第18章 单细胞油脂在动物营养学方面的应用毛晓妍.doc

1、第十八章 单细胞油脂在动物营养学方面的应用简介走进21世纪，饮食对于保持健康的生活习惯已变得尤为重要。通常，均衡的饮食和适度的运动可以使我们拥有健康的生活习惯。关注健康的消费者认为脂肪是最常见最有营养的营养素之一。虽然我们的饮食癖好常常发生变化，但是脂肪是大家公认的的营养素。针对消费者关心的脂肪，食品工业很快的做出很多产品方向调整，例如“部分氢化脂肪”向“全氢化脂肪，不含反式酸”的转变。除了这些改变，科学团体全面了解了多不饱和脂肪或多不饱和脂肪酸的重要性及其对于健康饮食的贡献。近来，焦点从普通的多不饱和脂肪酸转移到了更特别的n-3 脂肪。此外，对于这些有益于健康的脂肪酸的特别研究集中在短链和长

2、链脂肪酸的区别，以及长链脂肪酸EPA（二十碳五烯酸，20:5 n-3）和DHA（二十二碳六烯酸，22:6 n-3）的区别的更深层的认识。EPA和DHA的营养重要性已被确立，但营养消耗水平通常远低于推荐水平。当前西方世界的饮食习惯不允许消费者单单从鱼类摄入n-3脂肪酸达到推荐消耗水平，未达到推荐水平的剩余部分应通过其他方式补足，有两种方式可供选择，富含n-3脂肪酸的畜禽产品，强化n-3脂肪酸的食品或者膳食补充剂鱼和海藻油胶囊。尽管EPA和DHA是牲畜细胞膜的的天然成分，但过去的150年中，牲畜n-3脂肪的组成普遍下降。这主要是由牲畜的驯化和日喂养量改变造成的。现代农业的生产实践使牲畜已从野生天然

3、喂养环境（提供多种多样的植物资源，这些植物富含短链n-3脂肪酸前体和长链多不饱和脂肪酸）转变为满足发展生产和提高产量需要的圈养环境（主要利用谷粒和种子油作为饲料），这一从天然的植物饲料到谷物类饲料的转变导致不良结果，即牲畜组织中w-6脂肪酸含量的增加和n-3脂肪酸含量的减少。野生动物的肉，奶和蛋与家养动物的肉，奶和蛋相比，通常含有较多的n-3脂肪酸。家畜的种类、品种、性别、年龄、活动和营养的不同很大程度上决定了其肌肉组织组成的不同，而肌肉组织组成的不同又是影响日常饮食源脂类积累的主要因素。脂类是一个多样化的生物质群体，它由极性和非极性的化合键键合而成。中性（非极性）脂肪由酯化为甘油（甘油三酯）

4、或脂肪醇族的脂肪酸组成，常在细胞中发现，贮存脂肪和油类以及作为脂肪组织中的肌间脂肪。磷脂（极性脂肪）是生物膜的主要脂肪组分。磷脂的极性性质由连接在甘油分子的第三个碳上的含磷的基团造成的，这个基团使磷脂类物质的物理性质的大不相同（Sigfusson，2000）。此外，磷脂是生肉加工和烹饪过程中体现肉品质的重要指标，由于含有丰富的长链多不饱和脂肪酸，磷脂还是很重要的风味前体物质。磷脂中含有的长链脂肪酸占到总脂肪酸的20%-50%，主要是C18，C20和C22含有2-6个双键的长链脂肪酸。由于磷脂是细胞膜的组成成分，肌肉组织中的磷脂含量相对稳定，受动物物种、品种营养和年龄的影响较少。然而，不同类型的

5、肌纤维的脂肪酸组成确实存在着区别。红肌组织的磷脂含量高于白肌组织的磷脂含量，故红肌组织的多不饱和脂肪酸含量与白肌组织相比要高。由于细胞膜的脂肪酸组成的变化会导致细胞膜性质和生理机能的改变，磷脂的不饱和脂肪酸含量需要酶系统的严格调控，该系统包括去饱和酶和延长酶。同时，磷脂的不饱和脂肪酸含量决定了亚油酸（LA）和亚麻酸（ALA）向长链代谢产物的转变。这些酶对n-6和n-3脂肪酸都能起作用，但是更偏向于对n-3脂肪酸（Brenner，1989）。另外，n-6和n-3脂肪酸在与磷脂结合时存在竞争（Raes et al.，2004）。利用不同物种和品种的牲畜进行投饲试验，以期使牲畜肉品的不饱和与饱和脂肪

6、酸的比例（P:S）更接近推荐值（0.7），同时降低n-6和n-3脂肪酸的比例（5）（Raes et al.，2004）。投饲试验主要是通过在动物饲料中加入特种油脂和油籽、海产品以及各种饲料等营养手段来调整动物组织的脂肪酸组成。研究表明，P/S值主要受膳食脂肪酸、动物物种的影响，以及较小程度上受到动物品种的影响。过去，肉食和其他畜产品的n-3和n-6脂肪酸比值很高（1:21:3）。现在，该比值下降到了1:10，1:15，甚至更低。这一重要变化给习惯消费畜产品的人们带来了不利影响。由于一些肉本身的P/S值在0.1附近，会导致摄入人群的脂肪酸的不均衡（Wood et al.，2003）。如前所述，直

