试验选择50头健康的、体重414.02 kg左右的16月龄西门塔尔公牛, 经药物驱虫后, 依据体重进行配对试验设计, 分为去势组和未去势组两个组, 每组25头牛。试验期150 d。

参照肉牛饲养标准NY/T 815-2004进行试验日粮配制, 饲粮组成及营养水平见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 饲粮组成及营养水平 Table 1 Ingredient and nutrition level of experimental diets 原料 Ingredient 月龄Age/month 营养成分 Nutrient level2) 月龄Age/month 17 18 19 20~21 17 18 19 20~21 青贮玉米 Silage maize/% DM 30.16 29.50 26.67 26.02 综合净能 NEmf/MJ· kg-1 6.97 6.89 6.97 7.01 麦秸 Wheat straw/% DM 19.28 20.10 18.18 17.73 粗蛋白质 CP/% DM 13.15 12.94 13.24 13.23 玉米 Corn/% DM 33.63 33.07 36.23 37.46 粗脂肪 EE/% DM 2.34 2.30 2.33 2.35 棉粕 Cotton seed meal/% DM 13.18 12.95 13.32 13.12 粗纤维 CF/% DM 16.93 17.09 15.76 15.42 菜籽粕 Rape seed meal/% DM 2.63 2.58 2.78 2.85 钙 Ca/% DM 0.32 0.31 0.33 0.33 预混料 Premix1) /% DM 0.56 0.55 0.59 0.60 磷 P/% DM 0.36 0.36 0.35 0.34 食盐 NaCl/% DM 0.56 0.55 0.59 0.60 碳酸氢钠NaHCO3/% DM 0.00 0.70 1.64 1.62 总计 Total/% DM 100.00 100.00 100.00 100.00 Note: 1) One kilogram of premix contained the following:VA≥ 2 200 IU, VD3≥ 275 IU, VE≥ 15 IU, Fe≥ 50 mg, Cu≥ 10 mg, Zn≥ 30 mg, Mn≥ 40 mg, Se≥ 0.1 mg, I≥ 0.5 mg, Co≥ 0.1 mg. 2) NEmf was a calculated value according to China Feeding Standard of Beef Cattle(NY/T 815-2004), while the others were measured values. 注:1)每千克预混料含有VA≥ 2 200 IU, VD3≥ 275 IU, VE≥ 15 IU, Fe≥ 50 mg, Cu≥ 10 mg, Zn≥ 30 mg, Mn≥ 40 mg, Se≥ 0.1 mg, I≥ 0.5 mg, Co≥ 0.1 mg。2)综合净能为计算值, 根据中国《肉牛饲养标准》(NY/T 815-2004)计算而来, 其余为实测值。

表1 饲粮组成及营养水平 Table 1 Ingredient and nutrition level of experimental diets

将去势组的25头西门塔尔公牛禁食12 h后, 采用公畜无血去势钳去势^[18]。去势后, 观察2 d, 无不良反应即开始饲养试验。试验牛于每天09:30和19:30分两次定量饲喂相同的全混合饲粮。根据中国《肉牛饲养标准》生长育肥牛干物质采食量计算公式:

DMI=0.062× LBW^0.75+(1.529 6+0.003 7× LBW)× ADG

式中:DMI为干物质采食量(kg· d^-1); LBW为活重(kg); ADG为平均日增重(kg· d^-1)。

基于试验牛平均体重和日增重1.0 kg, 计算生长育肥牛理论干物质采食量, 结合试验牛平均剩料量, 每30 d调整一次日粮配方和饲喂量。以组为单位进行实际干物质采食量的测定, 计算平均值。试验牛分组散栏饲养, 自由饮水。

育肥期结束后, 分别从每组中选择5头体重接近平均体重的西门塔尔牛, 空腹12 h后在阿克苏市屠宰厂进行屠宰。每头牛经宰杀、放血、去头蹄内脏、剥皮、劈半后, 胴体吊挂, 排酸24 h后, 称重后分别从左半胴体同一部位, 取背最长肌1 kg。分装成两份, -20 ℃冷冻保存。

1.5.1 产肉性能分析 胴体重、屠宰率和眼肌面积测量参考《养牛学》^[5]的方法。

背膘厚度:在第12与13胸肋之间的眼肌横切面处, 使用数显游标卡尺沿眼肌长度的3/4处测定背膘厚度^[19]。

大理石花纹评分:以第12-13胸肋肌肉横断面为代表, 按NY/T676-2010牛肉等级规格进行分级评定。

1.5.2 食用品质分析 取出-20 ℃冷冻保存的背最长肌肉样置于4 ℃解冻24 h后, 根据各肉质指标方法^{[20, 21, 22]}, 将肉样进行分割测定pH、失水率、蒸煮损失、剪切力和肌红蛋白含量的检测。

