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中链脂肪酸在畜牧业上运用的研究进展

进入21世纪后,人类对食品安全问题的存眷已到了史无前例的水平,严厉运用抗生素及其他化学药品以防备药物残留等风险是环球养殖业生长的必经通路,而作为环球养殖业背集约化和规模化生长所面对的络续增添的疾病和应激因子的近况,迫使人们必需追求抗生素等药物的替换物,以保障植物消费的平安和稳固。因此从热带动物提取的中链脂肪酸所具有的奇特心理、生化特性,用于处理晚期乳猪的能量需求和抗生素等抑菌、发展促进剂的替换物是当前研讨的热点,本文从中链脂肪酸的代谢特性动身,论述其在畜牧业中运用的最新研究进展。

1  中链脂肪酸的观点

    脂肪酸凭据碳链的长度分为短链、中链和少链脂肪酸3种。把含有6-12个碳原子构成碳链的脂肪酸,包孕己酸、酸楚、癸酸和月桂酸称为中链脂肪酸(medium chain fatty acid,MCFA)。被甘油酯化天生的甘油三酯称为中链脂肪酸甘油三酯(mediumchaintriglycerides,MCT);响应天,露少于6个碳原子脂肪酸的甘油三酯为短链脂肪酸甘油三酯(short chaintrislycerides,SCT);露多于12个碳原子脂肪酸的甘油三酯为少链脂肪酸甘油三酯(10ng chain triglycerides,LCT)。

    一样平常以为,典范的MCT是指饱和酸楚甘油三酯或饱和癸酸甘油三酯或饱和酸楚―癸酸混淆的甘油三酯。MCFA化学构造睹图1。

    MCFA重要存在于椰子油等植物油中,己酸至癸酸(C6:0―C10:0)含量在椰子油约为15%。棕榈油中的C6:0-C10:0约露8%。别的反刍动物乳中含量也下,牛油中含量低于6%,玉米油不露MCFA[2)。
 
2  MCFA/MCT的理化特性

    MCT室温下为液体,分子量小,水溶性好,熔沸点低,密度小,黏度小(20cC时为2.5X10―1―3.1X10-2PA・s),无色,有芬芳气息。取一般的油脂和氢化油脂比拟,MCT抗氧化稳定性稀奇好。MCT在下温文高温下稀奇稳固,经由长时间煎炸后,一般的植物油果发作聚合回响反映而变稠,透明度低落,而MCT只要黏度略有增添,大抵取已运用过的精华精辟植物油相称。纵然是在0℃时,MCT仍是黏度不下、廓清通明的液体。别的,MCT取种种溶剂、油脂、一些抗氧化剂、维生素皆有很好的互溶性,因为MCT表面张力小,可作为抗生素、激素、维生素等的溶剂。

    一样的,MCFA具有不同于少链脂肪酸(LCFA)的性子。起首,MCFA的熔点一样平常低于LCFA,好比C8:0的熔点16.7℃,C10:0为31.3 ℃,而C16:0为61.1℃,因而MCFA在常温下呈液态,那有利于植物的消化应用,由于脂肪酸或脂肪的熔点上下与其在体内的消化率在一定范围内呈背相干。其次,因为MCFA分子量相对较小,为强电解质,在中性pH下能较高地离子化,因而它们相对能溶于火。一样平常脂肪酸链每增进一个―CH:―基团,溶解度低落2.32倍,极性和水溶性较下的脂肪酸在体内的消化、吸取和转运历程更快一些。再者,MCFA借具有挥发性,而LCFA则没有。

    因而,MCFA或MCT具有碳链短、份子较小、极性和水溶性较高档特性,这些性子与其在植物体内的消化、吸取、转运和代谢历程有亲切的干系。

3  MCFA的代谢特性

3.1  消化

    MCFA水溶性较强,不需要胆盐乳化,便可被胰脂酶水解。因为其分子量小,单元工夫取酶打仗界面更多,因此使胰脂酶的水解效力更高,其水解速度是LCT的6倍。MCFA在胃和结肠亦可局部水解,因而对胆盐和胰酶的依赖性较低。

