全株青貯藜麥對小尾寒羊肌肉中氨基酸和脂肪酸的影響

楊永慧，楊發(fā)榮，吳 濤，魏玉明，蔡 原，趙生國，焦 婷

（1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院, 甘肅 蘭州 730070；2. 甘肅省農(nóng)業(yè)科學院, 甘肅 蘭州 730070；3. 甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院 /草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室 /中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心, 甘肅 蘭州 730070）

飼糧中氨基酸含量直接影響肌肉中氨基酸組成和含量，進而影響肉質(zhì)品質(zhì)和風味[1-2]。藜麥(Chenopodium quinoa)是莧科藜亞科藜屬一年生雙子葉草本植物，富含蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸、礦物質(zhì)和游離糖，其棕櫚酸、木酚酸、亞油酸、二十碳二烯酸、芥酸和神經(jīng)酸含量較高[3]，與普通谷物相比，其可利用的蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)高[4]，含量可達 155.7 g·kg-1[5]。其副產(chǎn)物秸稈、麩皮等也有較高的飼用價值[6]，是人類食物和牲畜飼料的雙重用途作物[7]。乳熟期全株藜麥中16 種必需氨基酸含量均高于苜蓿(Medicago sativa)，有助于動物健康生長，干草粗蛋白含量可達10.44%，是反芻動物的優(yōu)質(zhì)飼料[8]。有報道稱，在奶牛日糧中分別添加5%和10%的藜麥秸稈能夠顯著提高奶牛產(chǎn)奶量[9]；全株青貯玉米(Zea mays)干物質(zhì)中的20%利用藜麥莖稈替代飼喂育肥牛后干物質(zhì)消化率明顯升高[10]；羔羊日糧中添加藜麥秸稈能夠提高養(yǎng)分利用率并改善羔羊生長性能，藜麥秸稈飼喂的家畜的增重不低于用燕麥(Avena sativa) 和大麥(Hordeum vulgare)飼喂的家畜[11-12]。同時青貯可以最大限度地保存飼草的營養(yǎng)成分，其營養(yǎng)價值和適口性接近鮮草，藜麥中可溶性碳水化合物含量能達到調(diào)制優(yōu)質(zhì)青貯飼料的標準，青貯技術(shù)能夠提高藜麥飼用價值[13]。

目前關(guān)于全株青貯藜麥在肉羊飼料中的應(yīng)用報道較少，因此本研究以不同比例全株青貯藜麥替代部分全株青貯玉米飼喂小尾寒羊，分析其對肌肉中氨基酸和脂肪酸組成及含量的影響，以期為全株青貯藜麥肉羊生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料來源

全株玉米及全株藜麥(臺灣紅藜)由廣河縣農(nóng)業(yè)科技試驗示范基地提供；小尾寒羊去勢公羔由臨夏市東鄉(xiāng)族自治縣布楞溝養(yǎng)殖農(nóng)民專業(yè)合作社提供。在全株藜麥成熟期于2020 年9 月20 日在甘肅省廣河縣農(nóng)業(yè)科技試驗示范基地機械刈割并鍘碎至2～3 cm，后用打捆機打捆，密封，發(fā)酵，60 d 后取用飼喂。

1.2 試驗設(shè)計

試驗選取體重(22.0 ± 1.5) kg 的健康小尾寒羊去勢公羔60 只，隨機分為5 組，每組3 個重復(fù)，每個重復(fù)4 只。以7 ∶ 3 的精粗飼料比為基礎(chǔ)，粗飼料按照玉米全株青貯和藜麥全株青貯(干物質(zhì)基礎(chǔ)) 比例，設(shè)置試驗 Ⅰ組(對照組) (12 ∶ 0)、Ⅱ組(9 ∶ 3)、Ⅲ組(6 ∶ 6)、Ⅳ組(3 ∶ 9)和Ⅴ組(0 ∶ 12)。全株青貯藜麥中，干物質(zhì)、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、鈣、磷、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量分別為35.60%、16.00%、12.40%、2.62%、0.56%、0.23%、20.00%和28.50%，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平如表1所列，預(yù)試期10 d，正試期70 d。每日07:00 和19:00各飼喂一次，自由采食和飲水。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis)