7、接喂养高C18:2（亚油酸）的谷类为主的饲料将导致牲畜n-6/ n-3脂肪酸的不均衡。过去，关于富含PUFAs的家畜的基础研究大多集中在鱼油、鱼肉中n-3长链脂肪酸和短链-亚麻酸，原因是当时的研究条件下，只能获得这两种不饱和脂肪酸。20世纪80年代末，生物技术公司开始通过大量生产富含长链多不饱和脂肪酸的单细胞油脂来完成选择性源鱼油的开发。Martek Biosciences和Omega Tech,Inc是该领域的两个开拓者，前者利用单细胞微生物寇氏隐甲藻生产DHA，后者利用裂殖壶菌生产DHA。2002年，这两家公司合并为Martek，从那时起，Martek仍致力于生产单细胞油脂，应用于婴幼儿奶

8、粉、主流食品和动物饲料行业。食品行业已经开发了新型功能性食品，将富含n-3脂肪酸的油脂添加到食品中。富含n-3多不饱和脂肪酸的食品的需求增加引发了家畜源多不饱和脂肪酸产品潜力的觉悟。本章节介绍了多不饱和脂肪酸的不同来源，遭遇的挑战，营养强化鸡蛋、牛奶和肉制品等产品（直接喂养家畜富含n-3脂肪酸的单细胞微生物）。单细胞油脂或许是达到这一目标的最佳选择，由于单细胞油脂在喂养中的高效转换率和易用性，目前单细胞油脂被应用于畜牧业。本章节还介绍了喂养n-3长链多不饱和脂肪酸的动物的健康和性能优势，并讨论了对照组动物和马的营养价值。富含n-3长链多不饱和脂肪酸的动物产品众所周知，以EPA和DHA为主的n-

9、3长链多不饱和脂肪酸在动物源食品（例如：蛋、肉、奶等）中的浓度非常低。随着n-3油脂的营养价值得到印证，畜牧行业寻找实际有效的途径将这些“好油脂”导入食物链。富含LCPUFAs的动物引发了的一些挑战：行业对食物类型、动物物种和n-3油脂资源等方面的研究。食品中最常用的n-3脂肪资源有亚麻籽、鱼油和单细胞微生物。表18.A比较了家禽饲养常用n-3脂肪资源，各种n-3脂肪酸的沉积效率有很大不同，主要取决于动物物种，用于食品的n-3油脂资源以及脂肪酸碳链长度。2005年，Bourre指出家畜饲养中喂以亚麻籽或油菜籽萃取物得到的牛肉、猪肉、鸡肉的n-3脂肪酸水平分别提高了2倍、6倍和10倍；喂以鱼油和

10、藻油，牛肉、鸡蛋、鸡肉和鱼中的DHA含量分别增加了2倍、6倍、7倍和20倍。大型动物的脂肪酸沉积效率和转化效率有所降低，尤其是反刍动物。n-3脂肪酸来源及形式（如种子或油）在转化率和脂肪酸沉积类型方面起着决定性作用。全干细胞藻类显示出了一些独特的性质，使其能够克服在众多n-3脂肪酸资源竞争中出现的许多问题。这些优势在容易发生油脂氢化的反刍动物中显而易见。单细胞微生物（如全干细胞藻类）为反刍动物提供了油脂保护效应，从而避免了LCPUFAs遭到反刍的微生物群落和酶系统破坏。脂肪在胃部的代谢中，单细胞微生物提供了更为稳定的脂肪酸产生方式和营养价值更高的脂肪酸组分，主要原因为脂质体是构成完整细胞的必需

11、成分，从而，将原生细胞壁的表面油脂含量降到最低，同时其增强氧化保护作用。家禽营养强化近来，人们开始密切关注PUFA的吸收整合的比率及其利用率。一般来讲，大家认为LCPUFAs利用率最好的动物是蛋鸡，其次是肉鸡。蛋鸡的脂肪酸转化率为50%-60%，这是由饲料成分决定的，肉鸡的利用率接近25%（Abril & Barclay,1998）。蛋鸡从营养学的角度来说，鸡蛋是最具竞争力的食物之一。尽管它的营养价值很高并且价格低，但由于胆固醇含量相对较高，鸡蛋并不被看好（ca.250mg contained in yolk），原因是高胆固醇的食物容易导致冠状动脉心脏病和动脉硬化。富含n-3脂肪酸的鸡蛋和禽肉

12、可以通过喂以含有ALA、EPA和DHA的饲料得到，很多研究致力于改变鸡蛋的脂肪酸组成，通过定量喂养蛋鸡n-3脂肪酸来达到这一目标。2008年，Kralik等喂养蛋鸡时在饲料中补充一定比例的油菜籽和鱼油，从而代替部分豆油。这些研究人员特别关注蛋鸡的性能及其鸡蛋的脂肪酸组成，尤其n-3 PUFAs。采用补充3.5%的鱼油或者1.5%的油菜籽的饲料喂养蛋鸡，结果表明，蛋鸡性能和蛋黄脂肪组成有显著差异。据报道，ALA、EPA和DHA的含量增加，ARA含量较低。结果还表明饲料添加低水平的油菜籽时，ALA含量有较大的增加，原因是饲料中添加了较多的鱼油。这些发现可能与1997年Van Elswyk添加含有A

