土豆渣發酵飼料對小尾寒羊氨基酸及脂肪酸組成的影響

■薛樹媛 王莉梅 李長青 郭天龍 田 豐 金 海

(內蒙古自治區農牧業科學院，內蒙古呼和浩特010031)

發酵飼料是指在人工控制條件下，以微生物、復合酶為發酵劑菌種，將植物性、動物性或礦物性物質中的抗營養因子分解或轉化，使其成為更易被動物采食、消化、吸收，營養成分更高且無毒害作用的飼料原料[1-2]。早在20世紀90 年代初，我國就開始了對微生物發酵飼料的研究。馮健等[3]研究表明，在育肥后期飼糧中添加生物發酵飼料可提高延邊黃牛的屠宰性能、提高背最長肌中粗脂肪含量、降低粗蛋白含量、提高油酸、谷氨酸含量。王莉梅等[4]研究表明，分別以秸稈和葵花盤為主的兩種發酵飼料飼喂小尾寒羊，均有提高小尾寒羊背膘厚度、眼肌面積、熟肉率、氨基酸、硬脂酸及亞麻酸的趨勢，羊肉營養豐富。內蒙古自治區馬鈴薯主要深加工用于制取淀粉和粉條，在加工過程中會產生大量的土豆渣。土豆渣是一類含水、細胞碎片和殘余淀粉顆粒的加工副產物，鮮土豆渣含水量高達90%，自帶菌多達33種，不易儲存、運輸，堆棄發酵后散發著霉變的惡臭味，即污染環境又影響環境美化[5-6]，生產淀粉的企業每年為處理土豆渣而投入巨大人力和財力。有研究表明，土豆渣中含有大量的纖維素、果膠等可利用成分，同時含有部分淀粉和少量蛋白質，具有很高的開發利用價值[7]。本試驗將土豆渣和劣質的牧草混合發酵制成發酵飼料，探討土豆渣發酵飼料對育肥羔羊肌肉氨基酸、肌肉及腎周脂肪組織中脂肪酸組成的影響，旨在為合理的配制發酵飼料同時為解決農牧區養殖業飼料資源缺乏問題提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及分組

動物飼養試驗在錫林郭勒盟正鑲白旗寶音圖畜牧科技公司基地進行，選擇150 只健康無病，體重相近(22 kg左右)小尾寒羊羔羊，按照隨機分組的原則分成3 組（對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組），每組5 個重復，每個重復10只羊，分圈飼養。

1.2 試驗日糧

按照兩種配方中的配比將原料裝入攪拌機中，攪拌30 min，然后將攪拌均勻的混合飼料裝入不透氣的結實的塑料袋中并抽掉袋中的空氣，壓實扎口密封。將密封好的原料袋整齊堆放在15 ℃以上的潔凈場所，避光避風保存，15 d左右即可發酵完成，便可作為飼料飼喂。試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組羔羊精料基礎上飼喂不同配方的發酵飼料，對照組常規飼喂（精料+羊草切碎直接飼喂），各組飼喂精飼料量一致，均為500 g/d，試驗Ⅰ組、Ⅱ組粗飼料由不同配方的發酵飼料替代，自由采食。預試期為7 d，試驗期為65 d，每天飼喂4次，自由飲水。各組飼料配方和營養水平見表1和表2。

表1 精料配方及營養水平(干物質基礎)

表2 發酵飼料配方及營養水平(干物質基礎)

1.3 屠宰與采樣

飼喂試驗結束后，根據平均體重，每組選取9 只羊，共27只進行屠宰，宰前24 h停止喂料，宰前2 h停止喂水，用“大抹脖”的方式屠宰，從每只羊同一部位取背最長肌和腎周脂肪，所得肉樣均用自封袋封口包裝，貼上標簽，-80 ℃冰箱中保存用于相關指標測定。

1.4 指標檢測

氨基酸和脂肪酸組成于內蒙古農牧漁業生物實驗研究中心參照GB/T 5009.124—2016《食品中氨基酸的測定》[8]和GB/T 22223—2008《食品中總脂肪、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和脂肪酸》[9]測定。

1.5 數據處理

數據采用Excel 2007 軟件進行初步整理，用SPSS 20.0軟件進行統計分析，采用單因子方差（One-Way analysis of variance）分析進行差異顯著性檢驗，并采用鄧肯氏（Duncan's）法進行多重比較。結果以“平均值±標準差”表示。