1.3 樣品采集及測定

試驗結(jié)束后每個重復(fù)隨機選取1 只羊，即每組4 只羊，進行屠宰(禁食12 h、禁水2 h)，分別采集背最長肌和股二頭肌各200 g，使用鋁箔袋迅速真空包裝、編號并置于冰盒內(nèi)運回實驗室冷凍保存。

1.3.1氨基酸測定

切取約1 g 解凍后的背最長肌，用研缽研碎，稱取約0.2 g 樣本放入EP 管中，加入6 mol·L-1鹽酸溶液(含0.1%苯酚) 15 mL，組織研磨器研磨60 s，然后將EP 管置于110 ℃烘箱加熱水解36 h。取出冷卻并離心后選取1 mL 上清液，在90 ℃的條件下氮氣吹干，加入1 mL 水復(fù)溶后衍生。最后用RIGOL L3000高效液相色譜儀進行檢測分析。

1.3.2 脂肪酸測定

剝離并剔除解凍后的背最長肌和股二頭肌表面脂肪，將樣品置于研缽中加入液氮研磨后稱取1.0 g研磨樣品于10 mL 具塞試管中，加入10 mol·L-1KOH 溶液0.7 mL 和無水甲醇[分析甲醇(色譜用)]5.3 mL，并于55 ℃恒溫水浴1.5 h，期間每20 min 振搖試管5 s。冷卻至低于室溫后，加入12 mol·L-1H2SO4溶液0.58 mL，繼續(xù)55 ℃恒溫水浴1.5 h 進行游離脂肪酸甲酯化，期間每20 min 振搖5 s。于室溫冷卻，加入3 mL 正己烷，3 000 r·min-1離心5 min，取上清，用0.22 μm 濾膜將上清液過濾到樣品瓶，樣品瓶2 mL 的樣置于45 ℃加熱條件下濃縮至1.5 mL以下。用氣相色譜GC2010 plus 進行檢測分析[14-15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 2010 對數(shù)據(jù)進行整理，采用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件對不同組別間氨基酸和脂肪酸含量進行單因素方差分析(One-way ANOVA)，結(jié)果用平均值 ± 標準誤表示。以P＜ 0.05 為差異顯著標準，P＜0.01 為差異極顯著標準。

2 結(jié)果分析

2.1 背最長肌氨基酸組成分析

各組背最長肌氨基酸組成和含量測定結(jié)果(表2)表明，5 個試驗組羊的背最長肌中，均檢測到17 種氨基酸，其中必需氨基酸(essential amino acids, EAA)7 種，非必需氨基酸(non-essential amino acids, NEAA)10 種。飼糧中添加了全株青貯藜麥的試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組中，氨基酸總量(total amino acids, TAA)、必需氨基酸、鮮味氨基酸(delicious amino acids, DAA)和甜味氨基酸(sweet amino acids, SAA)含量均顯著高于未添加全株青貯藜麥的試驗Ⅰ組(P＜ 0.05)，其中Ⅳ組氨基酸總量和必需氨基酸含量最高，Ⅴ組鮮味氨基酸和甜味氨基酸含量最高。

表2 全株青貯藜麥對羊背最長肌氨基酸含量影響Table 2 Effect of quinoa silage on the fatty acid content of the long muscle of sheep

添加了全株青貯藜麥的試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組必需氨基酸中的纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、賴氨酸(Lys)、含量均顯著高于未添加全株青貯藜麥的試驗Ⅰ組(P＜ 0.05)；試驗Ⅰ組非必需氨基酸丙氨酸(Ala)含量均顯著低于試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組(P＜ 0.05)。

添加了全株青貯藜麥的試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組氨基酸蛋氨酸、賴氨酸、亮氨酸含量均顯著高于未添加全株青貯藜麥的試驗Ⅰ組(P＜ 0.05)，其中試驗Ⅳ組賴氨酸和亮氨酸含量最高，試驗Ⅴ組蛋氨酸含量最高。

