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由于羊肉的高蛋白含量、低胆固醇以及较高的营养价值，使得中国对优质羊肉的需求正在上升，中国也正在成为全球最大的羊肉进口国。肉制品的安全性直接影响顾客的健康，这方面的现有问题包括激素残留、抗生素残留、加工肉类中亚硝酸盐含量过高和有害微生物增殖，等等。除上述因素外，还有其他影响羊肉品质的因素，包括绵羊种类、营养摄入、生长环境、整体健康状况、喂养方式、农药残留等。然而，很少有研究集中在微塑料（MPs）在污染饲料、羔羊生长和肉质中的作用。直径< 5 毫米的塑料碎片通常被识别为 MPs，其极小的体积使得其极易通过进食和饮水进入动物体内，可导致胃肠道上皮细胞破坏、氧化损伤、粘液层减少、炎症、微生物紊乱以及免疫细胞活性等等，对动物乃至人类健康都造成潜在威胁。聚苯乙烯 （PS） 是农业畜牧业中使用最广泛的微塑料材料之一，本研究旨在探讨暴露不同粒径的PS环境中对动物血液生化、生长性能、胃肠道微生物、瘤胃发酵和育肥羊肉质量的影响，更深入地理解PS对肌肉质量的影响，并研究了PS对肉质生理生化指标的影响，为PS影响肉质的潜在机制提供了理论框架。![]()
选用24只150±15天的雄性呼伦贝尔羔羊（平均体重为29.17±2.58公斤），随机分为4组，每组6只。四组设计如下：![]()
整个喂养实验共67天，分为7天的适应期和60天的正式喂养期。喂养期间记录每日采食量，每天收集羊的新鲜粪便，冷冻保存，用于后续分析。在第0、15、30、45、60天早上采食前对所有羊进行称重，用以计算平均日增重。称重后从静脉采血获取血液样本，离心冷冻保存，用于后续测定血浆生化指标（包括白蛋白、尿素氮、总蛋白、C反应蛋白、葡萄糖、胆固醇和甘油三酯）。在第56-60天进行为期5天的代谢试验，用以确定饲料摄入量和矿物质的表观消化率。在第1、30、60天的早晨，待羊只采食后约2h，采取每只羊的瘤胃液样本，当场测量pH后使用4层粗棉布过滤，离心封装冷冻保存，待后续测定氨氮和挥发性脂肪酸（VFA）含量，以及瘤胃微生物。喂养期结束后进行电击屠宰，记录新鲜胴体重量以及单个器官重。取胸和腰最长肌（LTL）部分的肉样本，去除样品表面的肌腱和脂肪厚，每块肉样品沿着平行于肌肉纤维方向切割成条， 立刻送到4℃进行冷藏，用于后续测量宰后24小时，48小时和72小时的肉色、pH值以及剪切力，以及肉中氨基酸含量。屠宰后取瘤胃、空肠、结肠样品并用4%的甲醛固定，制备病理切片进行组织形态学分析，测定各连续切片相似区域内瘤胃、空肠绒毛和结肠绒毛的长度、宽度、表面积、绒毛高度和隐窝深度。生长性能和消化系统的影响
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PS暴露对羊干物质摄入量没有影响，但降低了平均日增重。L-PS组的饲料转化率最高，平均日增重最低。PS暴露还抑制了膳食物质摄入量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和脂质的表观消化。L-PS组对物质摄入、酸性洗涤纤维、粗蛋白的表观消化率最低，而M-PS组对脂质的表观消化率最低。胃肠道的组织形态学的影响
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如上图所示，与CON组相比，暴露于PS的各组羊瘤胃和结肠上皮没有表现出明显的损害，而对空肠上皮的损害严重。与CON组相比，PS暴露组的瘤胃长度和表面积均显著降低，且S-PS组的值最低。在空肠上皮中，与CON和M-PS组相比，S-PS组和L-PS组的绒毛高度和隐窝深度显著降低。此外，S-PS组和L-PS组的结肠上皮隐窝深度显著高于CON组和M-PS组。![]()
PS暴露剂量和日期均对羔羊瘤胃pH值有显著影响。S-PS组和L-PS组的瘤胃pH值显著低于M-PS组。M-PS组表现出较高的瘤胃pH值，这可能是由于50μmPS暴露导致纤维降解增加的缘故。虽然PS暴露没有改变VFA水平，但乙酸盐、戊酸盐、丁酸盐、异丁酸盐、异戊酸酯的浓度随摄食时间的变化表现出显著变化。饲喂60 d后，乙酸盐水平下降，丁酸盐、异丁酸盐和异戊酸盐水平升高。![]()
