| 大豆磷脂是大豆油精炼的副产品,主要从生产大豆油的油脚中提取,是分子中含有磷脂酰胆碱的复合酯。在大豆中的含量一般为1.6%~2.0%,油脚中含量为2.7%~3.2%。大豆磷脂为天然营养添加剂,无毒副作用,既有亲水性又有疏水性,具有乳化作用,在一定程度上可以起到促进畜禽体内脂肪代谢、促进肌肉生长、促进神经系统发育、增强畜禽体内抗氧化损伤等作用。近年来,大豆磷脂已作为饲料添加剂替代部分油脂应用于现代畜牧业和饲料工业中,并取得了较好的经济和社会效益。
1 大豆磷脂的几种常见类型
根据加工工艺的不同,大豆磷脂可分为以下几种类型。
1.1 天然粗制磷脂
也称为浓缩大豆磷脂,是大豆油的油脚经真空脱水制得,其丙酮不溶物(主要是磷脂和糖脂)含量为60%~64%,大豆油含量为36%~40%。
1.2 改性大豆磷脂
由浓缩大豆磷脂经化学改性制成,具有较好的亲水性,通常是水包油(O/W)体系的乳化剂。产品的丙酮不溶物含量与天然粗制磷脂相同,但亲水性和乳化性都显著提高。近年来在饲料中应用较为广泛。改性大豆磷脂进一步精制提取可制成改性粉末大豆磷脂。
1.3 粉末大豆磷脂
也称脱油磷脂粉,由浓缩大豆磷脂经丙酮脱油精制而得的纯天然高纯度磷脂混合物产品,丙酮不溶物含量较高,为95%~98%。
1.4 精制大豆磷脂
粉末大豆磷脂经乙醇抽提纯化后分为醇溶部分和醇不溶部分两种。醇溶部分磷脂酰胆碱含量高,亲水性增强,是水包油(O/W)型乳化剂。醇不溶部分为磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇,是油包水(W/O)型乳化剂。
1.5 磷脂油
植物油和脂肪酸稀释后制得的磷脂产品粘度较低,适用于喷涂,含量一般为,30%~52%。
2 大豆磷脂的结构和性质
2.1 结构
大豆磷脂可分为甘油醇磷脂和神经醇磷脂两类。
2.1.1 甘油醇磷脂
构成甘油醇磷脂的醇是甘油,它的两个羟基的一个为脂肪酸所替换,另一个为磷酸及含氮碱类化合物所取代而生成。
不同基团取代时,构成不同类型的磷脂,主要有磷酰乙醇胺,也称脑磷脂(PE)、磷脂酰胆碱,又称卵磷脂(PC)、磷脂酰肌醇,又称肌醇磷脂(PI)、磷脂酰丝胺酸(PS),此外还有磷脂酰甘油(PG)、二磷脂酰甘油、缩酰磷脂、溶血胆碱磷脂(LPC)、溶血乙醇胺磷脂(LPE)等。
2.1.2 神经醇磷脂神经醇磷脂即鞘脂类,属于复合磷脂,主要有神经鞘磷脂、酰基鞘胺醇、脑干和神经节甙脂等。其组成均含有三个基本结构成分:一分子脂肪酸,一分子鞘胺酸或其衍生物,一个带电的极性头部。神经醇磷脂的典型代表鞘磷脂(SPM)是动物组织中含量最丰富的鞘脂类,极性头部是磷脂乙醇胺或磷酰胆碱,由磷酸基和神经酰胺的第一个羟基以酯链相连而构成。
大豆中各种磷脂的组成比例与大豆的产地、品种等有关。不同原料磷脂中脑磷脂和卵磷脂的含量差异较大。
2.2 性质
纯净的磷脂在高温下是一种白色固体物质。由于精制处理和空气接触等原因,常常呈现淡黄色或棕色。
2.2.1 吸水性
磷脂分子中含有的磷酸根和氨基醇亲水基团以及碳氢键疏水基团的作用,使得磷脂是一种良好的表面活性剂,能使水油两个不相溶的相形成稳定的乳胶体。磷脂当遇水时能吸水膨胀,在油脂中溶解度大大降低,从而在油中析出。
2.2.2 溶解度
磷脂溶于油脂、脂肪酸及有机溶剂(如苯、乙醚、己烷等),部分溶于乙醇,极难溶于丙酮和乙酸甲酯,不溶于水。
2.2.3 氧化热分解
磷脂在空气或阳光中不稳定,易氧化酸败而变黑,但在油脂中比较稳定。磷脂一般保存在油脂中,也正是利用了这一特性。
2.2.4 水解性
磷脂在酸性或碱性环境下易被水解,水解产物为脂肪酸、甘油、磷酸、氨基醇、肌醇等。
3 大豆磷脂的生理生化作用
