全 文 ：脂肪酸钙在反刍动物中的应用及亚麻油脂肪酸钙的生产工艺
孙 涛 李建国 李胜利
1 脂肪酸钙盐的作用机理
为了提高饲料中的能量水平及乳脂中不饱和脂
肪酸的比例,人们提出了在饲粮中添加油脂的办法,
这样既能提高日粮的能量浓度,又不会引起奶牛酸中
毒。但是添加未经保护的油脂,对瘤胃发酵具有强烈
的抑制作用;同时油脂包裹在纤维周围,阻止了微生
物与纤维的接触,显著降低了纤维素的消化率;另外
长链脂肪酸与瘤胃中阳离子结合,形成不溶解的复合
物,影响微生物活动需要的阳离子浓度,从而影响瘤胃
环境的 pH值,降低乳脂率,这些不利因素限制了油脂
的直接应用。
大量的试验研究表明,添加脂肪酸钙可克服上述
种种弊端。脂肪酸经过皂化处理后,在瘤胃中性(pH
值为 6.5～6.8)环境下保持原状,且不会被瘤胃微生物
分解,同时对瘤胃内环境没有不良影响。而当进入真
胃的酸性环境(pH值为 2～3)中时,因处于酸性环境
而溶解,分解成脂肪酸和 Ca2+,这样就使脂肪酸避免与
瘤胃微生物发生作用,到达真胃与小肠后作为能源被
充分利用,还补充了Ca2+,并且游离的脂肪酸可被动物
消化吸收。由于脂肪酸钙在瘤胃中不降解,也不被氢
化,可直接进入小肠消化吸收,经血液运输,沉积在动
物体脂上。因而日粮补充不饱和脂肪酸钙盐也可显著
地提高体脂的不饱和度,从而为功能食品的生产找到
了一条有效的途径。
乳脂中含有大量的 C14:0(10%～12%)和 C16:0
脂肪酸(25%～30%),而单不饱和及多不饱和脂肪酸含
量相对较低。医疗界人士认为乳中高浓度的C14:0脂
肪酸(十四烷酸)和 C16:0脂肪酸(棕榈酸),促进血
浆低密度脂蛋白胆固醇浓度的提高,从而诱发冠心病。
近期的研究表明:除了多不饱和脂肪酸外,C18:1酸
和C18:0酸也能降低血浆胆固醇水平。所以从人体
健康的角度考虑,人们希望增加乳中多不饱和脂肪
酸、C18:1酸和 C18:0酸的浓度,而降低 C14:0酸
和C16:0酸的浓度。
Noakes等(1996)报道脂肪校正乳制品脂肪酸组
成平均为51%饱和脂肪酸、39%单不饱和脂肪酸、10%
多不饱和脂肪酸;而常规乳制品的相应比例分别是
70%、28%和2%。在人体临床试验中,摄入脂肪校正乳
显著降低血浆总胆固醇水平,特别是低密度脂蛋白中
的胆固醇。Noakes等(1996)认为乳制品中C18:2比
C18:1能更有效地降低血浆胆固醇水平。
2 多不饱和脂肪酸的营养保健功能
2.1 改善脂类代谢,降低血浆中胆固醇和甘油三酯的
浓度。不饱和脂肪酸主要通过降低血清总胆固醇和低
密度脂蛋白胆固醇水平,从而使高密度脂蛋白胆固醇
含量升高,而使动脉硬化指数降低,最终降低血清胆
固醇和甘油三酯。
2.2 增强免疫力,降低心血管疾病和炎症、肿瘤的发
生率。许多资料显示多不饱和脂肪酸特别是ω-3脂肪
酸在降低心血管疾病、炎症的发生率方面作用明显。
孙涛,中国农业大学动物科技学院,博士,100094,北京。
李建国(通讯作者),河北农业大学动物科技学院。
李胜利,单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期:2005-08-30
★ 河北省教育厅科技攻关项目:国家“十五”奶业重大专
项——华 北 农 区 奶 业 现 代 化 集 成 与 产 业 化 示 范
(2002BA518A10)
《饲料工业》·2005年第26卷第23期
摘 要 脂肪酸钙是一种新型高能饲料添加剂,是由脂肪和钙结合而成的保护性脂肪。目前大
量研究表明,在动物日粮特别是反刍动物日粮中,添加脂肪酸钙可有效提高饲料的能量水平,进而提
高动物的生产性能。选用富含多不饱和脂肪酸的脂肪,特别是富含亚油酸、α-亚麻酸的植物油制作
脂肪酸钙饲喂奶牛可以提高乳脂中多不饱和脂肪酸含量,使生产出的奶不仅含丰富的蛋白质,而且
有人体必需的多不饱和脂肪酸,为保健食品的开发生产提供了一条新的途径。亚麻油因含有丰富的
亚麻酸和亚油酸(亚油酸12.7%、亚麻酸 58.5%),常被用来制作成脂肪酸钙,用以提供不饱和脂肪
酸。文章仅就脂肪酸钙在反刍动物特别是奶牛饲料中的应用及亚麻油脂肪酸钙的制作做一概述。
关键词 亚油酸;脂肪酸钙;反刍动物
