2. 甘肃农业大学动物科学技术学院, 兰州 730070;
3. 天津农学院动物科学与动物医学学院, 天津 300384;
4. 赣州绿林湾农牧有限公司, 赣州 341103
, ZHAN Jinshun1, GU Zhiyong1,3, CHEN Xinfeng4, PAN Yue1,3, JIA Haobin1, ZHONG Xiaojun1, LI Kairong4, ZHAO Shengguo2
, HUO Junhong1
2. College of Animal Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China;
3. College of Animal Science and Veterinary Medicine, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China;
4. Ganzhou Lulinwan Agriculture and Animal Husbandry Co. LTD., Ganzhou 341103, China
中国是世界上最大的羊肉消费国和生产国之一，羊肉富含较高的蛋白质、必需氨基酸、维生素、矿物质及较低的脂肪和胆固醇；同时，其具备一定的药用价值，在维持健康饮食中发挥重要作用，更是百姓“菜篮子”的重要组成[1-2]。但羊肉的品质易受遗传、年龄、性别、营养、管理水平等综合因素影响，且肌纤维的组织结构特征是肉品质性状形成的基础，并与肉的嫩度、色泽、保水性等理化性状密切相关，是肉品质和肌肉生长状况的重要决定因素[3-6]。其中，原产于中国太湖流域的湖羊作为我国一级保护地方品种和世界著名多羔绵羊品种，因其具有泌乳性能好、繁殖力和适应性强等优良特性受到国内外的关注，特别是湖羊具有的多胎基因，为我国进一步培育多产肉用绵羊提供了保障[7-9]。因此，通常利用湖羊作为母本，经过杂交改良培育新品系、新品种来改善后代的生长性能[2]。研究发现，地方品种与引入品种杂交后具有明显改善后代的生长发育、产肉性能和胴体品质等特性[10-12]。前期的研究主要集中在二元杂交改良中，利用终端父本进行绵羊三元杂交的研究较少。同时，夏洛来羊作为当今世界上优秀的大型肉用绵羊品种，其具有性成熟早、耐粗饲、采食能力强、生长发育快等优势，主要用于经济杂交生产肥羔的优良父本[13]。本课题组前期研究发现，利用夏洛来公羊作为终端父本对澳湖和杜湖母羊杂交，其能够显著改善后代羔羊的生长性能，增加6月龄羔羊的体重，提高育肥效果[7]。因此，本试验在前期的研究基础上，进一步利用夏洛来公羊作为终端父本，分别与澳湖和杜湖母羊杂交，产生夏澳湖(Charolais×Australian white×Hu, CAH)、夏杜湖(Charolais×Duper×Hu, CDH)羔羊，使其在相同一致的环境和条件下混合饲养，探究三元杂交后代羔羊的肉质特性，进而为开展肉用绵羊三元杂交提供参考依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物与饲养管理选择江西省赣州市绿林湾农牧有限公司(江西赣县；经纬度(26.12° N、115.30° E))肉羊场中体格健壮、膘情良好、经产空怀、发情周期正常的澳湖母本、杜湖母本及湖羊母本进行同期发情处理。随后，利用同一夏洛来公羊精液对澳湖母羊和杜湖母羊分别进行人工授精，生产夏澳湖(夏洛来()×澳湖(♀))、夏杜湖(夏洛来()×杜湖(♀))羔羊。同时，利用湖羊公羊精液对湖羊母羊人工授精，生产湖羊(湖羊()×湖羊(♀))羔羊。羔羊出生后，选择健康且出生体重相近的公羔((3.61±0.65) kg)随母哺乳至45天后集中断奶。断奶后分成湖羊组(Hu)、夏澳湖组(CAH)和夏杜湖组(CDH)3个处理组，每个处理15只羔羊，3个处理的45只羔羊混合育肥至6月龄。期间使用全混合日粮育肥(其中消化能为13.66 MJ·kg-1、粗蛋白质16.43%、中性洗涤纤维38.44%、酸性洗涤纤维22.14%、钙0.66%、磷0.45%)。饲养管理、免疫程序等按照该公司规定执行。每天分别在08:30和17:30定时饲喂足量饲粮，并清扫余料。试验期间绵羊自由采食和饮水。
1.2 测定指标及方法试验结束后，空腹(禁食12 h、禁水2 h)选择接近平均体重的育肥湖羊(n=6)、夏杜湖(n=6)和夏澳湖(n=6)快速屠宰，采集背最长肌测定相关指标。