13、LA资源饲料喂养家畜的类似研究相矛盾。1996年Scheideler和Froning报道了蛋黄脂肪中ALA的含量与饲料中亚麻籽的添加量呈线性关系，亚麻籽分别添加5%，10%和15%，蛋黄中ALA相应的增加2.31%，4.18%和6.83%。饲料中分别添加2.87%和0.52%的鱼油，可以增加鸡蛋中的DHA含量。未见关于鸡蛋中EPA的报道，推测鸡蛋中不存在EPA沉积，即使以添加含有高浓度EPA的鱼油喂养蛋鸡。2003年Basmacioglu在饲料中添加一定比例的鱼油和亚麻籽喂养蛋鸡，试验结果表明鸡蛋中ALA和DHA含量存在竞争。对照组鸡蛋含有0.65%的DHA（占总脂肪酸），喂养添加1.5%的鱼

14、油的饲料鸡蛋中DHA的含量增加到3.29%，当鱼油被4.32%的亚麻籽替代时，鸡蛋中DHA含量显著降低至2.9%。亚麻籽添加量有4.32%增加为8.64%，鸡蛋中DHA的含量没有显著变化。同时，发现胆固醇含量不受饲料成分影响，该发现曾在很多研究中被报道。1996年，Herber和Van Elswyk进行了分别添加1.5%的鲱油（含有稳定态乙氧喹啉）和添加2.4%、4.8%的单细胞海藻裂殖壶菌的饲料喂养试验，研究对长链脂肪酸EPA和DHA的影响，试验结果表明，喂养四周，DHA含量分别为8.1，8.8,和11.5mg/（g蛋黄），其中添加2.4%海藻与添加1.5%鲱油的处理的DHA含量相近。同时，

15、EPA含量不超过12mg/（g蛋黄），说明饲料中总EPA含量少于5%。研究人员猜测海藻中的天然类胡萝卜素为饲料和动物产品提供了抗氧化保护。2006年Fredriksson等进行了单细胞微藻微绿球藻喂养蛋鸡的研究，该项研究的目的是通过喂以添加20%（干重）藻类和一定量的油菜籽或玉米油的饲料使鸡蛋营养强化。继续喂养四周，鸡蛋中脂肪酸达到平衡。微藻（干重）含有3.6%的脂肪，其中EPA达到37.1%（大多出现在极性部分），不含DHA，含有6.7%的ALA。饲料中添加10%的藻类相当于1.5%的EPA和4.7%的ALA（总脂肪干重），添加20%的藻类相当于添加了3.1%的EPA和8.4%的ALA（总脂

16、肪干重）（见表18.B）。蛋黄脂肪分为中性脂肪和极性脂肪，分别是甘油三酸酯和磷脂。结果表明，EPA链延长一定程度合成DHA。饲料中至添加油菜籽的处理，DHA的含量增加，可能存在链延长脱饱和的过程。不足之处，作者没有具体说明与对照组蛋鸡鸡蛋相比，试验组鸡蛋中DHA和EPA基础水平，即哪一组的饲料是否有添加长链脂肪酸或者其他脂肪酸前体物质。表18.C比较了蛋鸡鸡蛋的脂肪酸组成，喂养的分别是添加微藻裂殖壶菌的饲料和最大程度排除ALA前体物质以及完全去除EPA和DHA的饲料。表18.D与之前的研究是一致的，表明大部分LCPUFAs以磷脂端为末端。肉鸡研究人员还比较关注家禽的肉制品，尤其是肉鸡。从鸡蛋的

17、营养强化到肌肉组织的营养强化，伴随着长链脂肪酸转化率和沉积率的降低。关于肉鸡营养强化，一个有趣的观察和思考是相对蛋鸡而言，缩短肉鸡生命周期。与蛋鸡几年的生命相比，肉鸡的生命只有几周。这一区别引发了一个新的思考如何保持最大的LCPUFAs的转化率。就富含DHA的动物而言，动物产品积累到一定含量的DHA（具有商业价值和营养强化）之前存在一个延迟期。鸡蛋中DHA达到这一水平，蛋鸡需喂养7-10天，肉鸡达到这一水平需要喂养大约10-14天。强化肉鸡肉制品营养更加经济可行，因为肉鸡体重接近其出售体重，并且营养强化可以被限制在14天之间（宰前）。饲料中添加3.6gDHA，即生产周期内大约18g单细胞藻类（

18、该研究中，生产周期为宰前14天）。饲料中添加DHA导致白肉中DHA含量增加至88mg/100g，其对照组为14mg/100g。就鸡腿肉而言，DHA含量由24 mg/100g增加至54 mg/100g。白肉和鸡腿肉的DHA的绝对含量的差异很可能是由不同肌肉组织的磷脂含量决定的。1998年，Abril和Barclay发现DHA的含量是由n-6/n-3脂肪酸的比率决定的，白肉对照组n-6/n-3为14:1，试验组n-6/n-3为4:1，鸡腿肉对照组n-6/n-3为37:1，试验组n-6/n-3为C11:4。1998年，Roth-Maier等进行了另一项研究，以研碎亚麻籽或全粒亚麻籽喂养肉鸡，研究了脂

