沈 波,鄔本成,王改琴
(安佑生物科技集團有限公司,江蘇 太倉 215437)
磷脂是分子中含有磷脂酰膽堿的復(fù)合酯,廣泛存在于動植物的細(xì)胞中。大豆磷脂則是毛油精煉產(chǎn)生的副產(chǎn)物,其在大豆油腳中的含量為40%~50%。其產(chǎn)量在國內(nèi)很大,資源豐富且價格低廉。但目前對于將飼料級磷脂油作為乳化劑在飼料中使用,用以提高脂肪消化率、日增重及飼料轉(zhuǎn)化率一直富有爭議。近來,豆油已經(jīng)非常昂貴,相比之下飼料級磷脂油的價格較為低廉。因此開發(fā)和利用磷脂油具有重要的研究意義。
磷脂根據(jù)來源可分為大豆磷脂、菜籽磷脂、玉米磷脂、花生磷脂、蛋黃卵磷脂等;其成分大同小異,主要為磷脂酰膽堿(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰肌醇(PI),通常這類物質(zhì)由1分子甘油、2分子脂肪酸鏈(R1+R2)和1分子的磷酸基團與膽堿、乙醇胺或肌醇形成的酯化物共同構(gòu)成(見圖1)。植物磷脂中的脂肪酸以不飽和酸為主,尤其亞油酸較多;磷元素平均含量為1/26.31(m/m),灼燒完全后生成P2O5。其中大豆磷脂來源豐富,價格適中,應(yīng)用研究相對較多。純凈的大豆磷脂在室溫下是一種白色固體,溶于油脂、脂肪酸及苯、乙醚、己烷等有機溶劑,部分溶于乙醇,極難溶于丙酮和乙酸乙酯。在空氣中或陽光下不穩(wěn)定,易氧化成淡黃色或棕色,當(dāng)溫度超過150℃時開始分解,在酸性或堿性環(huán)境中易水解為脂肪酸、甘油、磷酸、氨基醇、肌醇等,由于大豆磷脂分子中含有多不飽和脂肪酸。因此,大豆磷脂顯示出較強的抗氧化性,且由于磷脂分子具有雙親性。因此,大豆磷脂表現(xiàn)出較好的乳化性[1]。
圖1 磷脂酰膽堿(PC),磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰肌醇(PI)
目前市場上的大豆磷脂,根據(jù)生產(chǎn)工藝不同,可分為大豆磷脂油(粗磷脂)、粉末大豆磷脂(固體磷脂)、醇精制大豆磷脂、改性大豆磷脂等。其中大豆磷脂油,是大豆毛油脫膠產(chǎn)物經(jīng)過簡單脫色、干燥后的產(chǎn)品。由于工藝簡單、來源豐富,價格適中,近年來已作為飼料添加劑應(yīng)用于畜牧業(yè)和飼料工業(yè)中,并取得了較好的經(jīng)濟和社會效益。
大豆磷脂油中含有油脂、磷脂、膽堿、不飽和脂肪酸和維生素E等[2]。市場上的大豆卵磷脂油通常含有65%~75%的磷脂(包括19%~21%的PC,8%~20%的PE,20%~21%的PI和5%~11%的其他磷脂),33%~35%的甘油三酯(豆油)以及其他物質(zhì)。其能量約為中性油脂的75%~80%,可用于替代飼料中的油脂,提高飼料的能量水平。此外,大豆磷脂中富含亞油酸、亞麻酸等必需脂肪酸,可平衡飼料中的必需脂肪酸;而磷脂在生物體內(nèi)可經(jīng)各種酶作用水解為甘油、脂肪酸、磷酸和各種氨基醇(如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等)[3];甘油可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮,參與糖代謝;脂肪酸經(jīng)β-氧化作用而分解;各種氨基醇可在體內(nèi)再次合成磷脂,膽堿還可以通過轉(zhuǎn)甲基作用轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)。磷脂中的磷是有機磷,這和無機磷的消化率有很大的不同。磷脂油中的磷的吸收是通過脂肪的乳糜微粒進行的。因磷通過化學(xué)鍵存在于磷脂分子中,所以可以推測磷的消化率等同于磷脂的消化率,一般為90%。但必須考慮到,當(dāng)劣質(zhì)的脂肪源或腸道健康問題存在時,磷脂中磷的消化率也會降低。
