投喂饲料或油脂组分可为动物生长和繁殖提供所必需的脂肪酸,但是不同动物种类及年龄群体间的脂肪酸消化率存在差异。此外,饲料中添加脂肪或油脂的有效性也取决饲料的配方组成。在本文中,我们提出一些营养学家应该考虑的相关问题。
在过去,饲料级动物脂肪是从屠宰动物副产品以及死亡动物中提炼而来。目前,欧盟(第3类)的动物脂肪只来源于屠宰前后的受检疫动物。此外,指定屠宰场生产的主流动物脂肪包括牛油、猪油和家禽脂肪。由于提取的动物脂肪不含动物蛋白质,因此不会构成TSE(可传播的海绵状脑病)风险。从这个角度来看,在动物饲料中应用动物脂肪,尤其是家禽脂肪和猪油,是安全可控的。
不同种类油脂的组分
表1所示为常见脂肪和油脂的脂肪酸组成。由此可见,椰子油、棕榈仁油和棕榈油主要包含高度饱和脂肪(不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比值u/s小于1.5)。此外,椰子油和棕榈仁油的中链脂肪酸含量较高,尤其是月桂酸(C12:0);棕榈油中棕榈酸(C16:0)和油酸(C18:1)含量高。其他植物油脂具有较高水平的不饱和脂肪酸。例如,菜籽油中具有较高含量的油酸(C18:1,n-9),葵花籽油、大豆油和玉米油中的亚油酸(C18:2,n-6)含量较高,而亚麻籽油中的亚麻酸(C18:3,n-3)含量较高,且不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比值通常很高(5)。由于瘤胃中的生物氢化作用,牛油中的多不饱和脂肪酸(PUFA)含量较低。挥发性脂肪酸合成的脂肪酸最终产物主要是棕榈酸(C16:0)和油酸(C18:1)。因此,牛油中棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)和油酸(C18:1)的含量较高。此外,乳脂中含有某些中链脂肪酸。猪油的棕榈酸(C16:0)和油酸(C18:1)高于家禽脂肪,因为这两种脂肪酸是淀粉合成脂肪酸的主要终产物,最终在猪体内形成体脂沉积。非反刍动物的脂肪酸组成(如猪油、家禽脂肪和鱼油)在很大程度上受到日粮中脂肪数量和类型的影响。
表1常见脂肪和油脂的脂肪酸组成(脂肪酸百分比%)
特定脂肪酸的使用
脂肪和油脂的脂肪酸组成从多个方面决定了其营养和经济价值。首先,动物体需要通过饲料摄入必需的ω3(或n-3)和ω6(或n-6)脂肪酸。这通常限于多不饱和脂肪酸:亚油酸(C18:2,n-6)和亚麻酸(C18:3,n-3)。通常而言,亚油酸的最低需求量很容易通过添加富含脂肪的谷物或谷物副产品以及猪油或家禽脂肪与大豆油等植物油脂来满足。另一方面,如果要确保胴体品质,亚油酸(C18:2)和(或)亚麻酸(C18:3)含量需受到最大程度的限制,那么必须限制高不饱和植物油脂或富含脂肪的谷物和谷物副产品的添加量。如果需要生产富含n-3脂肪酸的动物产品,至少需在育肥饲料中保证n-6/n-3比值的最大化。在生产实践中,往往不得不添加亚麻籽油(富含C18:3)。动物体的炎症反应受到长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)、花生四烯酸(AA,C20:4,n-6)和二十碳五烯酸(EPA,C20:5,n-3)的比值调节;其中,花生四烯酸具有促炎作用,而二十碳五烯酸则具有抗炎活性。来源自藻类和深海鱼油(鲑鱼油)中的EPA和二十二碳六烯酸(DHA)添加量能够直接影响饲料中的AA/EPA比值;此外,AA/EPA比值也受到饲料中C18:2/C18:3比值的影响,这是因为动物能够以上述脂肪酸为底物,通过延伸反应和去饱和反应合成长链多不饱和脂肪酸。母猪饲料中经常需添加富含DHA的油脂,以减少仔猪的死亡、提高生育能力。中链脂肪酸(MCFA),例如来源于椰子油、棕榈仁油(主要是C12:0)或者提取的脂肪酸(棕榈仁油脂肪酸通常为C6:0、C8:0或C10:0),在维持肠道健康和提高垃圾质量方面具有积极的作用,同时还能够提高幼崽的平均日增重(ADG)和饲料转化率(FCR)。中链脂肪酸(MCFA)提供的能量低于长链脂肪酸,但其与有机酸或精油结合使用,能够增加其抗微生物活性。
脂肪和油脂的饲用价值