19、肪酸摄入和肉制品的脂肪酸组成。如预期的一样，全粒亚麻籽对ALA含量的增加影响最小，甚至小于EPA链延长脱饱和途径对DHA的影响。研碎亚麻籽对ALA含量的增加影响较大，但是ALA含量仍处于低水平。影响ALA含量的最大的因素是：饲料中添加7.5%的研碎亚麻籽，其ALA含量高达11mol%，添加7.5%的全粒亚麻籽其ALA含量为3.2mol%。1998年Rtoh-Maier等研究发现每个处理中由ALA链延长得到的DHA在统计学上均不显著，DHA含量约为0.2-0.3mol%。作者忽略了这样一个事实，肉鸡饲料添加沸石粉帮助饲料消化，最终导致全粒亚麻籽可能经过肠道消化。该疏忽一定程度上解释了在全粒亚麻籽

20、的处理中发现低浓度ALA的现象。1999年Manilla等曾在肉鸡饲料中添加4%亚麻籽油或4%鱼肝油进行喂养试验，结果表明：添加4%亚麻籽油的处理，其鸡胸肉中ALA含量显著增加，但是DHA含量没有增加（与对照组相比，ALA含量由0.6% TFA增加至10% TFA，DHA含量由3.4% TFA降至2.6% TFA）。添加4%鱼肝油的处理，与对照组相比，DHA的含量显著增加，由3.4% TFA增至9.9% TFA。显然，肉鸡中ALA向DHA的转变效率很低，但LCPUFAs的前提物质的转变效率很高。该发现也适用于饲料中海藻DHA向肌肉组织的转移（1999，Manilla等）。2001年Lopez-

21、Ferrer等利用鱼油强化肉鸡营养，基于肉制品感官品质的考虑，饲料中添加量限制在1%-2%。该项研究中，饲料中分别添加鱼油/动物油脂(2%/6%)或者鱼油/动物油脂（4%/4%），发现肉鸡鸡腿中DHA含量线性增加，由1.03%增至2.42%（占总脂肪酸甲酯），并且与对照组DHA 0.1%的含量相比增加显著。对于生命周期为38天的肉鸡来说，宰前一周和两周，分别采用1.3%的混合油脂（鱼油、亚麻籽油和动物油脂），以及4.0%的上述混合油脂来替代鱼油添加到饲料中，如预期一样，宰前一周和两周DHA含量由2.42%分别降至1.72%和1.42%，ALA含量由2.98%分别增至7.28%和10.28%。采

22、用混合油脂替代鱼油是因为饲料中添加2%和4%的鱼油喂养的肉鸡其肉制品的口感不好。1998年Mooney等发现饲料中添加2.8%和5.5%的单细胞藻类裂殖壶菌，与添加2.1%的鲱鱼鱼油相比，其DHA含量有显著增加（鸡胸肉中DHA含量分别为109,196和106mg/100g），DHA含量的增加与单细胞藻类裂殖壶菌添加量正相关。尽管鱼油中EPA含量（135g/kg）DHA含量（91mg/kg）多，但是，据报道肌肉中的EPA含量仅为42.7 mg/100g。该研究还指出饲料中鱼油添加量2%可能是肉鸡鸡肉良好口感的上限，同时储藏期82天时，饲料中添加2.8%的海藻的肉鸡鸡肉的口感最好。本质上，通过在饲

23、料中添加鱼油、亚麻籽油和海藻微生物改善肉鸡鸡肉的n-3脂肪酸组成是有可能实现的。如上所述，但是该项研究中，饲料中添加鱼油的鸡肉的异味限制了鱼油的使用。亚麻籽油的添加，使用全亚麻籽遇到不易被消耗的问题，限制了后续油脂分解为脂肪酸和ALA的摄入。通常这个问题是可以克服的，但是，由于亚麻籽油添加到饲料中，使鸡肉中ALA的含量显著增加，同时限制了LCPUFAs的链延长和脱饱和作用，所以亚麻籽油的使用亦受到限制。因此，添加富含LCPUFAs（以DHA为主）的单细胞微生物，可以得到营养价值最高的富含重要LCPUFAs的鸡肉，同时减少或避免了使用鱼油而造成的潜在的感官问题。猪大型动物，例如猪，有希望通过在其

24、饲料中添加含有n-3脂肪酸的原料来改善其肉质品质，在对猪肉的研究中，必须保证猪大量摄入高脂肪含量的饲料，这是研究者们面临的一个难题。1992年Irie和Sakimoto指出猪体内的天然n-3脂肪酸含量很低甚至是不存在。通常，PUFAs主要存在于瘦肉中含有的少量脂肪中。采用添加来自沙丁鱼的鱼油（2,4,6%添加量）的饲料喂养猪，Irie和Sakimoto分离皮下脂肪进行活组织检查，发现第一周饲料添加鱼油的处理，猪肉中EPA和DHA含量增加，同时发现喂养前两周EPA和DHA含量的增加速率高于后两周的的增加速率。饲料中添加6%的鱼油，其猪肉的EPA和DHA含量分别从0.07%和0.25%增至0.92