2 結果

2.1 氨基酸成分測定結果

本試驗共檢出17 種氨基酸，各類氨基酸中谷氨酸含量最高，天門冬氨酸、賴氨酸、亮氨酸、精氨酸、丙氨酸次之。由表3可知，試驗Ⅰ組相比對照組顯著提高了纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和成人必需氨基酸含量（P＜0.05），試驗Ⅰ組和Ⅱ組相比對照組顯著提高了苯丙氨酸和嬰兒必需氨基酸的含量（P＜0.05），其余氨基酸含量無顯著差異（P＞0.05）。

2.2 脂肪酸組成的測定結果

本試驗在肌肉樣品中共檢測出36種脂肪酸(見表4)，其中包括16 種飽和脂肪酸(Saturated Fatty Acid，SFA)，9 種單不飽和脂肪酸(Monounsaturated fatty acid，MUFA)，11 種多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid，PUFA)。飽和脂肪酸主要由棕櫚酸和硬脂酸組成，單不飽和脂肪酸主要由反油酸組成，而在多不飽和脂肪酸中反亞油酸比例最高。由表4可知，各組別除C21∶0 外各類脂肪酸均無顯著差異，試驗Ⅰ組C21∶0顯著高于對照組和試驗Ⅱ組（P＜0.05）。

本試驗在腎周脂肪樣品中共檢測出26 種脂肪酸，由表5 可知，試驗Ⅰ組C18∶0 顯著低于對照組和試驗Ⅱ組（P＜0.05），其余各類脂肪酸均無顯著差異。各組腎周脂肪中飽和脂肪酸的含量已達到總脂肪酸含量的50%以上。

3 討論

3.1 發酵飼料對氨基酸組成的影響

表3 不同組別肌肉氨基酸測定結果(%)

氨基酸是蛋白質的基本結構單位，肌肉中氨基酸的組成和數量對肉品營養與風味具有一定的影響，氨基酸與還原糖所發生的美拉德反應是形成風味物質的重要途徑。天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸是主要的呈味氨基酸[10]，其中天門冬氨酸和谷氨酸兩種酸性氨基酸對肉鮮味起主導作用[11]。在保護腸道方面谷氨酸也發揮著重要的作用，它能保護腸道免受細菌和毒素的侵害，幫助腸道修復和細胞的快速增殖[3]。試驗Ⅰ、Ⅱ組天門冬氨酸含量比對照組提高1.4%、2.1%，谷氨酸提高了1.4%、1.7%，表明試驗Ⅰ、Ⅱ組羊肉口感風味較對照組更鮮美，此結果與馮健等[3]的結果一致。周映華等[12]研究表明，采用無抗發酵飼料對生長育肥豬進行飼喂發現，發酵飼料組的粗蛋白和粗纖維的消化率顯著高于對照組。所以分析原因可能與發酵飼料提高了試驗羊的營養物質消化吸收利用效率，促進了其生長和營養物質在其體內的沉積，但其機理需進一步研究。

亮氨酸和賴氨酸對組織蛋白質合成與分解有調節作用，可以防治肝、腎功能衰竭，賴氨酸可促進大腦發育，亮氨酸還有刺激胰島素分泌的功能[13]，試驗Ⅰ、Ⅱ組亮氨酸比對照組提高了4.2%和3.2%，賴氨酸提高了3.5%和2.9%，均表現出良好的優勢。

表4 不同組別肌肉脂肪酸測定結果

就成人必需氨基酸而言，試驗Ⅰ組的含量顯著高于對照組；試驗Ⅰ、Ⅱ組的嬰兒必需氨基酸含量顯著高于對照組，分別提高了3.3%和2.5%。說明發酵飼料可促進肌肉氨基酸的合成，從而提高了羊肉的營養價值。試驗組之間進行比較，試驗Ⅰ組優于試驗Ⅱ組，但無顯著性差異（P＞0.05）。

3.2 發酵飼料對肌肉及腎臟脂肪組織中脂肪酸組成的影響

肌肉中脂肪酸的種類和組成是決定脂肪組織理化性質、影響肉質風味的重要化學成分, 是評定營養價值高低的重要指標之一[14]。有研究表明，飽和脂肪酸具有提高血液中膽固醇水平的作用，起主要作用的是硬脂酸、月桂酸、肉豆蔻油酸及棕櫚酸[15]。由本試驗結果可知，試驗Ⅱ組的月桂酸、肉豆蔻油酸及棕櫚酸分別比對照組降低了50%、20%及9.4%，此結果說明試驗Ⅱ組對降低羊肉飽和脂肪酸含量具有積極意義。硬脂酸是非常重要的一種飽和脂肪酸，研究表明硬脂酸不僅提高血液中的膽固醇水平還提高低密度脂蛋白的水平[14]。本試驗中試驗Ⅰ、Ⅱ組的硬脂酸比對照組提高了4.9%和5.1%。分析原因可能與不飽和脂肪酸被瘤胃微生物氫化產生最終產物硬脂酸所致，土豆渣發酵飼料對氫化脂肪酸微生物的影響機理有待進一步的研究；試驗Ⅰ組的C21∶0 的顯著高于對照組和試驗Ⅱ組（P＜0.05），18碳以上飽和脂肪酸熔點很高，由于熔點高，動物體對這類脂肪酸很難利用，因而沒有相關生理功能特性的研究報道。

