植物單寧對秦川肉牛生產(chǎn)性能的影響

常瑋學,楊英超,杜鑫澤,趙春平,梅楚剛,昝林森,2*

(1. 西北農(nóng)林科技大學 動物科技學院,陜西 楊凌 712100;2. 國家肉牛改良中心,陜西 楊凌 71210)

隨著畜牧業(yè)的飛速發(fā)展,越來越多畜產(chǎn)品安全問題“浮出水面”,抗生素的濫用,瘦肉精的出現(xiàn),也將畜產(chǎn)品安全問題推至輿論的“風口浪尖”。因此,在養(yǎng)殖業(yè)中,尋求一種提高畜禽免疫力、具有抗炎抗菌的植物添加劑,已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點問題。單寧是一種廣泛存在于植物中的多酚類化合物,可分為水解單寧及縮合單寧[1-2]。單寧常被人們認為是“抗營養(yǎng)因子”,但在研究中發(fā)現(xiàn),單寧的抗營養(yǎng)性不僅與添加量有關(guān)而且也其來源及結(jié)構(gòu)有關(guān)[3]。單寧具有較強的抗氧化能力,在緩解氧化應(yīng)激相關(guān)的疾病中起著較為關(guān)鍵的作用[4]。除此之外,Monagas等[5]報道,單寧不能直接被腸道吸收利用,而是被腸道細菌降解或轉(zhuǎn)化,腸道細菌是多酚類物質(zhì)發(fā)揮生物活性的關(guān)鍵因素。有研究表明,乳酸菌是能夠和多酚類物質(zhì)結(jié)合使單寧發(fā)揮抗氧化作用的微生物,乳酸菌具有去除活性氧、抵抗超氧陰離子自由基以及吸收過氧化氫的作用[6]。在飼料中添加單寧類物質(zhì)后,可促進乳酸菌和部分擬桿菌的增殖生長,從而提高了腸道的健康水平[7]。除此之外,單寧具有保護過瘤胃蛋白、提高飼糧利用率、調(diào)節(jié)瘤胃微生物區(qū)系、減少甲烷產(chǎn)量等功能[8]。因此,本研究通過在秦川肉牛日糧中添加不同水平的植物單寧,研究植物提取單寧對肉牛生長性能、屠宰性能、肉品質(zhì)的影響,為含單寧的粗飼料原料的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

選取20頭健康狀況良好、14月齡左右、體重(260±20) kg,飼養(yǎng)于國家肉牛改良中心良種繁育場的秦川牛肉用新品系(簡稱秦川肉牛),隨機將試驗牛分為5組,每組4頭,分別為對照組和4個試驗組。對照組飼喂不添加植物單寧的基礎(chǔ)飼糧,其精料的配方根據(jù)中國肉牛飼養(yǎng)標準中(NY/T81-2004)進行配制,基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗組在飼喂基礎(chǔ)上分別添加3.22 g/kg DM、6.44 g/kg DM、9.66 g/kg DM、12.88 g/kg DM的植物單寧,分別為試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV組。飼喂試驗牛前,將飼喂的精飼料、粗飼料、不同水平的植物單寧充分混合均勻,保證每日飼喂量充足。

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)

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗牛提前做好驅(qū)蟲消毒工作,保證正常采食。將試驗牛進行分組飼喂,每天飼喂兩次(8∶30和15∶30時),保持食槽和水槽內(nèi)清潔衛(wèi)生。將干麥草提前進行處理,保證與青貯草,精料、單寧化合物充分混合均勻后飼喂。定期對試驗牛進行健康檢查,做好防護工作,按時消毒。保證牛舍環(huán)境衛(wèi)生整潔干凈,按時清理糞便。

1.3 樣品采集與測定

1.3.1 生長性能指標測定 根據(jù)試驗階段,在預飼期前3 d及每個試驗期結(jié)束后3 d連續(xù)進行稱量體重和測量體尺,測定生產(chǎn)性能時要求試驗?？崭?并保證其正常站姿。利用3 d的測量數(shù)據(jù)平均值作為該階段的實際測量數(shù)據(jù)。運用該方法依次對試驗牛進行生長性能的測定,分別稱量體重,測量體高、體斜長、胸圍、腹圍,并計算各時期的增長量。

