日粮添加裂壶藻粉对奶牛生产性能和乳品质的影响

苏世灿，王建烽，刘庆华，陈水荣，陈礼毅

（1.厦门汇盛生物有限公司，厦门 361000；2.福建农林大学动物科学学院，福州 350002）

裂殖壶菌，又称裂壶藻，是我国新食品资源认证可用来生产DHA藻油的菌种。其DHA（二十二碳六烯酸）主要是以甘油三酯型的形式存在。DHA具有降低血脂[1]，促进胎儿脑细胞组织生长发育，健全神经系统[2]，提升学习记忆能力，延缓大脑衰老[3]，增加儿童视力发育[4]，维持心脑血管系统健康等功效[5～9]。甘油三酯型DHA在动物体内具有优异的代谢率[10]。研究发现甘油三酯DHA有sn-1、sn-2、sn-3三种位置，位置不同，其在体内的吸收力也不同[11,12]。婴儿体内甘油三酯sn-1和sn-3位的酯键水解能力降低[13]，sn-2位DHA甘油三酯则无这方面问题。

牛奶中几乎不含DHA，市售牛奶一般通过外添加来生产DHA奶。但DHA属于多不饱和脂肪酸，遇空气、金属等极易发生氧化反应产生腥味，从而导致口感、风味变差，而且氧化产物会对消费者健康带来不良影响。试验证明，在日粮中添加DHA能够提高动物生产性能，改善畜产品品质[14]。原生DHA纯牛奶可用于加工成各种奶产品（奶粉、酸奶等），其在风味口感、理化性质方面可与常规牛奶保持一致[15]。

本试验在奶牛日粮中添加裂壶藻粉生产原生DHA牛奶，研究添加裂壶藻粉对奶牛的生产性能及DHA在牛奶中富集的有效性和含量稳定性的影响，并且确定裂壶藻粉的最适宜添加量，比较DHA牛奶与普通牛奶的脂肪酸组成差异，检测DHA在甘油三脂sn-2位的含量，为裂壶藻粉在原生DHA牛奶生产中的添加应用提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

基础日粮，裂壶藻粉（由厦门汇盛生物有限公司提供，含15%DHA）。

1.2 试验动物及管理

试验在福建省福清江镜华侨农场奶牛场进行。按年龄、胎次（1～3胎次的经产奶牛）选取42头经临床检查健康的荷斯坦牛。供试牛群按照奶牛场现行饲养制度管理，拴系饲养，定期刷拭牛体及打扫圈内卫生，自由饮水。早、中、晚在挤奶厅挤奶3次，用奶量计量器计量产奶量。

1.3 试验设计及日粮组成

表1 基础日粮配方

试验采用单因素试验设计，分成两个阶段。第一阶段试验将42头泌乳天数在80d左右的荷斯坦牛随机分为7组，每组6头。对照组饲喂基础日粮，试验1～6组在基础日粮基础上分别添加50g/（头·d）、100g/（头·d）、150g/（头·d）、200g/（头·d）、250g/（头·d）、300g/（头·d）裂壶藻粉。补饲的裂壶藻粉直接投喂于全混合日粮（TMR），训料期15d，正试期85d，试验期共100d，正试期间监测相应生产指标。第二阶段研究长期饲喂裂壶藻粉对奶牛乳中DHA含量富集的稳定性和对奶牛乳脂、产奶量的影响。试验组继续饲喂最优添加量的裂壶藻粉，对照组饲喂基础日粮，期间监测相应生产指标，试验期共90d。基础日粮配方及营养成分见表1。本配方以奶牛产奶量18kg/d和维持需要1.3倍能量设计。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 样品采集与产奶量：所有供试牛在正试期开始后每隔7d采集一次奶样， 每头分早、中、晚3次采样，按4:3:3混合后加5%重铬酸钾防腐剂0.5mL于4℃保存，待测。记录各组供试奶牛的日产奶量。

