曹秀青,刘立成,任燕锋,刘大森
(东北农业大学动物营养研究所,哈尔滨 150030)
共轭亚油酸(Conjugated linoleic acid,CLA)是具有共轭双键的亚油酸(18:2 n-6;LA)几何和位置异构体,对人体健康具有广泛的有益影响,包括抗癌、抗动脉粥样硬化、抑制脂肪沉积、防治糖尿病等[1-3]。CLA的主要异构体c9,t11CLA的合成途径有两种,一是亚油酸瘤胃生物氢化的中间产物,二是异油酸(t11C18:1,亚油酸或亚麻酸瘤胃生物氢化过程的中间产物)在组织中经Δ9-脱氢酶去饱和形成[4],有研究报道乳脂中大约90%c9,t11CLA是由第二种途径合成的[5],因此提高瘤胃中t11C18:1的浓度具有重要意义。很多研究报道添加相同水平或不同梯度的植物油、鱼油或混合油可提高t11C18:1和反刍动物产品中CLA的含量[6-9],但不同植物油作用效果不一致,大多数研究发现富含亚油酸的植物油的作用效果显著优于富含亚麻酸的植物油[9-10],此外有学者在体外试验中发现C18:1到硬脂酸的氢化中间产物中有t11C18:1产生,但富含油酸的植物油在动物试验中对提高产品中CLA含量的作用效果并不一致[11-13]。本试验选择脂肪酸构成不同的花生油、玉米油和大豆油来调控日粮亚油酸水平,研究对绵羊瘤胃液脂肪酸动态变化和血浆脂肪酸组成的影响,寻找出植物油的合理添加模式,为在生产实践中提高反刍动物产品的CLA含量提供理论依据。
本试验选取脂肪酸组成不同但亚油酸水平较高的花生油、玉米油、大豆油作为脂肪源,各植物油的18C脂肪酸组成如表1所示。
试验选取4只雄性、健康、安装有永久性瘤胃瘘管的成年东北半细毛羊和陶赛特杂交绵羊,体重(40±1)kg,采用4×4拉丁方试验设计,整个试验分4期,每期预试期10 d,正式期6 d。
表1 植物油18C脂肪酸组成Table 1 Acid composition of vegetable oils of 18C fatty acid(mg·L-1)
基础日粮参照NRC(1985)饲养水平,以羊草、玉米和豆粕为主要原料,按1.2倍维持需要配制,精粗比为40:60。根据植物油的FA组成分别向日粮中添加0%(对照组,CK)、4%花生油(花生油组,PO)、2.84%玉米油(玉米油组,CO)和2.86%的大豆油(大豆油组,SO),添加油脂代替基础日粮中的玉米或豆粕,日粮组成及营养成分见表2。
从预试期开始给动物饲喂待试日粮,按试验羊最大采食量的85%给料,每日饲喂精料480 g,羊草720 g,分早晚两次均等给予(8:00和18:00),试验羊单圈饲养,自由饮水。
1.4.1 采样方法
在每期试验的最后1 d 10:00、12:00、15:00和17:00采集瘤胃液30 mL,100 r·min-1离心1 min,试验羊08:00第一次饲喂,大约采食1 h左右,即采食后1、3、6和8 h采样,最后一次采样时间即在下午饲喂前1 h,此时瘤胃氢化已基本完成。取离心后的瘤胃液约10 mL,置于-20℃冰箱中保存用于测定脂肪酸。在每期试验最后1 d一天早饲前从颈静脉采血,取大约8 mL左右注入干燥洁净(事先加入75 μL 0.5%肝素钠并且摇匀)的10 mL离心管中,3 000 r·min-1,离心5 min,取血浆注入5 mL干燥清洁的安培道夫管中,置于-20℃冰箱中冷冻以备分析脂肪酸。
表2 日粮组成及营养成分(风干基础)Table 2 Ingredient and chemical composition of the experimental diets as consumed (%)
1.4.2 脂肪酸测定
脂肪酸的测定包括总脂的提取,脂肪酸甲酯化。
主要试剂:FAMEMix,C4-C24的37种混合标品(47885-u),SupelcoTM公司 ;CLA 甲 酯 标样(O5632), Sigma公 司 ; t11-C18:1 甲 酯 标 样(46905-u),SupelcoTM公司;采用岛津GC-2010气相色谱仪进行测定,具体方法参照文献[14-15]。