大豆磷脂油具有形成細(xì)胞膜、促進血脂代謝、保護胃黏膜和提高機體免疫等生物學(xué)功能。磷脂中膽堿部分(乙醇胺等)因磷酸基團的存在為陰性親水基團,長鏈脂肪酸為疏水基團。通過上述雙親性發(fā)揮其生物學(xué)功能。
2.2.1 構(gòu)成動物細(xì)胞生物膜
磷脂是構(gòu)成生物膜的重要成分,補充磷脂有助于保護生物膜的完整性和通透性,增加膜流動性和膜酶活性,修復(fù)被自由基損失的生物膜,從而保護機體,促進生長。
2.2.2 促進脂類代謝,保護血管和肝臟
磷脂水解后釋放出的膽堿,對脂肪具有較強的親和力,可與肝臟中的脂肪結(jié)合,然后以磷脂的形式通過血液循環(huán)及時代謝,從而降低脂肪肝的發(fā)病率。磷脂的乳化作用可防止膽固醇在血管內(nèi)壁沉積,同時可改善脂肪的吸收與利用。因此,具有預(yù)防心血管疾病的作用。
2.2.3 促進神經(jīng)傳導(dǎo),提高大腦活力
磷脂水解后釋放出的膽堿,經(jīng)體內(nèi)酶作用后可生成乙酰膽堿,乙酰膽堿可促進大腦神經(jīng)突觸迅速發(fā)達(dá),從而使大腦中神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞速度加快,提高大腦活力。
2.2.4 保護胃黏膜不受損傷
大豆磷脂是一種天然的表面活性劑,可作用于泌酸區(qū)胃黏膜上的黏液,其表面活性的特性對胃黏膜具有很好的保護作用。
2.2.5 增強機體免疫力
大豆磷脂可提高吞噬細(xì)胞的吞噬功能和淋巴細(xì)胞的增殖能力;大豆磷脂中的亞麻酸可有效調(diào)節(jié)花生四烯酸、白細(xì)胞三烯和前列腺素的生成,促進抗體生成、減輕炎癥反應(yīng)。
由于大豆磷脂的特殊性質(zhì)和生理功能,在飼料中添加時,可提高飼料的能量水平;強化飼料中膽堿、肌醇、必需脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì);促進動物對油脂和脂溶性維生素的吸收;減少飼料中油脂的氧化及粉料含量,改善適口性;防止飼料自動分級,改善制粒,減少能耗和設(shè)備磨損[4]。
仔豬出生后隨著日齡增加,其胰脂肪酶的活性也逐漸增加,但在斷奶后第3天下降到最低,然后直線上升。此外,在該過渡期膽汁的分泌也存在同樣趨勢。生產(chǎn)中為了減輕仔豬斷奶后的應(yīng)激反應(yīng),防止仔豬斷奶后體重減少和死亡,在仔豬日糧中添加油脂以提高其能量濃度;但由于早期斷奶的仔豬消化機能尚未健全,對乳脂和日糧中脂肪的消化率存在很大的差異。試驗表明在仔豬斷奶日糧中添加磷脂,有助于仔豬對脂肪的消化,可避免因消化不良而引起的腹瀉等問題,適宜添加量為日糧的1%~2%。
張兆琴[5]等研究顯示,大豆磷脂可顯著提高飼料轉(zhuǎn)化率和能量利用率,仔豬日增重和采食量隨大豆磷脂水平增加而增加。國外有研究表明[6],在斷奶仔豬日糧中添加0.2%脫油大豆磷脂,仔豬的日增重比對照組提高9.5%,料重比降低7.5%;添加0.6%時日增重提高17.1%,料重比降低12%,并可提高仔豬對無氮浸出物的消化率2%~3%。史加寧[7]等將玉米膨化粉、大豆?jié)饪s磷脂混合后飼喂仔豬,與單獨使用玉米膨化粉相比,斷奶仔豬日增重提高,料肉比和成本降低。
