Effects of dietary neutral detergent fiber on muscle fiber type composition and meat quality characteristics of black Tibetan sheep

doi:10.11686/cyxb2021439

Abstract

Abstract:

The effects of different neutral detergent fiber （NDF） diets on body size indexes， muscle fiber type and meat quality of Qinghai black Tibetan sheep were investigated. Forty healthy 2-month-old black Tibetan sheep with similar body weights ［（10.28±0.43 kg］ were randomly divided into 2 groups with 20 rams per group. They were fed diets with differing neutral detergent fiber （NDF） levels of 26.33% （group L） and 46.14% （group H）. Using enzyme-linked immunosorbent assay， ATPase histochemical stain and real-time PCR， the muscle fiber characteristics， gene expression of myosin heavy chains （MyHCs） and meat quality in Black Tibetan sheep were evaluated. Results were as follows： 1） The tagma indexes in group H were significantly lower than those in group L （P<0.05）. 2） The number of type Ⅱa muscle fibers in group H was significantly more than in group L （P<0.05）， and the areas of type Ⅰ and type Ⅱa muscle fibers in group H were also greater than in group L （P<0.05）.3） The mRNA expression levels of MyHC Ⅰ and MyHC Ⅱa in group L were lower than those in group H （P<0.05）， but the mRNA expression levels of MyHC Ⅱb and MyHC Ⅱx exhibited an opposite movement （P<0.05）. 4） Compared with group L， superoxide dismutase， glutathione peroxidase， catalase and total antioxidant capacity contents increased （P>0.05） in group H， while the malondialdehyde （MDA） content was significantly decreased with in group L. 5） The muscle shear force in Group L was higher than that in Group H （P<0.05）， while the redness （a^*） was lower than that in Group H （P>0.05）. In conclusion， compared with a low-NDF diet， the high-NDF diet effectively reduced the proportion of glycolic muscle fiber and also enhanced antioxidant capacity， improving the muscle quality of black Tibetan sheep.

Key words: muscle fiber, black Tibetan sheep, myosin heavy chains, antioxidant index, edible quality, meat quality, body size

Li ZHOU, Zhi-you WANG, Bao-chun YANG, Sheng-zhen HOU, Feng-shuo ZHANG, Lin-sheng GUI. Effects of dietary neutral detergent fiber on muscle fiber type composition and meat quality characteristics of black Tibetan sheep[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2022, 31(11): 75-85.