1.2.1 背最长肌肌纤维分析 屠宰后，快速取第12和13肋骨之间的背最长肌用4%多聚甲醛固定，送往武汉塞维尔生物科技有限公司制作切片，随后使用Eclipse Ci-L(Nikon，Japan)拍照，显微镜选取组织的目标区域进行200倍成像，成像时尽量让组织充满整个视野，保证每张照片的背景光一致。成像完成后使用Image-Pro Plus 6.0(Media Cybemetics，U.S.A)分析软件统一以毫米作为标准单位，分别测量每张切片中5个肌纤维直径；计数每张切片3个200倍视野内肌纤维数量并测量视野内肌纤维总面积，计算出肌纤维平均面积=肌纤维总面积/肌纤维数量，计算出肌纤维密度=肌纤维数量/肌纤维总面积。
1.2.2 背最长肌肉品质及营养成分测定 截取第5~12肋骨间背最长肌，参照刘俊斌等[14]描述的方法测定pH、肉色、剪切力、熟肉率、失水率。第12~13肋骨之间的背最长肌参照王海波等[15]描述的方法测定背最长肌的氨基酸、脂肪酸、水分、粗脂肪、粗蛋白质及微量元素[16]的含量。
1.3 数据处理及统计分析数据经Excel 2013处理后，采用SPSS 26.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，用Duncan氏法进行多重比较，试验结果均以“平均值±标准差(SD)”表示，P<0.05表示差异显著。
2 结果 2.1 湖羊及其杂交羊背最长肌肉品质的比较湖羊及其杂交羊背最长肌肉品质的比较见表 1。湖羊、夏澳湖和夏杜湖背最长肌pH、剪切力、失水率、a*和b*之间均无显著差异(P＞0.05)；但相比湖羊，夏澳湖和夏杜湖背最长肌熟肉率显著提高，而背最长肌L*值显著降低(P＜0.05)。但夏澳湖和夏杜湖羔羊背最长肌在熟肉率和L*值间均无显著差异(P>0.05)。
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表 1 湖羊及其杂交羊背最长肌肉品质的比较 Table 1 Comparison of the longissimus dorsi muscle quality of Hu sheep and its hybrid sheep |
湖羊及其杂交羊背最长肌肌纤维比较见图 1和表 2。如图 1和表 2所示，相比湖羊，夏澳湖和夏杜湖背最长肌的肌纤维直径和肌纤维平均面积显著提高，但肌纤维数量和肌纤维密度显著降低(P＜0.05)。肌纤维总面积在湖羊、夏澳湖和夏杜湖之间无显著差异(P＞0.05)。同时，夏澳湖肌纤维直径显著低于夏杜湖(P＜0.05)，但肌纤维数量、肌纤维平均面积和肌纤维密度在夏澳湖和夏杜湖之间均无显著差异(P＞0.05)。
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图 1 湖羊(a)、夏杜湖(b)和夏澳湖(c)背最长肌HE染色切片 Fig. 1 Hematoxylin and eosin stained sections of longissimus dorsi muscle of Hu (a), CDH (b) and CAH (c) |
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表 2 湖羊及其杂交羊背最长肌肌纤维比较 Table 2 Comparison of muscle fibers of longissimus dorsi muscle of Hu sheep and its hybrid sheep |
2.3.1 湖羊及其杂交羊背最长肌常规营养成分含量的比较 湖羊及其杂交羊背最长肌常规营养成分含量的比较见表 3。湖羊、夏澳湖和夏杜湖背最长肌中水分、粗脂肪、粗灰分均无显著差异(P＞0.05)。相比湖羊，夏澳湖和夏杜湖背最长的粗蛋白水平显著提高(P＜0.05)。但夏澳湖和夏杜湖之间背最长肌的粗蛋白水平无显著差异(P＞0.05)。
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表 3 湖羊及其杂交羊背最长肌常规营养成分含量的比较 Table 3 Comparison of the content of conventional nutrients in longissimus dorsi muscle of Hu sheep and its hybrid sheep |
2.3.2 湖羊及其杂交羊背最长肌微量元素的比较 湖羊及其杂交羊背最长肌微量元素的比较见表 4。湖羊、夏澳湖和夏杜湖背最长肌中微量元素Cu、Fe、Zn和Mn之间均无显著差异(P＞0.05)。