中图分类号 S823
反刍动物营养
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2.3 作为细胞膜磷脂的重要成分,维持细胞膜的功
能。磷脂中脂肪酸的浓度、链长和不饱和程度在很大
程度上决定其流动性和柔软性等物理特性。这些物理
特性又影响膜发挥其结构功能的作用。
2.4 促进脑的发育。用大鼠、非人类灵长动物和新生
婴儿作为研究对象时发现DHA对脑的发育很重要。
3 脂肪酸钙在反刍动物中的应用
许多研究证明,在奶牛日粮中添加脂肪酸钙,可显
著提高奶牛产奶量、乳脂率,改善牛奶品质。Chalupa
(1984)及 Jrnkins(1984)指出,脂肪酸的钙盐在反刍家
畜瘤胃是惰性的。因此,日粮中添加脂肪酸钙盐是一
种有效的提高生产率的方法。在钙皂及动植物混合油
中,不饱和脂肪酸的生物氢化率分别为57%和87%。
Canale(1990)试验表明,添加脂肪酸钙对奶牛干物质、
净能进食量不产生影响,不影响干物质、粗蛋白、粗纤
维消化率。能提高产奶量、乳脂肪产量和4%标准乳产
量,饲料转化率得到改善(P<0.01),但引起乳蛋白率下
降。Schauf等(1992)在奶牛日粮中添加 3%、6%、9%
的脂肪酸钙,结果分别使乳脂率增加 4.23%、15.71%和
17.22%。试验表明:添加脂肪酸钙,乳脂率虽有所提高,
但乳蛋白含量却有下降趋势,不过由于总的产奶量提
高,故乳蛋白总量并未减少。Ruesegger(1995)认为日
粮添加3%～4%的脂肪酸钙,可增加泌乳量 2%～12%;
Gooden等(1993)认为乳脂量随过瘤胃脂肪的增加而
增加,并且发现饲喂过瘤胃脂肪可提高血浆甘油三酯
的水平,并增加乳腺的摄取。
田中和宏通过瘘管向第四胃内注入长链脂肪酸
含量高的菜籽油每日每头 400g。结果表明,注入长链
脂肪酸使乳脂肪中的 C4～C16脂肪酸减少 7.8%,C18
以上的脂肪酸含量增加。高士争(1988)给奶牛每日每
头添加 300g脂肪酸钙后乳脂率提高 13.17%,乳中不
饱和脂肪酸——亚油酸和亚麻酸增加 25.53%和
29.60%,钙增加 17.25%,乳蛋白率基本保持不变;近
藤郁夫(1995)给每头肉牛日粮中添加脂肪 300g,可使
肉牛肌肉中不饱和脂肪酸的含量显著提高,肉品质提
高一个等级。
4 亚麻油脂肪酸钙的生产
目前脂肪酸钙的生产大多以牛羊脂等饱和度较
高的脂肪为原料,而以不饱和度高的植物油为原料生
产的则较少,其生产工艺的报道也较少。为了提高乳
脂中不饱和脂肪酸的比例,生产出具有保健功能的牛
奶,可使用不饱和度高的脂肪酸钙,如用亚麻油、大豆
油和葵花籽油作为原料生产的脂肪酸钙。Chouinard
(2001)在奶牛日粮中分别添加用Canola油、大豆油及
亚麻油制成的脂肪酸钙,乳脂中共轭亚油酸的含量比
对照组增加了 3~5倍,其中以大豆油脂肪酸钙组最
高,亚麻油脂肪酸钙组次之。经反复实验,总结了用亚
麻油生产脂肪酸钙的一些经验。
4.1 原料
亚麻油、氯化钙、氢氧化钠。
4.2 化学原理
利用脂肪的皂化性质,用NaOH水解皂化脂肪生
成脂肪酸钠,再加入CaCl2,用 Ca2+取代脂肪酸钠中Na+,
生成脂肪酸钙。合成脂肪酸钙的2个主要化学反应如
下:
4.2.1 水解反应
在加热条件下,NaOH作用于甘油三酯,分解为甘
油和脂肪酸钠。
4.2.2 沉淀反应
脂肪酸钠与CaCl2反应生成脂肪酸钙沉淀。
4.3 生产工艺
4.3.1 皂化反应
用天平称取亚麻油置于已知重量的 2000ml烧
杯中,在电炉上加热升温,进行搅拌,当温度上升至
80℃时,缓慢加入碱液,碱液加入量为亚麻油重的
20%～40%。加碱量开始和最后要小;中间加入量要大。
在开始时投入总碱量的1/4,反应进行 30min后,原料
形成黄色乳化状态,此时再加入 2/4的总碱量,反应
20min后,再加入剩余碱液。反应过程中要不断搅拌,
在皂化过程中因为水分不断蒸发应适当补充水。
4.3.2 盐析反应
皂粒或皂胶形成后,加盐进行盐析,盐析时均匀
撒盐,一般为亚麻油重的20%。继续搅拌加热,观察水
皂分离情况。盐析分 2次,第 1次盐的加入量控制在