统计分析采用SAS8.02软件包的ANOVA过程进行方差分析,多重比较用Duncan法。以P<0.05作为差异显著性判断标准。试验结果用平均值±标准差表示。
由表3可以看出,随着采食后时间的延长,C18:1和C18:3经瘤胃生物氢化的作用浓度呈降低趋势,并且各加油组C18:1的浓度显著高于对照组(P<0.05),C18:3浓度除在SO组在个别时间点显著高于其他各组(P<0.05)外,各处理组间差异不显著(P>0.05);C16:0和C18:2在采食后3 h达到最高水平,C18:0在采食后6 h达到最高水平,t11C18:1浓度在采食后呈现增加的趋势,其浓度各加油组显著高于对照组(P<0.05),各加油组间t11C18:1浓度差异不显著(P>0.05);各加油组中CLA含量显著高于对照组(P<0.05),加油组之间差异不显著(P>0.05);添加植物油后各加油组不饱和脂肪酸在总脂肪酸中的比例提高1倍。
表3 不同处理日粮条件下瘤胃液各脂肪酸含量Table 3 Fatty acids contents in rumen fluid of sheep fed different diets(mg·L-1)
由表4可知,植物油处理组血浆中C16:0、C18:0以及t11-C18:1的含量显著高于对照组(P<0.05),各植物油处理组之间差异不显著(P>0.05)。SO处理组中C18:3的含量显著高于其他组(P<0.05),其他组中差异不显著。C18:1和C18:2各处理组间差异不显著(P>0.05)。添加植物油后血浆中不饱和脂肪酸所UFA/FA占的比列没有发生变化。
表1 不同处理日粮条件下血浆中各脂肪酸含量Table 1 Fatty acids contents in plasma of sheep fed different diets (mg·L-1)
添加植物油后改变了瘤胃内的脂肪酸组成,各植物油处理组瘤胃液中C16:0和C18:0的含量显著提高,这与Bateman和张玉枝等报道在日粮中添加不同水平的豆油可以提高瘤胃内C16:0和C18:0的含量相一致[6-7]。日粮亚油酸到C18:0的生物氢化过程首先是c12双键异构化为t11形成c9,t11CLA,然后经微生物还原酶对c9双键的氢化作用形成tC18:1,最后生成C18:0[16];亚麻酸的氢化途径第一步是异构化为c9,t11,c15C18:3,然后是加氢逐步分别形成t11,c15C18:2,t11C18:1和C18:0[17]。最近有学者用13C标记cC18:1在体外生物氢化试验中发现有9-16位的tC18:1包括t11C18:1生产[18]。本试验植物油组瘤胃液t11C18:1、C18:1、C18:2及CLA含量显著提高,表明日粮来源的亚油酸,可以提高瘤胃内t11C18:1的积累和CLA的产量,但从各加油组间t11C18:1和CLA浓度差异不显著的结果来看,油酸和亚麻酸的作用效果在本试验中未体现出来。AbuGhazaleh等在奶牛日粮中添加了不同饱和度的18C脂肪酸,发现高亚油酸组t11C18:1含量明显高于相同添加量的高亚麻酸组、高油酸组以及高硬脂酸组,高亚麻酸组与高油酸组作用效果一致,又显著高于高硬脂酸组,这里说明油酸和亚麻酸在提高t11C18:1方面有效果,但不饱和脂肪酸组中CLA含量只是显著高于硬脂酸组,其之间差异并不显著[9]。Bolte等报道在羔羊日粮中添加高油酸或高亚油酸的红花油籽增加了肌肉和脂肪组织中t11C18:1和CLA的含量[11];Loor等也发现,添加相同比例的高油酸的菜子油和高亚油酸的大豆油,均可显著提高瘤胃液中t11C18:1和CLA的含量,同时豆油组中这二者的含量又显著高于菜子油组,这说明亚油酸在提高瘤胃中t11C18:1和CLA的含量方面效果比油酸好[12]。Gómez等在奶羊日粮中补饲6%橄榄油(油酸80%)并没有提高t11C18:1的浓度,虽提高了c9,t11CLA的含量,但却又降低了t7,c9CLA和t9,c11CLA的含量,与本试验结果一致[13]。