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表 4 湖羊及其杂交羊背最长肌微量元素的比较 Table 4 Comparison of trace elements in longissimus dorsi muscle of Hu sheep and its hybrid sheep |
2.3.3 湖羊及其杂交羊背最长肌氨基酸的比较 湖羊及其杂交羊背最长肌氨基酸的比较见表 5。相比与湖羊，夏澳湖和夏杜湖背最长肌中Asp、Glu、Ser、Gly、His、Arg、Ala、Pro、Tyr、Val、Met、Ile、Leu、Phe、Lys、Thr、TAA、NEAA、EAA、SAA、BAA和DAA的含量均显著提高(P＜0.05)，但各种氨基酸含量在夏澳湖和夏杜湖之间均无显著差异(P＞0.05)。同时，夏杜湖中EAA/TAA和EAA/NEAA的比例显著高于湖羊(P＜0.05)，但与夏澳湖之间无显著差异(P＞0.05)。
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表 5 湖羊及其杂交羊背最长肌氨基酸的比较 Table 5 Comparison of amino acids in longissimus dorsi muscle of Hu sheep and its hybrid sheep |
2.3.4 湖羊及其杂交羊背最长肌脂肪酸的比较 湖羊及其杂交羊背最长肌脂肪酸的比较见表 6。相比与湖羊，夏澳湖和夏杜湖显著降低背最长肌中C11∶0、C18∶3n3、C22∶0、C20∶4n6、C23∶0的含量(P＜0.05)，但夏澳湖和夏杜湖之间无显著差异(P＞0.05)。同时，夏杜湖背最长肌中的C14∶0和C16∶1显著高于夏澳湖和湖羊(P＜0.05)，但其在夏澳湖和湖羊之间均无显著差异(P＞0.05)。同时，夏杜湖的PUFA显著低于湖羊(P＜0.05)，而C18∶1n9c和MUFA显著高于夏澳湖(P＜0.05)。同时，夏杜湖的MUFA/SFA显著高于湖羊和夏澳湖，而PUFA/SFA显著低于湖羊和夏澳湖(P＜0.05)。
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表 6 湖羊及其杂交羊背最长肌脂肪酸的比较 Table 6 Comparison of fatty acids in longissimus dorsi muscle of Hu sheep and its hybrid sheep |
随着人民生活水平的不断提高，消费者不仅对优质肉类的需求不断增加，更开始注重肉的营养价值和品质。研究表明，肉品质主要受品种、年龄、性别、营养、管理水平等综合因素影响，且肌纤维是肌肉组织的基本单位，肌纤维的组织结构特征是肉品质性状形成的基础[4-6]，研究提高绵羊的肉质对改善人们的生活质量具有重要意义。羊肉的品质可以通过pH、剪切力、失水率、熟肉率、肉色(a*、b*、L*)等指标反映。其中肉色是影响购买者决策的关键因素，其不仅源自色素的贡献，还取决于肌肉纤维等因素的影响(如源自肌肉的结构间距和肌质属性)，且鲜肉中鲜亮的樱桃红色通常被消费者认为是健康的标志[17-18]。在反刍动物中，几乎所有的肌肉纤维都是在产前形成的，其中肌纤维结构是在细胞水平上评价肉类成分的定量指标，而肌纤维类型、代谢和生理特性对其肌肉产量和品质起着关键作用[19-21]。同时，肌纤维的直径、密度、结缔组织的含量、组成、分布以及肌内脂肪的含量是影响肌肉嫩度、质构特性、肉色和pH的重要因素，且肌纤维直径、密度等受品种、年龄、性别、营养水平、激素等多种因素的影响[3, 22]。本研究发现，三元杂交绵羊夏杜湖显著提高背最长肌的肌纤维直径。但夏澳湖和夏杜湖在肉品质、肌纤维数量、肌纤维面积和肌纤维密度之间均无显著差异。同时，夏澳湖和夏杜湖背最长肌的肌纤维直径、肌纤维平均面积显著高于湖羊，但肉色的L*值、肌纤维数量和肌纤维密度显著低于湖羊，且它们的a*值越高、L*和b*值越低，表明肉的颜色越好[23]，但三元杂交对背最长肌的pH、剪切力、失水率无显著影响。研究结果表明，绵羊的熟肉率保持在50%~61%左右，其与本试验湖羊熟肉率保持一致[24]；但是通过三元杂交绵羊能够显著提高背最长肌的熟肉率，且熟肉率与烹煮损失有着密切的联系，其数值越高烹煮损失越小，肉质越好[24-26]。因此，同一终端父本杂交后代(夏澳湖和夏杜湖)在背最长肌肉品质及肌纤维比较中无显著差异，但均有利于改善绵羊肉品质。
