过瘤胃氨基酸调控对肉牛肌内脂肪沉积及肉品质的影响

Effects of regulating rumen amino acids on the deposition of intramuscular fat and meat quality in beef cattle

摘要

目的 为探究过瘤胃赖氨酸（RP-Lys）与过瘤胃蛋氨酸（RP-Met）协同调控对西门塔尔杂交肉牛肌内脂肪（IMF）沉积及肉品质的影响，为肉牛精准营养调控技术优化提供科学依据。 方法 选取320±20 kg、健康的西门塔尔杂交育肥牛60头，随机分为4组：对照组饲喂基础日粮，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别在基础日粮中添加20 g/（头·d）RP-Lys、10 g/（头·d） RP-Met、20 g/（头·d） RP-Lys+10 g/（头·d） RP-Met，每组15头，育肥周期120 d。测定各组肉牛生长性能、IMF含量、肉品质指标（嫩度、肉色、持水力）及脂肪酸组成。 结果 试验Ⅲ组肉牛平均日增重较对照组提高19.3%（P＜0.05），料重比降低10.5%（P＜0.05）；背最长肌IMF含量达4.2%，较对照组提升48.4%（P＜0.01），大理石花纹评分提高1.2级；剪切力值降低21.4%（P＜0.05），红度值（a^*）提升19.3%（P＜0.05），滴水损失率降低23.3%（P＜0.05）；共轭亚油酸（CLA）含量较对照组提高35.7%（P＜0.05），饱和脂肪酸占比降低8.9%（P＜0.05）。 结论 过瘤胃赖氨酸与蛋氨酸协同添加可促进IMF沉积与优质脂肪酸合成，显著改善肉牛生长性能与肉品质，其中20 g/（头·d） RP-Lys+10g/（头·d） RP-Met的组合适配本地饲草资源与肉牛品种特性，应用效果最优。

Abstract

Objectives The effects of the synergistic regulation of rumen-protected lysine (RP-Lys) and rumen-protected methionine (RP-Met) on the deposition of intramuscular fat (IMF) and meat quality in Simmental crossbred beef cattle were studied to provide a scientific basis for optimizing the precision nutrition regulation technology for beef cattle. Methods 60 healthy Simmental crossbred fattening cattle with a body weight of 320±20 kg were randomly divided into 4 groups with 15 heads per group, followed by a 120-day period of fattening. The control group was fed a basal diet alone, whereas experimental group Ⅰ, group Ⅱ and group Ⅲ were supplemented with 20 g/head·d RP-Lys, 10 g/head·d RP-Met, and a mixture of 20 g/head·d RP-Lys and 10 g/head·d RP-Met in the basal diet, respectively. The growth performance, content of IMF, indexes of meat quality including the tenderness, meat color, water holding capacity and fatty acid composition in beef cattle in each group were determined. Results The average daily gain of beef cattle in experimental group Ⅲ increased by 19.3% (P＜0.05) compared with that in the control group, and the feed conversion ratio decreased by 10.5% (P＜0.05). The content of IMF in the longissimus dorsi muscle reached 4.2%, 48.4% higher than that in the control group (P＜0.01), and the marbling score increased by 1.2 grades. The shear force value decreased by 21.4% (P＜0.05), the redness value (a^*) increased by 19.3% (P＜0.05), and the drip loss rate decreased by 23.3% (P＜0.05). The content of conjugated linoleic acid (CLA) was 35.7% higher than that of the control group (P＜0.05), while the proportion of saturated fatty acids decreased by 8.9%(P＜0.05). Conclusions The synergistic addition of RP-Lys and RP-Met can promote deposition of IMF and the synthesis of high-quality fatty acids, thereby significantly improving the growth performance and meat quality of beef cattle. The combination of 20 g/head·d RP-Lys and 10 g/head·d RP-Met is compatible with local forage resources and the characteristics of beef cattle breed, and has the best effect of application.

