飼糧蛋白質水平對廣豐山羊肉品質、血清酶活性、瘤胃發酵和腸道發育的影響

占今舜 劉 遠 占詠平 李文楊 霍俊宏**

(1.江西省農業科學院畜牧獸醫研究所，南昌330200；2.福建省農業科學院畜牧獸醫研究所，福州350013；3.玉山縣畜牧獸醫局，上饒334700)

飼糧中的植物性蛋白質和非蛋白氮在瘤胃微生物的作用下生產肽和氨基酸以及合成微生物蛋白供宿主利用。因此，飼糧中的蛋白質水平和蛋白質飼料種類、結構等會改變瘤胃微生物菌群結構，影響瘤胃的消化和代謝，進而影響反芻動物的生產性能[1]。張凱凱等[2]研究發現，18.99%蛋白質水平組貴州黑山羊羔羊體重、平均日增重和體尺指標等均優于15.01%、17.02%及20.99%蛋白質水平組。施安等[3]研究發現，用蛋白質水平為28.17%的飼糧飼喂灘寒雜種羔羊，其生產性能和經濟效益高于蛋白質水平為13.10%、18.51%、23.84%的飼糧。Estrada-Angulo等[4]研究發現，在試驗前期，羔羊的生長性能和能量利用率隨著飼糧蛋白質水平的升高而顯著升高，但試驗后期，飼糧蛋白質水平超過110 g/kg對生長性能和能量利用率無顯著影響。Chobtang等[5]研究發現，山羊的末重、平均日增重和粗蛋白質消化率隨著全混合日糧蛋白質水平的升高而顯著升高。以上結果表明，適宜的飼糧蛋白質水平能夠提高肉羊的生產性能，增加經濟效益。廣豐山羊是一種原產于江西省廣豐區的地方山羊品種，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，能夠適應當地低山丘陵環境，具有耐粗飼、抗病力強、繁殖力強和采食能力強等優點[6]。目前，廣豐山羊飼養方式比較粗放，生產效率低。關于廣豐山羊營養研究方面尚未見報道。因此，本試驗擬開展飼糧蛋白質水平對廣豐山羊肉品質、血清酶活性、瘤胃代謝和腸道發育的影響研究，為今后合理配制廣豐山羊飼糧提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計及飼養管理

2019年9月在江西省龍海農業開發有限公司廣豐山羊原種場開始試驗，試驗期分預試期和正試期，其中預試期14 d，正試期70 d。試驗選擇3月齡左右、健康且體重相近[(10.15±0.83) kg]的廣豐山羊30只，隨機分為3組，每組10只(公母各占1/2)，公母分欄飼養。每組山羊分別飼喂高(H組)、中(M組)和低蛋白質水平(L組)的精料，粗料均為鍘碎的山上野生芒草鮮草。芒草的營養成分(絕干基礎)檢測結果為：粗蛋白質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《肉羊飼養標準》(NY/T 816—2004)來配制飼糧，其中H組和L組精料蛋白質水平分別是M組的1.2和0.8倍，精料組成及營養水平見表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進行飼喂，自由采食，自由飲水。其他飼養管理按照原種場的規定進行。

表1 精料組成及營養水平(干物質基礎)

1.2 肉品質測定

整個試驗期結束后，每組選擇4只山羊(公母各占1/2)進行屠宰。取出山羊第11～13肋骨處的背最長肌，用于測定肌肉的pH、熟肉率、失水率和剪切力等指標，參照占今舜等[7]方法測定，由福建省農業科學院畜牧獸醫研究所草食動物研究室完成。

1.3 血清采集和指標測定

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3 500 r/min離心10 min收集血清。測定的指標有谷草轉氨酶(AST)、谷丙轉氨酶(ALT)和堿性磷酸酶(ALP)活性。采用比色法進行測定，由北京華英生物技術研究所完成。

1.4 瘤胃液采集和指標測定

試驗結束后，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計測定。

1.4.1 瘤胃液揮發性脂肪酸含量的測定

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。揮發性脂肪酸含量用氣相色譜儀(GC-148，日本島津)進行測定，方法如下：色譜柱采用毛細吸管柱(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器，檢測溫度180 ℃，以氮氣為載氣。

1.4.2 瘤胃液氨態氮含量的測定

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。最后用酶標儀測定550 nm處吸光度[9]。

1.4.3 瘤胃液細菌基因表達的測定

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的糞便基因組提取細菌DNA，提取方法參照試劑盒中的說明書進行。根據Zhan等[10]研究中的序列進行細菌引物的合成，引物由Invitrogen公司合成(表2)。采用實時熒光定量PCR進行基因相對表達的檢測，實時熒光定量PCR方法和操作步驟參照天根生物科技有限公司生產的試劑盒中的說明書。檢測由福建省農業科學院畜牧獸醫研究所草食動物研究室完成。

