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1、油脂在反刍动物中的应用详解演示文稿优选油脂在反刍动物中的应用20102010年度另类诺贝尔奖（年度另类诺贝尔奖（IgIgNobelPrizeNobelPrize）得主：英国Keele 大学的Richard Stephens及同事成就：证明骂脏话能减轻疼痛。和平奖20102010年度另类诺贝尔奖（年度另类诺贝尔奖（IgIgNobelPrizeNobelPrize）得主：新西兰奥塔哥大学的Lianne Parkin及同事成就：证明袜子穿在鞋子的外面，比较不容易在冰上摔跤。物理奖20102010年度另类诺贝尔奖（年度另类诺贝尔奖（IgIgNobelPrizeNobelPrize）得主：中国广东省昆虫
2、研究所谭敏及同事成就：科学记录果蝠口交。研究报告果蝠口交延长交配时间说：“我们的观察属于创举，显示人类之外的成年动物也经常口交。”生物奖20092009年度另类诺贝尔奖（年度另类诺贝尔奖（IgIgNobelPrizeNobelPrize）得主：美国伊利诺伊州医学博士Elena N. Bodnar与同事成就：她们发明了一项专利，这项专利能迅速把文胸转化为两只防毒面具一只防毒面具给自己用，另一只可以给身边有需要的人使用。公共健康奖20082008年度另类诺贝尔奖（年度另类诺贝尔奖（IgIgNobelPrizeNobelPrize）得主：英国牛津大学实验心理学教授Charles Spence和意大利
3、特伦托大学教授Massimiliano Zampini 成就：他们提出一个理论：食物除了讲究色、香、味，还要有“声”。他们研究发现，咀嚼薯片等食物时，食物发出的声音越响，人们感觉食物越可口营养奖20092009年度另类诺贝尔奖（年度另类诺贝尔奖（IgIgNobelPrizeNobelPrize）得主：英国纽卡斯尔大学Catherine Douglas 、Peter Rowlinson成就：他们在2009年1月份公布研究成果称，有名字的奶牛比未起名的奶牛产奶量高。兽医奖脂肪在反刍动物饲料中应用脂肪在反刍动物饲料中应用华南农业大学动物科学学院华农联佑饲用油脂研究中心陈学斌(X.B.Chen)1前言
4、添加脂肪有许多益处直接作用间接作用提高能量浓度提高肉和奶产量体增热低，减轻热应激在高温高湿环境下提高奶产量和生产性能提供组织需要的不饱和脂肪酸增强代谢和生理功能（如:繁殖和免疫力）改变肉和奶的脂肪酸构成奶肉制品更能符合人类的需要减少饲料粉尘及混合日粮颗粒分离提高饲料的可控制性和安全性添加脂肪可能改善母牛繁殖性能增加黄体的直径增加孕酮的浓度亚油酸、亚麻酸等PUFA抑制环加氧酶的活性和前列腺素F2 (PGF2) 的合成，从而防止黄体的萎缩，增强繁殖能力脂肪不能添加过度添加量过高(5%DM)，抑制微生物发酵，降低饲料消化率；FA本身消化率降低；抑制动物的自由采食量；重瓣胃中不饱和FA比饱和FA的增加
5、更能降低采食量FA的Ca盐也降低采食量 重瓣胃中游离不饱和FA比酯化不饱和FA的增加更能降低采食量今天交流的主要内容脂肪的消化、吸收、代谢脂肪对瘤胃细菌和粗料消化的影响脂肪在奶牛饲料中应用脂肪在肉牛饲料中应用通过饲料来调控肉/奶的脂肪酸构成关于动物源性产品的使用今后的研究方向2脂肪的消化、吸收、代谢反刍动物消化系统有4个胃重瓣胃真胃瘤胃网胃食道小肠气体粗长颗粒纤维物质细小颗粒存在于液体中形成悬浮液瘤胃好比一个大发酵罐饲料中的脂类成分牧草、粗料糖脂（半乳糖脂） C18:1, C18:2, C18:3谷实和精料甘油三酯、磷脂； C18:2补充脂肪甘油三酯 （动、植物油脂）脂肪酸 （如脂肪酸钙）糖脂