3.2  吸取

    MCFA是MCT的重要吸取情势,纵然在缺少胆盐或胰脂酶的初生仔猪,MCT可间接吸取进入小肠上皮细胞内经脂肪酶完整水解成MCFA及甘油,而不蕴蓄甘油一酯。因为MCFA或MCT的水溶性相对较强,它们的吸取不需联合胆盐以混淆微胶粒的情势被吸取,因而MCFA或MCT的吸取速度比LCFA比拟则更快、更完整。Dicklin等的实验同时阐明重生仔猪对MCFA的吸取也受碳链的长度影响,仔猪对由C6:0和C8:0组合的MCFA,前者的水解速度是后者的8倍。

3.3  转运
因为小肠上皮细胞的胞液中脂肪酸联合蛋白质(FABP)不联合中链及短链脂肪酸,因此MCFA几乎不进入内质网从新酯化成甘油三酯或磷脂,也不构成乳糜微粒再分泌人淋巴液,而是间接排挤黏膜细胞,进入门静脉血液,取血浆白蛋白联合转运至肝脏。而LCFA由FABP转运至滑面内质网,从新酯化构成甘油三酯,并取载脂蛋白联合,构成乳糜微粒,经淋巴人血。因而,MCFA的转运速度也较LCFA快。

3.4  氧化

    取LCFA差别,MCFA在肝细胞内的转运不需Z卵白到场而能抵达线粒体,也不需肉毒碱转运便能很快天经由过程线粒体的双层膜。进入肝细胞的MCFA绝大部分在线粒体先停止(d・氧化,构成o,(d・二羧酸,再停止p・氧化敏捷氧化,极少被用于分解脂类,因而不在肝和脂肪中积蓄,而进入肝细胞内的LCFA重要是停止p・氧化,多用于脂类的分解。Heo等实验指出MCFA(C8:0)在重生仔猪的氧化速度比LCFA(C18:1)快3―4倍。Befit等以为MCFAs也能够构成脂肪构造中的甘油三酸酯,并影响脂肪构造和其他体系的功用。而Otto和Kempen等发明肉毒碱也能够进步MCFAs的氧化。MCFA取LCFA在植物体内转变成能量的差别形式睹图2。

3.5  死酮感化

    MCFA氧化后发生大量的酮体,以削减依靠葡萄糖作为能源的构造如肌肉及大脑等的应用。

3.6  MCFA的供能感化

    MCFA的重要感化就是供能。MCFA氧化发生大量的乙酰CoA后进入三羧酸轮回供应能量。

    作为能源MCFA比碳水化合物更有用,缘由是MCFA的能值高于碳水化合物。幼畜体内消化碳水化合物的酶含量及活性均较低,不克不及很好天应用碳水化合物,而MCT可不经消化间接吸取;糖为自动吸取,需求斲丧能量,而LCFA或MCT为被动吸取,MCFA在消化历程的“热增耗”低于碳水化合物。
 
3.7  MCT禾口LCT的重要区分详见表1。

4  MCFA在畜牧业中的运用

4.1  对仔猪的营养感化

    初生仔猪基础代谢下,为每公斤代谢体重24 h0.43 MJ,因此对能量的需求稀奇。很明显,能量供给缺乏是致使重生仔猪殒命、镌汰的主要身分,尤其是体重低于0.8 kg的强大仔猪。而现在,消费中广泛存在的从诞生后直至断奶的哺乳仔猪的脂肪性腹泻,即显示为乳猪对母乳能量需求的同时又不克不及对母乳中LCFA的消化而至。那是因为初乳中乳糖低,缺短链脂肪酸,而MCFA重要为C8,且仅为LCFA的1/35,和重生小猪的消化酶不健全、体内的肉毒碱浓度很低、胆汁少等的心理特性决意其不克不及应用少链脂肪酸。
 
    仔猪对脂肪酸的吸取取脂肪酸碳链的长度、饱和度、和饱和取不饱和脂肪酸的比例、饲料的增加工夫等身分相干。显示为MCFA比LCFA更易吸取;一样平常不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸更易吸取,那早已被Freeman等证明,即植物油比植物脂肪更易应用;当不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸的比值为2.0时,其消化率最高;短链和中链脂肪酸的消化率取脂肪酸的饱和水平无关。有很多研讨注解,仔猪在断奶后3-4周,日粮中增加脂肪能够明显进步日增重和饲料效力。

    而当前饲料行业中,广泛在断奶前仔猪日粮中增加高能量的植物油如大豆油、玉米油、菜籽油等,因为构成它们的脂肪酸中95%为少链脂肪酸,仔猪对这些油脂的消化应用能力差。而MCFA具有在体内消化应用不受限定的特性,能被初生仔猪有用应用,同时借果其氧化供能效力下和超能量效应等上风,故可作为仔猪的一个有用能源。

