亚麻籽及其加工副产品的营养价值及其在猪生产中的应用

2021-01-04 06:53魏堂鸿邓继彦兰翠英罗何峰
中国饲料 2020年23期
关键词:籽油亚麻饲粮

王 力, 魏堂鸿, 邓继彦, 兰翠英, 罗何峰

(四川德康农牧食品集团股份有限公司,四川成都 610200)

为缓解饲粮的缺口和保障国家粮食安全,如何将各行业的中间或最终副产物等非常规原料更好地利用于畜牧行业变得越来越紧迫。随着人们对亚麻籽需求的增加,亚麻籽饼(粕)的产量也随之增加,如何在猪饲粮中更好地利用其副产品变得尤为关键。本文综述了亚麻籽及其加工副产物的饲用方式、营养成分、抗营养成分及其在猪生产中的应用效果,为亚麻籽油(饼/粕)在猪饲粮中的科学运用提供参考。

1 亚麻籽饲喂方式

亚麻籽榨油占加工量的70%~75%,其余用于生产亚麻籽粉。亚麻粉在欧美地区被广泛应用于食品中。饲粮中添加亚麻粉后不会产生消化方面的问题,但是因其成本高,且含有的PUFA极容易酸败,不适合直接在饲粮中添加(Guimara~es等,2018)。

亚麻籽粕是亚麻籽经过除杂、预处理、脱皮、翻炒(75~ 80 ℃,60 min)、压榨、溶剂浸提(50 ~60 ℃,90 min)、脱溶/烘干、干燥/冷却获得,而亚麻籽饼是只经过压榨不经浸提,翻炒温度75~80℃可减少亚麻籽中的抗营养因子(抗VB6因子和生氰糖甙)(Singh等,2012)。另外,水浸提取可提取亚麻籽中的亚麻籽胶,用作食品加工的增稠剂(崔宝玉等,2010)。

亚麻籽油中含有很高的n-3脂肪酸(n-3 FA),可作为脂源添加到饲料中,各阶段猪都比较容易吸收,其对提高肉产品多不饱和脂肪酸(PUFA)的含量效果十分明显,但成本比较高。

2 亚麻籽油(粕/饼)营养特性

由于亚麻籽的品种、产地、榨油生产工艺不同,其营养成分及含量也有较大差异。

2.1 脂肪酸 亚麻籽中含有40%~60%的油脂,如表1,与豆粕和菜籽粕相比,含量低(约9%)的饱和脂肪(SFA)、中等水平(18%)的单不饱和脂肪(MUFA)和高浓度(73%)的 PUFA,脂肪酸组成更为合理,尤其是n-6/n-3的比例 (Frias等,2011)。其中ALA还能与机体对应的酶结合而转化成二十二碳六烯酸 (DHA)和二十碳五烯酸(EPA),有降低血脂、抗血小板凝集和延缓血栓形成的功效 (Li等,2014)。

2.2 粗蛋白质 亚麻籽粕是很好的植物蛋白原料,其含有33%的粗蛋白质,主要由白蛋白和球蛋白组成。亚麻籽榨油过程中的高温高压能够使蛋白质变性,直接影响亚麻籽粕中CP的利用率,因此这一过程要注意控制其温度和压强。亚麻籽榨油过程中对氨基酸的组成影响较小。由表2可知,亚麻籽粕与豆粕和双低菜籽粕相比,赖氨酸(Lys)和色氨酸(Trp)含量较低,在饲喂时应与其他Lys含量高的蛋白质原料组合 (Imran和Anjum,2014)。CP数量和质量(SID)与双低菜籽粕相当,是很好的植物蛋白质来源,但不能作为唯一来源。