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PS暴露显著影响了各种血液指标和代谢物，包括血红蛋白、血小板比容、尿素、白蛋白、葡萄糖、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶。与对照组相比，PS暴露组的血液尿素浓度和过氧化氢酶活性较高。此外，随着试验日期增加，各种血液参数都发生了显著变化，包括白细胞、淋巴细胞、嗜碱性粒细胞比值、血红蛋白、血细胞比容、血小板比容、总蛋白、白蛋白、尿素、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶，并在喂养的第60天观察到这些指标的峰值。各处理组暴露于PS后，羔羊血液中未检出PS，但发现存在聚酰胺（PA）、聚乙烯（PE）和聚氨酯（PU），PA含量相对高于其他类型的MPs，其中S-PS组PA含量最高。试验对血液中MPs粒径进行了检测，发现 MPs的粒径主要分布在100 μm以内，且粒径在30 μm以下的MPs数量最多。S-MPs和L-MPs组的瘤胃酸度升高可能导致血尿素浓度升高。这可能是由于尿素在酸性条件下在瘤胃中的溶解度增加，促进其从瘤胃壁快速吸收到血液中。![]()
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然而， PS 暴露导致 LTL 肌在 48 小时的 pH 值显著升高，并在 72 小时显著降低。PS暴露对24 h和48 h剪切力无影响，72 h剪切力显著降低，且L-PS组剪切力最低。肉色参数也有显著差异，S-PS组在48 h时亮度最低，L-PS组在48 h时肉红度最低，L-PS组在24 h和48 h时黄度最高。根据上述结果，在屠宰后放置肉类 72 小时会导致肉更嫩、pH 值更低、更黄，尤其是在暴露于直径为 50 和 100 μm 的 PS 颗粒后。![]()
通过16 S rRNA测序分析了4组羔羊的瘤胃微生物成分，结果如上图所示。α多样性指数，、Shannon指数、Observed_species指数和Faith_pd指数在处理组之间没有显著差异。PCoA分析表明，PS对羔羊瘤胃微生物群落也没有明显影响。然而，LEfSe 分析突出了主要的差异细菌，包括拟杆菌门、放线菌、Coriobacteriales_Incertae_Sedis 和 Prevotellaceae_YAB2003_group。与CON组相比，S-PS组的拟杆菌门相对丰度显著升高。在类别方面，M-PS组内放线菌的相对丰度明显超过CON和S-PS组。S-PS、M-PS、L-PS组Coriobacteriales_Incertae_Sedis相对丰度显著低于CON组。 在属水平上，S-PS组Prevotellaceae_YAB2003_group相对丰度显著超过M-PS组。![]()
PS暴露对总氨基酸、必需氨基酸、有限氨基酸、支链氨基酸水平没有显著影响。然而，PS暴露诱导了非必需氨基酸、功能性氨基酸、风味氨基酸浓度的显著变化，以及EAA比率的变化。通过对单个氨基酸浓度的检查，观察到酪氨酸，苯丙氨酸，苏氨酸，缬氨酸，天冬氨酸，丝氨酸，谷氨酸，甘氨酸，半胱氨酸，脯氨酸和组氨酸受PS暴露的影响均显著。酪氨酸、苏氨酸、缬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸和脯氨酸随着PS暴露粒径的增加而增加，而谷氨酸则减少。![]()
PS 暴露对肉中饱和脂肪酸 （SFA）、单不饱和脂肪酸 （MUFA） 没有影响。然而，n-6 PUFA、多不饱和脂肪酸 （PUFA） 以及 PUFA 与 MUFA 的比率和 n-6 与 n-3 的比率随着 PS 暴露的粒径增加而增加，并且 M-PS 组的效果最大。在特定脂肪酸浓度方面，C18：2n6c、C18：3n6、C18：3n3、C20：3n6和C20：4n6均受PS暴露显著影响，并随PS暴露粒径的增加呈增加趋势。羔羊胃肠道中的PS对空肠造成严重损害，破坏肠蠕动，导致血液生理代谢异常、氧化应激、肝肾肿胀。同时，PS降低瘤胃中纤维素降解和芳香族氨基酸生物合成和代谢细菌的丰度。这种对消化和吸收的抑制随后会减少氨氮的吸收，影响肌肉氨基酸、肌肉合成并降低平均日增重。总之，暴露于PS的饮食会损害羊肉的消化，对血液和器官健康产生负面影响，导致平均日增重和肉质下降。值得注意的是，直径为 50 和 100 μm 的 PS 颗粒对羔羊造成的伤害更大。本研究旨在探讨PS对育肥羔羊瘤胃发酵、微生物群落结构、肉质、生长性能和血液生化的影响。鉴于羊肉作为人类食用的蛋白质来源的关键作用，未来的研究应优先考虑了解PS对羊肉生长、质量和安全性的综合影响。
了解更多请阅读原文献：
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.116389
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