表2 實時熒光定量PCR引物

1.5 腸道組織的測定

屠宰后，準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容物沖洗掉的腸道組織。根據占今舜等[7]的方法制成切片。在顯微鏡下檢測腸道絨毛高度(VH)和隱窩深度(CD)，并計算絨毛高度/隱窩深度(VH/CD)。

1.6 數據統計

以總細菌基因為內參基因，用2-ΔΔCt方法來計算細菌基因相對表達量。數據先用Excel 2016預處理，再采用SPSS 21.0軟件one-way ANOVA進行方差分析，LDS法進行多重比較，結果以平均值±標準誤表示。P<0.01表示差異極顯著，P<0.05表示差異顯著。

2 結 果

2.1 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊肉品質的影響

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)，其他指標各組間無顯著差異(P>0.05)。

表3 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊肉品質的影響

2.2 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊血清酶活性的影響

從表4中可知，整個試驗期，M組的血清谷草轉氨酶、谷丙轉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 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊血清酶活性的影響

2.3 飼糧蛋白質水平飼糧對廣豐山羊瘤胃發酵的影響

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、丙酸和總揮發性脂肪酸的含量顯著高于H組(P<0.05)，其他指標各組間無顯著差異(P>0.05)。

2.4 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊瘤胃細菌基因表達的影響

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表達量極顯著高于其他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表達量極顯著高于其他2組(P<0.01)，其他2組間無顯著差異(P>0.05)；產琥珀酸絲狀桿菌基因相對表達量隨飼糧蛋白質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表達量極顯著低于其他2組(P<0.01)，其中M組相對表達量最高；L組白色瘤胃球菌基因相對表達量極顯著低于其他2組(P<0.01)，其中M組相對表達量最高。

表5 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊瘤胃發酵的影響

表6 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊瘤胃細菌基因表達的影響

2.5 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊腸道發育的影響

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 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊腸道發育的影響

3 討 論

3.1 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊肉品質的影響

pH是反映肉羊宰殺后肌糖原酵解速度和強度的重要指標，它是影響肉品質主要指標之一。據報道，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]。本試驗結果發現，肌肉pH為6.0～6.4，比較正常。飼糧營養水平能夠影響肌肉pH，李宏等[12]研究發現，隨著營養水平的升高，羊肉pH45 min升高。本試驗研究結果與其相似，說明提高飼糧蛋白質水平能夠提高羊肉pH。肌肉的失水率越低，熟肉率越高，肉的保水性越好，說明肉品質越好。剪切力是表示肌肉嫩度的一個指標，剪切力越大，嫩度越小，反之則嫩度越大[13]。閆秋良等[14]研究發現，飼喂低蛋白質水平飼糧的東北肉用細毛羊的熟肉率顯著高于飼喂高蛋白質水平飼糧，而蛋白質水平對失水率和剪切力無顯著影響。本試驗結果與其相似。馬鐵偉等[15]研究發現，隨著飼糧蛋白質水平提高，湖羊肌肉失水率顯著降低，而熟肉率無顯著變化。施安等[3]研究發現，飼糧蛋白質水平對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水平的提高而升高。結合本研究結果，表明低蛋白質水平飼糧能夠提高肉羊肌肉的保水力，但不會影響肌肉嫩度。

3.2 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊血清酶活性的影響

機體血液生化指標能夠反映機體營養物質的代謝情況，通過檢測血液生化指標能夠間接反映機體的健康狀況[16]。谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶是反映肝臟功能的2個重要指標，它們在氨基酸降解過程中發揮重要作用。正常情況下，血清中谷草轉氨酶活性較低，當肝臟細胞受損時，會使谷草轉氨酶和谷草轉氨酶/谷丙轉氨酶明顯升高，說明肝臟受到損傷[17]。郭萬正等[18]研究發現，馬頭山羊血清谷丙轉氨酶活性隨著全混合顆粒飼糧蛋白質水平的降低而顯著降低，谷草轉氨酶/谷丙轉氨酶顯著升高，但谷草轉氨酶活性無顯著影響。結果表明，飼糧蛋白質水平能夠影響山羊血清谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性。機體粗蛋白質含量過高，會造成肝臟代謝負擔加重，導致谷草轉氨酶活性升高，而營養不良等情況也會導致谷草轉氨酶活性升高[18]。本試驗來看，攝入高蛋白質可能造成肝臟代謝負擔加重，促使谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶的活性升高，而攝入低蛋白質可能由于營養不足而造成谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶的活性升高。結果表明，飼糧蛋白質水平過高或過低均可能會影響肝臟功能。堿性磷酸酶是一種消化代謝過程中的關鍵性酶，可反映動物的生長性能。動物在健康狀態下，堿性磷酸酶活性增加有利于物質代謝，增加動物平均日增重[19]。在本試驗中，除正試期第70天外，高蛋白質組的血清堿性磷酸酶活性均高于其他組，說明飼糧高蛋白質水平有利于動物生長。堿性磷酸酶也是檢測肝臟功能的一個重要指標，如果肝臟受損，會導致該酶活性升高。在本試驗中，試驗后期，低蛋白質水平組山羊血清堿性磷酸酶活性升高，可能是因為山羊長期攝入蛋白質不足導致肝臟受損造成的。