表1 亚麻籽粕、豆粕、菜籽粕脂肪酸组成对比

表2 亚麻籽粕与豆粕、双低菜籽粕主要氨基酸组成及消化率对比%

2.3 膳食纤维 亚麻籽所含膳食纤维比例较合理,有助于增加有益肠道微生物群,其含约28%的TDF,其中可溶性膳食纤维(sDF)与不溶性膳食纤维 (iDF)的比例在20:80~40:60。亚麻籽sDF由酸性多糖L-鼠李糖 (25.3%)、L-半乳糖(11.7%)、L-果糖(8.4%)、D-木糖(29.1%)和中性多糖 L-阿拉伯糖 (20%)、D-木糖/D-半乳糖(7.6%)组成。iDF由纤维素(7% ~11%)、木质素(2% ~7%)和酸性洗涤纤维(10% ~14%)组成,其中可溶性黏性多糖可作为益生菌的特异性底物(Sopkov áa等,2016);亚麻籽中的异源多糖(由中性阿拉伯木聚糖和高酸性鼠李糖多糖组成)、果胶、半乳糖和岩藻糖残留物与水混合时会形成高黏度溶液,有助于大便软化和降低胆固醇的含量(Qian等,2012)。与sDF来源相比,iDF能改善肠道功能和健康状况,支持肠道发育和刺激酶活性并改善肠道形态;补充有iDF和sDF底物的饲粮有助于增加肠道有益微生物群的计数和肠道中SCFAs(包括丁酸)的浓度(Kristenxen等,2013)。 常见的饲料纤维原料麦麸、玉米皮、大麦壳等含有较多的iDF,而亚麻籽含有92 g/kg的sDF,iDF/TDF为74.9%,与苜蓿粉类似,发酵能力和水结合力强 (Tan等,2015)。Ndou 等(2018、2017)研究发现添加燕麦壳的猪回肠消化能减少更多,而添加亚麻籽粉会平衡肠道菌群和显著增加后肠发酵产生VFA。

2.4 木脂素 木脂素(SDG)对母猪乳腺发育和猪抗氧化机能有一定的促进作用。亚麻籽中含有大量的SDG(类似于雌激素),其含量是其他任何植物的100~800倍,进入动物体内后在结肠中转化为肠二醇和肠内酯,有望减少癌性肿瘤的生长,尤其是激素敏感的肿瘤(Toure和Xu,2010)。SDG还具有抗氧化特性,可以降低破坏细胞中自由基的活性,还对维持骨骼健康十分有效,在降低机体血清胆固醇影响动物机体内酶的活性和提高机体免疫力等方面均有重要作用(Mun~oz等,2018)。

2.5 矿物质和维生素 亚麻籽中的矿物质组成随加工方式变化不大,亚麻籽中富含钾(0.08%),还含有较高的 VE(18.9 mg/kg)和胆碱(3150 mg/kg),但缺少 VA 和 VD(Dale 和 Batal,2008)。 亚麻籽含磷较多,一部分磷以植酸磷的形式存在,Kim等(2017)研究表明,生长猪亚麻粉的磷ATTD和STTD分别为37.3%和43.2%。

2.6 抗营养因子 亚麻籽中含有生氰糖甙、亚麻籽胶和抗VB6因子等抗营养因子,常会引起动物中毒或降低生产性能。生氰糖苷的含量与亚麻籽的收获季节、气候条件、种植方式和品种有关,亚麻籽含油少则生氰糖甙含量就高;用加热、水浸泡、高压、溶剂法、发酵或磨碎等方法都可以去除(Giacomina等,2013)。亚麻籽中含有5%~10%的亚麻籽胶,主要存在于亚麻籽的种皮里,其遇水产生黏性,对于单胃动物来讲完全不能吸收,大大影响亚麻籽的营养物质利用效率,可用水洗的方法去除 (Yingran等,2003)。抗VB6因子存在于亚麻籽中,含量为20~100 mg/kg,VB6在机体内经磷酸酸化后能转化为氨基酸代谢的关键酶磷酸吡哆醛,而抗VB6因子能与磷酸吡哆醛结合,而使磷酸吡哆醛失去生理作用,进而影响体内氨基酸代谢,采用热处理可以减少抗VB6因子的含量,作为猪日粮时仍然要注意VB6的适量添加(Yingran等,2003)。

