǎo)致腸道吸收功能降低[32]。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧蛋白質(zhì)水平降低能夠改善小腸結(jié)構(gòu)，這可能是因?yàn)榻档偷鞍踪|(zhì)水平導(dǎo)致抗原水平也降低[33]。在本試驗(yàn)中，高蛋白質(zhì)水平組山羊回腸的絨毛高度、空腸絨毛高度和VH/CD顯著低于低蛋白質(zhì)水平組，這可能跟高蛋白質(zhì)水平飼糧的蛋白質(zhì)抗原高有關(guān)。

4 結(jié) 論

飼糧低蛋白質(zhì)水平能夠改善肉品質(zhì)，促進(jìn)揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生和腸道發(fā)育。飼糧中蛋白質(zhì)水平能夠促進(jìn)瘤胃一些分解纖維和蛋白質(zhì)分解菌的生長。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，廣豐山羊以精料蛋白質(zhì)水平19.07%的育肥效果最佳。