各植物油处理组血浆中C16:0、C18:0以及t11C18:1显著高于对照组(P<0.05),大豆油组C18:3显著高于其他组,可能与瘤胃液中这些脂肪酸的含量有关,因为这些脂肪酸从瘤胃排空到十二指肠,然后被吸收到血液中。尹福泉[19]报道瘤胃液中t11C18:1的含量与血浆中的t11C18:1存在相关性,并且添加植物油或植物油籽可提高血浆中t11C18:1的比例,与本试验结果一致。
由于条件所限,本试验只测定了瘤胃液和血浆中的脂肪酸含量,对反刍动物最终产品中CLA和PUFA没有进行测定,但已有不少试验已经证明瘤胃液或血液中t11C18:1与乳脂中CLA和TVA存在正相关,Griinari等和Corl等报道乳中大约64%~78%的c9,t11CLA是由乳腺中Δ9脱氢酶作用t11C18:1产生的[4,20]。Kay等也报道乳中CLA主要来源于t11C18:1经乳腺中Δ9脱氢酶的去饱和作用,所以根据瘤胃液和血浆中的t11C18:1和CLA含量即可定性地判断出各处理组的作用效果[21]。尹福泉考察了瘤胃液、血浆和乳脂中脂肪酸的相关关系,得出瘤胃液中t11C18:1的含量与乳脂中CLA的含量均存在正相关关系:y=0.6008x-7.3504,R2=0.8903;血浆中t11C18:1(x)与乳脂c9,t11CLA(y)的比例存在正相关:y=1.2976x-0.5097,R2=0.9837[19,22]。AbuGhazaleh 等的试验有类似的结果,进一步证实了只要瘤胃液和血浆中t11C18:1的含量增加,就会增加乳中c9,t11CLA的含量,在这个过程中Δ9脱氢酶起着至关重要的作用[9]。被吸收入体内的反式油酸在肝脏和脂肪组织中被Δ9脱氢酶脱氢生成c9,t11CLA,此种方式被认为是反刍动物脂肪中CLA形成的主要途径。
a.日粮添加植物油显著提高了绵羊瘤胃液中t11C18:1和CLA的浓度,并且使不饱和脂肪酸的比例提高1倍,改善了脂肪酸的组成结构,并且显著提高了血浆中t11C18:1的浓度。
b.选取富含亚油酸的植物油,以植物油中脂肪酸的组成确定添加量,使日粮亚油酸水平相同在提高t11C18:1和CLA的浓度方面作用效果一致。但从植物油的添加量上看,花生油的添加量较玉米油和大豆油高的多,且价格较贵,所以为改善反刍动物产品中脂肪酸的组成结构,提高CLA的含量,玉米油和大豆油较经济适用。
[1] Pariza M W,Park Y,Cook M E.The biologically active isomers of conjugated linoleic acid[J].Progress in Lipid Reaearch,2001,40:283-298.
[2] MacDonald H B.Conjugated linoleic acid and disease prevention:A review of current knowledge[J].Journal of the American College of Nutrition,2000,19(2):111S-118S.
[3] Rainer L,Heiss C J.Conjugated linoleic acid:Health implications and effects on body composition[J].Journal of the American Dietetic Association,2004,104:963-968.
[4] Griinari J M,Corl B A,Lacy S H,et al.Conjugated linoleic acid is synthesized endogenously in lactating dairy cows by delta(9)-desaturase[J].The Journal of Nutrition,2000,130(9):2285-2291.