3 亚麻籽副产品在猪生产中的应用

3.1 断奶仔猪 研究表明,亚麻籽油可以通过增强肠道完整性和调节类二十烷酸来提高断奶仔猪的健康状况,由于亚麻籽粕的抗营养因子导致其添加量的受限。Jansman等(2007)在断奶仔猪饲粮中添加了8.5%的亚麻籽粕显示出生长抑制,是由于断奶仔猪消化器官及肠道发育未完善,对亚麻籽粕中的抗营养因子克服能力有限。Nemcova等(2012)报道,富含n-3 FA的亚麻籽通过增加肠道益生菌来减少大肠杆菌K88对仔猪肠黏膜黏附的刺激作用,可以特异性地支持植物乳杆菌的免疫调节作用。亚麻籽油添加在饲粮中对保育猪性能不会有负面影响,且用n-3 FA补充在饲粮中可以改善断奶仔猪的健康状况,因为它们可通过调节类二十烷酸对免疫系统产生影响 (李先根等,2018)。还有研究表明,在断奶仔猪饲粮中添加5%的亚麻籽油可以增强肠道完整性和屏障功能,这与调节坏死性凋亡和TLR4/NOD信号通路有关(Zhu等,2017)。亚麻饼/粕可以做为CP来源添加,对保育猪生长和采食量没有不利影响,也能在保育阶段适应亚麻籽粕。

3.2 育肥猪 Ndou等 (2018)测定了亚麻籽粕AA的标准回肠消化率(CSID)和NE,确定亚麻籽粕可以作为蛋白质的来源添加到育肥猪日粮中。研究发现,饲粮中补充亚麻籽及其副产品可显著提高猪肉产品的n-3 FA含量 (Eastwood等,2009)。 Amer等(2012)研究添加 15%的亚麻饼在育肥猪饲粮中,替代部分豆粕,共将75头猪随机分成3个组,两组分别喂食对照饲粮和15%亚麻饼处理饲粮70 d,而第3组饲喂对照组饲粮30 d,饲喂亚麻籽饼饲粮40 d,结果显示,亚麻籽饼饲喂的两个组体重无显著差异(90.95,88.07,88.39 kg), 处理 70 d 的背膘中 C14:0、C16:0、C18:1、C20:2、C20:4n6 和总 MUFA 含量显著减少,背膘中 C18:3n3、C22:1n9 和总 PUFA 含量显著增加(P<0.05)。 Eastwood 等(2009)在育肥猪的三个阶段 (32~ 60、60~ 85、85~ 115 kg) 分别添加 0、50、100、150 g/kg的亚麻籽饼,结果显示,屠宰背膘中棕榈酸呈线性降低,ALA呈线性升高,并没有对猪ADG、ADFI和肉料比产生显著影响,但试验组背部和腰部组织中的ALA含量相对于对照组均达到显著水平;此外,亚麻籽饼的添加可增强肠道内源性植酸酶活性,并与外源性肌醇六磷酸组合,减少磷排泄对环境的污染。在肥育猪日粮中加入高达15%的亚麻籽饼时,肌肉样品每100 g提供1 g ALA,而对照组只能提供0.5 g ALA;根据膳食参考摄入量,成年男性每日n-3 FA需求量为1.6 g,成年女性为1.1 g;因此,饲喂添加15%亚麻籽粕/饼的猪每100 g猪肉将分别满足63%和91%的成年男性和女性日常需要量,来自对照组的100 g猪肉只会满足31%和45%的膳食参考摄入量。另外,增加肉的PUFA含量会导致软质、流动性脂肪和异味的存在,进而导致氧化变质缩短保质期(Haak 等,2008)。 碘值(IV)可用作涉及软质的潜在问题的指标脂肪和储存问题,对饲喂含有15%亚麻籽饼猪的胴体进行IV计算,结果为58(大于70的IV表示软脂肪),表示猪肉并没有产生柔软和流动性脂肪。还可通过在饲粮中添加α-生育酚乙酸酯(150 mg/kg)和有机硒(0.25 μg/kg)来保证富含PUFA猪肉的保存和防止氧化以延长货架期(Corino等,2008)。由于亚麻籽粕/饼的Lys含量较低,很难在育肥猪饲粮中配制含有超过15%亚麻籽粕/饼的日粮,如何通过补充可消化Lys以及搭配其他蛋白质原料来平衡日粮是提高亚麻籽饼/粕用量的关键。