也有研究認(rèn)為磷脂油改善斷奶仔豬生產(chǎn)性能與其斷奶日齡、添加水平及日糧油脂品質(zhì)密切相關(guān)。Cho[8]等指出,用0.5%卵磷脂等量取代豆油(教槽料中豆油為5%)時,從斷奶后第4天開始試驗,脂肪在整個腸道的消化率及回腸消化率均沒有明顯改善,其中脂肪的總消化率為80%,回腸消化率是72%。但是單甘脂類的濃度在0.5%~1.0%時,脂肪的消化率得到提高。這提示,當(dāng)日糧中的脂肪易于消化時,添加卵磷脂沒有明顯的作用效果,當(dāng)機體處于亞健康水平時則可以提高脂肪的消化率至正常水平。
飼料級磷脂油的能值和脂肪酸含量低于植物油,其營養(yǎng)價值和磷脂油組成、來源及混合的油脂類型相關(guān)。目前,只有當(dāng)飼料級磷脂油價格足夠低(為豆油的75%左右)時,其作為豆油的替代品才有意義。且日糧中磷脂油添加量應(yīng)根據(jù)飼料本身磷含量、磷脂油中磷脂及脂肪酸含量而定。通常動物越小,飼料中脂肪及飽和脂肪酸含量越高,所需的磷脂越多。此外,磷脂可部分替代磷酸氫鈣中的磷和合成的氯化膽堿。
通常磷脂油黏度大,在飼料中添加時不易混合均勻。添加時用加溫的方法降低其黏度,經(jīng)與油脂預(yù)混合后再進入混合機,且該過程能使其兩親性得到提高,從而促進乳糜微粒的形成,提高脂肪消化率。磷脂油中多不飽和脂肪酸含量高,容易酸敗,在飼料中使用時最好現(xiàn)拌現(xiàn)用,如需長期儲存,必須添加抗氧化劑,有條件的廠家可對磷脂油進行包埋處理。
磷脂油在改善動物生產(chǎn)性能和畜產(chǎn)品品質(zhì)方面有很好的作用,但其作用效果與家畜的生理階段、日糧脂肪來源與組成、腸道健康水平密切相關(guān)。在添加利用時應(yīng)充分考慮各方面因素,使磷脂油這類副產(chǎn)物得到最大限度的利用。
[1] Owen R. Fennema. 食品化學(xué)[M].王璋,許時嬰,江波,等,譯.3版.北京:中國輕工業(yè)出版社,2003.
[2] 余濤.大豆油腳的綜合利用[D].哈爾濱:哈爾濱理工大學(xué),2005.
[3] Li Y D,Peisker M.Soybean Lecithin in Animal Nutrition[J].Feed Magazine,2005,1(2):28-34.
[4] 蔡卓,程龍軍,江彩英,等.大豆卵磷脂的研究現(xiàn)狀[J].化工技術(shù)與開發(fā),2008,37(9):34-37.
[5] 張兆琴,徐占云,秦睿玲,等.日糧中添加大豆卵磷脂對斷奶仔豬的影響研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2006 (01):41-44.
[6] Klaus D G.De-oiled lecithin for piglet[J].Feed international,1994,(09):22-30.
[7] 史加寧,王瑾,劉濱城, 等.大豆磷脂與玉米膨化混合粉的生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用的研究[J].糧食與飼料工業(yè),2010(4):36-38.
[8] Cho, J H, Chien, Y J, Yoo, J S, et al. Evaluation of fat sources(lecithin, mono-glyceride and monon-diglycerde) in weaned pigs:Apparent total tract and ileal nutrient digestibilities[J]. Nutrition Research and practice, 2008, 2(2):130-133.