2.2 背最長肌和股二頭肌脂肪酸組成分析

對背最長肌和股二頭肌脂肪酸組成分析結(jié)果顯示，背最長肌和股二頭肌具有28 種脂肪酸，其中飽和脂肪酸(saturated fatty acids, SFA) 13 種、不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acids, UFA) 15 種。不飽和脂肪酸中單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA) 8 種，多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFA) 7 種。油酸(C18 : 1n9c)含量最高，棕櫚酸(C16 : 0)和硬脂酸(C18 : 0)再次之。

2.2.1 背最長肌脂肪酸組成分析

添加全株青貯藜麥的試驗Ⅲ、Ⅳ組背最長肌中的總飽和脂肪酸含量顯著低于未添加組(P＜ 0.05)(表3)，而試驗Ⅱ組多不飽和脂肪酸含量顯著高于試驗Ⅰ組(P＜ 0.05)，提高了47.16%?？偛伙柡椭舅?、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值(PUFA/SFA)、單不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值(MUFA/SFA)均無顯著性差異(P＞ 0.05)。

表3 全株青貯藜麥對羊背最長肌脂肪酸含量的影響Table 3 Effect of quinoa silage on the fatty acid content of the long muscle in sheep

飽和脂肪酸中，試驗Ⅱ組和Ⅲ組月桂酸(C12 : 0)含量也顯著低于試驗Ⅰ組(P＜ 0.05)，而試驗Ⅴ組的長鏈飽和脂肪酸棕櫚酸(C16 : 0)含量顯著高于試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組(P＜ 0.05)，且分別提高了18.32%、18.92%、20.35% 和21.31%，試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組長鏈飽和脂肪酸硬脂酸(C18 : 0)含量相比試驗Ⅰ組均有所降低，但組間差異不顯著(P＞ 0.05)。

不飽和脂肪酸中，試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組的肉豆蔻油酸(C14 : 1)含量比試驗Ⅰ組分別提高了34.62%、22.72%和37.03%，但無顯著差異(P＞ 0.05)；而試驗Ⅳ組的油酸(C18 : 1n9c)含量顯著低于試驗Ⅰ組(P＜ 0.05)；試驗Ⅳ組花生一烯酸(C20 : 1)含量顯著高于試驗Ⅲ和Ⅴ組(P＜ 0.05)，均提高了55.56%。試驗Ⅱ組的多不飽和脂肪酸亞油酸(C18 : 2n6c)含量顯著高于試驗Ⅰ組(P＜ 0.05)，提高了53.59%；而試驗Ⅳ組的多不飽和脂肪酸順-8, 11, 14-二十碳三烯酸(C20 : 3n6)含量顯著高于試驗Ⅴ組(P＜ 0.05)。

2.2.2 股二頭肌脂肪酸組成分析

未添加全株青貯藜麥組股二頭肌總飽和脂肪酸含量相比添加了全株青貯藜麥的試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ組提高了4.83%、8.70%和7.94%，而試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組多不飽和脂肪酸含量相比試驗Ⅰ組分別提高了38.04%、7.81%、4.49%和12.96% (表4)。不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值、單不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值均無顯著性差異(P＞ 0.05)。

飽和脂肪酸中，試驗Ⅴ組月桂酸(C12 : 0)含量相比試驗Ⅰ組降低36.36%，試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組飽和脂肪酸肉豆蔻酸(C14 : 0)含量相比試驗Ⅰ組分別降低了6.94%、12.24%、4.08%和20.0%，試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ組飽和脂肪酸棕櫚酸(C16 : 0)含量相比試驗Ⅰ組分別降低了6.27%、6.50%和8.57%。試驗Ⅰ組長鏈飽和脂肪酸山崳酸(C22 : 0)含量相比試驗Ⅱ和Ⅴ組分別降低了27.78%和53.57%。