3.2 湖羊及其杂交羊背最长肌营养组分的比较水分、粗蛋白质和粗脂肪含量直接影响肉品的营养价值和风味。其中水分和脂肪含量越高，肌肉嫩度越好，口感越好，且一定量的脂肪可以改善肉的风味[27]。本试验发现，三元杂交绵羊背最长肌粗蛋白的含量显著高于湖羊，有利于满足人们对蛋白质的要求[24]，但三元杂交不能改变背最长肌中粗脂肪和水分的含量。动物体内微量元素主要是通过采食获得，经肝脏快速周转代谢，其在动物体内的含量与机体生长发育和新陈代谢密切相关。本试验发现，饲喂相同基础日粮条件下不能引起微量元素(Cu、Fe、Zn和Mn)在湖羊、夏澳湖、夏杜湖背最长肌中沉积的变化，这可能与微量元素铁、锰、铜、锌在体内的沉积易受日粮中锌水平影响有关[16, 28]。
氨基酸是蛋白质的基本单位，其种类和含量与肌肉的风味密切相关。研究表明，羊肉中富含人体所需的EAA和NEAA，其中，羊肉富含的8种EAA(赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸)更是人类蛋氨酸和赖氨酸的良好来源[27]，EAA中最具代表性的是亮氨酸和赖氨酸[20]。其中，肌肉中的鲜味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸和甘氨酸[29])是增强肌肉风味的重要物质，此外氨基酸通过美拉德反应、脂质的氧化、硫胺素的降解等相互作用影响熟肉的香气[30]。本试验发现，三元杂交绵羊夏杜湖和夏澳湖间背最长肌中氨基酸含量均无显著差异，但相比湖羊，其显著提高了背最长肌中氨基酸含量及总必需氨基酸和非必需氨基酸的含量。同时，三元杂交绵羊能够显著提高背最长肌中苦味氨基酸的含量，丰富的苦味氨基酸能参与降压和机体蛋白质代谢，并能预防脂肪肝、糖尿病和肥胖等疾病的发生，且丰富的苦味氨基酸利于机体健康[15, 31]。
脂肪酸是影响羊肉风味、嫩度、多汁性、营养价值和食用价值的重要重要指标，主要由饱和脂肪酸(SFA)和不饱和脂肪酸(UFA)组成，UFA又分为单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(MUFA)。研究发现，SFA与现代生活中的许多疾病密切相关，如各种心血管疾病[27]，且越来越多的证据表明n-6脂肪酸、亚油酸、n-3脂肪酸、亚麻酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸可以共同预防冠心病[32]。本试验发现，背最长肌中总MUFA和PUFA在湖羊和三元杂交绵羊之间无显著差异。同时，n-6和n-3多不饱和脂肪酸都具有独特的生物效应，且两个系列的多不饱和脂肪酸都是膳食必需的，有助于保护心脏，但最佳绝对摄入量(g·d-1)和n-6/n-3比例都存在争议[32]。也有证据表明，应侧重于用总多不饱和脂肪酸取代膳食中的饱和脂肪酸，而不是专注于n-6∶n-3的比率，但是肉中PUFA含量越高，更容易通过氧化反应产生活性氧和自由基，使肉产生异味和表面变色，并影响风味物质的形成[33-34]。研究发现，肉豆蔻酸含量在夏杜湖背最长肌中显著高于湖羊，而月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸等饱和脂肪酸含量的增加能够引起血液中胆固醇和低密度脂蛋白含量升高，过量的低密度脂蛋白会导致血管壁增厚，致血管堵塞，增加心血管疾病(特别是冠状动脉硬化)的风险[35]。同时，本试验结果表明夏杜湖羊的MUFA/SFA显著高于湖羊和夏澳湖羊，而PUFA/SFA显著低于湖羊和夏澳湖羊，但在湖羊和三元杂交绵羊背最长肌中总不饱和脂肪酸无显著差异，且不饱和脂肪酸对胆固醇代谢具有重要作用，能降低心血管疾病发生的风险[36]。因此，利用同一终端父本杂交后代(夏澳湖和夏杜湖)在背最长肌营养成分无显著差异，但均有利于增加绵羊背最长肌中粗蛋白和氨基酸含量。
4 结论本试验发现，同一终端父本的杂交后代(夏澳湖和夏杜湖)在肉质特性中无明显差异，且三元杂交对绵羊背最长肌总饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸无显著影响，但其能够显著改善背最长肌的肉色，提高熟肉率，增加粗蛋白和氨基酸水平，降低肌纤维数量和密度，这表明三元杂交改良具有培育生产优质羊肉的潜力。
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(编辑 郭云雁)