[5] Chin S F,Liu W,Storkson J M,et al.Dietary sources of conjugated dienoic isomers of linoleic acid,a newly recognized class of anticarcinogens[J].Journal of Food Composition and Analysis,1992,5:185-197.
[6] Bateman II H G,Jenkins T C.Influence of soybeans oil in high fibre diets fed to non lactating cows on ruminal unsaturated fatty acids and nutrient digestibility[J].Journal of Dairy Science,1998.81(9):2451-2458.
[7] 张玉枝,孔祥浩,朱晓萍,等.添加大豆油对绵羊瘤胃内容物脂肪酸组成的影响[J].中国农业大学学报,2005,10(3):30-34.
[8] 王颖.不同水平植物油对延边黄牛瘤胃内环境及血液脂肪酸成分的影响[D].延吉:延边大学,2007.
[9] AbuGhazaleh A A,Schingoethe D J,Hippen A R,et al.Conjugated linoleic acid and vaccenic acid in rumen,plasma,and milk of cows fed fish oil and fats differingin saturation of 18 carbon fatty acids[J].Journal of Dairy Science,2003,86:3648-3660.
[10] Bu D P,Wang J Q,Dhiman T R,Liu S J.Effectiveness of oils rich in linoleic and linolenic acids to enhance conjugated linoleic acid in milk from dairy cows[J].Journal of Dairy Science,2007,90:998-1007.
[11] Bolte M R,Hess B W,Means W J.et al.Feeding lambs higholeate or high-linoleate safflower seeds differentially influences carcass fatty acid composition[J].Journal of Animal Science,2002,80:609-616.
[12] Loor J J,Bandara A B P A,Herbein J H.Characterization of 18:1 and 18:2 isomers produced during microbial biohydrogenation of unsaturated fatty acids from canola and soya,bean oil in the rumen of lactating cows[J].Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition,2002,86:422-432.
[13] Gómez P C,Frutos P,Mantecón A R,et al.Addition of olive oil to dairy ewe diets:Effect on milk fatty acid profile and animal performance[J].Journal of Dairy Science,2008,91:3119-3127.
[14] Folch J,Less M,Sloane Stanley G H.A sample method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues[J].The Journal of Biological Chemistry,1957,226:497-509.
[15] Larqué E,Zamora S,Gil A.Dietary trans fatty acids affect the essential fatty-acid concentration of rat milk[J].The Journal of Nutrition,2000,130:847-851.
[16] Jenkins T.C.Symposium:Advances in ruminant lipid metabolism.lipid metabolism in the rumen[J].Journal of Dairy Science,1993,76:3851-3863.
[17] Wilde P F,Dawson R M C.The biohydrogenation of alphalinolenic acid and oleic acid by rumen microorganisms[J].Biochemical Journal,1966,98:469-475.
[18] Mosley E E,Powell G L,Riley M B,et al.Microbial biohydrogenation of oleic acid to trans isomers in vitro[J].Journal of Lipid Research,2002,43:290-296.
[19] 尹福泉,噶尔迪,刘瑞芳,等.不同植物油对奶牛瘤胃液、血浆中脂肪酸及乳脂中共轭亚油酸组成的影响[J].动物营养学报,2008,20(1):63-68.
[20] Corl B A,Baumgard L H,Dwyer D A,et al.The Role of Delta(9)-desaturase in the Production of cis-9,trans-11 CLA[J].Journal of Nutritional Biochemistry,2001(12):622-630.
[21] Kay J K,Mackle T R,Auldist M J,et al.Endogenous synthesis of cis-9,trans-11 conjugated linoleic acid in dairy cows fed fresh pasture[J].Journal of Dairy Science,2004,87:369-378.
[22] 尹福泉,噶尔迪,刘瑞芳,等.日粮中添加油料籽实对奶牛生产性能及乳脂脂肪酸组成的影响[J].动物营养学报,2008,20(3):261-267.