不飽和脂肪酸中，試驗Ⅲ組單不飽和脂肪酸順-10-十七烯酸(C17 : 1)含量相比試驗Ⅰ組顯著提高了17.81% (P＜ 0.05)，而試驗Ⅱ、Ⅳ組順-10-十七烯酸(C17 : 1)含量比試驗Ⅰ組顯著降低35.62%和32.88%(P＜ 0.05)，試驗Ⅱ組單不飽和脂肪酸花生一烯酸(C20 : 1)含量相比試驗Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組顯著降低18.18%、18.18%、25.00%和18.18% (P＜ 0.05)，試驗Ⅴ組單不飽和脂肪酸(C18 : 1n9t)含量比Ⅳ組降低28.54%。Ⅱ組單不飽和脂肪酸反油酸(C18 : 1n9c)含量相比試驗Ⅲ和Ⅴ組分別降低14.25% 和13.75%。試驗Ⅱ組多不飽和脂肪酸亞油酸(C18 : 2n6c)含量相比試驗Ⅰ組提高44.16%。試驗Ⅰ、Ⅴ組多不飽和脂肪酸γ-亞油酸(C18 : 3n6)含量顯著高于試驗Ⅱ組(P＜ 0.05)。

綜上所述，背最長肌和股二頭肌中脂肪酸種類沒有差別，但背最長肌中不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值均低于股二頭肌含量。

3 討論

3.1 飼喂全株青貯藜麥對小尾寒羊肌肉氨基酸組成的影響

肉品的風味和品質(zhì)直接決定消費者購買與否，

影響肉品風味和品質(zhì)的因素除了遺傳因素以外，營養(yǎng)因素(飼糧組成) 也十分重要[16]。藜麥富含蛋白質(zhì)，含有人體必需的全部9 種必需氨基酸，主要以谷氨酸、精氨酸和天冬氨酸為主[17]。氨基酸是生命最基礎(chǔ)的物質(zhì)，氨基酸給機體提供了合成蛋白質(zhì)的重要原料，且能夠促進機體正常生長和代謝、為維持生命提供了物質(zhì)基礎(chǔ)[18]。有研究表明，飼糧中氨基酸組成和含量一定程度會影響機體氨基酸組成和含量[19]，反芻動物瘤胃微生物能夠分解飼草中蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的微生物蛋白(microbial proteins, MCP)，是機體主要的氨基酸來源[20]，本研究在小尾寒羊飼糧中添加全株青貯藜麥后，肌肉中的氨基酸總量、必需氨基酸、鮮味氨基酸、甜味氨基酸含量顯著提高，這使羊肉香氣更濃，風味和品質(zhì)更好[21]。這與藜麥比玉米、小麥(Triticum aestivum)、稻米(Oryza sativa)、小米(Setaria italica)等谷類的氨基酸種類更豐富[22]，且其蛋白質(zhì)溶解性較強密切相關(guān)[23-24]。因此，從蛋白質(zhì)的角度來看，全株青貯藜麥可作為優(yōu)質(zhì)飼料進行開發(fā)利用，且添加9%全株青貯藜麥效果最佳，從畜禽日糧氨基酸平衡角度考慮，添加適當比例全株青貯藜麥有利于調(diào)節(jié)日糧氨基酸平衡。

肉類氨基酸種類和含量與肌肉品質(zhì)及風味密切相關(guān)[25]。氨基酸通過美拉德反應(yīng)、脂質(zhì)的氧化、硫胺素的降解等主要途徑相互作用形成一系列具有良好嗅感的化合物，是熟肉香氣的重要組成部分[21]。異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、絲氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)等肉品香味必需前體氨基酸[26]和影響肌肉鮮味和甜味的天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)[27]都與肌肉的品質(zhì)和風味密切相關(guān)。本研究采食了全株青貯藜麥的小尾寒羊背最長肌中肉品香味必需前體氨基酸和肌肉鮮味、甜味氨基酸含量均顯著性提高，尤其在3%和9%的全株青貯藜麥添加水平下提高效果更為明顯，且添加了全株青貯藜麥試驗組小尾寒羊肌肉中蛋氨酸含量顯著提高，這使肉品香氣更濃，鮮味和甜味上升[28]?？梢?，本研究條件下，飼糧中添加全株青貯藜麥可以改善羊肉品質(zhì)和風味。