6、甘油三酯磷脂脂肪酸从EE估计FA 含量的简单方法：牧草粗料： EE x 0.50; 精料： EE x 0.85； 牛油： EE x 0.90.各种补充脂肪植物油大豆油、菜籽油油籽棉籽、亚麻籽、葵花籽、红花籽(safflower)、大豆提炼的动物脂肪或动植物混合油牛油、食用猪油、黄脂膏(Yellow grease)、精选白脂膏(Choice white grease)（非食用猪油）商业制品脂肪酸钙盐水解牛油、部分氢化牛油各种过瘤胃脂肪瘤胃中脂类代谢Davis (1990)瘤胃糖脂甘油三酯FA过瘤胃甘油三酯或FA甘油饱和FA 不饱和FA糖反式FA饱和FA磷脂VFAVFA水解生物氢化微生物细胞碳水化
7、合物碳水化合物饲料瘤胃饱和饱和FA + FA + 少量不饱和少量不饱和FA + (FA + (保护过保护过) )甘油三酯甘油三酯/FA + /FA + 微生物磷脂微生物磷脂 小肠水解水解异构化氢化甘油三酯和糖酯类在瘤胃迅速水解细菌A. Lipolytica水解率85%甘油三酯 甘油 + 3 FA糖酯 甘油 + 2 FA + 糖lipase在单胃动物，甘油三酯的水解产生甘油一酯，后者起乳化作用，对脂肪的吸收很重要。不饱和FA的生物氢化经过两个步骤cis 顺式 双键trans 反式 双键细菌异构酶细菌还原酶 + 2H+饱和键1. 异构化2. 氢化影响生物氢化率的因素氢化的酶主要存在于微颗粒和悬浮液
8、中的微生物氢化率60-90%; PUFA 的氢化率更高(85-100%)精料比例高的日粮，一些PUFA逃离氢化影响氢化率的因素脂肪种类（不饱和度）Ca化的不饱和FA氢化率低(30-40%)瘤胃颗粒的外排速率瘤胃发酵状况（如pH）氢化对微生物有利吗？细菌为什么要氢化不饱和FA?细菌发酵产生大量的有机酸(挥发性脂肪酸VFA)，氢化可以减轻H+离子的积压。不饱和FA对瘤胃细菌具有高毒性，氢化是细菌生存机制之一。FA的异构化产生反式(trans)-FA细菌能将顺式cis-FA转变为反式trans-FACCCHCHHHHHtransCCHHCHHCHHcis反式(trans)FA是氢化的中间产物生物氢化
9、中间过程生成一些trans-FA cis-9, trans-11 CLA具有对人类健康有益的功能，如抗癌等但在瘤胃pH太低的情况下，可生成一些异常的trans-FA trans-10, cis-12 CLA可抑制乳脂合成，导致奶牛乳脂减低 Griinari and Bauman, 1999瘤胃生物氢化亚油酸亚油酸(cis-9, cis-12 C18:2)共轭亚油酸（共轭亚油酸（CLA） (cis-9, trans-11 CLA)trans-11 C18:1 (C18:0)(cis-9, cis-12 C18:2)(cis-9, trans-11 CLA)trans-11 C18:1硬脂酸硬脂酸
10、18:0)共轭亚油酸共轭亚油酸（CLA）trans-10, cis-12 CLAtrans-10 C18:118:0)trans-10, cis-12 CLAtrans-10 C18:1硬脂酸硬脂酸 (C18:0)瘤胃pH太低trans-FA和共轭亚油酸的产生共轭共轭CCHHCHCH非共轭非共轭HHCCCHHCHCH共轭结构（两个以上双键(或三键)以单键相联结）trans-10,cis-12CLA抑制乳脂产量Bauman et al 2008在真胃灌流的效果抑制效果与剂量的关系细菌重新合成FA细菌用乙酰-CoA 或 丙酰-CoA 来重新合成自己的FA，用于构建菌体细胞膜成分细菌FA的产量：约
11、15g/kg DOMR细菌FA占进入小肠的总FA的1015%细菌似乎也能直接利用现成的FA用于构建细胞膜成分，但在能量节约方面并不比重新合成有多大优势瘤胃细菌能利用甘油三酯水解产物吗？许多种瘤胃细菌可以利用甘油作为能量但瘤胃细菌不利用FA作为能量小肠的FA总量与FA摄入量呈正比FAD = 0.801 FAI + 9.29 (n 113, r 0.87)Doreau & Ferlay, 1994进入小肠的FA构成与摄入FA不同040801201602001234567891011试验试验亚油酸亚油酸 （g/d）摄入量摄入量十二指肠十二指肠Jenkins, FAT University（奶牛）进入
