冷季不同飼養模式對牦牛肉品質的影響

劉奕軒，熊 琳，梁春年，吳曉云，包鵬甲，余群力*

(1. 甘肅農業大學食品科學與工程學院, 蘭州 730070； 2. 中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所，蘭州 730050； 3. 甘肅省牦牛繁育重點實驗室，蘭州 730050)

牦牛(Bosgrunniens)是青藏高原及其毗鄰地區稀缺而珍貴的家畜，對該地區牧業生產和發展發揮著巨大的作用[1]。全球約有 2 000 萬頭牦牛，牦牛肉年產量約 30 萬噸[2]。牦牛在 7 000～10 000年前被人類馴化，并隨藏族人口穿越高原而遷移，為居民提供肉、奶、交通和燃料[1]。牦牛肉是低溫缺氧條件下牧區人民飲食中動物蛋白的主要來源[2]。

在青藏高原地區，由于海拔和地形的不同，四季是不確定的。自然放牧是牦牛的傳統養殖模式，受長達半年枯草期營養匱乏的影響，牦牛體況呈現出夏壯、秋肥、冬瘦、春乏的現象，諸多因素對牦牛生產產生極大影響[3]。在傳統的飼養方式下，牦牛肉是季節性供應的，生產周期長，品質不穩定，產量低，其生長狀況也不適合屠宰，因此，在寒冷季節無法供應新鮮牦牛肉[4]。為此，發展一種不同于傳統牦牛生產的管理體制，提高青藏高原及其周邊地區農業生產的可持續性至關重要。為了提高生長效率和肉品質，人們開發了各種現代動物管理方法，包括集約化育肥、短期育肥等[5]。在寒冷季節舍飼育肥、補飼等技術成為產業發展的趨勢，為牦牛提供了足夠的營養，使其生產效率得到提高，最終以牦牛肉產量提高來滿足市場逐年增長的需求。

全混合日糧(total mixed rations, TMR)可以提高動物營養物質的消化率和消化能含量[6]。它有幾個優點:成本相對較低，時間短，效果好，不論動物性別和年齡等。因此，它已被廣泛用于動物飼喂，包括公牛、小母牛和山羊[7-9]。育肥技術已經廣泛用于動物飼養和育種研究，然而，關于 TMR 在牦牛育肥飼養中的應用研究很少，大都聚焦在不同品種、年齡等，補飼手段也不盡相同。本研究以冷季傳統放牧飼喂和短期育肥牦牛為研究對象，同時進行放牧與育肥飼養，控制其生長條件，減少其他因素對試驗的影響，以明確冷季育肥對牦牛肉品質及營養品質的影響。旨在為促進寒冷季節牦牛產業的發展和短期育肥營養調控牦牛肉品質提供科學依據和數據參考，使其適合于高海拔寒冷季節牧區畜牧業發展。

1 材料與方法

1.1 動物飼養系統評估

動物研究和程序經甘肅農業大學倫理委員會和中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所倫理委員會批準(2019—002)。在青海海北州選取體重為(270±10) kg 的5歲雄性牦牛 12 頭，隨機分為放牧組(n=6 體重 (268±7.3) kg)和育肥組(n=6，體重 (271±5.2) kg)，每組 6 個重復，每個重復 1 頭牛。全放牧組牦牛在海北州天然牧場采食自然生長牧草，沒有任何補飼。育肥牦牛在當地夏華清真食品有限公司進行TMR育肥飼養，經臥式TMR攪拌機攪拌后由工作人員開小拖拉機人工撒料，每日喂食兩次，自由飲水，進行為期 120 d的育肥試驗。樣品采集：育肥試驗結束后按照《牛屠宰操作規程》于青海夏華清真食品有限公司屠宰場進行標準化屠宰，屠宰前 12 h禁食，2 h禁水。屠宰后快速采集背最長肌(longissimusdorsi, LD)、肱二頭肌(bicepsbrachii, BB)和股二頭肌(bicepsfemoris, BF)各 500 g，將所采集的 36 個樣品裝入自封袋內，放入-20 ℃ 冷庫過夜，保溫箱(0～4 ℃)保存運回實驗室待測營養成分。部分新鮮肉樣于現場測定肉色、pH、嫩度(剪切力)、壓力失水率、蒸煮損失。