1.3.2 屠宰性能指標測定 在3個階段試驗結(jié)束后,選擇對照組和試驗Ⅲ組的試驗牛各3頭,空腹24 h后進行屠宰試驗。屠宰前進行稱重,作為宰前活重。采用頸部放血的方式進行屠宰。屠宰后稱量胴體重。在分割過程中,采集12～13根肋骨之間的背最長肌,為肉品質(zhì)做準備。將胴體分割后,將骨、肉分離,并計算屠宰率、凈肉率、骨肉比等屠宰性能指標,計算如下。

屠宰率(%)=(胴體重/宰前活重)×100%

產(chǎn)肉率(%)=(凈肉重/胴體重)×100%

凈肉率(%)=(凈肉重/宰前活重)×100%

肉骨比(%)=(凈肉重/骨重)×100%

1.3.3 肉品質(zhì)指標的測定 屠宰后采集背最長肌樣品進行肉品質(zhì)測定。

1.3.3.1 pH 利用BPH-2700 pH計,pH計校正到精度為0.01后,將測定探頭包埋至樣品同一處,連續(xù)測定3次。

1.3.3.2 剪切力 將背最長肌肉樣切割為3cm左右厚度的小肉塊。置于80 ℃左右的水浴鍋中,當肉塊中心溫度達到70 ℃左右時,取出肉塊,利用TA.XTC-18質(zhì)構(gòu)儀攜帶的直徑為1.5 cm的專用取樣器,避開結(jié)締組織,順著肌纖維的走向取樣。利用該質(zhì)構(gòu)儀檢測所取樣的剪切力,每組樣品重復3次。

1.3.3.3 眼肌面積 在屠宰過程中,將12至13根肋骨之間的背最長肌平整切開后立即用硫酸紙繪出眼肌橫切面輪廓面積,計算眼肌面積。其計算公式如下所示:

眼肌面積(cm2)=眼肌高(cm)×眼肌寬(cm)×0.7

1.3.3.4 失水率 將取的背最長肌均勻地切割為1.0 cm左右厚度的肉片,利用分析天平(精度在0.0001 kg)稱量其重量為W1;然后將肉樣上下墊上各15層中性濾紙,將其置于YYW-2 型壓力儀上,施加35 kg的壓力,置于室溫中,保持5 min后,立即取下肉樣稱量其重量記為W2,計算失水率,公式如下:

失水率(%)=(W1-W2)/W1×100

1.3.3.5 熟肉率 在試驗牛宰后2 h內(nèi),取背最長肌中間部分100 g左右的肉樣,利用分析天平(精度在0.0001 kg)稱量其重量為W1;將肉樣置于鋁鍋蒸屜上,用大火蒸30 min后,取出并掛在室內(nèi)陰涼處冷卻放涼,后稱重記為W2,計算熟肉率,計算公式如下所示:熟肉率(%)= W2/W1×100。

1.3.3.6 肉色 將采集的背最長肌橫截面切開后,利用分光測色儀NS808檢測并記錄肉樣色度值(L*,a*,b*值)。

1.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析

將測定得到的數(shù)據(jù)通過Excel 2010對進行預整理后,利用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件,將生長性能以及采食量進行單因素方差分析和顯著性差異(LSD法檢驗)分析;將屠宰性能以及肉品質(zhì)的相關(guān)指標進行獨立樣本t檢驗進行分析。試驗結(jié)果用平均值±標準差表示,P<0.05為差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同添加量的單寧秦川肉牛生長性能的變化

2.1.1 不同添加量的單寧秦川肉牛體重的變化 由表2可知,通過對試驗牛育肥前后體重的稱量統(tǒng)計。在試驗初期各組之間試驗牛體重均無顯著差異(P>0.05)。在試驗過程中從10月10日至12月10日兩個月內(nèi),其體重變化均無明顯差異(P>0.05)。到試驗結(jié)束1月10日,試驗Ⅳ組體重顯著高于試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組,且該組顯著高于對照組(P<0.05)。末期試驗牛體重從高到低依次為試驗Ⅳ、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ及對照組。通過對全期總增重的分析研究,發(fā)現(xiàn)試驗Ⅲ組顯著高于對照組(P<0.05)。試驗Ⅲ組的全期增重量分別高于試驗Ⅱ、Ⅳ、Ⅰ及對照組5.00%、5.29%、8.25%、16.53%。平均日增重試驗組均顯著高于對照組(P<0.05)。