1.4.2 乳中DHA含量和脂肪酸的组成：参照《食品中脂肪酸的测定》（GB 5009.168-2016）内标法。

1.4.3 乳脂：参照《婴幼儿食品和乳品中脂肪的测定》（GB5413.3—2010）盖博法。

1.4.4 DHA在牛奶脂肪中的位置：于第二阶段试验结束前一周采集试验组和对照组奶样，分早、中、晚3次采样，每头奶牛按4:3:3混合取100mL，将试验组奶样混合后与对照组混合奶样一起送北京中粮营养研究院，检测DHA在牛奶乳脂肪sn-2位的含量。

表2 日粮添加不同水平裂壶藻粉对奶牛生产性能和乳中DHA含量的影响

1.5 数据处理

应用 SPSS16.0软件进行数据分析，LSD进行差异显著性检验，结果用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 日粮添加不同水平裂壶藻粉对奶牛生产性能和乳中DHA含量的影响

从表2可以看出，添加不同水平裂壶藻粉对奶牛乳中DHA含量的富集具有极显著的影响（P＜0.01）。试验结果显示，试验6组的DHA转化率低于试验3、4、5组；试验2组乳脂率显著低于对照组（P＜0.05），试验6组极显著低于对照组（P＜0.01）。各试验组产奶量与对照组相比无显著性差异。经综合比较，250g/（头·d）添加量为生产DHA牛奶的最佳添加量。

2.2 长期饲喂裂壶藻粉对奶牛乳中DHA含量富集稳定性和产奶量、乳脂率的影响

从表3可以看出，使用同一水平裂壶藻粉[250g/（头·d）]饲喂奶牛，乳中DHA富集的含量最低也能达到15.17mg/100mL，其中试验1组的乳中DHA含量最高，达到20.9mg/100mL，各试验组的乳脂率与对照组间无显著差异（P＞0.05），试验组与对照组的产奶量无显著性差异。

表3 长期饲喂裂壶藻粉对奶牛产奶量、乳脂、乳中DHA含量的影响

2.3 饲喂裂壶藻粉对牛奶脂肪酸组成的影响

对试验组和对照组各自混合奶样进行乳脂脂肪酸检测，表4显示，试验组二十二碳六烯酸(DHA)/总脂肪为（0.61±0.028）%，对照组未测出DHA。试验组DHA牛奶的总脂肪含量为3.947%，DHA含量为（20.80±0.9）mg/100mL。原生DHA生牛乳显著增加了牛奶的不饱和脂肪酸含量（P＜0.05），且增加了n-3:n-6脂肪酸的比例，降低了牛奶中饱和脂肪酸的占比，使牛奶中的脂肪酸组成更接近母乳脂肪酸n-3:n-6的比例。

表4 饲喂裂壶藻粉对牛奶脂肪酸组成的影响

2.4 饲喂裂壶藻粉对牛奶中DHA在甘油三脂位置分布的影响

表5是饲喂250g裂壶藻粉90d后，试验组奶样DHA在甘油三酯sn-2位含量的检测结果。可以看出，试验组牛奶脂肪酸中DHA含量达到0.625%，DHA在甘油三脂sn-2位脂肪酸的含量为0.99%，DHA在sn-2位分布的相对百分含量为52.82%。

表5 饲喂250g裂壶藻粉对牛奶中DHA在甘油三脂位置分布的影响

3 讨论

3.1 日粮添加不同水平裂壶藻粉对奶牛乳中DHA含量及乳脂肪的影响

DHA属于多不饱和脂肪酸，当奶牛摄入DHA时瘤胃微生物会对其进行氢化，因此牛奶中几乎不含DHA[16～18]。Franklin等给奶牛饲喂含裂壶藻的饲料，发现与对照组相比，乳脂中总饱和脂肪酸浓度降低[19]。将裂壶藻粉添加到日粮中饲喂装有瘤胃瘘管的奶牛，结果牛奶中DHA浓度和共轭亚油酸（CLA）浓度增加[20]。本试验在奶牛日粮中添加裂壶藻粉，检测到牛奶中DHA含量增加，与上述研究结果一致。有研究表明，日粮中添加富含DHA的植物油或者鱼油可引起乳脂含量降低[21]。本试验中随着裂壶藻粉添加水平的增加，乳脂率逐渐降低，添加量为300g/（头·d）时与对照组出现极显著性差异，此结果与上述结论相符。