3.2 飼喂全株青貯藜麥對小尾寒羊肌肉中脂肪酸含量影響

脂肪酸組成是衡量羊肉肉質(zhì)風味、嫩度、多汁性、營養(yǎng)價值和食用價值的重要指標[29-30]，主要由飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸組成，不飽和脂肪酸又分為單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸。不飽和脂肪酸更容易被氧化直接影響風味物質(zhì)的形成[31-32]，能夠維持細胞的正常生理功能，降低血液膽固醇和甘油三脂的含量，其中多不飽和脂肪酸對心腦血管疾病有較好的預(yù)防效果，并能夠促使血脂含量與血小板凝血功能減弱，并有研究指出多不飽和脂肪酸對癌細胞擴散有抑制作用[33]。飽和脂肪酸會導(dǎo)致人體血液中低密度脂蛋白(low-density lipoprotein, LDL)和高密度脂蛋白(high-density lipoprotein, HDL)升高，增加心血管疾病特別是冠狀動脈硬化發(fā)生的風險[34-35]。本研究添加了6%和9%全株青貯藜麥小尾寒羊背最長肌飽和脂肪酸含量減少，如背最長肌月桂酸(C12 : 0)、肉豆蔻酸(C14 : 0)、十五烷酸(C15 : 0)、十七烷酸(C17 : 0)、硬脂酸(C18 : 0)和花生酸(C20 : 0)，股二頭肌肉豆蔻酸(C14 : 0)、十五烷酸(C15 : 0)、棕櫚酸(C16 : 0)和十七烷酸(C17 : 0)等，飼糧中添加全株青貯藜麥后小尾寒羊肌肉中多不飽和脂肪酸含量均升高，這可能與藜麥含有豐富的脂肪酸相關(guān)，藜麥脂肪酸中不飽和脂肪酸占81.44%～84.49%，能夠增加動物機體肌肉以及其他組織不飽和脂肪酸合成的前體物，且藜麥莖葉中黃酮類活性物質(zhì)會影響機體對脂肪的分配，同時抑制飽和脂肪酸的合成[36-37]。也有研究指出藜麥中含有單寧[38-39]，綿羊攝食后，在瘤胃微生物的氫化作用下部分單不飽和脂肪酸會形成飽和脂肪酸，而藜麥中的單寧對瘤胃中脂肪酸氫化的相關(guān)微生物有較強的抑制作用，從而使肉中飽和脂肪酸的沉積減少[40]。

飽和脂肪酸中肉豆蔻酸(C14 : 0)和棕櫚酸(C16 : 0)被認為會導(dǎo)致血液膽固醇和低密度脂蛋白升高，不利于人體健康[41]。本研究飼喂全株青貯藜麥小尾寒羊肌肉中肉豆蔻酸(C14 : 0)和棕櫚酸(C16 : 0)含量均降低，12%添加量降低效果尤為明顯。反油酸(C18 : 1n9t)是對人體健康有益的脂肪酸之一，能夠降低血液膽固醇和低密度脂蛋白作用，能夠降低動脈粥樣硬化所引起的心血管疾病[42]。飼糧中添加9% 全株青貯藜麥對背最長肌和股二頭肌反油酸(C18 : 1n9t)均有提高，亞油酸可被代謝為花生四烯酸，亞麻酸可被代謝為二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid, EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA)，二者對防治前列腺素、血栓、動脈粥樣硬化、免疫、抗炎和膜功能有重要作用[22,43]，在本研究中添加了全株青貯藜麥促進了多不飽和脂肪酸在肌肉組織中的沉積，這可能是全株青貯藜麥中的單寧成分抑制了氫化微生物的活性，從而避免了瘤胃中的一部分多不飽和脂肪酸被氫化，因此在肉中沉積了更多的多不飽和脂肪酸。綜合經(jīng)濟成本和羊肉的脂肪酸組成來看，羊飼糧中9%全株青貯添加量為宜。

4 結(jié)論

本研究條件下，全株青貯藜麥添加使肉品香氣更濃，鮮味和甜味上升，羊肉品質(zhì)和風味提升。小尾寒羊日糧中全株青貯藜麥添加9%時，羊肉中的不飽和脂肪酸含量升高，飽和脂肪酸含量降低，并且羊肉中的氨基酸總含量、甜味氨基酸和鮮味氨基酸含量均提高。