表2 不同試驗期試驗牛體重的變化Table 2 Variation of body weight of cattle in different experimental periods

2.1.2 不同添加量的單寧秦川肉牛體尺的變化 由表3可知,通過對育肥期間試驗牛體尺性能的統(tǒng)計分析。在試驗初期,各組間體尺指標均無明顯差異(P>0.05)。在試驗末期各組間試驗牛體高、體斜長、胸圍的變化差異不顯著(P>0.05),但腹圍指標試驗Ⅳ組較其他各組顯著減小(P<0.05)。根據(jù)全期體尺的增長量可知,試驗牛體高、體斜長的增長量試驗Ⅲ組顯著高于試驗Ⅳ組,并且試驗Ⅳ組顯著高于試驗Ⅰ、Ⅱ及對照組(P<0.05),體高、體斜長指標的增長量由高到低依次為試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ組、對照組;試驗牛胸圍的增長量各組間無明顯差異(P<0.05);通過對試驗牛腹圍增長量的分析可知,試驗Ⅰ、Ⅱ組、對照組顯著高于試驗Ⅳ組(P<0.05),試驗Ⅳ組增長量最小,分別比對照組、試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ低了68.40%、62.34%、58.97%、33.89%。

表3 不同試驗期試驗牛體尺的變化Table 3 Variation of body size of cattle in different test periods

2.2 不同添加量的單寧對秦川肉牛屠宰性能的變化

由表4可知,在育肥試驗結(jié)束后,將對照組和試驗Ⅲ組進行屠宰性能的統(tǒng)計分析。其中對照組和試驗Ⅲ組之間宰前活重、皮重、凈肉率、骨肉比等指標均無顯著差異(P>0.05)。除此外,胴體重、凈肉重、屠宰率等指標試驗Ⅲ組均顯著高于對照組(P<0.05)。其中試驗Ⅲ組胴體重、凈肉重屠宰率分別比對照組高7.05%、4.07%、1.05%。

表4 對照組與試驗Ⅲ組試驗牛屠宰性能的比較Table 4 Comparison of slaughter performance between control group and test group III

2.3 同添加量的單寧對秦川肉牛肉品質(zhì)的變化

由表5可知,通過對試驗牛肉品質(zhì)的分析統(tǒng)計,對照組和試驗Ⅲ組的水分、pH、失水率等肉品質(zhì)指標兩組間無顯著性差異(P>0.05)。剪切力、熟肉率、眼肌面積等指標試驗Ⅲ組均顯著高于對照組(P<0.05),而熟肉率指標兩者間差異極顯著(P<0.01)。在肉色指標中,對照組的亮度值(L)、黃度值(b)均顯著高于試驗Ⅲ組,并且對照組黃度值(b)極顯著高于試驗Ⅲ組(P<0.01)。

表5 對照組與試驗Ⅲ組試驗牛肉品質(zhì)的比較Table 5 Comparison of beef quality between control group and test group III

2.4 不同添加量的單寧對秦川肉牛飼料報酬估算

通過對育肥期間飼料的消耗及育肥牛的增重的計算和分析,不同添加量單寧對秦川牛飼料報酬計算結(jié)果見表6。由表6可知,全期總增重試驗Ⅲ組顯著高于其他各組(P<0.05)。飼料消耗總量對照組顯著高于試驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組(P<0.05),并且試驗Ⅱ顯著高于試驗Ⅲ、Ⅳ組,試驗Ⅲ組高于試驗Ⅳ組(P<0.05);料重比試驗Ⅲ、Ⅳ組顯著低于試驗Ⅱ組(P<0.05);平均每千克增重飼料成本各組間無顯著性差異(P>0.05)。全期平均每頭牛飼料成本從高到低依次為試驗Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ組、對照組。綜上,在秦川肉牛日糧中添加了9.66g/kg DM植物提取單寧后,經(jīng)過90 d育肥試驗后,試驗Ⅲ組的全期增重量分別高于試驗Ⅱ、Ⅳ、Ⅰ及對照組5.00%、5.29%、8.25%、16.53%;料重比試驗Ⅲ組較對照組降低了4.71%;由于植物單寧對采食量的影響,試驗Ⅲ組全期飼料總消耗量較對照組減少112.93 kg。在全期育肥過程中,雖在添加植物單寧后飼料成本增加,但秦川肉牛日增重試驗Ⅲ組較對照組提高了0.14 kg。與肉牛市場價估算,平均每千克增重減少了成本1.01元,全期總收益高于對照組209.5元。