1.5.3 肌肉营养成分分析 参照1.5.2中的解冻方法解冻后, 剔除可见的肌膜、筋键等, 切碎, 根据各肉质营养成分分析方法^[20], 进行水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量的检测。

1.5.4 肌肉中脂肪酸和胆固醇的测定方法 样品前处理:取出-20 ℃冷冻保存的背最长肌肉样置于4 ℃解冻24 h后, 剔除肌肉表面脂肪, 用刀切碎后, 匀浆机打碎匀浆。用电子天平称取30 g背最长肌样品, 采用冷式提取技术抽提脂肪测定脂肪酸含量^{[23, 24, 25]}。另用电子天平称取10 g背最长肌样品备用, 用于胆固醇含量测定。

脂肪酸含量和胆固醇含量均采用气象色谱法测定, 分别参考GB/T 9695.2-2008和GB/T 9695.24-2008。

试验数据处理采用Excel软件进行, 结果用SAS 9.0 T-test模型对去势和未去势组的各指标进行方差分析和显著性检验。结果以平均值± 标准差表示, P< 0.01为差异极显著, P< 0.05为差异显著, 0.05< P≤ 0.10为具有显著趋势。

与未去势组相比, 去势显著提高了牛肉的大理石花纹(P< 0.05), 去势组的大理石花纹比未去势组高66.67%(表2)。去势对胴体重、屠宰率、眼肌面积和背膘厚度无显著影响(P> 0.05), 与未去势组相比, 去势组的胴体重、屠宰率和眼肌面积降低了1.03%、1.12%和0.82%, 背膘厚度提高了46.15%。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 去势对西门塔尔牛的产肉性能的影响 Table 2 Effect of castration on slaughter performance of Simmental cattle 项目 Item 未去势组 Uncastrated group 去势组 Castrated group P 胴体重Carcass weight/kg 381.12± 30.34 377.18± 21.87 0.82 屠宰率Dressing percentage/% 64.55± 1.19 63.83± 0.48 0.24 眼肌面积Eye muscle area/cm2 102.40± 29.72 101.56± 24.74 0.96 背膘厚度Fat thickness/cm 0.13± 0.07 0.19± 0.11 0.31 大理石花纹Marbling 1.20± 0.45 2.00± 0.00 0.02

表2 去势对西门塔尔牛的产肉性能的影响 Table 2 Effect of castration on slaughter performance of Simmental cattle

与未去势组相比, 去势极显著降低了背最长肌的pH(P< 0.01), 去势组的pH比未去势组的低1.24%; 去势极显著提高了背最长肌的肌红蛋白含量(P< 0.01), 去势组的肌红蛋白含量比未去势组高58.45%(表3)。去势对蒸煮损失、剪切力和失水率无显著影响(P> 0.05), 与未去势组相比, 去势组牛肉的蒸煮损失和剪切力分别降低了26.64%和11.28%, 失水率提高了2.67%。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 去势对西门塔尔牛背最长肌食用品质的影响 Table 3 Effect of castration on meat quality of longissimus muscle of Simmental cattle 项目 Item 未去势组 Uncastrated group 去势组 Castrated group P pH 6.45± 0.02 6.37± 0.03 0.002 失水率Water losing rate/% 15.00± 1.22 15.40± 5.03 0.870 肌红蛋白含量Myoglobin/μ g· g-1 140.78± 17.51 223.06± 37.29 0.002 蒸煮损失Cooking loss/% 19.11± 5.56 14.02± 2.66 0.102 剪切力Shear force/kg 5.32± 0.96 4.72± 1.83 0.530

表3 去势对西门塔尔牛背最长肌食用品质的影响 Table 3 Effect of castration on meat quality of longissimus muscle of Simmental cattle

与未去势组相比, 去势显著提高了背最长肌干物质和脂肪含量(P< 0.05), 去势组的干物质和脂肪含量较未去势组分别高出9.79%和206.45%(表4)。去势对背最长肌的蛋白和灰分含量无显著影响(P> 0.05), 与未去势组相比, 去势组的蛋白和灰分含量分别提高了2.74%和7.36%。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 去势对西门塔尔牛背最长肌中营养成分的影响 Table 4 Effect of castration on chemical components of longissimus muscle of Simmental cattle 项目 Item 未去势组 Uncastrated group 去势组 Castrated group P 干物质Dry matter/% 24.01± 0.65 26.36± 1.61 0.02 脂肪 Lipid content/% 0.93± 0.58 2.85± 1.35 0.02 蛋白质Protein/% 22.30± 0.60 22.91± 0.85 0.23 灰分Ash/% 1.63± 0.21 1.75± 0.42 0.56