关键词

过瘤胃赖氨酸 / 过瘤胃蛋氨酸 / 协同调控 / 肉牛 / 肌内脂肪沉积 / 肉品质

Key words

rumen-protected lysine(RP-Lys） / rumen-protected methionine (RP-Met) / synergistic regulation / beef cattle / deposition of intramuscular fat (IMF) / meat quality

蛋白质是动物机体内不可或缺的营养物质，对动物健康生长、繁殖起重要作用^[1]，反刍动物的蛋白质营养代谢依靠瘤胃微生物的降解与合成调控，在反刍动物瘤胃内，同时进行着蛋白质的降解与合成过程，蛋白质进入反刍动物瘤胃内，大部分会被降解为微生物蛋白供小肠吸收，部分被转化为氨和二氧化碳被瘤胃壁吸收，还有部分未被降解的蛋白质会直接进入小肠；同时，饲料中的非蛋白氮会在瘤胃内合成蛋白质，进而合成微生物蛋白，因此反刍动物的蛋白质营养取决于小肠可利用的氨基酸的种类及数量^[2]。赖氨酸（Lys）与蛋氨酸（Met）为瘤胃内第一、第二限制性氨基酸，其供应水平影响蛋白质沉积效率^[3]。NRC（2021）提出Lys可修复瘤胃上皮细胞，Met可对骨骼肌细胞增殖进行特异性调控，二者比例失衡会导致蛋白质沉积受阻，影响生长速度等^[4]。

过瘤胃氨基酸是指通过物理、化学等技术对氨基酸进行处理，减少其在反刍动物瘤胃内的降解损失，从而提升氨基酸在小肠中的吸收利用率的氨基酸产品^[2]。罗进平等^[3]研究发现，在日粮中添加过瘤胃赖氨酸（RP-Lys）和蛋氨酸（RP-Met）可提高犊牛生长性能、营养物质表观消化率；崔海^[4]研究表明，饲料中添加RP-Lys和RP-Met可提高牦牛生长性能、降低氨态氮累积、改善牦牛肉品质等。彭洪妹等^[5]研究表明，饲料中添加RP-Lys和RP-Met可提高湖羊的生长性能、免疫性能和抗氧化性能等。贺江林等^[6]研究表明，在适度降低日粮粗蛋白水平的基础上补充过瘤胃保护氨基酸，可以有效改善反刍动物的生长性能。众多研究^[3-6]表明，日粮中添加RP-Lys和RP-Met会提高反刍动物生长性能、养分消化率、增加脂肪沉积及提升肉品质等，但对肉牛适宜添加配比与组合模式仍缺乏系统性探究。

基于此，本研究设置不同过瘤胃氨基酸添加组合，系统分析其对肉牛生长性能、IMF沉积、肉品质的影响，明确适配本地肉牛产业的过瘤胃氨基酸最优添加方案，旨在为本地肉牛精准饲养技术推广提供实践支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1）实验肉牛。选取6月龄健康西门塔尔育肥牛60头，经驱虫、免疫后，按体重相近原则随机分组，初始体重320±20 kg，各组性别比例一致，健康状况良好。

2）过瘤胃氨基酸。过瘤胃赖氨酸（RPLys，瘤胃通过率≥85%，纯度98%）、过瘤胃蛋氨酸（RPMet，瘤胃通过率≥82%，纯度99%）购自某生物科技有限公司。

3）基础日粮。参照NRC（2016）肉牛营养需求标准，结合本地饲草资源配制基础日粮，粗精比为55∶45，日粮组成及营养水平见表1。

1.2 试验设计

采用单因素随机分组设计，将60头肉牛分为4组，每组15头，每组设3个重复（每个重复5头）。

对照组：饲喂基础日粮，不添加过瘤胃氨基酸；试验Ⅰ组：基础日粮+20 g/（头·d）过瘤胃赖氨酸；试验Ⅱ组：基础日粮+10 g/（头·d）过瘤胃蛋氨酸；试验Ⅲ组：基础日粮+20 g/（头·d）过瘤胃赖氨酸+10 g/（头·d）过瘤胃蛋氨酸。

预试期15 d，主要适应日粮与养殖环境；正试期120 d，每日早晚各饲喂1次，自由饮水，采用TMR系统精准投喂，各组饲养管理、环境条件一致，定期清扫棚圈、消毒，记录采食及健康状况。