1.2 采樣地介紹與試驗飲食

青海省海北州海晏縣牧戶放牧場，地理坐標100° 23′-101° 20′ E，36° 44′-37° 39′ N，寒冷期長，溫涼期短，光照充足，太陽輻射強，干濕季分明，雨熱同季，多夜雨和大風。該地區屬高原大陸性氣候的典型高山地貌。年平均氣溫 -2.4～1.4 ℃，最高氣溫 33.3 ℃， 最低氣溫-36.3 ℃。年平均降水量 309.9～529.1 mm。年日照時數2 517.6～2 995.3 h。年均輻射量每平方米5 210.2～6 568.3 MJ。無絕對無霜期。大部分地區在海拔3 000 m 以上。有草地362.5萬畝(約合24.2 萬 hm2)，夏秋草地153.2萬畝(約合10.2 萬 hm2)。供試草地以高山嵩草(Kobresiapygmaea) 為優勢種，伴生種有草地早熟禾(Poaannua)、矮嵩草(K.myosur-oides)、紫花針茅(Stipapurpurea)、異針茅(S.alie-na)、芨芨草(Achnatherumsplendens)、珠芽蓼(Po-lygonumvivparum)、條葉垂頭菊(Cremanthodiumlinrare)等。樣品采集：隨機選取10塊 1 m2的牧場草地，采集牧草10份，每份約0.5 kg，裝入密封袋中4 ℃保存，經實驗室自然風干后，用飼料粉碎機粉碎磨細，TMR 樣品為當地育肥場提供，處理方法與牧草相同。

牧草和TMR飼糧的營養成分組成如表1 所示。根據《中國肉牛養殖標準(2004年)》，體重 270 kg、 平均日增重 (average daily gain， ADG) 為 1 000 g·d-1的肉牛營養需要，以玉米、豆粕、小麥麩、菜籽粕等為精料補充料原料，以燕麥干草、苜蓿干草、青稞酒糟等為粗料，精粗比為3∶7進行配制。

表1 試驗日糧組成及營養水平(干物質基礎)

1.3 試驗試劑與儀器

苯酚(分析純)、濃硝酸(優級純)、檸檬酸鈉(分析純)、硫酸銅(分析純)、硫酸鉀(分析純)、三氟化硼-甲醇、硫化鈉(分析純)、氯仿(分析純)、正己烷(分析純)、乙二胺四乙酸二鈉(分析純)、高氯酸(優級純)、脂肪酸甲酯標準品、甲醇(色譜純)、氫氧化鉀(分析純)、乙醚(分析純)、石油醚(30～60 ℃)。

C-LM3B 數顯式肌肉嫩度儀、TenovoMeat-Ⅰ 肉質壓力儀、PH-STAR 胴體肌肉 pH 測定儀、OPTO-STA 肉色測定儀、R-1001VN 旋轉蒸發儀、MixerB-400 均質儀、KjeltecTM8200 凱氏定氮儀、TSX1400 馬弗爐、SoxtecTM2050 索氏脂肪浸提取儀、Biochrom 30+ 氨基酸自動分析儀、Agilent7890A 氣相色譜儀、UV-2550 紫外可見分光光度計等。

1.4 試驗方法

1.4.1 肉品質測定 肉色：屠宰后使用校正后的肉色測定儀測定肌肉橫截面的亮度值 (L*)、紅度值 (a*)、黃度值 (b*)，測量 3 次取平均值作為該肉樣的肉色評分；肌肉 pH：根據中華人民共和國農業行業標準《畜禽肉質的測定》(NY/T 1333—2007)測定 45 min和 24 h pH，將德國 MATTHAUS胴體肌肉 pH 測定儀校準后分 3 次插入肉樣，分別記錄數值，取 3 次平行測量的平均值作為該肉樣的 pH；剪切力：根據《肉嫩度的測定剪切力的測定》(NY/T 1180—2006)方法測定；壓力失水率：根據《畜禽肉質的測定》(NY/T 1333—2007)方法測定；蒸煮損失(熟肉率)：取約 250 g 的肉塊，在天平上稱其質量(m1)，然后拴上繩子在沸水中蒸煮 30 min，將其拿出并拆掉繩子，拭干表面水分，稱其質量(m2)，計算公式：蒸煮損失=(m1-m2)/m1×100%。

1.4.2 常規營養成分測定 蛋白質根據《食品中蛋白質的測定》(GB/T 5009.5—2003)測定[10]，脂肪根據《肉與肉制品總脂肪含量測定》(GB/T 9695.7—2008)測定[11]，水分根據《肉與肉制品水分含量測定》(GB/T 9695.15—2008)測定[12]，氨基酸含量測定按照國標《肉與肉制品氨基酸的測定》(GB5009.124—2016) 方法[13]，利用保留時間定性、峰面積定量、通過標準曲線測定16種氨基酸的含量。脂肪酸的測定按照 Song 等[14]的方法，首先提取出脂肪樣品，水解、衍生化之后，再利用氣相色譜儀測定并換算為脂肪酸含量，最后計算脂肪酸的相對含量。