表4 去势对西门塔尔牛背最长肌中营养成分的影响 Table 4 Effect of castration on chemical components of longissimus muscle of Simmental cattle

与未去势组相比, 去势显著提高了牛肉的油酸含量、单不饱和脂肪酸的含量、单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比值(MUFA/SFA)、单不饱和脂肪酸/多不饱和脂肪酸(MUFA/PUFA)比值(P≤ 0.05), 与未去势组相比, 去势组的油酸、单不饱和脂肪酸含量, 单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸(MUFA/SFA)、单不饱和脂肪酸/多不饱和脂肪酸(MUFA/PUFA)的比值分别高出24.86%、24.01%、24.10%和156.97%(表5)。与未去势组相比, 去势具有降低牛肉饱和脂肪酸硬脂酸和不饱和脂肪酸十五碳烯酸的含量的趋势(0.05< P≤ 0.10), 去势组的饱和脂肪酸硬脂酸和不饱和脂肪酸十五碳烯酸的含量比未去势组低10.73%和17.24%; 去势具有提高牛肉饱和脂肪酸二十一烷酸的含量的趋势(0.05< P≤ 0.10), 去势组的饱和脂肪酸二十一烷酸的含量比未去势组高100.00%。去势对肌肉胆固醇和其它脂肪酸比例无显著影响。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 去势对西门塔尔牛背最长肌长链脂肪酸组成和胆固醇含量的影响 Table 5 Effect of castration on fatty acid composition and cholesterol values of longissimus muscle of Simmental cattle 项目 Item 未去势组 Uncastrated group 去势组 Castrated group P 豆蔻酸C14:0/% 1.93± 0.71 2.19± 0.71 0.60 十四碳烯酸C14:1/% 0.37± 0.10 0.28± 0.06 0.14 十五碳烯酸C15:1/% 0.29± 0.05 0.24± 0.03 0.07 棕榈酸C16:0/% 25.62± 3.87 27.20± 2.47 0.48 棕榈一烯酸C16:1/% 1.92± 0.82 2.68± 0.64 0.16 十七烷酸C17:0/% 0.85± 0.11 0.79± 0.10 0.43 十七碳一烯酸C17:1/% 0.48± 0.04 0.51± 0.05 0.37 硬脂酸C18:0/% 17.89± 0.87 15.97± 1.81 0.09 油酸C18:1/% 35.36± 6.88 44.15± 2.75 0.03 亚油酸C18:2/% 11.87± 8.47 4.34± 1.63 0.17 亚麻酸C18:3/% 0.42± 0.19 0.21± 0.06 0.12 花生酸C20:0/% 0.22± 0.06 0.25± 0.02 0.50 花生一烯酸C20:1/% 0.32± 0.25 0.19± 0.12 0.33 花生二烯酸C20:2/% 1.97± 1.70 0.79± 0.48 0.26 二十一烷酸C21:0/% 0.11± 0.10 0.22± 0.04 0.06 山嵛酸C22:0/% 0.04± 0.06 ND 0.50 二十三碳酸C23:0/% 0.30± 0.31 ND 0.23 饱和脂肪酸 SFA/% 46.84± 4.66 46.62± 2.54 0.93 单不饱和脂肪酸 MUFA/% 38.74± 7.43 48.04± 2.72 0.03 多不饱和脂肪酸 PUFA/% 14.26± 10.36 5.34± 2.12 0.18 不饱和脂肪酸 UFA/% 53.00± 4.51 53.38± 2.54 0.88 单不饱和脂肪酸/多不饱和脂肪酸MUFA/PUFA 4.09± 2.83 10.51± 4.89 0.05 单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸 MUFA/SFA 0.83± 0.14 1.03± 0.11 0.04 多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸 PUFA/SFA 0.32± 0.27 0.12± 0.05 0.23 不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸 UFA/SFA 1.15± 0.22 1.15± 0.12 0.99 胆固醇Cholesterol/mg· kg-1 364.38± 55.88 378.12± 53.73 0.70 Note: ND means not detected. 注:ND表示未检出。

表5 去势对西门塔尔牛背最长肌长链脂肪酸组成和胆固醇含量的影响 Table 5 Effect of castration on fatty acid composition and cholesterol values of longissimus muscle of Simmental cattle

