两种智利对比育肥体系对安格斯阉牛牛肉植物化学物含量及脂肪酸谱的影响

《CyTA - Journal of Food》：Effect of two contrasting Chilean finishing systems on phytochemicals content and fatty acid profiles of beef from Angus steers

　　

摘要

再生性牲畜放牧系统（RS）采用轮牧和基于牧草的多样化植物育肥方式，因其生态效益而受到推崇，但其对牛肉成分的影响在温带南美洲仍未得到充分表征。本研究比较了在智利RS（n = 9）或饲料场系统（FS；n = 9）中育肥的安格斯阉牛的生长性能、胴体性状及背最长肌的脂肪酸和植物化学物谱。FS阉牛具有更高的平均日增重、胴体脂肪度和冷胴体重，而RS阉牛的肌肉极限pH值更高（均p < 0.05）。在营养方面，RS牛肉所含的α-亚麻酸高出5.3倍，且n?6/n?3比值更低（均p < 0.001）。RS牛肉还具有更丰富的植物化学物，包括黄酮糖苷、羧酸和总黄酮（均p < 0.05）。这些发现表明，再生性育肥可增强牛肉的营养和生物活性谱，但在此背景下可能降低动物生长性能和胴体产量。

**论文解读：再生性放牧与饲料场育肥体系对安格斯阉牛牛肉植物化学物含量及脂肪酸谱的影响**

**1. 研究背景与问题**

全球范围内对既能降低环境影响又能富集促进健康化合物的牛肉生产体系的兴趣日益增长。再生性牛肉生产体系旨在通过植物多样性牧场的轮牧管理来改善生物多样性、土壤健康及整体生态系统功能，其管理通常涉及每群牲畜使用多个牧区、短放牧期和长恢复期，以确保充足的剩余生物量，并根据环境和经济条件的变化调整牲畜数量。尽管多牧区放牧策略已被证明能够恢复土壤功能和提供生态系统服务，但对再生性放牧如何影响终端消费品（肉、奶、奶酪、黄油等）的研究仍然不足。这是一个重要的研究空白，因为动物会摄入植物中存在的多种次生化合物（即植物化学物），这些化合物可赋予动物健康和福利方面的益处。近期数据表明，当牛采食多样化的植物时，这些可能促进健康的植物化学物会在其产品中富集。此外，植物源性次生代谢物还可为肉制品和乳制品提供风味和香气。

然而，大多数关于植物化学物与肉类/乳制品成分的研究均在欧洲和北美开展，这些研究结果未必能代表智利南部等广阔温带地区的生产情况，因为当地的放牧体系和饲料场体系与北美存在显著差异。差异体现在草地物种组成以及舍饲体系中粗饲料和饲料产品的用量上。智利饲料场体系中粗饲料通常占育肥日粮的50%，而美国仅占7%–15%——美国以高精料日粮育肥更为普遍。因此，有必要在更多国家和体系中表征生产体系对牛肉营养和功能性品质的影响。

基于此，本研究旨在评估两种育肥体系（饲料场与再生性放牧管理）对智利南部育肥的安格斯阉牛的生长性能、胴体特性以及牛肉品质参数（包括植物化学物和脂肪酸）的影响。研究人员假设，再生性放牧体系育肥的阉牛比饲料场育肥的阉牛具有更高的植物化学物和omega-3脂肪酸浓度，但胴体价值较低。

**2. 主要技术方法**

本研究使用了以下关键技术方法。首先，采用**靶向代谢组学分析技术**：使用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）对牛肉样本中多种植物化学物进行定量分析；其次，采用**脂肪酸甲酯（FAME）气相色谱分析法**，通过配备氢火焰离子化检测器（FID）的气相色谱仪测定牛肉脂肪酸谱；最后，采用**Welch t检验**进行统计分析，以比较两种育肥体系间各项指标的差异。样本均来自智利南部商业化农场（再生性放牧体系位于安第斯山麓，饲料场体系位于类似地理区域），共选取18头安格斯阉牛（每处理9头），牛肉样本经处理后送往美国犹他州立大学人类营养研究中心进行代谢组学分析。

**3. 研究结果**

**3.1 动物生长性能、胴体及牛肉品质**

研究比较了两种育肥体系下安格斯阉牛的生长性能和胴体特征。结果表明，饲料场（FS）育肥阉牛的平均日增重（ADG）显著高于再生性放牧体系（RS）育肥阉牛（1.52 vs. 0.66 kg/天，p < 0.05），FS组的背膘厚度和冷胴体重也显著更高（均p < 0.05）。然而，RS组动物的肌肉极限pH值显著高于FS组（5.49 vs. 5.07，p < 0.001）。眼肌面积在两组间无显著差异（81.4 vs. 75.5 cm2，p = 0.219）。值得注意的是，RS组的ADG偏低部分归因于放牧期间发生的一次球虫病暴发，但该病已成功治愈。较高的极限pH值虽可能影响肉色和货架期，但仍远低于产生暗切肉（DFD）的阈值（pH ≥ 5.8），因此仍处于可保证标准消费者接受度的商业安全基线。

**3.2 牛肉中植物化学物和脂肪酸谱**

靶向代谢组学分析显示，RS体系牛肉的植物化学物含量显著高于FS体系。具体而言，RS牛肉的黄酮糖苷含量比FS牛肉高10.2倍，羧酸含量高3.9倍，总黄酮含量高3.1倍；此外，RS牛肉还分别具有1.9倍更高的羟基苯甲酸、1.9倍更高的酚醇、2.0倍更高的黄酮-3-醇和2.5倍更高的羟基肉桂酸（均p < 0.05）。脂肪酸分析方面，FS牛肉的饱和脂肪酸（SFA）和反式脂肪酸比例低于RS牛肉，而RS牛肉的omega-3多不饱和脂肪酸（PUFA）总量比FS牛肉高4.0倍，其中α-亚麻酸（ALA）、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）和二十二碳五烯酸（DPA）均显著更高。尤为重要的是，RS牛肉的n?6/n?3比值远低于FS牛肉（1.61 vs. 6.59，p < 0.001）。此外，RS牛肉的共轭亚油酸含量是FS牛肉的3.3倍（p < 0.001）。

**4. 讨论与结论**

本研究表明，再生性放牧体系能够显著增强牛肉中源自植物的生物活性化合物含量，并改善脂肪酸组成，但其代价是较低的生长性能和胴体产量。FS体系通过高能量密度的全混合日粮（TMR）最大限度地提高瘤胃中丙酸的产生，进而促进胰岛素分泌、葡萄糖摄取和皮下及肌内脂肪的加速沉积，从而解释了FS组更高的日增重、更厚的背膘和更重的胴体。相反，RS体系中的动物因高纤维低能量牧草日粮及放牧活动能量消耗而表现出较低的日增重，但多样化的牧草植物为动物提供了丰富的植物次生代谢物，这些代谢物经瘤胃代谢和宿主体内生物转化后沉积于肌肉组织中，形成富含抗氧化和抗炎活性成分的肉基质。该研究填补了温带南美洲地区再生性放牧对牛肉营养品质影响的研究空白，表明在温带南美地区可策略性实施再生性放牧以瞄准注重功能性食品的市场。未来的研究应扩大生产周期和动物数量，并进一步探讨这些肌肉中富集的植物化学物是否能转化为可测量的人类临床健康益处。