Figures/Tables 10

References 40

1	Şirin E， Aksoy Y， Ugurlu M， et al. The relationship between muscle fiber characteristics and some meat quality parameters in Turkish native sheep breeds. Small Ruminant Research， 2017， 150（10）： 46-51.
2	Schiaffino S， Reggiani C. Fiber types in mammalian skeletal muscles. Physiological Reviews， 2011， 91（4）： 1447-1531.
3	Wang L. The effect of muscle fiber types and their differences in metabolic enzymes activity on postmortem tenderness of yak meat. Lanzhou： Gansu Agricultural University， 2016.
	王莉. 牦牛肉肌纤维类型组成及其代谢酶活力差异对宰后肉嫩度的影响. 兰州：甘肃农业大学， 2016.
4	Liang J， Zhang W J， Wang B. Research progress on influence factors of mutton quality. China Animal Husbandry & Veterinary Medicine， 2016， 43（5）： 1250-1254.
	梁静，张文举，王博. 影响羊肉品质因素的研究进展. 中国畜牧兽医， 2016， 43（5）： 1250-1254.
5	Zhou L， Zhang Y Y， Yang B C， et al. Effects of different NFC/NDF diets on nutritional components， amino acids and fatty acid contents of plateau type Tibetan sheep. Chinese Journal of Veterinary Science， 2021， 41（9）： 1841-1847.
	周力，张莹莹，杨葆春，等. 不同NFC/NDF饲粮对高原型藏羊肌肉营养成分、氨基酸及脂肪酸含量的影响. 中国兽医学报， 2021， 41（9）： 1841-1847.
6	Zhou L， Gao Z H， Zhang C M， et al. Effects of different NFC/NDF diets on antioxidant function， myofiber type composition and related gene expression of Qinghai Tibetan ewes. Journal of Sichuan Agricultural University， 2021， 39（5）： 639-645.
	周力，高占红，张春梅，等. 不同NFC/NDF饲粮对青海藏羊育成母羊肌肉抗氧化功能、肌纤维类型组成及其相关基因表达的影响. 四川农业大学学报， 2021， 39（5）： 639-645.
7	Lang Y M， Wang Y F， Li J， et al. Study on muscle fiber types and meat quality traits of Chinese Simmental cattle. China Animal Husbandry & Veterinary Medicine， 2016， 43（6）： 1489-1493.
	郎玉苗，王勇峰，李敬，等. 中国西门塔尔牛肌肉肌纤维类型和肉品质特性研究. 中国畜牧兽医， 2016， 43（6）： 1489-1493.
8	Zhao Y J， Yin L Q， Su L， et al. Effect of different feeding systems on muscle fiber types of longissimus doris from Sunit sheep. Food Science， 2017， 38（19）： 30-34.
	赵雅娟，尹丽卿，苏琳，等. 不同饲养方式对苏尼特羊背最长肌肌纤维类型组成的影响. 食品科学， 2017， 38（19）： 30-34.
9	Wang J Q， Lu D X， Yang H J， et al. Feeding standard of meat-producing sheep and goats， NY-T 816-2004. Beijing： Ministry of Agriculture and Rural Affairs of the People’s Republic of China， 2004.
	王加启，卢德勋，杨红建，等. 肉羊饲养标准， NY-T 816-2004. 北京：中华人民共和国农业部， 2004.
10	Brooke M H， Kaiser K K. Three“myosin adenosine triphosphatase”systems：the nature of their pH lability and sulfhydryl dependence. Journal of Histochemistry & Cytochemistry， 1970， 18（9）： 670-672.
11	Wong M L， Medrano J. Real-time PCR for mRNA quantitation.Biotechniques， 2005， 39（1）： 75.
12	Yang L， Zhang W J， Zhang X Y， et al. Effect of different carbohydrate sources on growth performance， body size indexes and nutrients apparent digestibility of beef calves. China Animal Husbandry & Veterinary Medicine， 2017， 44（6）： 1726-1733.
	杨亮，张文举，张晓羊，等. 不同糖源对肉用犊牛生长性能、体尺指数及营养物质表观消化率的影响. 中国畜牧兽医， 2017， 44（6）： 1726-1733.
13	Xu T S， Wang D J， Liu X L， et al. A research on path analysis and optimum regression equation between body size and body weight of hainan black goat. Journal of Domestic Animal Ecology， 2005（1）： 49-53.