表5 不同組別腎臟脂肪組織脂肪酸測定結果

不飽和脂肪酸不僅能調節人體的脂質代謝，而且具有治療和預防心腦血管疾病、抗癌、對抗肥胖、促進生長發育等功能。亞油酸作為風味物質分解合成的重要底物，為羊肉的風味形成起著重要作用[16]。亞麻酸是長鏈脂肪酸合成的前體物質，并且具有廣泛的生物學意義，對人體健康是有益的。亞油酸和亞麻酸兩種脂肪酸無法在體內自身合成，需靠飼料補充，亞油酸和亞麻酸為動物體的必需脂肪酸。試驗Ⅰ、Ⅱ組亞油酸相比對照組降低了22%和22%，α-亞麻酸分別降低了41.7%和25%，總不飽和脂肪酸降低了2.5%和6.5%（P＞0.05）。王娟娟等[17]曾研究表明日糧添加發酵飼料可提高肌內脂肪的含量，降低亞油酸、總多不飽和脂肪酸的含量，此結果與本試驗研究結果一致。分析原因可能與以下兩個方面有關，一為反芻動物瘤胃微生物可將亞油酸、亞麻酸等多不飽和脂肪酸氫化為最終產物硬脂酸，本試驗中硬脂酸的提高趨勢也說明這一點；二為亞油酸和亞麻酸兩種脂肪酸都可以通過向羧基端增加雙鍵的途徑，生成含20碳和22碳原子的長鏈脂肪酸，亞油酸可以生成C20∶4，亞麻酸在體內可生成有生理活性的二十碳五烯酸（EPA）和DHA[18]。

神經酸和DHA是兩種重要的不飽和脂肪酸。神經酸具有促進神經細胞生長和發育的功能，并對心血管及人體自身免疫缺乏疾病有相當好的療效，DHA對預防動脈粥樣硬化和心血管疾病，降低血漿中膽固醇和甘油三酯水平、減輕炎癥等有明顯療效[19-20]。試驗Ⅰ、Ⅱ組神經酸相比對照組提高了82.9%和61.1%，試驗Ⅰ組DHA相比對照組提高了75%。說明發酵飼料對神經酸和DHA的合成有不同程度的促進作用。

從腎周脂肪脂肪酸組成的測定結果可知，試驗Ⅰ、Ⅱ組飽和脂肪酸相比對照組提高了4.1%和7.2%，丁酸提高了21%和17.7%，己酸提高了78.1%和82.1%，肉豆蔻油酸提高了60%和48%。反芻動物體內小于等于14碳脂肪酸（≤C14）和近1/2十六碳（C16）脂肪酸是在機體組織中利用乙酸和b-羥丁酸從頭合成[21]，說明試驗Ⅰ、Ⅱ組利用乙酸和b-羥丁酸合成脂肪酸的能力略優于對照組。試驗Ⅰ組腎周脂肪的硬脂酸顯著低于對照組和試驗Ⅱ組；不飽和脂肪酸而言，試驗Ⅰ組、Ⅱ組多不飽和脂肪酸、反亞油酸及油酸略低于對照組。

對肌肉及腎周脂肪脂肪酸測定結果進行綜合分析可知，腎周脂肪中總飽和脂肪酸和單多不飽脂肪酸的含量比背最長肌中的含量高, 而總多不飽和脂肪酸的含量在背最長肌和腎周脂肪中差異不大，由此可見，體內不同組織器官中合成的脂肪酸數量不同。本試驗中，各組別n6/n3 值都高于營養學家推薦的值4∶0[22]，這可能是飼料中沒有添加富含n3多不飽和脂肪酸的原料所致[23]。對試驗組肌肉及腎周脂肪脂肪酸進行比較，試驗Ⅰ組優于試驗Ⅱ組，但無顯著性差異。

4 結論

土豆渣與劣質牧草混合發酵飼料飼喂小尾寒羊可顯著提高肌肉中氨基酸的含量，羊肉質營養豐富。日糧添加發酵飼料并未從結構上改變背最長肌和腎周脂肪脂肪酸組成。試驗組間比較試驗Ⅰ組略優于試驗Ⅱ組。