高 。饲料,是所有人饲养的动物的食物的总称 , 比较狭义地一般饲料主要指的是农业或牧业饲养的动物的食物 。饲料脂肪含量29%不高,肉鸡饲料中添加2%~4%的脂肪合适,仔猪5%~10%,生长育肥猪3%~5%即可 。
许多因素会影响到脂肪的消化 。首先是动物本身,包括动物的种类和年龄及健康状况对脂肪的消化率有直接的影响 。其次是饲料原料来源和营养成分及其含量对脂肪的消化有着正面或负面的影响 。关键的是,所添加的脂肪的来源和结构,例如,脂肪产品中脂肪酸的化学组成 , 甘油含量和脂肪酸链长度;油脂中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比例(U:S比率);游离脂肪酸占总脂肪含量的比例;甘油三酯中(饱和)脂肪酸的位置等因素对动物对脂肪的消化率和能值都有直接的影响 。本章中将详细剖析这些因素 。
1.1脂肪酸组成和甘油含量以及脂肪酸链长度
脂肪含量是用乙醚萃取法测定的,常用于标示脂肪或油脂的纯度 。然而,脂肪皂化值是判断脂肪纯度的一个更好指标 。脂溶性物质也包括乙醚提取物中那些不可消化的(因而没有能值)物质,如天然色素、甾醇或多聚脂肪酸 。饲料工业中经常用一个简单的公式来计算脂肪的(真正)含脂量:干物质含量-非皂化物-灰分-聚合物(CVB) 。
实际上皂化脂肪酸量是随着脂肪来源的不同而变化 。例如 , 甘油三酯在动物脂肪中含量是89-90%、在大豆油中是92-94%、在棕榈油中是94-95%,在混合脂肪酸中的含量是88-91%(荷兰SFR饲料研究所的分析值) 。甘油三酯中甘油含量在一定程度上取决于脂肪酸链的长度,但实际应用情况下并非总是如此 。动物脂肪的加工过程需要高温 , 而且动物副产品的腐败也是导致动物油脂皂化脂肪酸含量比植物油低的原因之一 。大豆油含有卵磷脂(磷脂主要是磷脂酰胆碱),其皂化脂肪酸含量取决于它的提炼方法 。混合脂肪酸间皂化脂肪酸含量的差异主要体现在棕榈油上,而纯棕榈油之间不会有此种差异 。混合脂肪酸中甘油含量低于甘油三酯,这是导致其皂化脂肪酸含量较高的原因 。PFAD(棕榈油脂肪酸蒸馏物)是在高温真空条件下提取的,部分原因是由于脂肪酸氧化 , 而减少了可皂化脂肪酸的含量 。新鲜棕榈油有利于人类健康,但氧化的棕榈油对人类健康会产生不利影响(Edem,2002) 。
Lauridsen等(2007a)发现动物脂肪(猪油,91.6%)和PFAD (92.3%)的总脂肪酸含量比棕榈油(97.3%)和菜子油(96.9%)要低4.6-5.7% 。PFAD的游离脂肪酸(FFA)含量为73% 。
Jorgensen和Fernandez (2009)发现在棕榈油脂肪酸混合物中的脂肪酸总量会有所下降(84%),但是在植物油脂肪酸混合物中的脂肪酸总量会大大减少(只有53%) 。该种植物油可能来自曾反复在高温下暴露过的油炸脂肪(导致脂肪酸的聚合) 。
总的来说,动物脂肪、脂肪酸混合物和纯植物油中皂化脂肪酸含量的差异,会导致其总能的差异,这种差异可以低至2-4%(在高品质的家禽脂肪和大豆油间) , 而在优质动物脂肪和脂肪酸混合物与棕榈油之间的差异可达到5% 。
脂肪酸混合物中如果游离脂肪酸比例增高 , 它的甘油含量将会减少 。虽然甘油的能量要低于脂肪酸,但它仍是脂肪能量的重要组成部分 。普通脂肪或油脂中的甘油三酯水解后会得到约10%的甘油(w/w),但根据甘油三酯分子量计算出的结果则是5% 。
甘油三酸脂中甘油含量的计算在仍有争论 。例如大豆油中的甘油三酯含有1 / 3的油酸和2 / 3亚油酸 。油酸(C17H33COOH)的分子量是282、亚油酸(C17H31COOH)的分子量是280、甘油(C3H8O3)的分子量是92 。
A.水解甘油三酯(M = 880 ((281油酸(C17H33COO) + 2 x 279亚油酸(C17H31COO = 839) + 41 (甘油C3H5))需要3分子水(3 x 18 = 54),同时释放3个脂肪酸(M = 842 (282 + 2 x 280) +甘油(M = 92) 。通过这样的计算得到的甘油量为92/934 = 9.9%.