	徐铁山，王东劲，刘小林，等. 海南黑山羊体尺与体重的通径分析及最优回归模型的建立. 家畜生态学报， 2005（1）： 49-53.
14	Yang Z F， Li Z M， Li A H. Effect of adding fermented apple pomace on the growth performance of calf. Journal of Agricultural Sciences， 2016， 37（1）： 93-96.
	杨志峰，李作明，李爱华. 日粮中添加发酵苹果渣对犊牛生长性能的影响. 农业科学研究， 2016， 37（1）： 93-96.
15	Meng Y， Zan L S， Liang H W， et al. The measure of GH and INS and analysis of body measurement and weight of Qinchuan cattle. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2004， 20（5）： 9-11.
	孟彦，昝林森，梁宏伟，等. 秦川牛GH、INS的测定及体尺、体重分析. 中国农学通报， 2004， 20（5）： 9-11.
16	Cheng Y X， Tang Y G， Guo M， et al. Calculation and analysis on body measurement index most in use of Holstein cows in Mayishan cow farm. China Herbivores， 2005， 25（6）： 28-30.
	程郁昕，唐义国，郭蜜，等. 蚂蚁山奶牛场奶牛常用体尺指数的计算及分析. 中国草食动物， 2005， 25（6）： 28-30.
17	Lee S H， Choe J H， Choi Y M， et al. The influence of pork quality traits and muscle fiber characteristics on the eating quality of pork from various breeds. Meat Science， 2011， 90（2）： 284-291.
18	Joo S T， Kim G D， Hwang Y H， et al. Control of fresh meat quality through manipulation of musclefiber characteristics. Meat Science， 2013， 95（4）： 828-836.
19	Makin C A， Warkup C C， Mathews K R， et al. Pig muscle fibre characteristics as a source of variation in eating quality. Meat Science， 1997， 47（3/4）： 237-248.
20	Choi Y M， Kio B C. Muscle fiber characteristics， myofibrillar protein isoforms， and meat quality. Livestock Science， 2009， 122（2/3）： 105-118.
21	Offer G. Modelling of the formation of pale soft and exudative meat： Effect of chilling regime and rat and extent of glycolysis. Meat Science， 1991， 30（2）： 157-184.
22	Renand G， Picard B， Touraille C， et al. Relationships between muscle characteristics and meat quality traits of young Charolais bulls. Meat Science， 2001， 59（1）： 49-60.
23	Kim G D， Kim B W， Jeong J Y， et al. Relationship of carcass weight to muscle fiber characteristics and pork quality of crossbred（Korean Native Black Pig×Landrace） F₂ pigs. Food and Bioprocess Technology， 2013， 6（2）： 522-529.
24	Zou Y， Wang Y J， Deng Y F， et al. Effects of feeding untreated， pasteurized and acidified waste milk and bunk tank milk on the performance， serum metabolic profiles， immunity， and intestinal development in Holstein calves. Journal of Animal Science and Biotechnology， 2017， 8（4）： 934-944.
25	Rossi R， Pastorelli G， Cannata S， et al. Effect of long term dietary supplementation with plant extract on carcass characteristics meat quality and oxidative stability in pork. Meat Science， 2013， 95（3）： 542-548.
26	Huang J Y， Jiao J Z， Ran T， et al. Study on the developmental changes of meat and antioxidant capacity of grazing and house-feeding goats. Scientia Agricultura Sinica， 2015， 48（14）： 2827-2838.
	黄金玉，焦金真，冉涛，等. 放牧与舍饲条件下山羊肌肉发育和抗氧化能力变化研究. 中国农业科学， 2015， 48（14）： 2827-2838.