磷脂具有较高的热能,又是一种天然表面活性剂,含有多种生物活性物质,是动物维持正常生理功能、改善营养代谢不可缺少的物质。磷脂用于饲料中可促进动物生长,改善饲料品质,提高动物健康水平,有效地推动畜禽生产和饲料工业的健康发展。磷脂是动物脑、神经组织、骨髓、内脏等不可缺少的组成物质,是生物膜的重要组分。磷脂有助于脂肪的消化、吸收、转运和形成,并可防止脂肪肝的发生。
在化学结构上,磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸、胆碱、肌醇等构成,可提供动物生长所必需的磷酸、胆碱、肌醇等成分,可给动物补充能量。
在能量上, 磷脂较油脂低, 油脂的热含量37.68MJ/kg, 左右(李德胜等),改性大豆磷脂热能31.81MJ/kg,(刘万涵),磷脂热能是油脂的84.42%。
大豆磷脂含有油脂、磷脂、糖脂、碳水化合物、维生素E、甾醇等多种营养成分和能量物质,在饲料中添加大豆磷脂,除可以提高饲料能量外,还具有重要的生理功能和营养作用。
4 大豆磷脂在现代畜牧业中的应用价值
4.1 预防脂肪肝
鱼类“营养性脂肪肝”是现代养殖业中出现的营养性疾病,严重地影响鱼的生长、肉质和抗病力。饲料中营养素失衡和抗脂肪肝物质的缺乏是主要原因。鸡的脂肪肝可致产蛋率下降,死亡率提高。
在正常情况下,肝脏是以载脂蛋白的形式不断地向肝外转运脂肪的,磷脂是合成载脂蛋白的必需物质。如果肝内脂肪不能运出,积聚于肝细胞内,导致脂肪肝发生。饲喂大豆磷脂饲料,可增加载脂蛋白的脂肪运输能力,减轻脂肪沉着,而防治脂肪肝,保护了肝脏。
饲喂大豆磷脂的动物,肝脏脂肪含量明显减少,肝重/体重比值正常。磷脂的乳化作用有助于脂肪的消化、吸收和转运,还能修复肝细胞,促进肝细胞再生。
4.2 促生长作用
在饲料中添加40g/d~50g/d大豆磷脂喂养小牛,5个月中实验组平均每日增重870g~880g,在第3、4个月中,平均增重达1100g~1200g而对照组只增重535g~568g。
仔猪每天饲喂磷脂30g,仔猪体重增长达17%。肥猪饲养中,饲喂磷脂饲料,可使日增重提高7%左右。在饲料中添加磷脂可使断奶仔猪提高饲料脂肪的消化率及脂溶性维生素和其它营养成份的吸收,并消除因消化不良导致的腹泻。
肉鸡饲喂磷脂饲料,可增重10%左右,缩短出栏时间。
鱼类饲喂磷脂可使增重率达40%左右,促进蛋白质的消化吸收,蛋白有效率提高30%,提高了鱼的生长速度。这对生长较慢的名贵鱼类的生长具有现实意义。
虾的脂肪需要量略低于鱼类,其饲料磷脂需要量约为2%,如果使用粉末大豆磷脂可降至1%。饲喂磷脂饲料可使虾的相对生长率增加50%。在稚虾阶段,为了促进其生长发育,饲料中磷脂是必需成份。虾体组织的磷脂积累也明显高于其它水产品。
4.3 改善体脂构成
用5%的磷脂饲料饲喂草鱼,52d后肝、胰脏脂肪酸的组成发生变化,二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DNA)含量显著升高,在其它鱼类,如鲤鱼、真鲷鱼、高首鲟鱼等体脂构成也有同样改变。这表明饲喂磷脂在提高水产的品质方面有明显作用。饲喂磷脂的猪肉脂肪质量亦有类似改善,即脂肪中不饱和脂肪酸含量有所提高。
4.4 提高生长率
在产蛋鸡饲料中加入磷脂,由于胆碱和肌醇的生理作用,产蛋率明显提高。鸡蛋黄中磷脂含量为90mg/g,所以在鸡饲料中添加蛋黄形成的必需原料(磷脂)对提高产蛋率有重要的影响。脑干重的40%为磷脂,胎生动物在孕期的磷脂补充,对其脑细胞的形成、细胞分化、增强孕畜的抗病能力都有着良好作用。
4.5 增强免疫力