3.3 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊瘤胃發酵的影響

飼糧中的纖維、淀粉等物質被瘤胃內微生物發酵，生成主要供能物質——揮發性脂肪酸。飼糧的組成和比例能夠影響瘤胃微生物的多樣性，進而影響瘤胃揮發性脂肪酸的生成[20]。司丙文等[21]研究不同蛋白質水平飼糧對羔羊瘤胃發酵的影響，結果發現，瘤胃pH和氨態氮含量隨飼糧蛋白質水平的升高而顯著升高，但乙酸/丙酸沒有顯著變化。10.4%蛋白質組羔羊瘤胃總揮發性脂肪酸含量顯著高于13.0%和15.7%蛋白質組。田梅等[22]研究發現，高蛋白質水平組瘤胃pH和乙酸含量顯著低于低蛋白質水平組，而丙酸含量則顯著高于低蛋白質水平組。夏永波等[23]研究發現，21%蛋白質組山羊瘤胃氨態氮含量顯著高于15%和17%蛋白質組，19%蛋白質組瘤胃總揮發性脂肪酸含量顯著高于其他組，15%蛋白質組最低；21%蛋白質組瘤胃乙酸含量顯著高于15%蛋白質組，而丁酸含量則顯著低于15%蛋白質組。本試驗發現，低蛋白質水平組的乙酸、丙酸和總揮發性脂肪酸含量顯著高于高蛋白質水平組。以上結果表明，飼糧蛋白質水平能夠影響瘤胃發酵。大部分揮發性脂肪酸主要由碳水化合物產生，當飼糧中易發酵的碳水化合物增多時，揮發性脂肪酸也增多[24]。本試驗中，低蛋白質水平組的揮發性脂肪酸含量要顯著高于高蛋白質水平組，可能是因為高蛋白質水平組飼糧中易發酵的碳水化合物相對減少，導致揮發性脂肪酸產生降低。

白色瘤胃球菌、黃化瘤胃球菌、溶纖維丁酸弧菌和產琥珀酸絲狀桿菌等是纖維素降解相關的細菌。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的細菌[25-26]。牛驍麟等[27]研究發現，白色瘤胃球菌和溶纖維丁酸弧菌含量隨飼糧蛋白質水平降低而降低，中蛋白質水平組產琥珀酸絲狀桿菌、黃化瘤胃球菌和普雷沃氏菌含量高于其他2組。本試驗結果與其相似。從本試驗結果來看，飼糧高蛋白質水平利于瘤胃溶纖維丁酸弧菌和產琥珀酸絲狀桿菌的生長，中蛋白質水平有助于促進白色瘤胃球菌、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。高蛋白質和低蛋白質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量下降，原因可能是飼糧蛋白質水平過高或過低，會促進這些細菌發生競爭、拮抗細菌的生長，進而抑制其生長。

3.4 飼糧蛋白質水平對廣豐山羊腸道發育的影響

小腸是機體營養物質消化和吸收的主要場所，絨毛長度、隱窩深度是反映腸道黏膜吸收功能的重要指標[28]。腸絨毛能夠擴大營養物質的吸收面積，較高的VH/CD有利于營養物質的吸收，而絨毛變短，會減少營養物質的吸收，降低動物的生長性能[29]。隱窩深度能夠反映隱窩細胞的增殖率和成熟度。隱窩越深，說明細胞成熟度下降，消化酶的合成和分泌下降[30]。而隱窩越淺，細胞成熟度越好，腸上皮細胞分泌消化液的能力增強，進而加強化學消化功能[7]。祁敏麗[31]研究發現，降低蛋白質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。這說明飼糧蛋白質水平能夠影響腸道組織形態，進而影響腸道的消化吸收功能。飼糧蛋白質抗原能夠引起細胞介導的超敏反應，造成腸道組織損傷、絨毛變短和隱窩增生，進而導致腸道吸收功能降低[32]。研究發現，飼糧蛋白質水平降低能夠改善小腸結構，這可能是因為降低蛋白質水平導致抗原水平也降低[33]。在本試驗中，高蛋白質水平組山羊回腸的絨毛高度、空腸絨毛高度和VH/CD顯著低于低蛋白質水平組，這可能跟高蛋白質水平飼糧的蛋白質抗原高有關。

4 結 論

飼糧低蛋白質水平能夠改善肉品質，促進揮發性脂肪酸的產生和腸道發育。飼糧中蛋白質水平能夠促進瘤胃一些分解纖維和蛋白質分解菌的生長。從本試驗結果來看，廣豐山羊以精料蛋白質水平19.07%的育肥效果最佳。