棕榈油的研究进展及在畜牧业中的应用

2010-04-13 14:53杨光宇
饲料博览 2010年8期
关键词:棕榈油棕榈胡萝卜素

杨光宇,王 东

(黑龙江畜牧兽医职业学院,黑龙江 双城 150111)

1 棕榈油概况

棕榈油是从油棕树的棕果中榨取出来,果肉压榨出的油称为棕榈油(PO),而果仁压榨出的油称为棕榈仁油(PKO),两种成分大不相同。棕榈油主要含有棕榈酸和油酸两种最普通的脂肪酸,棕榈油的饱和程度约为50%,而棕榈仁油主要含有月桂酸,饱和程度高达80%。传统棕榈油是指棕榈果肉压榨出的粗油(CPO)和精炼油(RPO),不包含棕榈仁油。棕榈油原产地在西非,1870年后传入马来西亚。目前,马来西亚和印度尼西亚是全球主要的棕榈油生产国和出口国,其棕榈油产量占全球产量80%以上,中国则是棕榈油的完全进口国。

棕榈油是植物油的一种,占世界油脂市场总产量的30%,可部分替代大豆油、花生油、向日葵油、椰子油、猪油和牛油等其他油脂,可见其广泛的应用潜力。

2 棕榈油的营养成分

棕榈油主要含有棕榈酸和油酸两种脂肪酸,而与大豆油、橄榄油和鱼油相比,棕榈油的饱和脂肪酸含量最高,单不饱和脂肪酸含量居中,而多不饱和脂肪酸含量较低。除像其他油脂一样含有饱和或不饱和的脂肪酸外,棕榈油还含有大量的胡萝卜素和维生素E。一般的粗棕榈油含有类胡萝卜素约500~700 mg·kg-1,而其中的80%为 α 和 β胡萝卜素[1]。Mortensen等用C30色谱柱的高压液相色谱分析表明,40%的α和β胡萝卜素主要以顺势异构体的形式存在,而也正是大量的胡萝卜素才使粗棕榈油呈亮黄色[2-3]。此外,粗棕榈油还含有维生素 E 800 mg·kg-1,维生素 E是人们最早发现的维生素之一,是生育酚和生育三烯酚以及具有生育酚生理活性的衍生物的总称。楼建华等建立了棕榈油中生育酚和生育三烯酚的准确、快速的高压液相分析方法,并获得了较理想的分离效果[4]。除提供胡萝卜素和维生素E等营养物质,棕榈酸较低的不饱和度以及大量抗氧化剂(类胡萝卜素和维生素E)的存在,使其不易氧化变质,较其他油脂稳定。

棕榈油的提取方法和油棕果的新鲜程度均对胡萝卜素和维生素E的含量有较大影响。因此,Tan等用真空干燥法替代湿热灭菌法对油棕果进行前处理,减少了棕榈油中游离脂肪酸的含量,以此提高其质量,并且较传统方法有效的提高了胡萝卜素和维生素 E的含量[5]。而Goncalves等则以乙醇为溶剂的液体提取法对棕榈油进行脱酸处理,较传统精炼法提高了胡萝卜素和维生素E等营养物质的含量[6]。此外,棕榈油开发的副产品亦含有较高的营养价值,有研究人员用 CO2超临界萃取、加压液体萃取以及正相液相色谱法对棕榈果压榨纤维进行胡萝卜素和维生素E的含量测定,不仅所用方法可行,而且测定含量可观[7-8]。

3 棕榈油的主要用途

棕榈油根据其自身特点可分提为两个部分,一种为液体状态的棕榈油酸脂(熔点18~20℃),另一种为固体状态的硬脂酸油脂(熔点48~50℃),如果采用更精密的技术还可提出介于以上两种状态的中间部分,性质也介于油酸脂与硬脂油酸脂之间,含有60%的棕榈酸和40%的油酸。其中液体油可用餐饮用油,固体脂可用来替代可可脂作巧克力等食品制造用油,而未经分提的棕榈油则可用于制皂工业等。