27	Sun Q， Jin E H， Zhou X J， et al. Effect of compound chinese herbal medicine on muscle antioxidant capacity of AA Broilers. Journal of Anhui Science and Technology University， 2017， 31（1）： 19-24.
	孙启，靳二辉，周先建，等. 复方中草药对AA肉鸡肌肉抗氧化能力的影响. 安徽科技学院学报， 2017， 31（1）： 19-24.
28	Tao X， Xu Z R， Wang Y Z. Effects of dietary fluoride levels on growth， serum indexes and antioxidant systems in growing pigs. Turkish Journal of Veterinary and Animal Science， 2006， 30（1）： 65-70.
29	Blaszczyk I， Grucka-Mamczar E， Kasperczyk S， et al. Influence of fluoride on rat kidney antioxidant system： Effects of methionine and vitamine. Biological Trace Element Research， 2008， 121（1）： 51-59.
30	Nagaraga T G， Lechtenberg K F. Acidosis infeed lot cattle. Food Animal Practice， 2007， 23（2）： 333-350.
31	Jiang N， Zhu Y B， Sun G M， et al. Effects of roughage to concentrate ratio on nutrient apparent digestibility， plasma biochemical parameters and antioxidant capacity of yak. China Herbivore Science， 2021， 41（3）： 43-48.
	姜南，朱彦宾，孙光明，等. 不同精粗比饲粮对牦牛养分表观消化率、血浆生化及抗氧化指标的影响. 中国草食动物科学， 2021， 41（3）： 43-48.
32	Shi L G， Zhao C P， Cao T， et al. Effects of different dietary concentration ratio on antioxidant performance of Hainan black goat. Chinese Herbivorous Science， 2015， 35（1）： 29-31.
	施立光，赵春萍，曹婷，等. 不同日粮精粗比对海南黑山羊抗氧化性能的影响. 中国草食动物科学， 2015， 35（1）： 29-31.
33	Wu G， Farouk M M， Clerens S， et al. Effect of beef ultimate pH and large structural protein changes with aging on meat tenderness. Meat Science， 2014， 98（4）： 637-645.
34	De Araújo T L A C， Pereira E S， Mizubuti I Y， et al. Effects of quantitative feed restriction and sex on carcass traits， meat quality and meat lipid profile of Morada Nova lambs. Journal of Animal Science and Biotechnology， 2017， 8（1）： 993-1003.
35	Khliji S， Van De Ver R， Lamb T A， et al. Relationship between consumer ranking of lamb colour and objective measures of colour. Meat Science， 2010， 85（2）： 224-229.
36	Mancini R A， Hunt M C. Current research in meat color. Meat Science， 2005， 71（1）： 100-121.
37	Wang T， Hou M J， Shang Z H， et al. Characteristics of muscle fibers and relative meat quality of fattening sheep fed sweet sorghum silage and corn silage diets. Pratacultural Science， 2018， 35（11）： 2722-2727.
	王婷，侯明杰，尚占环，等. 甜高粱和玉米青贮对肉羊肌纤维组织及其相关肉质性状的影响. 草业科学， 2018， 35（11）： 2722- 2727.
38	Hou P X， Hou Y R， Bai Y P， et al. Effect of dietary linseed supplementation on muscle fiber characteristics and meat quality of Sunit sheep. Food Science， 2020， 41（11）： 36-42.
	侯普馨，侯艳茹，白艳苹，等. 日粮添加亚麻籽对苏尼特羊肌纤维特性及肉品质的影响. 食品科学， 2020， 41（11）： 36-42.
39	Guo P T， Mao F X， Luo H L， et al. The effect of concentrate supplement on production performance and meat quality of sheep and goats of Guizhou Province. Chinese Journal of Animal Science， 2015， 51（19）： 33-37.
	郭娉婷，毛凤显，罗海玲，等. 补饲精料对贵州地区绵山羊生产性能及肉品质的影响. 中国畜牧杂志， 2015， 51（19）： 33-37.
40	Shi A， Zhang J L， Li J C， et al. Effects of different concentrated protein levels on growing-fattening of Huangquqiao lamb. Feed Research， 2019（5）： 1-4.
	施安，张俊丽，李聚才，等. 不同蛋白营养水平精补料对黄渠桥羔羊生长育肥性能的影响. 饲料研究， 2019（5）： 1-4.