25、和1.10%。他们还报道了大部分的脂肪酸改变发生在喂养四到五周的时间内。另一个研究，1993年Taugbol在猪饲料中分别添加5g和20g鱼油，发现脂肪组织中EPA，DPA和DHA的浓度快速增加，但是这些脂肪酸在肌肉中的含量增加的不多。另外，要改变n-6/n-3的比率需要两周以上的喂养。由表18.E可知，饲料中添加20g鱼油，猪的肌肉中n-3脂肪酸的合成速率小于脂肪组织中n-3脂肪酸的合成速率，长链脂肪酸DHA和DPA的增加较多，EPA增加较少。饲料中添加DHA和EPA的前体物质主要通过添加亚麻籽和野鼠尾草籽来实现，表18.F表明，公猪和母猪的饲料添加4.0g/kg的ALA，发现性别对猪肌肉

26、组织中n-3脂肪酸的影响不显著（对照组含有ALA 1.9g/kg）。对照组饲料喂养母猪和公猪，其猪肉中DHA的含量已经比较高（分别为4.4和3.7mg/100g）。因此，饲料添加含有大量ALA的物质并没有显著增加经链延长合成的DHA含量，尽管与对照组相比，其DHA的含量在统计学上显著差异（2000年Enser等）。2008年Haak等进行了一项有趣的研究，他们考察了n-3 PUFA资源的持续喂养时间对猪的胸最长肌的脂肪酸组成的影响。该项研究在饲料中添加鱼油或碾碎的亚麻籽，喂养17周（直至猪宰前体重达到100kg）。大麦或小麦分别搭配3%或6%的碾碎的亚麻籽（L）或鱼油(F)，相当于添加ALA

27、15.9g/100ghuo 2.31%和3.53%的EPA+DHA。另外，添加鱼油的处理提供了3.79g/100g的ALA，这与基础饲料（B）相似（ALA 3.41g/100g，不含EPA和DHA）。将猪分为7个试验组，喂养方案进一步分为两个肥育阶段（阶段1：喂养8周；阶段2：喂养6-9周，直至宰前体重为100kg）。其中三个试验组的饲料在两个肥育阶段内添加同样的脂肪酸来源，两外四个试验组在第一肥育阶段后，其饲料中添加的脂肪酸来源发生改变（简记为BB,LL,FF,BL,BF,LF,FL；第一个字母表示第一阶段的喂养方案，第二个字谜表示第二阶段的喂养方案）。结果表明饲料添加亚麻籽油喂养17周（包

28、含两个肥育阶段），猪的肌肉组织（胸最长肌）中ALA和EPA含量显著增加；相反，DHA含量与基础饲料喂养的猪相比没有变化，说明该肌肉组织不存在链延长合成DHA的途径。与基础饲料喂养的猪相比，FF喂养方案的猪肌肉组织中EPA和DHA的含量均增加了六倍，LL喂养方案下，EPA和DHA的含量分别增加了3倍和5倍。这一结果说明一些ALA经链延伸合成EPA，但是没有进一步合成DHA。同预计的一样，连续添加鱼油，同仅在第一阶段添加鱼油相比，前者喂养的猪肌肉组织中的EPA和DHA的含量更多。鱼油只在第一阶段或第二阶段添加时，仅仅DHA的含量受到影响，其中第二阶段添加鱼油时，DHA的含量较高。该发现进一步说明为

29、了使这类脂肪酸的含量高且稳定，在整个喂养过程中及第二肥育阶段持续添加DHA前体物质的重要性，同时进一步证明了直接将DHA添加到饲料中是增加猪肌肉中DHA含量的唯一方法。2002年Marriott等b用添加含有DHA的藻类的饲料喂养猪，42天内分别添加125g或者250g，考察了猪的多种部位组织中的DHA含量。喂养方案：85%的DHA在0-21天（剂量期）添加，剩余的15%在22-42内添加（保持期）。结果表明，添加DHA对饲料消耗、饲料转化率和猪的日增重没有影响。测定了猪后腿、臀部、猪肩和猪腩（熟化）各部位的脂肪酸含量，各处理和不同的肌肉部位，DHA含量对ALA含量没有影响。饲料中添加125g

30、 DHA，肌肉中EPA含量没有增加，高剂量（250g）喂养，EPA含量增加2-3倍。由于饲料几乎不含EPA，我们认为EPA含量的增加是因为DHA碳链缩短转化为EPA。所有肌肉组织样品中DHA的含量均与剂量效应密切相关，呈线性关系（见图18.1）。饲料中添加含有丰富DHA的海藻125和250g，猪肉中DHA含量分别增加了4倍和10倍。2002年Marriott等a采用裂殖壶菌与玉米-大豆混合（两种比例混合）喂养猪42天（宰前）。他们报道了在不考虑分割猪肉感官品质的情况下，裂殖壶菌的添加导致了肌肉组织中DHA含量的显著增加。裂殖壶菌含有丰富的DHA，42天内分别添加0.625 kg和1.25 kg