12、小肠的亚油酸 (18:2)含量小肠腔中FA存在于乳糜微粒中游离FA微生物磷脂卵磷脂磷脂溶血卵磷脂胆盐FA溶血卵磷脂胆盐胰液肝胆乳糜微粒反刍动物吸收FA比单胃动物好FA的吸收机制：与单胃动物一致吸收部位：空肠吸收的条件：与胆盐和乳化剂形成乳糜微粒饱和FA的吸收率：反刍动物单胃动物反刍动物单胃动物双亲水剂溶血卵磷脂单酸甘油酯胆盐牛磺酸结合型胆汁酸甘氨酸结合型胆汁酸FA在消化道中的存在形式瘤胃pH 6.0-6.8：以 K+, Na+, Ca2+ 盐形式，存在于液相中 真胃pH 2-3: 以 游离形式存在，粘在饲料颗粒表面上小肠腔从饲料颗粒释放到溶液中与胆汁中的胆盐、卵磷脂等乳化剂形成乳糜微粒以乳糜微
13、粒形式进入小肠内壁细胞吸收后的FA进入淋巴和血液小肠肠壁上皮细胞中：FA 重新转化为甘油三酯,以VLDL(very low density lipoproteins)形式存在但PUFA则形成磷脂和胆固醇脂被排到淋巴系统通过淋巴系统进入血液循环，供各组织器官利用（如乳腺、心脏、肌肉）甘油三酯水解成FA, 以便进入细胞，用于(1)合成甘油三酯 或 (2) -氧化PUFA用于合成细胞壁组分和其他活性物质奶牛对脂肪的利用小肠FA吸收后FA直接分泌成乳脂沉积到脂肪组织能量(氧化)3/4消化率但占总能量的比例很小奶牛饲料添加油脂后FA的消化率nFA表观消化率表观消化率无脂日粮无脂日粮FA消化率消化率对照组
14、3272.37.7动物油脂1173.98.572.813.2氢化油脂2462.89.053.717.4含油种子666.48.454.020.8菜籽油963.57.261.69.4棕榈油钙盐1574.28.980.112.1Jenkins 2006奶牛饲料添加油脂后FA的消化率nFA真实消化率真实消化率%脂肪酸钙盐158611水解牛油脂肪酸9798部分氢化牛油94313牛油106813植物油867.2NRC 2001哪些因素影响FA消化率？FA链长 ()饱和程度()FA的摄入量 (每增加100g FA, 消化率下降2.2百分点)奶牛中几种FA的消化率Lock et al. 2006不同FA的消化
15、率，其实差异很小FA消化率与油脂碘值(IV)油脂消化率油脂碘值40IV在40 以上，消化率基本不变碘值 iodine value：在规定条件下与100g油脂发生加成反应所需碘的克数。碘值反映油脂FA的不饱和程度。89%74%FA消化率随其摄入量增加而降低FA 摄入量(g/d)FA 消化率(%)FA 摄入量(%日粮DM)实际消化率表观消化率脂肪的能量价值消化能甘油三酯：DE (Mcal/kg) = 9.4*d*0.9*(EE/100) + 4.3*0.1*(EE/100)脂肪酸：DE (Mcal/kg) = 9.4*d*0.9*(EE/100)代谢能ME = DE净能NE (Mcal/kg) =
16、 0.8 * MENRC 2001其中：d =FA消化率3脂肪对瘤胃细菌和粗料消化的影响油脂如何影响粗料消化？起初认为：油脂包裹了饲料颗粒，使之不易与降解酶接触。后来发现：FA对微生物有毒性。与Ca 2+和Mg 2+ 结合的FA皂化物包裹了细菌外壁，干扰其运输传递系统粗料消化受影响，导致饲料自由采食量降低，在高产奶牛最终可能导致酮体症。FA抑制瘤胃微生物发酵FA对瘤胃细菌有毒性，但不同菌敏感度不同乙酸产生菌、甲烷产生菌、分解纤维素的细菌受影响最大丙酸和琥珀酸产生菌最耐受G+细菌比G-细菌敏感（ 可能是因为G-细菌细胞壁对亲水和疏水物质都有通透性）结果甲烷产量减低，H+离子用于氢化丙酸产量提高纤