胴体重、屠宰率、眼肌面积和背膘厚度等指标, 是反映肉牛的产肉性能的指标, 是判断养殖效益和经济价值的关键指标。阉牛的胴体重、净肉重、屠宰率、肉骨比和眼肌面积均小于公牛^{[26, 27, 28]}。本研究的胴体重、屠宰率和眼肌面积同样也显示去势组低于未去势组。背膘厚度的数值越大说明瘦肉率越低, 数值越小则瘦肉率越高^[29]。毛元廷^[9]和王淑辉^[11]的研究结果也同样显示, 阉牛的背膘厚度显著多于公牛。本研究中, 去势牛的背膘厚度比未去势牛高46.15%, 但差异不显著, 这可能与西门塔尔牛去势时的月龄有关。大理石花纹与牛肉的嫩度和风味密切相关, 是衡量牛肉品质的重要指标^[30], 在品种、饲养环境和饲粮定量采食营养水平相同的情况下^[31], 大理石纹越丰富, 肉则相对越嫩, 肉品质越好^[29]。本研究中, 去势组的大理石花纹显著高于未去势组, 说明去势能提高牛肉大理石花纹等级, 改善牛肉品质。去势对背膘厚度和牛肉大理石花纹等级的影响可能与公牛去除睾丸后, 雄激素分泌减少而致使机体氧化代谢过程减慢, 体脂沉积增加有关^{[4, 11]}。

消费者购买肉品时关注多是肉色、风味、嫩度和持水性^[32]。去势能改善牛肉品质^{[8, 9, 10, 11, 12]}, 同一品种、在相同的饲养条件下, 肉的嫩度阉牛优于母牛优于公牛^{[33, 34]}, 母阉牛好于公阉牛^[35], 阉牛和母牛的肉色要好于公牛^[36]。剪切力是评判肉类嫩度的肉品质指标^{[30, 37]}, 剪切力与肉的嫩度呈负相关。本研究中, 去势牛剪切力比未去势牛低11.28%, 说明去势牛牛肉的嫩度要优于未去势牛的嫩度。牛肉的嫩度又与持水性有很大的相关性, 一般肉的持水性好, 嫩度也较好。肉的系水力、滴水损失率、蒸煮损失率、熟肉率、失水率和解冻减量等指标可用于评定肉的持水性^[21]。肌肉失水率和滴水损失率越高, 肌肉组织的系水力越低, 肉的持水性低, 肉的多汁性差; 肉的熟肉率越高, 肌肉蒸煮损失的水分越少, 表明肉的系水力高, 肉的持水性能强, 肉的多汁性好。本研究中, 去势牛牛肉的蒸煮损失比未去势牛牛肉低26.64%, 说明去势牛牛肉的多汁性要优于未去势牛。去势牛牛肉多汁性和嫩度优于未去势牛可能是去势增加肌肉内的脂肪含量所致^{[8, 9, 11]}。

肉色主要取决于肌肉中肌红蛋白的含量和状态^[38], 受动物种类、性别、年龄、营养、肉表面的氧分压、pH、温度及细菌等因素的影响^{[30, 39, 40]}。本研究中, 去势牛牛肉中肌红蛋白含量显著多于未去势牛牛肉的肌红蛋白含量。在肉牛品种、月龄、饲养环境和饲粮定量采食营养水平相同的条件下, 去势能改善牛肉的色泽, 这与前人研究发现阉牛和母牛的肉色要好于公牛^[36]结果一致。去势对肉色的影响可能由于去势牛机体氧化代谢过程减慢, 肌肉中氧分压含量相对较高所致。

pH的高低可直接反映机体肌糖原酵解速率的快慢。对肉的适口性、嫩度、蒸煮损失和货架时间有影响。一般在宰后24 h测牛肉的pH在6.5左右(如降到6.1以下预示肉质不好), 宰后48 h测pH在5.5~6.8, 可视正常^[41]。本研究将排酸24 h后的肉样-20 ℃冷冻保存运回实验室分析, 去势组的pH显著低于未去势组, 但去势组和未去势组的肉样pH均高于6.1, 接近于6.5。骆德艳和王曾明^[41]研究指出, pH高于6.8容易滋生腐败菌, 使蛋白质分解产生臭味和有毒物质, pH低于5.5牛肉容易过早的变酸, 引起肌浆蛋白质的溶解度降低, 甚至沉淀在肌纤维上, 破坏了肉的酸凝体结构, 肉的颜色变得浅淡, 质地松软, 保水能力差, 表面有液体渗出。本研究中, 去势组肉样pH极显著低于未去势组, 可能说明去势组的肉样的贮藏性更好。