B.当以甘油三酯的分子量为基础进行计算时,酯中的氧可计算在甘油中 。甘油三酯中甘油(C3H5O3 = 89)的含量是89/(265 (油酸C17H33CO) + 2 x 263 (亚油酸C17H31CO) + 89) = 10.1% 。
C.如果酯中的氧是作为脂肪酸的一部分,那么甘油三酯中甘油(C3H8= 44)的含量就是44/(281油酸(C17H33COO) + 2 x 279亚油酸C17H31COO) + 44) = 5.0%.
方法C是正确的计算方法,应用此方法,实验室分析得出的植物油中甘油的含量在5%左右 。一个脂肪甘油的半数能量就占有甘油三酯能量的2.5% 。(如果一个完整的甘油三酯总能为39.3 MJ/kg,甘油的含量是5%,那么甘油(GE 18.1 MJ/kg)所占有的能量是18.1 x 0.05 = 0.905 MJ/kg , 也就是0.905/39.3 = 2.3%.实际上脂肪酸混合物的能量需要进行校对 , 因为游离脂肪酸(FFA)中甘油的含量会减少 。
带有短链或中链脂肪酸的甘油三酯(椰子油或棕榈籽油)通常具有较低的总能,因为这些脂肪酸的能量较低 。然而,这些中链脂肪酸(MCFA)能够被肠道主动吸收(无需形成微胶粒),并且比长链脂肪酸更易消化(Gu, 2003) 。因此,消化能(DE)、代谢能(ME)或净能(NE)的损失会更小 。Lauridsen等(2007b)发现,在仔猪中,椰子油的脂肪消化率明显高于(4-5%)动物脂肪(猪油)或棕榈油,但总能量却低4% 。由于这些椰子油价格相对较高,它们不常应用在猪或家禽饲料中 。
1.2添加的脂肪或油中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比率(U:S比率)
含不饱和脂肪酸比率较高的脂肪或油具有更高的消化率,而U:S比率较低的脂肪其消化率也低(关于U:S比率的解释和计算请参见下文) 。然而 , 重要的是考虑配合饲料中总脂肪酸组成(包括所有脂肪) 。很显然,脂肪酸和油(分别为大豆油和棕榈油)按50/50的比例混合添加比单个组分具有更好的消化性(荷兰SFR饲料研究所研究报告) 。需要注意的是,在Wiseman等(1998b)的研究中,全价饲料中脂肪的能值由于添加不同饱和与不饱和脂肪酸比例(U:S比例)的脂肪和油的不同而不同(图10) 。
实际上 , 添加少量脂肪猪饲料中的大部分脂肪来源于谷物、谷物副产品及油籽(大豆、葵花籽和油菜籽)副产品,这些原料中都含有相当数量的不饱和脂肪酸 。因此配合饲料中U:S的比率将高于仅以棕榈油或棕榈油脂肪酸作为单一脂肪源的饲料 。在肉鸡饲料中 , 当添加的脂肪占总脂比例较高时,配合饲料中U:S比率更多的是由添加的脂肪所决定 。这表示如果使用饱和脂肪酸含量高的脂肪,如棕榈油或棕榈油脂肪酸,当育肥饲料要求U:S值最低是2.25时,它们则不能作为饲料单一的脂肪源 。这意味着饲料中也需要补充含有大量不饱和脂肪酸的脂肪或油,比如大豆油 。
要注意的是,在用电脑配方软件计算最低成本饲料配方时,U:S比值是通过计算脂肪中的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸含量得到;而不是由日粮中的U:S比值来决定 。日粮中计算长链脂肪(LCF)的组成是依据重量而不是占脂肪总量的实际重量 。
U:S比率