3.1 餐饮业和食品业

液态的棕榈油酸脂饱和度较高,不含亚麻酸,其富含的维生素是天然的高效抗氧化剂,这使棕榈油与其他油脂相比更适用于煎炸、烧烤食品,不仅如此棕榈油月桂酸含量较其他油脂低,因此煎炸时很少起沫,更易于油炸食品的加工。固态的棕榈硬脂酸油脂在食品工业方面,一般被加工成起酥油、人造奶油、氢化棕榈油、煎炸油脂和专用油脂等糕点和面包厂的佐料。与其他食用油一样,棕榈油容易被消化、吸收,而且是脂肪的一种重要成分,是制造食品的良好材料。而且从棕榈油的组合成分来看,其饱和甘油含量让食品避免氢化而保持稳定,并含有较丰富的抗氧化剂,使其更受食品制造业喜爱。

3.2 工业和饲料业

棕榈工业产品有工业味精之称,可见其应用广泛。工业使用的未经分提的棕榈油,主要用于制造肥皂、硬脂酸及甘油。随着原油价格的上涨,棕榈油作为生物燃料的用途已成为研究热点。其在工业运用中主要分两类:一是从棕榈产品中可以直接得到的,如皂类、环氧棕榈油及其多元醇等产品,另外一个是油脂化工类产品,如脂肪酸、酯、脂肪醇等。棕榈油开发的副产品也可用于动物饲料,棕榈叶和榨油后的果渣是上等的粗饲料,含有丰富的类胡萝卜素和维生素E,棕榈仁榨后产生的棕榈饼粕,与苜蓿成分大体相同,适合马和奶牛的喂养。此外,棕榈油精炼后产生的脂肪酸蒸馏物,也是畜禽很好的能量饲料。

4 棕榈油的生物功能

4.1 对血脂的作用

饲粮中油脂成分和含量对血脂的影响不仅是科学研究的热点也已是人们日常关注的话题,但是从目前的试验结果来看,棕榈油对血脂的影响尚存争议。研究结果显示,以11%猪油、棕榈油及调和油的饲料分别饲养大鼠,结果表明棕榈油组血清总胆固醇(TC)及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平与猪油组相比显著降低,但高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)差异不显著。周韫珍等试验也表明与猪油相比棕榈油降低了日粮正常胆固醇水平的大鼠血清TC、LDL-C水平,对 HDL-C的影响一样不显著[9]。张坚等以18~25岁健康男子为试验对象进行研究,所得结果与以上研究基本一致[10]。但范亚明等研究则表明,棕榈油无明显降低家兔血脂的作用[11]。近年来,国外的研究报道与以往的报道也不一致,譬如 Ladeia研究表明,煮熟的棕榈油可以降低健康青年人血清LDL-C和甘油三酯(TG)的水平[12]。Wilson等研究也表明,粗棕榈油能降低饲喂高胆固醇日粮仓鼠的血清TC和非高密度脂蛋白胆固醇含量,而且显著增加HDL-C的含量,从而减少了血管中胆固醇的积聚[13]。这可能是由于棕榈油加工处理方式不同导致脂肪酸含量和成分的不同以及试验对象的差异造成的,不过随着试验的进一步展开,结论终会被证实。

4.2 对血浆维生素含量及抗肿瘤的作用

棕榈油不仅仅含有不同脂肪酸,还含有大量的维生素E和类胡萝卜素等天然抗氧化剂,这就不得不重新审视其除能量供应外的其他作用。而且Zhang等试验也表明,膳食中添加棕榈油可以提高受试者42日后的血浆α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、番茄红素和α-生育酚的浓度[14]。不过国内外相关报道还很少,还需要大量的试验来研究和论证。此外,棕榈油与大豆油相比,还能够显著抑制氧化偶氮甲烷诱导大鼠的异常隐窝病灶的产生,因此减少结肠癌的发病率,原因一样是其含有丰富的天然抗氧化剂[15]。