项目Items	H组Group H	L组 Group L
原料 Ingredients
燕麦青干草 Oat hay （%）	35.00	15.00
燕麦青贮 Oat silage （%）	35.00	15.00
玉米 Corn （%）	16.14	40.05
菜籽粕 Rapeseed meal （%）	2.28	14.13
棉籽粕 Cottonseed meal （%）	2.22	6.39
豆粕 Soybean meal （%）	2.16	2.23
食盐 NaCl （%）	0.80	0.80
石粉 Limestone （%）	0.80	0.80
小苏打 NaHCO₃（%）	0.10	0.10
磷酸氢钙 CaHPO₄（%）	0.50	0.50
预混料 Premix^1）（%）	5.00	5.00
合计 Total	100.00	100.00
营养水平Nutrient levels^2）
消化能 Digestive energy （DE， MJ.kg^-1）	12.58	12.65
粗蛋白质 Crude protein （CP， %）	13.78	13.86
中性洗涤纤维 Neutral detergent fibre （NDF， %）	46.14	26.33
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber （ADF， %）	29.17	16.15
钙 Calcium （Ca， %）	0.95	1.02
磷 Phosphorus （P， %）	0.41	0.53

项目Items	H组Group H	L组 Group L
原料 Ingredients
燕麦青干草 Oat hay （%）	35.00	15.00
燕麦青贮 Oat silage （%）	35.00	15.00
玉米 Corn （%）	16.14	40.05
菜籽粕 Rapeseed meal （%）	2.28	14.13
棉籽粕 Cottonseed meal （%）	2.22	6.39
豆粕 Soybean meal （%）	2.16	2.23
食盐 NaCl （%）	0.80	0.80
石粉 Limestone （%）	0.80	0.80
小苏打 NaHCO₃（%）	0.10	0.10
磷酸氢钙 CaHPO₄（%）	0.50	0.50
预混料 Premix^1）（%）	5.00	5.00
合计 Total	100.00	100.00
营养水平Nutrient levels^2）
消化能 Digestive energy （DE， MJ.kg^-1）	12.58	12.65
粗蛋白质 Crude protein （CP， %）	13.78	13.86
中性洗涤纤维 Neutral detergent fibre （NDF， %）	46.14	26.33
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber （ADF， %）	29.17	16.15
钙 Calcium （Ca， %）	0.95	1.02
磷 Phosphorus （P， %）	0.41	0.53

基因名称 Gene name	引物序列 Sequence of primer （5′-3′）	产物长度 Production length （bp）	GenBank 登录号 GenBank accession No.	退火温度 Annealing temperature（Tm， ℃）
MyHC Ⅰ	F：AAGAACCTGCTGCGGCTG R：CCAAGATGTGGCACGGCT	176	XM_-004010325.3	62.00
MyHC Ⅱa	F：GAGGAACAATCCAATACAAATCTATCT R：CCCATAGCATCAGGACACGA	181	XM_-012122422.2	60.30
MyHC Ⅱb	F：GACAACTCCTCTCGCTTTGG R：GGACTGTGATCTCCCCTTGA	133	XM_-027974884.1	58.60
MyHC Ⅱx	F：AGCTGGAGAAGGAGAAGAGCGAGAT R：TGTCTGCAGACGTGCTCTCTGAGTT	159	XM_-004012706.4	61.00
β-actin	F：GAGCGCAAGTACTCCGTGTG R：CATTTGCGGTGGACGATG	118	NM_-001009784.1	60.00

基因名称 Gene name	引物序列 Sequence of primer （5′-3′）	产物长度 Production length （bp）	GenBank 登录号 GenBank accession No.	退火温度 Annealing temperature（Tm， ℃）
MyHC Ⅰ	F：AAGAACCTGCTGCGGCTG R：CCAAGATGTGGCACGGCT	176	XM_-004010325.3	62.00
MyHC Ⅱa	F：GAGGAACAATCCAATACAAATCTATCT R：CCCATAGCATCAGGACACGA	181	XM_-012122422.2	60.30
MyHC Ⅱb	F：GACAACTCCTCTCGCTTTGG R：GGACTGTGATCTCCCCTTGA	133	XM_-027974884.1	58.60
MyHC Ⅱx	F：AGCTGGAGAAGGAGAAGAGCGAGAT R：TGTCTGCAGACGTGCTCTCTGAGTT	159	XM_-004012706.4	61.00
β-actin	F：GAGCGCAAGTACTCCGTGTG R：CATTTGCGGTGGACGATG	118	NM_-001009784.1	60.00

指标 Indicators	组别 Group		P值 P value
指标 Indicators	L组 Group L	H组 Group H	P值 P value
体躯指数Tagma index	115.48±3.06a	101.03±6.78b	0.039
体长指数 Body length index	99.44±4.25	87.66±2.03	0.098
胸围指数 Heart girth index	112.80±5.03	100.55±7.26	0.071