1.5 數據處理

采用 SPSS 18.0 軟件對數據進行單因素和 Duncan’s 多重比較，每個樣品進行 3 次重復試驗，結果以“平均值±標準差”表示，以P<0.05表示顯著性差異，以P<0.01 表示極顯著性差異。

2 結 果

2.1 不同飼養模式對牦牛肉品質的影響

舍飼育肥對牦牛肉肉色、pH、壓力失水率、蒸煮損失、剪切力的影響如表2 所示。育肥對于牦牛肉pH影響不顯著 (P>0.05)。對于肉的色澤，參考 CIE LAB 色度坐標，舍飼育肥對于牦牛肉肉色L*和a*具有顯著影響 (P<0.05)，但對BF的b*影響不顯著 (P>0.05)。育肥對于牦牛肉肉色有一定影響。對于加工品質來說，舍飼育肥均顯著或極顯著降低了各部位肉的壓力失水率和蒸煮損失(P<0.05或P<0.01)。對于食用品質嫩度(剪切力)來說，育肥極顯著降低了 LD 的剪切力，提高了肉的嫩度 (P<0.01)，顯著降低了 BF 和 BB 的剪切力(P<0.05)。 尤其是 LD 的蒸煮損失和剪切力，分別降低了 19.6% 和 31.8%。結果顯示，舍飼育肥不僅改善了肉品的加工特性還明顯提高了各部位肉的嫩度。

表2 不同飼養模式對牦牛背最長肌，股二頭肌和肱二頭肌肉品質的影響

2.2 不同飼養模式對牦牛不同部位肌肉中常規營養成分的影響

舍飼育肥對牦牛 LD、BF 和 BB 中水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、磷、鈣含量的影響如圖1 所示。育肥對牦牛不同部位肌肉中水分、蛋白質、脂肪、鈣和磷的含量均存在極顯著影響 (P<0.01)。對 BF 和 BB 灰分含量影響不顯著 (P>0.05)。結果顯示，舍飼育肥對于肌肉營養成分含量有很大影響，育肥牦牛肉一般營養價值優于放牧牦牛肉。

肉類數據均為鮮樣基礎

2.3 不同飼養模式對牦牛不同部位肌肉中氨基酸含量的影響

育肥對牦牛不同部位肌肉中氨基酸含量的影響如表3 所示。3個部位均檢測到 16 種氨基酸，在 LD中除蛋氨酸含量差異不顯著 (P>0.05)，組氨酸 (His)、酪氨酸 (Tyr) 含量差異顯著 (P<0.05) 外，其余 13 種氨基酸含量存在極顯著差異(P<0.01)。 育肥對BF和BB中大部分氨基酸含量有提高作用，但其影響均不顯著(P>0.05)。對于 LD 中總氨基酸 (total amino acid, TAA)、必需氨基酸 (essential amino acid, EAA)、非必需氨基酸 (non-essential amino acid, NEAA) 含量均有顯著影響 (P<0.05)，對 BF和 BB 影響不顯著 (P>0.05)。結果顯示，舍飼育肥對牦牛不同部位肌肉中各種氨基酸含量均有所提高，在 LD 中表現出很好的增長作用，但對 BB 和 BF 影響不大。

表3 不同飼養模式對牦牛背最長肌、股二頭肌、肱二頭肌中氨基酸的影響

2.4 不同飼養模式對牦牛不同部位肌肉中脂肪酸組成的影響

不同飼養模式對牦牛3個部位肌肉中脂肪酸組成的影響如圖2 所示，各部位主要脂肪酸都為以C16:0、C16:1、C18:0、C18:1N9C、C18:2N6C 和 C20:4N6為主。在放牧牦牛 LD 和 BF 中共檢出31種脂肪酸，BB 中檢出 28 種；在育肥牦牛 LD 和 BB 中共檢出 32 種脂肪酸，BF中檢出30種。其中C22:1、C20:3N3、C22:2在不同飼養模式牦牛3個部位肌肉中均未檢出。

圖2 不同飼養模式對牦牛背最長肌、肱二頭肌、股二頭肌中高含量脂肪酸的影響

不同飼養模式對牦牛3個部位肌肉脂肪酸組成的影響如表4 所示。由于育肥極顯著提高了肌肉的脂肪含量，因此極顯著提高了 BF 和 BB 飽和脂肪酸 (saturated fatty acid，SFA) 含量(P<0.01)，極顯著降低了不飽和脂肪酸含量(unsaturated fatty acid，UFA)(P<0.01),但極顯著降低了各部位肌肉的 PUFA 含量(P<0.01)，極顯著提高了 MUFA 的含量(P<0.01)，并降低了各部位 n-6/n-3 的比值。