5 棕榈油在畜牧业中的应用

5.1 对脂质代谢和体组成的影响

Tocher等研究表明日粮粗棕榈油含量能增加虹鳟鱼肝细胞的脂肪酸脱饱和作用,而且还能降低水温为7和11℃时的肠细胞的β氧化[16]。鱼体组织沉积的脂肪可受日粮脂肪酸成分影响,因此Bahurmiz等以棕榈油替代鱼油的日粮为研究对象,结果表明棕榈油显著增加了鱼肉中饱和和单不饱和脂肪酸的水平,但却显著降低了多不饱和脂肪酸的含量[17]。而且日粮棕榈油虽然能增加羔羊内部脂肪棕榈酸的沉积,但却降低了单不饱和和多不饱和脂肪酸的水平[18]。除此之外,棕榈油还能改善蛋黄颜色,并且呈剂量依赖关系。

5.2 对生长和生产性能的影响

有研究表明,早期断奶后第2周内,棕榈油显著降低仔猪的平均日增重,而王友明等则认为棕榈油粉对断奶仔猪的平均日增重无显著影响,却可显著降低腹泻率[19]。此外,日粮中添加棕榈油3%能显著提高30日龄以后肉鸡的平均日增重,不论前期、中期添加棕榈油与否,后期添加能明显改善饲料转化率[20]。而且棕榈油与牛油相比能显著增加28~49日龄的肉鸡增重,与豆油相比能增加蛋鸡的产蛋量[21]。

棕榈油对反刍动物也有重要的意义。真胃灌注棕榈油不仅可使能量、脂肪和蛋白质沉积增加而且显著提高氮沉积[22]。张微等研究说明,日粮中添加氢化棕榈油显著提高肉牛日增重和饲料转化率[23]。Dutta等研究也表明日粮添加棕榈油5%显著提高了断奶羔羊的生长性能和饲料转化率[24]。除此之外,过瘤胃棕榈油脂肪酸钙还能提高奶牛的产奶量、乳脂率和乳干物质含量,但乳蛋白率有所下降[25-27]。

5.3 对瘤胃发酵的影响

反刍动物日粮中脂类含量较低,尤其在泌乳期,奶牛能量需要量增加,因此,泌乳高峰期的奶牛常常出现能量负平衡,奶牛动用大量的体脂用于产奶,导致代谢机能发生障碍,继而出现酮病或脂肪肝,降低了生产性能,所以日粮中添加一定量的脂肪可以提高反刍家畜能量摄取,提高生产性能。直接饲喂未保护脂肪,反而会降低采食量和纤维素的消化,进而导致乳脂率降低。由于棕榈酸具有固体脂特性,和其钙盐一样可作为过瘤胃脂肪补充反刍动物泌乳高峰时能量摄入的不足。赵发盛等研究表明,日粮添加棕榈油脂肪粉或棕榈油脂肪酸钙虽然减少了菌体蛋白含量,但对乙酸、丙酸浓度及乙酸/丙酸值均无显著影响[28]。而赵军等研究则表明,日粮添加棕榈油脂肪粉或棕榈油脂肪酸钙400 g·d-1虽然降低了NDF、ADF和CF的瘤胃降解率,但对纤维素表观消化率无显著影响,可见添加棕榈油或其钙盐对瘤胃发酵仍有一定的影响,其具体的添加量以及添加手段仍需进一步的探究[29]。

6 小结与展望

棕榈油含有的脂肪酸范围广泛,既可以分为液油和固体脂肪,又含有较丰富的类胡萝卜素和维生素E等天然抗氧化剂,因此其在餐饮和食品业的应用已有近千年的历史。随着分离与合成技术手段的开发和完善,棕榈油的工业用途也得到了蓬勃的发展,不仅可以用作生物燃油替代原油的日趋紧张,而且大量的工业残渣仍可用作动物饲料,因此棕榈油及其副产品可打破传统的应用领域,扩大研究思路和应用范围,其在动物营养和饲料加工业会开创出美好的未来。

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