17、维消化率降低，采食量下降哪些因素影响FA对细菌的抑制性？酯化程度()酯化高， 抑制低饱和度()饱和度高，抑制低皂化()饱和度和链长度提高，更能与阳离子结合形成皂化物反式C18:1 比顺式C18:1更容易形成固体皂化物熔点/Titer点()熔点高，呈固体，抑制低碘值反映脂肪在瘤胃的“活性”可以从碘值(IV)来粗略判断脂肪在瘤胃的反应性(活性)IV 60： 在瘤胃反应性太高IV 30 ：在瘤胃反应性低，但小肠消化率低IV 50 ：比较适合反刍动物 碘值 iodine value：在规定条件下与100g油脂发生加成反应所需碘的克数。碘值反映油脂FA的不饱和程度。如何对脂肪进行”保护”？目的使脂肪不影
18、响微生物发酵和饲料消化率使不饱和脂肪酸不被氢化常用保护方法物理包裹：甲醛处理蛋白、藻蛋白酸盐 氢化：提高熔点、降低溶解度，但消化率降低饱和脂肪酸微球Ca皂化对UFA只是部分保护仍会抑制DM采食量被保护过的脂肪，称为“过瘤胃脂肪”或“惰性”脂肪。4脂肪在奶牛饲料中应用奶牛的产奶周期中产奶量/体重/采食量添加脂肪提高产奶量和乳脂率动物动物奶产量奶产量FCM乳脂含量乳脂含量年轻母牛（heifer）+2.4kg+0.1%成熟母牛(mature)+3.1kg+0.1%Grummer 1992添加脂肪对产奶性能影响的总结动物动物产奶量产奶量乳脂含量乳脂含量乳蛋白含量乳蛋白含量奶牛羊山羊或Chilliard
19、 & Bocquier 1993或或添加脂肪降低牛奶乳蛋白含量Doreau & Chilliard, 1992乳蛋白含量的变化（%）产奶高峰前产奶高峰后添加脂肪对奶产量的影响与添加量有关+-脂肪添加量对产奶量的影响700 g/d如何决定脂肪的合适添加量？方法1：饲料中的脂肪总量乳脂分泌总量方法2：来自脂肪的ME不能超过日粮总ME的16-20%方法3：添加脂肪提供的NE = 乳脂NE添加脂肪最高能提高奶产量 3.5 kg/d (4% FCM)3.5 kg 4%FCM 的 NEL = 2.56 Mcal 需要提供 443 g/d 脂肪以提供2.56 Mcal NEL5.84 Mcal NEL/kg
20、FA消化率80%75% 吸收的FA被乳腺利用Palmquist & Eastridge, 1991确定“活性”脂肪的最高添加量根据碘值(IV)的水平确定Jenkins (1997) 碘值(IV)脂肪添加量(%日粮日粮DM)1002%确定“活性”脂肪的最高添加量根据日粮粗纤维水平计算脂肪添加量脂肪添加量(%日粮日粮DM) = 6 x ADF / UFA脂肪添加量脂肪添加量(%日粮日粮DM) = 4 x NDF / UFAADF = 日粮中ADF占日粮DM的百分比（%） NDF = 日粮中NDF占日粮DM的百分比（%） UFA = 脂肪中不饱和FA (18:1 + 18:2 + 18:3 ) 占总
21、FA的百分比(%)Jenkins (1997) 几种“活性”脂肪的最高添加量油脂油脂UFAIV根据根据IV计算计算油脂添加量油脂添加量(%DM)根据根据ADF计算计算油脂添加量油脂添加量(%DM) 牛油(Tallow)46%483.02.5-3.0%猪油(Lard)54.5%652.52.1-2.5%黄脂膏(YellowGrease)59%722.51.7-2.0%大豆油(SoybeanOil)83%1302.01.4-1.7%菜籽油(CanolaOil)94%1082.01.3-1.5%UFA = 脂肪中不饱和FA (18:1 + 18:2 + 18:3 ) 占总FA的百分比(%) 按ADF
22、水平为日粮DM的19-23%计算奶牛饲料中几种“活性”脂肪的最高添加量奶牛饲料中如何添加脂肪先根据乳脂产量，计算FA的总添加量（T）根据日粮ADF水平，计算“活性”脂肪的最高添加量（A）。计算基础日粮的FA量（B），可以添加的活性脂肪的量=A-B基础日粮脂类+ 补充“活性”脂肪的量不能超过日粮DM的5-6%如总添加量需要超过6%，则超出部分应采用过瘤胃脂肪奶牛饲料中脂肪如何配搭使用脂肪酸脂肪酸添加量添加量(%日粮日粮DM)脂肪种类脂肪种类0-3%部分基础日粮中的脂类3-6%部分用低价位油脂（牛油、动植物混合油、油籽）每头牛每天6%部分采用“惰性”固态脂肪先根据乳脂产量计算可以油脂的中添加量油脂