Wie,cek等(2010)研究表明,整个育肥期的饲粮中都添加4%亚麻油,可显著增加猪的日增重和背膘中的n-3 FA。Leikus等(2018)发现,在育肥猪日粮中添加亚麻籽油(25~50 kg补充2.5%和50 kg以上补充5%)可显著增加ALA、EPA和DPA的含量以及n-3 FA的总含量,并改善肉中n-6/n-3比例。考虑到亚麻油价格,可在屠宰上市前30~60 d在育肥猪饲粮中添加3%~4%的亚麻油,以显著增加猪肉中n-3 FA富集,时间越长富集越多 (喂食30 d后达到70%的ALA最大富集,如果喂食60 d,可达到95%)(Pieszka等,2005)。通过饲喂而生产的富含n-3 FA的猪肉产品,现在已在加拿大和美国商业化,且逐渐受到欢迎。陈静等(2019)用亚麻油替代不同水平的玉米油, 使6个组饲粮 LA/ALA 分别为 32:1、22:1、13:1、9:1、6:1 和 3:1,结果表明日增重在 13:1 ~9:1达到最大,而料重比在6:1时最小。超过一定含量的n-6/n-3脂肪酸比值,可能会增加一些疾病的概率(关节炎、骨质疏松症、炎症、肥胖与癌症等)(Papadopoulos等,2009)。 传统上,饮食中 n-3 FA的主要来源是鱼类脂肪,但人们日常饮食中往往受到可用性和饮食偏好的限制,造成饮食两者之间的比值通常超过 10:1,而n-6/n-3最佳比例是 4:1 或更低(Qian 等,2012)。 随着人们对肉质的逐渐重视,通过添加亚麻籽及其副产品的饲喂策略来改善肉品质,将会成为研发的热门方向和更多企业的选择。日粮中的亚麻油有利于提高育肥猪的生长性能和猪肉中n-3 FA富集,在育肥后期适宜添加量为3%。

3.3 母猪

3.3.1 饲粮中添加亚麻籽油对母猪的影响 如表3,在母猪妊娠各阶段添加亚麻油都有研究,主要集中在妊娠后期到哺乳期。

母猪妊娠后期随着胎儿重量的迅速增加,其占据的空间随之增大,由于母猪腹腔的容积有限导致其采食量受到限制,为了确保胎儿的正常发育和营养沉积,提高仔猪初生窝重和仔猪均匀性,此时在母猪饲粮中添加适宜水平的亚麻油可改善母猪的产仔性能,提高其采食量、能量摄入量和EFA的摄入量,同时妊娠后期母猪通过胎盘转运FA量逐渐增加,而此时n-3 FA可以提高母猪乳脂和免疫球蛋白含量,改善母猪的泌乳性能,提高后代仔猪生产性能(Papadopoulos等,2009;Lu等,2008)。一般认为,妊娠和哺乳期母猪饲粮中的FA组成会影响乳汁中FA组成,进而影响仔猪组织中FA组成,而亚麻油可通过增加n-3 FA浓度和降低血液及乳腺外体中n-6/n-3比例,增强PPARγ的表达,来减少炎症细胞因子产生,改变免疫和炎症反应 (Philip,2013;Boudry 等,2009),从而提高母猪与仔猪的免疫水平;需要进一步的研究才能更加了解母猪日粮中添加亚麻油的潜在影响,同时也需要更多的剂量试验来确定亚麻油补充的最佳用量和添加比例。但据今研究,在妊娠后期和哺乳期母猪饲粮中添加1%~5%的亚麻籽油可能会对长期的健康和生产效益有利。