亚麻油重的 12%;第 2次盐的加人量为亚麻油重的
8%。盐析的目的是加盐于皂胶中,使皂胶与过量的水
分分离,同时其它杂质被电荷中和,促使游离胶凝聚
与水分开。
4.3.3 过滤和洗涤
由于在脂肪酸钙的制备过程中,加入了一定量的
氢氧化钠,制成的脂肪酸钙呈现碱性。如果直接加入
动物日粮中饲喂,必然会影响反刍动物瘤胃的正常pH
值及正常发酵功能。因此,制成的脂肪酸钙最后要用
水充分冲洗,使之呈中性;洗涤的另一个目的是洗去
产品吸附的钙,以保证产品的质量。
5 反刍动物日粮添加保护性脂肪应注意的事项
孙涛等:脂肪酸钙在反刍动物中的应用及亚麻油脂肪酸钙的生产工艺 反刍动物营养
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5.1 脂肪酸钙稍有异味,饲喂时应循序渐进,逐渐增
加其用量,必须与其它饲料混匀,并保持 1周左右的
过渡期。
5.2 保证饲草的充足供应,日粮干物质中性洗涤纤维
含量应在17%左右;酸性洗涤纤维含量在 21%左右。
这样可使更多的脂肪吸附在纤维上,大量的饲草还可
以保证动物体内代谢所需要的碳链。
5.3 添加的量要适当,使日粮中干粗脂肪保持在 5%～
7%,添加过多则会引起不良效应。
5.4 乳脂率在 3.5%以下的奶牛添加效果明显,对高
乳脂率的奶牛无效。
5.5 在高产奶牛泌乳盛期或夏季热应激时添加可起
到缓解应激的作用。
5.6 注意Ca、Mg、Co或维生素B12的添加。
6 脂肪酸钙的开发应用前景
随着人们对脂肪酸钙研究的深入,脂肪酸钙的作
用逐渐被认识。日粮中添加脂肪酸钙不仅可以有效提
供能量,提高动物的生产性能,又避免了直接添加脂
肪带来的一些不利影响。同时,不饱和脂肪酸钙的使
用还可以明显提高畜产品的质量,为功能食品的开发
提供了一条有效的途径。由于价格低、使用量少、使用
方法简便,开发应用脂肪酸钙产品符合我国养殖业发
展的需要,具有广阔的市场和良好的应用前景。
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(编辑:王 芳,xfang2005@163.com)
孙涛等:脂肪酸钙在反刍动物中的应用及亚麻油脂肪酸钙的生产工艺反刍动物营养
·信息采撷·
高产奶牛的主要特点是产乳量高,一般日产乳量在30kg以上,一个泌乳期产乳量在 6000kg以上。由于高产奶牛要排
出大量的牛乳,所以需要很多的营养物质。 高产奶牛每天需要采食 80～100kg的饲料(约折合干物质 20～25kg)来满足自
身的生理需要。由于要消化吸收这些饲料中的营养物质,不仅消化器官工作紧张,而且整个有机体代谢机能也都随之增
强。因此,奶牛必须体质强健,才能适应这些生理机能的活动。
高产奶牛的日粮配合要求营养分配齐全,饲料种类丰富、品质好、较容易消化吸收。一般以优质干草、青贮饲料、块根
和青绿多汁饲料等为组成日粮的基础,同时添加适当的精料。因为青绿多汁饲料不仅适口性好,而且还能促进消化液的充
分分泌,从而提高其它饲料的利用效率。实践证明,高产稳产不能单靠增喂精料,只有在增加粗料的基础上适当添加精料,
才能充分发挥精料的作用。如果精料添加量过多,虽一时得到高产,但高产时间不会持久,而且对奶牛的健康不利。
高产奶牛的日粮不仅要保证数量,而且要保证质量,饲料中应包括形成乳汁所必需的赖氨酸、色氨酸、精氨酸等多种
氨基酸。也就是说,高产奶牛的日粮中蛋白质的全价性愈高,对提高产乳量的效果愈好。而且日粮中粗料、多汁饲料、精料
比例愈合理,品质愈好;对矿物质的补充比例愈适宜,就愈能得到高产稳产。
高产乳牛因每天要采食的饲料数量大,所以应当增加饲喂次数,一般每天应喂 4次以上。饮水应有自动饮水器,如果
没有自动饮水器,每日饮水次数要在 5次以上。
在日常管理工作中,一定要做到每日上、下午各梳刷牛体一遍。每日让奶牛进行适当的户外运动。对气候的变化,高产
奶牛也比较敏感,因此,夏季要做好防暑降温工作,冬季要做好防寒保暖工作,特别要注意防止寒风直接吹袭乳房。
高 产 奶 牛 应 该 怎 样 喂
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