U: S比率是通过计算日粮中不饱和脂肪酸(C16:1 + C18:1 + C18:2 + C18:3)含量与饱和脂肪酸(C16:0 + C18:0)含量比得出的 。不饱和脂肪酸由于含有分子双键,因此更容易形成微胶粒并被消化吸收 。不同脂肪之间,例如大豆油(U:S > 5)和棕榈油(U:S大约为1)间 , 它们的消化率是有差别的 。从图10(Wiseman等, 1998b)和表8中可以看出U:S比值对脂肪消化率的影响并不是线性的 , 幼龄和大龄动物间以及家禽和猪间的脂肪消化率也有差别 。试验中的雏肉鸡是1.5周龄 , 成年肉鸡是7.5周龄 , 仔猪重15 kg , 大猪重30-85 kg 。
本研究的结论
雏肉鸡的脂肪消化率(能量值)是最低(低于成年肉鸡或猪5-15%) 。实际计算中,假设所用的脂肪总能是38.5 MJ/kg,那么在最高U:S值时猪和成年肉鸡的(最大)消化率可达到94-95%,雏肉鸡只有91% 。
随着U:S比值的增加,脂肪消化率也提高 。然而,低U:S比值(<2.25)对脂肪消化率的影响要大于高U:S值 。例如,U:S值从1增加到2时仔猪的消化能(DE)增加了2.0 MJ/kg,但是当U:S值从2增加到3时 , 仔猪的DE仅增加了1.2 MJ/kg 。
U:S值的增加对脂肪消化率增长的影响取决于动物的日龄和种类 。对雏肉鸡而言 , U:S值每增加1个点,它的脂肪消化能平均增量为3.2 MJ DE/kg;对于成年肉鸡和仔猪则是1.7 MJDE/kg,而对大猪是1.0 MJDE/kg 。
更实用的总结
在U:S值为2.25时,雏肉鸡的脂肪消化率为85%,而成年肉鸡和猪的脂肪消化率为92% 。
对于雏肉鸡,当U:S值从1增加到2.25时,U:S值每增加1个点,它的脂肪消化率的线性增量为10% , 当U:S比值从2.25增加至3.5时,脂肪消化率的线性增量为5% 。
对于仔猪和成年肉鸡,当U:S值在1-2.25范围时,U:S值每增加1个点,它们的脂肪消化率增加为5%;而U:S值从2.25增加到3.5时,它们的消化率的线性增长只有2.5% 。
对实际的影响
在饲料配方的设计中,为了防止因较低脂肪消化率而产生的令人失望的饲喂效果(FCR和ADG),就需要考虑到最小U:S值 。为了防止蛋鸡和猪的DE不低于最大值的98%,所需的最小U:S值为2.25 , 而肉鸡所需要的最小U:S值为2.75 。
动物脂肪可以作为单一脂肪源添加到饲料中,当它们在(猪和蛋鸡)饲料中的添加量为2%时,那么最低U:S值应不小于2.25 。当饲料中,特别是在肉鸡饲料中添加5%的动物脂肪(猪油/牛脂),饲料配方中的U:S值会降至1.8 。这意味着饲料中需要添加高U:S比值的植物油并与动物脂肪(猪油/牛油)联合使用 。例如 , 当动物脂肪:大豆油=4:1时才能达到高脂饲料中U:S值为2.25的要求 。
当饲料按这些最小U:S值使用时,棕榈油和棕榈油脂肪酸就不可能作为饲料单一的脂肪源 。在猪饲料添加2%棕榈油脂肪酸(约占饲料总脂肪的50%)时U:S比率是1.9 。当添加的5%脂肪是棕榈油脂肪酸(约占饲料总脂肪的75%)时,U:S比率会下降到1.5 。在使用最小U:S值为2.25时,低脂肪饲料中需要添加的棕榈油和豆油的比例为6:1,在高脂肪饲料中这两者的比例为2:1 。
【饲料脂肪含量29%高吗】
Lauridsen等(2007a)证实在仔猪饲料中添加菜籽油(U:S为13.2)的消化率要比添加动物脂肪(猪油,U:S为1.3)或棕榈油(U:S为1.0)高4-5% 。而在生长猪中的差异出乎意料地高于仔猪 。