3.3.2 饲粮中添加亚麻籽粕对母猪的影响 从表4可知,添加亚麻籽粕可以为母猪提供蛋白质、n-3 FA、SDG和TDF等,亚麻籽含有SDG可被后肠中的微生物转化为动物木脂素,促进表皮生长因子调节成熟受体(EGFR)和促雌激素受体(ER)信号传导,促进乳腺组织发育(Toure和 Xu,2010)。而PUFA可以直接从肠道吸收进入血液增加母猪各组织PUFA和降低组织内n-6/n-3比例,增加母猪免疫,同时也可通过脐带促进胎内仔猪大脑、视网膜和肌肉发育(Farmer和 Palin,2008;Farmer等,2007);还可改善母猪子宫内膜脂肪酸组成,促进前列腺素分泌,进而促进胚胎发育和成熟,提高出生窝仔数;促进母猪乳腺发育,增加哺乳期母猪乳汁中IgG和n-3 FA,从而增加仔猪断奶重和成活 率 (Farmer 和 Petut,2009;Farmer 和 Palin,2008;Farmer等,2007)。 同样需要进一步的研究才能更加了解母猪日粮中添加亚麻籽粕的潜在影响,尤其是亚麻籽粕中的膳食纤维、SDG和其他抗营养物质对母猪的影响。如何通过补充可消化Lys以及搭配其他蛋白质原料来平衡日粮是提高亚麻籽饼/粕用量的关键,但根据目前的研究,在妊娠后期和哺乳期母猪饲粮中添加5.5%~10%的亚麻籽粕可能会带来长期的健康和生产效益。

表3 饲粮中添加亚麻籽油对母猪的影响

表4 饲粮中添加亚麻籽粕对母猪的影响

3.4 公猪 公猪精子质膜含有约60%的PUFA,而n-3和n-6 FA是动物不能合成的EFA;亚麻籽中的长链 (C20~C22)PUFA与卵磷脂和磷脂酰乙醇胺更具亲和性,两者作为精子细胞膜磷脂的重要组成部分,对精子的发生有重要作用(Radomil等,2012)。如表5所示,亚麻籽中n-3 FA可有效地转化到猪精子中促进公猪精子的成熟;当DHA整合到精子细胞膜中时,精子质膜才能呈现良好的流动性,而PUFA的缺乏则可直接导致动物不育(Radomil等,2011)。研究表明,公猪饲粮中n-6/n-3的比例为1:1时生产性能最佳,但基于豆粕-玉米饲粮的比例为1:6,有可能导致精子生成过程中长链n-3 FA供应不足,影响 精 子 质 量 (Diet,2013;Radomil 等 ,2012;Radomil等,2011;Buhr等,2010)。公猪饲粮中添加亚麻籽粕可以替代部分豆粕,提高精子质量和保存期。目前研究表明适宜添加水平为10%~15%,添加上限及与其他蛋白类原料搭配注意事项还有待进一步研究。

表5 饲粮中添加亚麻籽粕对公猪的影响

4 总结

综上所述,亚麻籽及其加工副产品在饲粮中适当添加可以提高猪的生产性能和肉品质,扩展原料资源,增加养殖企业效益。亚麻籽油比其他油脂具有更好的n-6/n-3比例,对不同阶段猪均有较好的生产效益,但是考虑到其成本,可在育肥后期的饲粮中添加3%亚麻籽油打造健康高品质猪肉。而亚麻籽饼/粕具有CP含量、iDF/TDF和n-6/n-3比例适宜的优点,但也存在许多抗营养因子和Lys偏低的不足,限制了亚麻籽饼/粕在猪中的运用。综述文献建议饲粮中亚麻籽饼/粕适宜添加量为断奶仔猪≤3%、育肥猪≤15%、种母猪5.5%~10%、公猪10%~15%。然而,对不同生长阶段猪的饲粮中适宜添加量和其活性成分发挥最佳生理功能时添加量暂无定论,与其他蛋白原料搭配使用注意事项及消化生理也还有未尽之处,因此,亚麻籽在猪饲粮中的应用还有待更进一步的研究。

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