3.2 长期饲喂裂壶藻粉对奶牛乳中DHA含量富集稳定性和产奶量、乳脂含量的影响

不同牛群的代谢情况会有所差异，90d的喂养结果表明，每天饲喂250g的裂壶藻粉，牛奶中的DHA含量稳定在15～20mg/100mL。 刘仕军等[22]在荷斯坦牛高粗日粮中添加DHA，结果发现在一定程度上降低了产奶量和乳脂含量。本试验长期饲喂裂壶藻粉，奶牛的乳脂含量降低，与刘仕军的研究结果相一致。可能原因是DHA具有降低血清甘油三酯的功能，而乳腺需要通过血液提供脂肪酸合成乳脂，血液脂肪酸的减少使得牛奶乳脂含量降低[23]。林忠华等[24]在探讨藻粉饲料添加剂的功效时，得出藻粉除具有疏经脉、通肝气的作用，还能够保证奶牛泌乳能力从而提高产奶量。本试验长期饲喂裂壶藻粉对奶牛产奶量无显著性影响。

3.3 饲喂裂壶藻粉对牛奶脂肪酸组成的影响

人们发现牛乳脂中含大量高度饱和脂肪酸，可增加患心血管疾病的可能性[25]。研究发现日粮调控可增加牛乳乳脂中不饱和脂肪酸比例，降低消费者血浆中总胆固醇与低密度脂蛋白浓度[26]。日粮中补充富含DHA的藻类，可使牛奶饱和脂肪酸降低[27]，提高总ω-3多不饱和脂肪酸含量[28]。本试验中原生DHA牛奶的DHA含量达到20.80mg/100mL，牛奶中不饱和脂肪酸含量增加（P＜0.05），饱和脂肪酸的占比减少，n-3:n-6脂肪酸的比例朝着有益健康的方向改进，与上述研究结论相一致。有学者比较了全球9个国家母乳DHA含量，发现中国母乳DHA占总脂肪酸含量为0.35%，高于加拿大和美国（0.17%），但低于日本（0.99%）[13]。本试验原生DHA牛奶的DHA占脂肪酸含量为0.61%，高于中国和美国母乳，因此食用原生DHA牛奶代替普通牛奶可以使婴幼儿获得较多的DHA。

3.4 饲喂裂壶藻粉对牛奶中DHA在甘油三脂位置分布的影响

与随机结构的甘油三酯相比，DHA在sn-2位的甘油三酯更利于淋巴和肠内的吸收[29]。另有研究指出，sn-2位甘油三酯会使DHA在大脑中的含量最高[30]。人乳脂的不饱和脂肪酸主要分布在甘油三酯sn-2位，这种特殊结构利于婴儿吸收脂肪酸和矿物质[31]。根据文献报道母乳中DHA的sn-2位含量在52.63%～61.39%之间[32]，饲喂裂壶藻粉生产的原生DHA牛奶其DHA在甘油三酯sn-2位置的含量达52.82%，与母乳相近。

4 结论

在奶牛日粮中添加裂壶藻粉得出以下几点结论：①随着裂壶藻粉添加水平的增加，牛奶中DHA含量显著提高，超过250g后牛奶中DHA含量的转化率降低，奶牛的乳脂含量显著降低。但对产奶量无显著影响。②用适宜添加量长期饲喂裂壶藻粉，在不同牛群牛奶中的DHA含量稳定。③饲喂裂壶藻粉可显著增加牛奶中不饱和脂肪酸的含量，改进n-3:n-6脂肪酸的比例，使牛乳的品质得到提高。④原生DHA牛奶其DHA有52.82%位于甘油三酯的sn-2位，含量与母乳相近。

综上，在本试验条件下，裂壶藻粉的适宜饲喂量为150～250g/（头·d），此时牛奶中的DHA含量为10～20mg/100mL。目前市面上添加DHA的奶粉和牛奶的DHA含量一般为10mg/100mL，裂壶藻粉生产的原生DHA含量可满足商业化需求。