31、相当于添加了纯DHA 0.125 kg和0.250 kg。同时，上述两个剂量是分两个阶段添加的（0-21天和22-42天），第一阶段添加85%，第二阶段添加15%（宰前）。作者研究了宰后猪身的特征，肌肉风味，酸败和熏肉的特性，发现以上述剂量添加DHA对上述指标的测定没有不利影响，并且得到猪肉的肉品更健康。早在1993年Leskanich等和1990年Rhee等曾报道了用含有n-3脂肪酸的饲料喂养猪，既不影响宰后猪肉品质、瘦肉颜色和风味，还能增加肌肉组织中的DHA的含量。2003年Abril等进行了一项针对猪饲料中添加的单细胞微生物的安全性评估，喂养生命周期宰前多于120天或42天。生命周期为

32、42天的猪，分阶段添加DHA（85%+15%），三个剂量250，750，1250g；生命周期120天的猪，每日平均分配，总剂量为785g。该研究发现单细胞微生物可以添加推荐添加量的5倍。总之，可以通过添加单细胞微生物裂殖壶菌，商品名称DHA GOLD，来增加猪肉中LCPUFAs含量。研究表明PUFA增加对分割肉品质和风味没有任何不利影响，从而，获得更为健康的脂肪酸组成，高比值的n-3/n-6脂肪酸，更重要的是n-3长链脂肪酸，DHA。反刍动物近年来，学者们日益关注反刍动物脂肪酸组成的改善。2001年Givens等综述了很多关于食品中EPA和DHA含量测定的研究，这些研究发现EPA和DHA的食物

33、来源几乎全部是鱼类产品。但是，与大西洋鲱、养殖鲑鱼、和金枪鱼（DHA含量分别为25，16，18和16 g/kg）相比，瘦肉（牛肉、羊肉、猪肉）中含有一定数量的EPA和DHA（分别为3.5,5.0和7.0g/kg）（Rymer等，2003）。由于西方国家人均鱼类消费较低，以及考虑到渔业可持续存在，需要开发可选择性的EPA和DHA资源。因为反刍动物肉制品和奶制品的消费占到人类饮食脂肪摄入总量的很大一部分，其中动物源食品提供了74%的饱和脂肪（Mir等，2003），这些食品扮演了营养输送的工具，不足之处在于以上来源的脂肪主要是饱和脂肪，而且EPA和DHA含量并不多。所以，改变肉和奶脂肪酸组成变得很重

34、要。反刍动物合成PUFAs的机制调整反刍动物的饮食被证实是增加肌肉和奶中PUFA含量的有效方法，通常通过在饲料中添加谷物或C18脂肪酸含量较高的粮草，鱼类产品，或者单细胞海藻来增加肌肉和奶中的PUFA含量。不足之处是，反刍动物的消化系统的PUFA含量很难达到理想水平，主要是因为膳食脂肪在其瘤胃中微生物酶系统作用下大量快速的水解。瘤胃是微生物快速进行血脂代谢的部位，膳食中糖脂、磷脂和甘油三酯的分解为游离脂肪酸，之后在微生物作用下，游离脂肪酸发生氢化最终形成饱和的脂肪酸产品（AbuGhazaleh等，2003）。尽管氢化反应的速率低于水解速率，但瘤胃中只发现少量PUFAs。80%的生物氢化作用的发

35、生与食物颗粒的细度有关，并且是细菌胞外酶作用下进行的（Harfoot和Hazlewood，1988）。发生氢化反应的主要有亚油酸和亚麻酸，瘤胃中脂肪酸氢化的速率明显大于脱饱和脂肪酸的增加。大多数食物，70-95%的亚油酸（LA）和85-100%的亚麻酸（ALA）将发生氢化（Doreau和Ferlay，1994），但当饲料中含有高浓度的LA和ALA时，氢化率会降低，原因是饲料的低pH将抑制水解作用（Van Nevel和Demeyer，1995.1996）。饲料中存在未受保护的油脂时，氢化作用将受到不利影响。虽然对脂肪如何影响微生物发酵的认识不清晰，但是这一影响是由饲料颗粒的涂层或瘤胃中的微生物的

36、毒性引起的。虽然我们已经了解了LA和ALA氢化作用的速率和程度，但是C18脂肪酸氢化为长链脂肪酸存在着很多争议。Ashes等（1992）发现EPA和DHA任何程度的生物氢化作用在体外均无法进行。Gulati等（1999）和Dohme（2003）等进行的体外研究进一步证明该发现。Ashes等（1992）和Offer等（1999，2001）发现羊和牛的饲料中的大量EPA和DHA避开了生物氢化作用，从而导致了羊和牛的血浆和血清中EPA和DHA含量的增加。Ashes等（2000）曾指出除非油脂免于瘤胃中的氢化作用，否则饲料中EPA和DHA转移至十二指肠的效率是十分有限的。关于LCPUFAs的生物氢化作

37、用，尤其是EPA和DHA，相反的结果（体内试验）也曾被Doreau和Chilliard（1997），Chilliard等（2000）及Kitessa等（2001b）报道。Doreau和Chilliard（1997）将鱼油直接注入奶牛的瘤胃，测定十二指肠的消化物的脂肪酸组成，发现十二指肠消化物的EPA和DHA含量与注射的含量相比大幅减少，减少量相当于大约96%的EPA或83%的DHA发生氢化作用。氢化效率的实际数值可能略低，可能因为十二指肠消化物的脂肪酸的含量被微生物油脂稀释了。总之，小肠以脂蛋白的形式吸收食物中EPA和DHA，使其避开了瘤胃中的氢化作用。脂肪酸碳链的长度在一定程度上限制了小肠的