肉质主要取决于水分、粗蛋白质和粗脂肪含量^{[38, 42]}。牛肉中脂肪含量与肉的适口性、多汁性、嫩度和风味有关^[43], 肌内脂肪的含量过低会降低牛肉的风味, 影响牛肉等级^[44]。本研究中, 去势牛的背最长肌脂肪含量显著高于未去势牛, 且去势组脂肪含量是未去势组脂肪含量的3倍, 这与前人研究发现去势能增加肌肉内的脂肪含量, 使牛肉大理石花纹等级提高^{[45, 46, 47]}的研究结果相一致。食品中干物质含量越高, 其总营养成分含量就越高^[38]。本研究中, 去势牛的背最长肌干物质含量显著高于未去势牛。这一方面可能与去势牛牛肉中脂肪等营养物质的增高有关, 另一方面可能是由于去势牛因去除睾丸雄激素分泌减少, 代谢氧化过程减慢降低了物质的消耗有关。肌肉中蛋白质的含量约占20%^[42]。肉质灰分含量约占1.5%, 主要是矿物质元素^[38]。在本研究条件下, 去势牛的蛋白质和灰分含量稍高于未去势组, 但差异不显著。这可能说明去势牛在去除睾丸雄激素分泌减少后, 代谢氧化过程减慢虽可降低脂肪等物质的消耗, 但对蛋白和矿物质元素的沉积影响不大。

肉品中脂肪酸的组成及含量对肉的食用营养价值有重要影响。饱和脂肪酸氧化产生的挥发性物质是肉品重要的香味、风味的来源, 不饱和脂肪酸能够很好地改善牛肉风味^[48]。去势影响肉中脂肪酸的比例, 研究发现, 去势牛牛肉含有较高的棕榈酸和油酸, 而未去势牛牛肉的硬脂酸和亚油酸含量较高, 在多不饱和脂肪酸中, 未去势牛的牛肉具有较高的亚油酸和亚麻酸含量, 去势牛的牛肉单不饱和脂肪酸含量较高^{[9, 49, 50, 51]}。本研究中, 去势能显著提高牛背最长肌的油酸含量, 具有降低牛背最长肌的硬脂酸含量的趋势; 去势牛牛肉中的亚油酸和亚麻酸的含量比未去势牛低63.44%和50.00%, 棕榈酸的含量去势牛比未去势牛高6.17%; 这些结果与前人研究相似^{[9, 49, 50, 51]}。油酸(C18:1)可以降低血液总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇, 对高密度脂蛋白胆固醇没有影响, 是“ 安全的脂肪酸” , 油酸含量也是评定食用油品质的重要标志^[52]。本研究中, 去势牛牛肉中的油酸显著高于未去势牛的牛肉, 说明去势能提高牛肉的脂质品质。

背最长肌单不饱和脂肪酸含量和单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比值与牛肉品质呈正相关, 但饱和脂肪酸在血清可转化为胆固醇, 可引起动脉粥样硬化, 因此, 肉中单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比值高, 对人的健康有益。而背最长肌多不饱和脂肪酸含量、多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比值和n-6/n-3比值与牛肉品质呈负相关^{[53, 54]}。本研究中, 去势对多不饱和脂肪酸的含量影响差异不显著, 去势能显著提高牛肉中单不饱和脂肪酸的含量。去势组单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸/多不饱和脂肪酸的比值均显著高于未去势组的。这进一步说明去势能增加单不饱和脂肪酸的含量, 提高单不饱和脂肪酸在脂肪中的比例, 改善牛肉的品质。

肉中胆固醇含量与人类健康有着重要的联系, 过量食入脂肪会造成体内胆固醇含量升高, 导致肥胖、高血脂等疾病^[55]。本研究中, 去势牛背最长肌中胆固醇的含量稍高于未去势牛, 差异不显著。这与王淑辉^[11]研究发现的阉牛肉样的胆固醇含量高于公牛, 但差异不显著的结果相一致。胆固醇是维持人体正常新陈代谢和体内多种激素的组成部分, 具有抗老防衰和延年益寿的作用。胆固醇中的高密度胆固醇对心血管有保护作用, 而低密度胆固醇会增加冠心病的危险性^[56]。去势牛中胆固醇的少量增加可能是去势显著增加脂肪的结果, 与显著增加单不饱和脂肪酸酸和油酸的含量相比, 少量增加胆固醇含量的缺陷可忽略不计。