表6 不同添加量的單寧對秦川肉牛飼料報酬估算Table 6 Effect of different tannins on feed reward of Qinchuan beef cattle

3 討 論

3.1 不同添加量的單寧對秦川肉牛生長性能的影響

生長性能是衡量動物生長快慢最重要的指標之一,也是動物對飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收最終的表現(xiàn),其中包括育肥總增重、日增重、體尺的增長等[9]。本研究結(jié)果表明,添加單寧后,在前期試驗中并未對試驗牛的體重變化有顯著影響;在試驗結(jié)束后,對試驗牛的末期重、全期總增重分析發(fā)現(xiàn),在添加9.66 g/kg DM的單寧時,試驗牛的體重、總增重均最顯著,且試驗組均顯著高于對照組。生長性能還包括體尺的變化,肉牛的體尺也是能夠衡量其生長速度的指標之一。在本研究中,通過測量秦川肉牛體高、體斜長、胸圍、腹圍的增長情況,研究單寧的添加量對秦川肉牛體尺影響。雖然試驗前后試驗牛體高、體斜長各組間無顯著性差異,但在添加9.66 g/kg DM單寧時體尺的增長量顯著高于對照組,說明在日糧中添加適量單寧化合物能夠提高秦川肉牛的增重以及生長速度,這與Aboagye等[10]的研究相似,通過飼喂含不同種類的單寧的牧草,結(jié)果表明含單寧牧草能夠提高羔羊的增重以及產(chǎn)毛量。除此之外,在本研究中肉牛的平均日增重各試驗組均顯著高于對照組,這與解湧芳等[11]的研究相近,當飼料中含有4%的單寧時,能夠顯著提高綿羊的平均日增重,添加適量的單寧化合物或者飼喂含單寧粗飼料,可提高反芻動物的生長速度。其原因可能是反芻動物在消化過程中添加了單寧,單寧具有保護的過瘤胃蛋白的作用,降低了飼料中蛋白的損失,提高反芻動物小腸內(nèi)蛋白的吸收,并且能夠有效的降低病原微生物對反芻動物的侵害,提高免疫力[12]。綜上所述,在日糧中添加適宜添加量的單寧時能夠有效的提高秦川肉牛的生長性能。

3.2 不同添加量的單寧對秦川肉牛屠宰性能的影響

屠宰性能是作為肉用類動物的關(guān)鍵因素,主要包括屠宰率、凈肉率、肉骨比等,該類指標既能反應(yīng)肉牛的生產(chǎn)性能,又能衡量肉牛的生長發(fā)育情況[13]。秦川肉牛經(jīng)過長期的選育和復雜改良過程,產(chǎn)肉性能有了較為明顯的改善[14]。在本研究中,通過對對照組和試驗Ⅲ組進行屠宰分析發(fā)現(xiàn),日糧中添加了單寧化合物后,肉牛的胴體重、屠宰率、凈肉率均顯著高于未添加的對照組而其他指標均無顯著性差異。該結(jié)論與苗平靜[15]的研究結(jié)果不同,其研究含單寧較高的高粱進行育肥后發(fā)現(xiàn)高添加量單寧含量的高粱日糧對肉牛的生產(chǎn)性能以及屠宰性能均有一定的負面影響。這可能與添加不同類型單寧到飼料中對不同品種牛產(chǎn)生的影響效果存在差異。但也有研究表明,將含有單寧的葡萄籽渣添加在羔羊日糧中后,試驗組胴體重及屠宰率顯著對照組[16];趙夢迪[17]研究發(fā)現(xiàn),在日糧中添加單寧和纖維素酶能夠提高湖羊的屠宰性能。說明適宜添加量的單寧或者含適量單寧的粗飼料能夠提高反芻動物部分屠宰性能。綜上,在日糧中添加9.66 g/kg DM時可提高秦川肉牛的胴體重及凈肉率等屠宰性能。