38、吸收，尽管脂肪酸的高不饱和度可以促进吸收。一旦被小肠吸收，脂肪酸将可能通过胸导管进入淋巴和血液循环。PUFA对生长性能的影响长链脂肪酸在瘤胃中没有完全被氢化和破坏，而且在血浆中发现PUFA的存在，我们有必要研究PUFA对生长性能的影响，以及补充n-3的动物组织的最终脂肪酸组成。如果通过PUFA富集来改变动物产品脂肪酸组成可行，PUFA对动物生长的影响必须很小，同时达到一定含量的EPA和DHA。关于反刍动物饲料n-3油脂添加和日摄入量的问题已被提出。Wistuba等（2006）报道了添加3%的鱼油的饲料日摄入量降低，Kook等（2001）报道了类似的发现，鱼油添加量5%的饲料摄入量也降低了。鱼油

39、含量和喂养时间均与饲料（干物质）摄入量的降低（DMI）之间存在线性关系（Mandell等，1997）。尽管鱼粉对DMI有不利影响，饲料效率均不受水平和持续时间的影响。但是，Wonsil等（1994）报道了饲料中添加3%的油（1.5%鱼油+1.5%硬脂酸）和7.1%总脂对饲料干物质（DM）、酸消化纤维（ADF）、有机质（OM）和氮（N）的全消化道表观消化率没有影响。另外，Scollan等（2001a）报道了牛饲料含有6%总脂（2%鱼油）对饲料摄入没有不利影响。反刍动物饲料要求几乎不含高浓度的不受保护的不饱和脂肪酸，因为高含量的膳食脂肪会影响瘤胃内环境和瘤胃消化过程（Harfold和Hazlewo

40、od，1988）。正如此，反刍动物饲料中脂肪的含量应限制在可以避免对瘤胃发酵产生不利影响的水平。影响饲料摄入量下降的因素有口味、饲料能量密度和总脂肪含量（Wistuba等，2006）。饲料主要成分：谷物 vs 草料放养和喂养谷物（亚麻籽）可以促进反刍动物形成有益的脂肪酸组成。一项对英国小羊和西班牙小羊的研究（前者喂草料，后者为浓缩牛奶），发现其脂肪酸组成有相似的不同。例如：喂草料的羊肌肉中n-3 PUFAs含量较高，而喂浓缩牛奶的羊n-6 PUFAs含量较高（Sanudo等，2000）。表18.G描述了另一项研究，草地放养的公牛ALA和其他n-3脂肪酸的含量高于喂养大麦-大豆饲料的小牛，这些小

41、牛肉中含有较多的亚油酸和其他n-6脂肪酸，该结果在一定程度上可以解释为ALA是草料油脂的主要成分，而谷物油料中含有较多的亚油酸（Wood和Enser，1997）。Scollan等（2001a）进行了120天喂养试验，以轻微粉碎的亚麻籽作为食用牛的青贮饲料用草。试验结果表明添加亚麻籽的处理牛肌肉组织的n-3脂肪酸总含量增加（ALA、EPA和DPA），但是DHA的含量没有不同。French等（2000）发现陆地杂交肉牛的饲料以草料为主时，其肉中的脂肪酸含量降低，当饲料中草料比例下降时，肌肉脂肪中的n-3脂肪酸呈现最长线性增加，n-6脂肪酸则没有受到影响。尽管个试验组饲料中LA和ALA含量相差很大，

42、研究者们发现只有肌肉中ALA含量受到影响，EPA，LA和ARA含量均没受到影响，而DPA和DHA含量未考察。这些结果进一步证明了ALA无法经链延长得到高度不饱和的脂肪酸。由于肌肉组织中几乎不含EPA，我们可以推测肌肉中不存在有EPA经链延长得到的DHA。反刍动物饲料以谷物为主时，瘤胃中的微生物数量将发生很大变化，同时PUFAs的水解作用将减弱，这些导致饱和脂肪酸的少量吸收和沉积。另一方面，虽然草料增加了n-3 PUFAs和饱和脂肪酸的含量，但肌肉中P/S值不再合适（Wood等，1999）。总之，草料，植物油和全粒谷物限制了肌肉中EPA和DHA含量的增加，鱼类产品和海藻被认为是促进LCPUFAs

43、高含量的唯一资源。结论：DHA是在严格调控下形成的，只有在饲料中添加鱼类产品或海藻，反刍动物组织中的DHA含量才会有所增加。肌肉组织中PUFA的增加饲料中添加鱼粉或鱼油可以提高反刍动物肌肉中n-3脂肪酸的含量早已被证实（Mandell等，1997；Kook等，2001；Ponnampalam等，2001&2002；Kitessa等2001c；Scollan等2001a；Choi等，2000）。Mandell等（1997）研究了长链牛肉最长肌肉中PUFA的含量，饲料添加鱼粉（含有5.87g/kg EPA和9.84g/kg DHA）5%或10%（饲料干重）喂养168天。鱼粉的添加量和持续添加时间显