1.3 测定指标与方法

1）生长性能。育肥前、后空腹称重，计算平均日增重（ADG）；记录每日采食量（ADFI），计算料重比（F/G）。

ADG=（末重－始重）/120

ADFI=（饲喂量－剩余量）/（120×15）

F/G=ADFI/ADG

2）肌内脂肪（IMF）含量。育肥结束后，每组随机选取3头肉牛屠宰，取背最长肌样品，参照NY/T 676－2010《牛肉等级规格》进行大理石花纹评分（1~5级）。

3）肉品质指标^[7]。嫩度：采用质构仪测定剪切力值（N），每个样品测定3次取平均值。

肉色：屠宰后24 h，用色差仪测定背最长肌红度值（a^*）。

持水力：采用滴水损失法，计算屠宰后24 h肉样滴水损失率。

4）脂肪酸组成^[8]。采用气相色谱－质谱联用仪（GC-MS）测定背最长肌中饱和脂肪酸（SFA）、不饱和脂肪酸（UFA）、共轭亚油酸（CLA）含量及占比。

1.4 数据统计分析

本研究试验数据借助 SPSS 26.0 统计软件开展分析，组间差异显著性检验采用单因素方差分析（ANOVA），多重比较则运用Duncan's法；以P＜0.05判定为差异显著，P＜0.01判定为差异极显著，所有试验结果均以“平均值±标准差”的形式呈现。

2 结果与分析

2.1 过瘤胃氨基酸对肉牛生长性能的影响

由表2可见，经过120 d育肥试验后，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组肉牛的平均日增重（ADG）分别为1 299±45.2、1 307±43.8、1 420±46.7 g，较对照组分别提高9.2%、9.8%、19.3%，均显著优于对照组（P＜0.05），分别较试验Ⅰ、Ⅱ组增高9.3%、8.6%，显著优于单一添加组（P＜0.05）；料重比（F/G）试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组显著低于对照组（P＜0.05），试验Ⅲ组分别较试验Ⅰ、Ⅱ组降低3.8%、2.7%，显著低于单一添加组（P＜0.05）。其中试验Ⅲ组ADG最高，较对照组提高19.3%，但料重比最低，较对照组降低10.5%。

2.2 过瘤胃氨基酸对肉牛肌内脂肪沉积的影响

由表3可见，各试验组背最长肌IMF含量及大理石花纹评分均极显著高于对照组（P＜0.01）。试验Ⅲ组IMF含量达4.2%，较对照组（2.83%）提升48.4%，大理石花纹评分3.7级，较对照组提高1.2级；试验Ⅰ组与试验Ⅱ组IMF含量分别为3.52%、3.61%，较对照组提升24.4%、27.6%，但极显著低于试验Ⅲ组（P＜0.01）；大理石花纹评分为3.1级和3.2级，极显著低于试验Ⅲ组（P＜0.01）。结果表明，过瘤胃氨基酸可显著促进肉牛肌内脂肪沉积，且赖氨酸与蛋氨酸协同添加效果更优，能形成更理想的大理石花纹。

2.3 过瘤胃氨基酸对肉牛肉品质的影响

由表4可见，过瘤胃氨基酸添加组的肉品质指标均显著优于对照组（P＜0.05）。试验Ⅲ组剪切力值为28.6 N，较对照组降低21.4%，分别较试验Ⅰ、Ⅱ组降低12%、10.1%，显著低于单一添加组（P＜0.05）；试验Ⅲ组红度值（a^*）达16.8，较对照组提升19.3%，较试验Ⅰ、Ⅱ组提升7.6%、5.7%，均显著高于对照组（P＜0.05）；试验Ⅲ组滴水损失率为2.1%，较对照组降低23.3%，分别较试验Ⅰ、Ⅱ组降低11.8%、9.1%，显著优于单一添加组（P＜0.05）。

2.4 过瘤胃氨基酸对肉牛肌肉脂肪酸组成的影响

由表5可见，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组的肌肉脂肪酸组成显著优化（P＜0.05），其中，试验Ⅲ组不饱和脂肪酸（UFA）占比达63.2%，较对照组提高9.3%，分别较试验Ⅰ、Ⅱ组提高5.8%、4.5%，但差异不显著（P＞0.05）；共轭亚油酸（CLA）含量为1.86%，较对照组提升35.7%，分别较试验Ⅰ、Ⅱ组提高17.7%、12.7%，显著高于单一添加组（P＜0.05）；饱和脂肪酸（SFA）占比为36.8%，较对照组降低8.9%，分别较试验Ⅰ、Ⅱ组降低4.4%、2.9%，显著低于单一添加组（P＜0.05）。