3.3 不同添加量的單寧對秦川肉牛肉品質(zhì)的影響

牛肉的pH變化是在排酸過程中,其原理是肉中的葡萄糖發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乳酸,在牛肉經(jīng)過排酸過程后,pH會隨著貯藏的時間逐漸變大,因此也代表了牛肉的新鮮程度[18]。在本研究中,經(jīng)過排酸之后,兩組牛肉pH均無顯著性差異。這與苗平靜[15]的研究不一致,該研究表示高粱組肉牛的pH要明顯高于玉米組。其原因可能是由于單寧含量過大,影響了試驗組牛肉的pH。因此,在日糧中添加9.66 g/kg DM的單寧對牛肉pH無影響。

肉的嫩度和肉色常被消費者作為評判肉品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標,并且也是可以直觀感受得到的。肉嫩度一般用剪切力來衡量,剪切力的大小直接決定了肉的鮮嫩程度[19]。肉色的評定常利用Lab值進行評估,L*值代表亮度,a*值代表紅度值,b*值代表黃度值;并且L*值越低,a*值越高,b*值越低,則肉色越好[20]。在本研究中,育肥期間添加了9.66 g/kg DM單寧的試驗組其剪切力、L*值、b*值均顯著低于未添加的對照組,說明添加適量的單寧能夠改善牛肉的嫩度及肉色。

牛肉的失水率和熟肉率是衡量在牛肉熟化過程中最為重要的指標,兩個指標為負相關(guān)關(guān)系,失水率越大,熟肉率越小則表明牛肉的保水性越差,肉品質(zhì)越差[21]。本試驗結(jié)果表明,試驗組的熟肉率顯著高于對照組。關(guān)于單寧對牛肉的熟肉率及失水率的影響未見詳細的報道。在本試驗中熟肉率較高,其可能原因是單寧過瘤胃蛋白的保護,提高了秦川牛對蛋白的吸收利用,導致肉中蛋白含量提高,從而提高了肉品質(zhì)。

3.4 不同添加量的單寧對秦川肉牛飼料報酬估算

在日糧中添加植物單寧,其主要目的是為探究單寧在反芻動物中的應(yīng)用,并且根據(jù)其添加量來評價含單寧粗飼料原料的開發(fā)利用價值。在本研究中通過對秦川肉牛的育肥增長量以及飼料的總消耗量,計算肉料比,并根據(jù)實時的市場價格劃算成經(jīng)濟效益,以此估算此次試驗的經(jīng)濟效益。在秦川肉牛日糧中添加了9.66g/kg DM植物提取單寧后,經(jīng)過90 d育肥試驗后,試驗Ⅲ組的全期增重量分別高于試驗Ⅱ、Ⅳ、Ⅰ及對照組5.00%、5.29%、8.25%、16.53%;料重比試驗Ⅲ組較對照組降低了4.71%;雖在育肥期間,雖在添加植物單寧后飼料成本增加,但秦川肉牛日增重試驗Ⅲ組較對照組提高了0.14 kg,與肉牛市場價估算,平均每千克增重減少了成本1.01元,全期總收益高于對照組209.5元。在本試驗條件下,日糧中添加9.66 g/kg DM的植物單寧后能夠有效的提高養(yǎng)殖效益,降低養(yǎng)殖成本。此外,根據(jù)不同的添加量可以評估不同含單寧粗飼料原料的開發(fā)利用價值。

4 結(jié) 論

在本試驗條件下,在秦川肉牛的日糧中添加9.66 g/kg DM植物提取單寧,能夠提高秦川肉牛部分生產(chǎn)性能,并能夠有效提高肉牛養(yǎng)殖效益,為評估不同單寧含量的粗飼料原料開發(fā)提供依據(jù)。