Ferrini等(2008)在29-31日龄肉鸡的消化试验中发现,按10%的量添加动物脂肪的消化率(62.2%)比添加葵花籽或亚麻籽油的消化率(88.3%)显著降低 。动物脂肪的U:S为1.1,而植物油的U:S为5.0或者更高 。两者26.1%的脂肪消化率绝对差要大于Wiseman等(1998b)在7.5周龄肉鸡(只减少10%)以及甚至1.5周龄肉鸡(只减少20%)中添加最低U:S值与最高U:S值脂肪间消化率的差异 。Viveros等(2009)在21日龄肉鸡的实验中发现棕榈油(U:S为1.0)和葵花子油(U:S为8.9)之间脂肪消化率的相对差异为8%(78%:81%) , 这与Wiseman的结果一致 。
Ferrini还发现在U:S为2.23的脂肪混合物中,脂肪的消化率为81.5% 。它与高U:S脂肪88.3%的消化率相比,有6.8%的差异,这与幼龄肉鸡中发现的消化率(U:S为2.25时消化率为85%,U:S为3.5时消化率为91%)一致,但是比成年肉鸡的消化率的差异幅度大(92%:94-95%) 。总之,在Ferrini的研究中U:S比值范围较广,这可以解释肉鸡脂肪消化率差异更大的原因,但这与随着脂肪U:S值增加,消化率逐渐增加的趋势是相似的 。
Wongsuthavas等(2008)观察到在肉鸡饲料中用同样比例的大豆油取代动物油脂,可使饲料U:S比例增加,肉鸡平均日增重和饲料转化率得到明显改善 。在U:S比率大于2时,不论添加少量脂肪(3%)或大量脂肪(9%),饲喂大豆油与动物脂肪肉鸡的生产性能差异最大 。当U:S比率增加到5时 , 不同脂肪来源对肉鸡生产性能的影响不显著,只是数字上的差异 。
1.3饲料中游离脂肪酸与粗脂肪总量的比例
由于缺乏单甘油酯,高比例的游离脂肪酸会导致脂肪消化率的降低 。单甘油酯具有协助脂肪酸乳化成微胶粒的作用,促进脂肪酸的吸收 。在脂肪酸混合物中游离脂肪酸(FFA)的含量可以通过化学分析计算出来 。FFA在甘油三脂中的含量一般低于15%,而它在棕榈油脂肪酸蒸馏物(PFDA)中可高达90% 。需要说明的是后者产品在计算能量时要除去甘油,因为甘油的纳入会增加脂肪产品能值 。
Scott的早期研究(1982)表明,与甘油三酯相比,高饱和的FFA的消化率比高U:S比率的FFA低的更多(表8) 。他的研究还发现甘油三脂对幼龄鸡的影响要大于成年鸡 。超过8周龄的鸡对甘油三脂的消化率与Wiseman的报道相一致 。
表8.鸡对甘油三酯和FFA的消化率
日龄
甘油三酯
3-4周
甘油三酯
>8周
脂肪酸
3-4周
脂肪酸
>8周
大豆油
96
96
88
93
玉米油
94
95
90
92
牛油
70
76
61
67
猪油
92
93
82
83
Wiseman等(1998b)确定了脂肪和油的消化能与U:S比率的相关性 , 这些脂肪产品的游离脂肪酸含量有的低(10%)、有的高(50%) 。图11A与图10一样,图11B显示了每一种动物随着年龄的影响对不同U:S脂肪产品的消化能 。
Wiseman等研究成果的结论是:当FFA含量增加到50%时,所有动物以及在每个U:S比率处获得的所有脂肪能值都降低 。但该试验中并未确认这种效果是否是线性的,或者在不同的FFA含量时效果又是如何 。当脂肪U:S值为3.5时,肉仔鸡的(最大)消化率下降到80%,绝对值减少5% 。相应的成年肉鸡和猪的消化率下降到88.5% , 绝对值减少3.5% 。在U:S为2.25时,肉仔鸡的消化率下降10%(从85%降至75%),成年肉鸡和猪消化率下降6%(从92%降至86%) 。
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