全价饲料中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值(u/s)能够在很大程度上影响脂肪的消化率。脂肪酸的饱和程度可显著影响其熔化温度,从而影响胆汁酸在肠腔中的乳化能力。由于短于棕榈酸(C16:0)的饱和脂肪酸和长链高不饱和脂肪酸(LC-PUFA)具有高度可消化性,因此u/s比值受到(C16:1+C18:1+C18:2+C18:3)/(C16:0+C18:0)比值的限制。从实际角度出发,幼仔饲料的最小u/s比值应保持在2.25-2.50之间,以确保足够的脂肪被消化;而对成年动物来说,这一比率可在2.0-2.25之间。为保持全价饲料中的最小u/s比值,需要限制饲料中饱和脂肪酸的添加量,如棕榈油、棕榈油脂肪酸、牛油以及猪油。根据最小的u/s比值的方法,家禽脂肪在家禽和猪饲料中的使用量通常不受限制。
消化率的影响因素
脂肪的消化率具有物种依赖性(家禽低于猪)、年龄依赖性(幼畜较低),并受到肠道健康的强烈影响(菌群失调、真菌毒素等)。然而,幼仔和肉鸡饲料通常具有高水平的能量密度,需要添加较大量的脂肪和油脂。完全脂肪(甘油酯)可以形成单甘酯,其有助于水解游离脂肪酸的乳化。对于敏感物种和幼仔来说,应最大限度地增加(添加)游离脂肪酸在饲料总脂肪含量的比率,限制棕榈油脂肪酸蒸馏物(PFAD)和脂肪酸混合物的使用。不同油脂的总能和消化率对其营养价值和经济价值的影响最大。尽管椰子油或棕榈仁油等中链脂肪酸来源的总能要低于长链脂肪酸,但其具有极高的消化率。因此,动物代谢能(ME)或净能(NE)具有可比性。如前所述,育成饲料中的u/s比值是脂肪消化率的决定性因素。随着最小u/s比值的使用,不同脂肪和油脂可以在饲料配方中结合使用,从而提高其他低消化率饱和脂肪(如牛油和棕榈油)的消化率。此外,饱和脂肪酸在甘油三酯上的位置也决定了脂肪酸的消化率,因为饱和脂肪酸(例如C16:0和C18:0)中单甘酯(在sn-2位置)的吸收显著高于脂肪酶从甘油三酯sn-1和sn-3位置上水解下来的游离脂肪酸。因此,尽管脂肪酸模式相似,但猪油的脂肪消化率在猪和肉鸡中分别较棕榈油高7%和14%。
总脂肪酸含量分析
脂肪含量通常以醚类提取物的形式测定,其前处理过程包括酸处理和非酸处理两种方式。不能用于产生ATP的脂溶性物质(蜡、氧化和受损脂肪酸)将导致脂肪或油脂中(总)能含量的降低。因此,推荐使用气相色谱法进行总(可鉴定的)脂肪酸含量的分析测定。当根据产品中游离脂肪酸量来修正甘油含量时,可计算所谓的剩余馏分,并相应地调整总能含量。在提取和蒸馏过程中,经过强烈高温处理的脂肪产品会含有不同水平的剩余馏分:平均含量较低的PFAD(3%)、中等含量的动物脂肪(4-5%)和较高含量的脂肪酸混合物(7-8%)
饲料配方相关事项
饲料配方、饲料加工工艺和饲料(能量)摄入量均能够影响所添加脂肪和油脂的消化率。通常富含纤维的饲料产品能量水平较低,从而导致饲料中需添加更多的脂肪和油脂;然而,由于高纤维水平饲料内源性损失的增加,又会导致脂肪消化率的降低。如果饲料中的淀粉和糖含量超出动物需求,将增加机体脂肪酸的从头合成(主要为C16:0和C18:1合成)和脂肪沉积。饲料加工过程降低了大豆、向日葵、棕榈仁或菜籽粕等植物油提取副产物的粒径,从而能够特异性地提高其脂肪消化率。对谷物进行热处理能够增加其粘度,从而可促进断奶两周仔猪的消化能力,然而该处理对肉鸡饲料具有负面影响。在肠道健康情况下,饲料中添加乳化剂(通常含有磷脂)可改善脂肪消化受损的情况以及低质脂肪的消化利用。
饲料配方的考虑因素
脂肪和油脂为高能量源。与淀粉丰富的谷物和谷物副产品相比,脂肪和油脂相对便宜,而高纤维(低能)饲料往往更有吸引力。因此,当更多的脂肪和油脂可以用于饲料生产时,饲料成本将会降低。为了提高饲料中脂肪或油脂的添加量,通常需要在搅拌机或制粒(包膜)后喷洒u/s比值较低的动物脂肪或植物油脂(便于保持颗粒硬度)。从营养学的角度来看,(可发酵)碳水化合物的添加量可能需要最大化,如果u/s比值较低,则可能需要添加乳化剂。油脂和脂肪可作为模具的润滑剂,因此添加脂肪和油脂能够提高饲料产能。此外,少量添加脂肪和油脂也可以防止灰尘进入谷物饲料中。与代谢能(ME)或消化能(DE)体系相比,净能体系中脂肪和油脂的能量值相对较高。相比来自淀粉、糖或(可发酵)碳水化合物的能量来说,来自脂肪的能量能够被更加有效地用于脂肪沉积。在代谢过程中,由脂肪代谢产生的热量较低,摄入脂肪含量较高的饲料可减轻热应激压力。因此,当使用NE体系配制猪饲料时,或者利用改进的禽类ME体系来提高脂肪的能量效应,饲料中可额外增加1-1.5%的脂肪和油脂。这意味着无论是脂肪的质量还是减少和保持脂肪颗粒大小的物理方法(压力喷涂脂肪和/或使用乳化剂)都显得尤为重要。
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