23、添加的顺序Palmquist,1992什麽时候添加脂肪？低产时不需要添加产奶期的前5-6周内，不要添加脂肪产前几天内，添加少量脂肪(100 g/d)，可以防止脂肪肝季节：夏天多用些 奶牛的产奶周期添加脂肪什么时候添加脂肪？添加脂肪的饲养建议尽可能多使用饲草/粗料(ADF 21%DM, NDF 27%DM)补偿提高Ca和Mg的用量(Ca: 0.9-1.0%DM; Mg: 0.3-0.35% DM)保证瘤胃微生物所需要的可降解能量:可降解N的平衡，维护正常微生物发酵提高UDP蛋白的用量以维持蛋白:能量比油籽整颗或破裂后使用，不要粉碎。避免用液态油直接添加5脂肪在肉牛饲料中应用添加脂肪对能提高肉牛生
24、产和繁殖性能对增重速度的影响对母牛繁殖性能(受孕率、小牛出生重、产后间隔等)的影响： 不一致添加脂肪对肉质的影响提高胴体中脂肪比例添加PUFA可以改变肌肉中亚油酸、亚麻酸的含量但不改变肉的质感（嫩感、肌肉的保水性能）对口味的影响不一致。提高亚油酸含量使口味变差。肉牛饲料中如何添加脂肪？建议添加量高饲草/粗料日粮： 2%DM高精料日粮： 6%DM添加期最少要60天油脂添加量高时，需补充Ca （CaCO2）年轻母牛需要在繁殖季节的23个月前就开始添加脂肪，以提高受孕率母牛产后45天内不建议添加脂肪（18:2n-6 降低肉牛母牛受孕率）Hess et. al. 20086通过饲料来调控肉/奶的脂肪酸
25、构成对人类食品中不饱和FA的关注不饱和FA反式FA能增加低密度脂蛋白胆固醇，与饱和FA比，更容易引起冠心病反式FA对人体的作用还不清楚共轭亚油酸(CLA)天然存在于反刍动物奶制品中具有对人类健康有益的功能（抗癌、抗动脉粥样硬化、减肥、促进生长、改善免疫功能等）添加CLA对牛扒肉中trans-FA和CLA含量Gillis et al 2007肉牛饲料添加玉米油(Corn Oil)或过瘤胃CLA, 60天添加CLA对绵羊肌肉中CLA含量的影响Wynn et al 2006在饲料中添加不同量的过瘤胃CLA 25,50,100 gCLA/kg DM 或Megalac 21 g/kgDM能通过饲料来改变
26、牛奶FA结构吗？奶中脂肪的来源奶脂体脂动员从乙酸丁酸合成FA吸收FA50%50%反刍动物乳脂的合成和分泌9-去饱和酶添加脂肪对牛奶FA组分的影响Chilliard et al. 2000饲料中添加鱼油对牛奶中CLA的影响鱼油添加量(g/d)奶中CLA含量(mg/g 脂肪)提高牛奶中的CLA含量如何通过饲料来调控奶中的CLA含量如何避开瘤胃的生物氢化和乳腺中9-去饱和酶的作用？为何以牧草为日粮的牛奶CLA含量高？7关于动物源性产品的使用“我们也在听着怪不得!动物源性产品限制用于反刍动物1996年：英国发现疯牛病(BSE)，证实是来源于感染绵羊痒病的绵羊制成的肉骨1996：FDA 颁发饲料法：禁止
27、用来自反刍动物的肉骨粉(MBM) 作为原料饲喂牛和反刍动物2005年FDA修订饲料法。禁止一些来自于牛的物质在食品和所有动物的饲料中使用。如果牛油含有不溶性杂质0.15%以上，而且牛油来自明文规定的物质，禁止在所有饲料中使用。在美国牛油可以用于反刍动物OIE认为牛油如果含不溶性杂质0.15%, 对BSE感染来说是安全的；牛油如果含不溶性杂质0.15%, 可以用于反刍动物动物油脂受BSE事件的影响比肉骨粉受的影响低。中国禁止动物源性脂肪（包括混合油）在反刍动物使用中国还没有开放对美国牛油的进口禁止8今后的研究方向今后的研究方向更好了解过瘤胃的PUFA对动物机体组织的作用；如何通过母牛饲料添加脂肪/FA来改变初生牛的PUFA的供应，从而提高仔牛的健康；如何通过饲料添加脂肪/FA来改变奶或肉中的FA构成（如CLA含量），从而生产出更能迎合人类健康需要的畜产品；如何更有效的“保护”不饱和FA