44、著提高EPA和DHA的含量，长期添加鱼粉可以使得EPA和DHA的含量达到高水平。研究发现喂养168天后EPA含量提高了5-7倍，DHA含量提高了26-28倍。鱼粉添加量为1mg/100g时，DHA含量达到对照组的5倍。Kook等（2001）发现韩国牛的饲料中添加鱼油5%时，牛肉的脂肪酸组成。其中EPA和DHA分别占总脂肪酸的2.0%和4.8%。鱼油的添加使肌肉中EPA含量增加2倍，DHA含量增加了8倍。较新的研究，小羊饲料添加鱼粉（每天168g 干饲料）或者大麦（每天179g 干饲料）/鱼粉（每天84g干饲料）（Ponnampalam等，2002），添加鱼油或鱼油+葵花粕（Ponnampala

45、m等，2001），以上四个试验组，与苜蓿和燕麦为饲料的对照组相比，最长肌肉中EPA含量增加了2倍，DHA含量增加了4倍，ALA含量没有变化（表18.H）。虽然饲料中添加鱼油比添加鱼粉时DHA和EPA的含量高，但肌肉中n-3脂肪的含量没有不同。Kitessa等（2001c）在饲料中添加稳定的金枪鱼油，研究发现与油脂对照组相比，小羊肌肉中EPA和DHA的含量增加（表18.H）。根据以上这些研究可以推断，饲料中添加含有EPA和DHA的物质可以显著增加肌肉脂肪中n-3脂肪的含量，而n-3脂肪含量的增加是EPA和DHA含量增加的结果，这就要求大量EPA和DHA避开瘤胃中的水解达到小肠（Raes等，200

46、4）.通过在饲料中添加鱼油或藻油，可以显著提高肌肉中n-3脂肪酸的含量。牛奶中PUFA的增加牛奶和羊奶中天然DHA和EPA含量很低，说明反刍动物的乳腺中几乎不存在C18和C20长链多烯脂肪酸的链延伸和脱饱和作用。饲料中添加鱼油或海藻可以提高哺乳动物奶中DHA和EPA的含量（Abril等，2009；Papadoupoulos等，2002；Chilliard等，2000；Franklin等，1999；Gulati等，1999）。不足之处，即使饲料中添加了海藻（油），牛奶中EPA和DHA含量还是不高。饲料中添加n-3LCPUFA可以显著提高牛奶总脂肪酸中EPA和DHA的百分数，虽然总体水平低于10g

47、/kg。该水平的EPA和DHA含量已经显著，并足以调整人类饮食中的n-6/n-3多不饱和脂肪酸比值的不均衡（Rymer等，2003）。Franklin等（1999）首次研究了奶牛饲料中添加海藻，比较了添加被保护和没被保护的藻油的效果。添加木糖包裹的海藻，为饲料提供了6.07%的DHA（占总脂肪）。研究结果表明即使DMI下降，整体性能特点亦不受影响。实际产奶量和能量校正奶（调整脂肪和蛋白含量）均不受海藻的影响，但是脂肪的含量降低了。添加木糖保护的海藻的处理其牛奶中DHA含量高于添加未受保护的海藻的处理DHA含量，DHA转移效率分别为16.7%和8.4%。需要搞清楚一个问题，饲料中添加海藻油后，哺

48、乳动物的奶中增加的EPA和DHA是否位于TAG或者是奶中的脂肪球和隐秘的细胞膜的磷脂成分，因为奶中膜磷脂的增加机制对EPA和DHA含量的增加有很重要的影响（Rymer等，2003）。Papadoupoulos等（2002）首次进行了在小母羊饲料中添加低、中、高（23.5,47,94g）三个水平的海藻裂殖壶菌的研究，该海藻含有147g/kg的DHA和38.5%脂肪（干重）。三个水平的羊奶中脂肪DHA含量从无法检出分别增加到4.3,6.9,和12.4g/kg(占总脂)。另一方面，EPA含量增加较少，从无法检出增加到0.4,1.2,2.4g/kg，ALA含量没有显著变化，维持在3.0g/kg。奶中脂

49、肪是共轭亚油酸（CLA）的天然重要来源，关于此，近年来开展了很多研究。一些数据说明了CLA的几种同分异构体具有促进身体健康的特性，主要有cis-9,trans-11-共轭亚油酸和trans-10，cis-12-共轭亚油酸。共轭亚油酸对动脉硬化、糖尿病、免疫系统、骨质沉积、体内脂肪堆积和营养划分有影响（McGuire and McGuire，2000）。另外，动物体内的cis-9,trans-11-共轭亚油酸可以化学抑制肿瘤的生长（Parodi，1999；Kritchevsky，2000）。这些研究报道了CLA有利于健康，我们希望可以增加食品中CLA的含量。反刍动物的饲料中添加EPA和DHA可以提高动物奶中CLA，EPA和DHA的含量（Scollan等，2001a；Donovan等2000）。n-3脂肪酸的含量直线上升，一旦添加油脂起作用，n-3脂肪酸避开了瘤胃中的机制作用进入到身体和奶中。CLA含量的增加可看作是瘤胃中生物氢化作用强度和生物群落结构作用的结果。我们知道鱼油可以抑制体内trans-18:1脂肪酸还原为C18:0（Scollan等，