表4 不同飼養模式對牦牛背最長肌、肱二頭肌、股二頭肌中脂肪酸組成的影響

3 討 論

3.1 不同飼養模式對牦牛肉品質的影響

肉的食用品質是現代肉品質概念中重要的部分，其中，pH被認為能很好地反映肉的品質，剛屠宰的肉pH在6～7之間，僵直適當達到5.1～5.6，較高的 pH 不利于肉品的貯藏保鮮，但過低又會引起異常肉的發生[15]。pH 不僅會直接影響肉的適口性、嫩度、蒸煮損失和貨架時間，還與牛肉系水力、肉色和風味等相關[16]。本試驗中，育肥牦牛肉 pH24 h略低于放牧牦牛肉，可以推測育肥改善了牦牛肌肉的營養水平，肌肉中豐富的糖原轉化為乳酸，從而整體地降低了牦牛肉的 pH，該結果與張麗等[17]和譚子璇等[18]的研究結果一致。

肉色也是評價肉品質的重要指標，是消費者接觸牦牛肉的第一感官印象[19]。參考 CIE LAB 色度坐標，L*代表明度系數，100為白色，0為黑色，數值越高代表肉色越亮；a*為紅度值，數值越高代表肉色越紅；b*為黃度值。育肥牦牛不同部位L*均好于放牧牦牛，但放牧牦牛a*好于育肥牦牛，由于放牧牦牛運動量以及需氧量遠高于同一時期育肥牦牛，血液中肌紅蛋白含量高以至于其各部位肉a*要好于育肥牦牛，這也與金穎等[20-21]對肉色的研究一致，說明育肥會在一定程度上改變肉色。

壓力失水率和蒸煮損失是做為肉品質評價最重要的指標，反映了牦牛肉的保水性能[22]，不僅影響肉品加工品質還與肉制品的經濟意義相關[23]。失水率和蒸煮損失越小代表肉品的保水性能越好，本研究中放牧牦牛各部位蒸煮損失均高于育肥牦牛，育肥牦牛肉在加工過程中較放牧牦牛肉相比損耗更小，展示出良好的肉品加工特性，說明育肥有利于改善牦牛肉的加工品質。

而嫩度則是消費者最為關心的食用品質之一，并且是肉品質評價中極其重要的指標，剪切力是肌肉嫩度的直觀體現，肉剪切力與嫩度成反比。放牧牦牛各部位肉剪切力高于育肥牦牛，說明育肥改善了牦牛肉的嫩度。Mamani-Linares和Gallo[24]研究發現，經過 3 個月飼料補飼的美洲駝因肌間脂肪含量上升而明顯改善了其嫩度和風味。由此推測，育肥飼喂的TMR 飼料中豐富的蛋白質與脂質，在很大程度上促進了肌肉間脂肪沉積，從而改善了牦牛肉嫩度。

3.2 不同飼養模式對牦牛肉常規營養成分的影響

肉的營養價值直接影響到其保健功能[31]，肉類為人體提供了優質蛋白質、脂肪酸和礦物質等必需的營養物質，所以其營養成分的含量會直接影響肉品質。本試驗中，牦牛肉相較其他家畜水分和蛋白質含量較高，脂肪含量偏低，這也與張麗等[17]和劉亞娜[22]的研究結果一致，說明牦牛肉是高蛋白低脂肪的健康肉類，也更加符合現代飲食觀念。本研究中，育肥對牦牛肉的蛋白質、脂肪、礦物質元素含量均有極顯著提升，這與飼喂富高蛋白與油脂的 TMR 飼料有關，Zhao 等[26]研究表明，高蛋白飼料可以有效提高動物的生產性能和肉品質。動物在青年時期生長發育快，主要是蛋白質沉積，性成熟后生長速度變緩，蛋白質沉積也逐漸轉化為脂肪沉積[27]。育肥使得不同部位水分含量降低，這也與徐瑛等[28]的研究結果一致。已有研究表明，肌肉組織中影響含水量的因素很多，例如動物個體因素、蛋白質含量、脂肪含量、pH 以及宰前管理等都會對肌肉水分含量造成影響[29]，本研究中，牦牛通過育肥使得肌間脂肪、蛋白質含量提高，隨著脂肪及蛋白質含量的增長，吸收了一定的水分，同時也因此降低了肌肉的壓力失水率和蒸煮損失。以上結果表明，育肥牦牛肌肉的一般營養價值優于放牧牦牛肉。