以大豆磷脂进行巨噬细胞功能实验,发现有明显的促进吞噬功能作用,可使巨噬细胞应激性增加,E花结形成率明显提高,促进了T淋巴细胞的增殖。这表明磷脂有增强机体的免疫功能的作用。饲料磷脂增强机体的免疫能力的作用,对提高畜禽水产品抗病能力、提高成活率有良好的功效。
4.6 提供磷脂合成原料
动物机体几乎所有组织都能合成磷脂,只是合成速度不同,肝脏中的磷脂合成最活跃。磷脂由于种类和所在部位不同,在代谢上的活泼性也不一样。
磷脂合成原料胆碱、乙醇氨及蛋氨酸由于机体合成量不足,多由摄食供给或丝氨酸代谢产生。而饲料磷脂供给机体的磷脂经过多种磷脂酶类的作用,水解产物可供给机体合成的基本原料,从而节省饲料中的胆碱、蛋氨酸的配比量。
4.7 磷脂与膜酶的相互作用
生物膜上的许多酶类的活性与磷脂关系密切,若以有机溶剂除去磷脂,或应用特异磷脂酶破坏一定的磷脂,均可使此类酶活性下降或完全消失。例如细胞色素C氧化酶、Na+、K+、ATP酶、琥珀酸脱氢酶等。足够的磷脂供给是维持膜酶高活性的物质保证。
5 大豆磷脂在现代饲料工业中的应用
由于大豆磷脂高效的生理活性作用,对畜、禽、水产品的促生长、抗病能力的显著功效,已使饲料行业对其研究、开发、应用引起了一定的重视,大豆磷脂已成为国际上重点开发的新型饲料添加剂,在饲料行业有着广阔的发展前景。
磷脂作为天然高效营养添加剂,可用于水产养殖和畜禽养殖业,在饲料中加入大豆磷脂可起乳化、润湿、分散及表面活性作用,提供磷、肌醇、胆碱及脂肪酸等营养物质,提高饲料能量、营养价值,提高饲料转化率,降低饲料系数,改善适口性,具有诱食作用。主要功效在于促进动物生长发育,提高幼龄动物的成活率,提高畜禽生产性能,预防脂肪肝,增强动物的抗病能力。磷脂在饲料加工中可提高制粒的物理质量和数量,减少在挤压成型时粉料损失和能量消耗,防止粉尘飞扬和饲料分级,减少水产饲料中水溶性营养素的溶失,改善水产饲料中的漂离和沉降,减少饲料浪费和水质污染。
5.1 在反刍动物中的应用
实验研究证明,添加磷脂可显著改善乳牛人造乳中非乳脂的消化率。在饲料中添加大豆磷脂和脂肪,可解决给小牛饲喂乳糖、矿物质、维生素、脂肪等合成日粮时出现的代谢紊乱和生长迟缓现象。
5.2 在猪上的应用
国外的一些研究表明,仔猪饲喂添加磷脂的饲料可提高前期的生长速度和饲料转化率。Cunther报道,断奶仔猪增重幅度与饲料中脱油大豆磷脂的添加量有明显关系,在断奶仔猪日粮中添加0.2%脱油大豆磷脂,日增重比对照组提高9.5%,料重比降低7.5%;0.6%添加组日增重提高17.1%,料重比降低12%。生长猪日粮中添加5%大豆磷脂,日增重提高7%(李立)。
5.3 在家禽中的应用
家禽饲喂添加大豆磷脂的日粮,可促进生长发育,提高产蛋率,节约饲料。耿庆辉在肉鸡日粮中添加2%的改性大豆磷脂,可提高增重2%~10%,提高饲料报酬5%~8%产蛋鸡添加1.5%的大豆磷脂,产蛋率提高9.9%,饲料报酬提高9.2%。王若军报道,利用改性浓缩大豆磷脂替代肉鸡日粮中大豆油的25%,具有较好的饲料转化率。
5.4 在水产养殖中的应
用目前大量研究表明,磷脂能有效促进鱼类的生长,提高存活率,并且减少鱼类的畸型发生率。Rumsey等发现磷脂作为生长促进剂对处于开食阶段或快速生长期的虹鳟鱼苗是有效的。薛永瑞等在鲤鱼饵料添加2%的改性大豆磷脂,比对照组增产30.7%,饵料系数降低0.21,饲料成本降低9.63%。李桂华等在对虾饲料中添加2%的菜籽油磷脂,与对照组相比,体长增长率提高32.9%,体重增重率提高46.7%,成活率提高6.9%。
6 小结
大豆磷脂作为饲料添加剂的质量标准,水分小于22%,丙酮不溶物大于45%,乙醚不溶物小于4%,pH小于5.5。 大豆磷脂作为饲料添加剂,一般淡水鱼类添加5%,肉猪添加2%,对虾添加5.5%,肉仔鸡添加2%(刘雨田等)。 |