3 讨 论

3.1 过瘤胃氨基酸对肉牛生长性能的调控效应

过瘤胃氨基酸经包被技术处理后可在反刍动物小肠中被精准吸收，有效弥补机体限制性氨基酸的不足，进而促进肌肉蛋白质合成与能量代谢过程。

Lys和Met分别占可利用氨基酸的7.2%和2.4%，是反刍动物体内的核心氨基酸，二者比例失衡时，会导致蛋白质沉积受阻，影响生长性能等^[4]，当协同添加时，可通过氨基酸平衡效应进一步提高日粮的营养利用效率。罗进平等^[3]研究表明，在150~180 d时，饲料中添加RP-Lys和RP-Met可显著提高贵州关岭犊牛体重及平均日增重、显著降低料重比，且协同添加15 g/d RP-Lys和15 g/d RP-Met，犊牛ADG高于单一添加组；向白菊等^[9]研究表明，在肉牛低蛋白质水平的日粮中添加适量的RP-Lys和RP-Met，在保持原有的生长性能水平的条件下，降低蛋白质饲料的使用量,肉牛生长性能优于饲喂正常蛋白质水平的肉牛；张小寒等^[10]在日粮中大量添加非常规饲料时研究发现，在Lys添加基础上，再补充适量Met能够进一步提高肉羊生产性能。本研究结果表明，在饲料中添加RP-Lys和RP-Met可显著提升肉牛平均日增重、降低料重比，协同添加时，肉牛ADG最高，料重比最低，生长性能显著优于单一添加组，这与已有研究结论一致。

3.2 过瘤胃氨基酸对肌内脂肪沉积的影响机制

脂肪合成与分解动态平衡对IMF沉积具有决定作用，当合成效果强于分解效果时，脂肪表现为沉积^[11]。研究表明，Met对脂质代谢具有调控作用，可上调脂肪酸合成酶及心型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）等与脂肪酸代谢相关基因的表达，促进脂肪沉积^[4]。此外，Lys具有很强的抗氧化能力，可稳定肌红蛋白结构，延缓氧化降解^[12]。二者协同添加时，可促进肉牛肌内脂肪沉积。本研究结果表明，在饲料中添加RP-Lys和RP-Met，可显著提升IMF含量，形成理想的大理石花纹。左子珍等^[7]研究结果表明，日粮添加RP-Met可增加牦牛半腱肌中挥发性风味物质含量和脂肪酸含量。王媛等^[8]研究结果表明，在饲料中添加过瘤胃氨基酸可提高脂肪中可挥发性风味物质的含量，促进藏羊脂肪沉积，本研究取得一致结果。

3.3 过瘤胃氨基酸对肉品质的改善作用

肉品质的核心指标（嫩度、肉色、持水力）均与肌内脂肪沉积密切相关。试验Ⅲ组IMF含量的显著提升，使肌肉纤维被脂肪层分隔，剪切力值降低21.4%，嫩度显著改善；同时脂肪沉积可增加肌肉保水能力，使滴水损失率降低23.3%，提升了肉质多汁性。红度值的提升与过瘤胃氨基酸促进肌红蛋白合成有关，而共轭亚油酸含量的增加（35.7%），可优化脂肪酸组成，提升牛肉的营养价值与健康属性。李庆敏等^[13]研究结果表明，添加RPMet和RPLys组显著提高了粗蛋白含量，增加肉质的保水性。罗志斌等^[14]研究表明，低蛋白质饲粮中添加10 g/d RPMet和15 g/d RPLys可增加呼伦贝尔羊肌肉中的风味氨基酸和必需氨基酸的占比，提升羊肉的风味和营养价值。以上研究结果均与本研究取得的结果一致。

3.4 适配武威肉牛产业的应用价值

武威市秸秆资源丰富，但饲草营养不均衡问题突出^[15]，反刍动物基础日粮中Lys与Met含量偏低，且常规氨基酸在瘤胃中降解率高，导致肉牛蛋白质代谢效率不足。过瘤胃氨基酸调控技术可通过精准添加来弥补低蛋白日粮中限制性氨基酸不足的问题，从而减少对高价蛋白原料的依赖，保障肉牛正常生长性能，并实现肉品质升级^[2]。此外，添加RP-Lys和RP-Met能提升日粮氮素吸收转化率，减少氮排放，改善养殖场舍环境，提高生产效率，减少浪费^[13]，契合甘肃省武威市的生态发展要求。

4 结 论

在肉牛规模化养殖条件下，以本地玉米秸秆青贮+紫花苜蓿为基础日粮，添加过瘤胃氨基酸可显著提升肉牛生长性能与肉品质，其中20 g/（头·d） RP-Lys+10 g/（头·d） RP-Met的协同组合效果最优。

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基金资助

甘肃省科技计划资助-科技特派员（团）专项(24CXNH013)

2026年度甘肃武威国家农业科技园区项目(WNKY2026KY008)

武威市2024年科技计划B类项目(WW24B01NY066)