3.3 不同飼養模式對牦牛肉氨基酸含量的影響

蛋白質是構成人體生命活動的基礎[25]，牦牛肌肉中蛋白質含量在 20% 左右，氨基酸含量和組成直接影響蛋白質含量和品質[30]。根據 FAO/WHO 標準，優質蛋白質的氨基酸組成中 EAA/TAA 比例約為 40%，EAA/NEAA 比例約為 60%[31]。本試驗從牦牛肉中共檢測出 16 種氨基酸，其中 EAA(Phe、Met、Lys、Leu、Thr、Val、Ile和His) 8 種，NEAA(Ala、Pro、Gly、Glu、Arg、Tyr、Ser和Asn) 8種，不同部位牦牛肉 EAA/TAA 比例均超過 40%，EAA/NEAA 比例均超過 60%，符合 FAO/WHO 標準，說明牦牛肉是優質蛋白質來源。EAA是人體不能合成或合成含量不能滿足每日需求量的氨基酸，因此，EAA 的含量對于肉的營養品質來說更為重要[32-33]。本研究中，和放牧牦牛相比，育肥牦牛 LD 中除蛋氨酸外，EAA和NEAA 含量均有顯著提高，在 BB 和 BF 中有提高但不顯著。因此，育肥對牦牛 LD 中 EAA 的沉積具有很好的促進作用，極大地提高了 LD 的營養價值。在不改變肌肉氨基酸組成的情況下，育肥只增加了肌肉中的氨基酸含量，這也與 Wang 等[34]的研究結果一致。綜合分析表明，育肥牦牛肉的 AAS (氨基酸評分)更高，說明育肥牦牛的氨基酸組成優于放牧牦牛，因此蛋白質品質也更優。

3.4 不同飼養模式對牦牛肉常規脂肪酸種類和相對含量的影響

脂肪是動物體內有機組織之一，一般家畜體內脂肪含量為其體重的 10%～20%,肌肉組織內的脂肪含量則各不相同，1%～20% 不等，其高低取決于家畜的飼養方式、品種和年齡等因素[25]。肌肉脂肪酸組成不僅影響胴體的經濟價值，還直接影響消費者的健康[35]。隨著人們對多不飽和脂肪酸營養功能的認識不斷增強，對多不飽和脂肪酸產品的研究也不斷深入，現代健康飲食習慣深入人心，人們開始關注多不飽和脂肪酸含量高、不飽和脂肪酸含量低的肉類。在牦牛肌肉脂肪酸中，主要都以 C16:0、C18:0、C18:1N9C、C18:2N6C、C20:4N6為主，在放牧牦牛肌肉中這幾種脂肪酸占比超過 80%，在育肥牦牛中占比超過 85%。n-6/n-3 和 PUFA/SFA 比例是衡量膳食中脂肪酸營養價值的重要指標，中國營養學會推薦膳食中 n-6/n-3 比例為 4～6[36]。本試驗中放牧牦牛不同部位肉均達到該要求，而育肥牦牛肉距此還有一定差距，已有研究表明，天然放牧牦牛體內的 n-6、n-3 含量較高[37]，所以其 n-6/n-3 比值也就越符合推薦值。世界衛生組織推薦 PUFA/SFA 含量高于0.4，本研究中，放牧牦牛除BF外,PUFA/SFA 均達到該要求，而育肥牦牛肉距此還有一定差距，由于育肥降低了肌肉 PUFA 含量而提高了 MUFA 含量，與推薦值有一定差距，但對于 MUFA 含量的提升十分顯著，分別提高了 36.07%、41.40% 和 58.29%。這些結果顯示，育肥雖然犧牲了一些肌肉中豐富、健康的脂肪酸，但在很大程度上通過加工品質與食用品質的提升進行了彌補，這也與 Cao 等[37]的研究結果一致。

4 結 論

根據肉品質和營養成分含量特征，相較傳統放牧的飼養方式，冷季育肥的飼養模式對牦牛的肉品質產生極大的影響，尤其是肉品的加工品質和食用品質有了明顯改善，同時可以提高肉品的一般營養價值，提高必需氨基酸含量，雖然損失了一些健康的脂肪酸，但從另一個角度來說很好地促進了牦體內蛋白質和脂肪的沉積，是更加符合消費者需求的營養健康的肉品，展現出了良好的經濟效益和市場前景。