    Lee等测定了仔猪对MCFA的能值,其总能(GE)、消化能(DE)、代谢能(ME)离别为36.36、34。63、32.94 MJ?kg。许多研讨以为初生仔猪MCT的相宜用量为每公斤代谢体重6g,在补饲的仔猪日粮中,能够到场8%的MCFA或MCT。Wie―land等以为初生仔猪的平安喂量是每公斤代谢体重6h小于6.5 mmol MCT。很多实验也注解自然的MCFA比人工合成的MCFA的饲喂效果显著。陈赞谋”1J对21日龄断奶仔猪的实验注解,初生仔猪12h和36h内离别灌服4 mLMCT/头,均匀日增重进步14%,差别极明显,而对成活率及腹泻也有所改动。北京养猪育种中央经由过程灌服MCFA产物能明显提高日增重,但却进步死亡率。朱成林等用中链脂肪酸实验得知其能够进步窝间12.64%和窝内11.10%的成活率,进步窝间4.42%和窝内3.35%的日增重。美国学者库尔夫给重生仔猪饲喂MCT,证明能进步仔猪成活率。Lin等报导用椰子油增进重生仔猪肝糖本的贮备和低落死亡率。

    然则,也有报导MCFA用于仔猪豢养的研讨效果很不同等,有些效果反而是低落仔猪的增重和进步死亡率,重要显示在仔猪成活率的影响方面。那能够取各研究者所用的MCFA或MCT的构成、饲喂要领、用量等有关。Teresa等”6/研讨注解,对重生仔猪口服MCT(露75%酸楚和25%癸酸),1 h后血浆酸楚浓度明显增高(P<0.05),并且经由过程Tween乳化处置惩罚的MCT,当剂量为6 mL/头或8 mL/头时66。67%的仔猪发作长久的晕厥征象。一样平常以为MCFA不克不及进步仔猪成活率的缘由是:MCFA在肝脏中氧化代谢太快,发生大量的酮体和游离脂肪酸,来不及为其他构造应用而抑止了脑细胞Na’―K’-ATP酶活性,形成血液中酮体积累,而酮体有麻醉感化,使仔猪生机削弱,以至中毒晕厥,影响到仔猪的存活,那也是MC,FA的运用未能普遍推行的一个主要缘由。而过多摄人MCFA后还可低落仔猪初乳的摄人量,影响仔猪的发展和成活率,那取MCFA增进肠道胆囊膨胀素的排泄而使仔猪发生饱感有关。因而公道掌握MCFA的剂量是充分利用其营养感化的主要条件。

    Cera等报导,露MCT较多的椰子油在晚期断奶仔猪中的消化率最高(达91%―94%),蛋白质堆积、增重和饲料利用率均最好,其次是露LCT较多(重要是不饱和脂肪酸)的玉米油和大豆油,猪油和牛油最低。Thaler等发明豆油和椰子油混淆运用猪的增重更快,饲料效力更高,Li等对21日龄断奶仔猪用豆油和椰子油混淆饲喂,发明混淆的结果比零丁饲喂更能使仔猪的小肠绒毛变长,并低落隐窝的深度。李德发研讨注解1:1的豆油和椰子油混用有最高的日增重和饲料效力18。Casellas等用MCFA:LCFA为2.49:1的混合物经由过程口服诞生体重低于1 250S的仔猪,诞生后前3 d,每24 h滴口1.95 9/头,效果取同批次的对比仔猪比拟,此混合物可使仔猪的殒命伤害低落1.9倍。

    Black等的研讨指出,MCT能进步重生仔猪肠道阿朴脂蛋白(apo)A-IV和CIII的表达。

4.2  对怀胎和哺乳母猪的营养感化

    Gatlin等的范围实验阐明,日粮中增加10%MCT的母猪体重从怀胎90 d至产后仔猪断奶(15.5天)均比对比组(不增加MCT)均匀下4 ks,产后失重最低,其所产仔猪的均匀日增重和断奶重也明显天高于对比组。Azain发明饲喂MCT的母猪,其所产体重小于900g的仔猪存活率要比饲喂淀粉的对比组高出36%。Jean等””给怀胎母猪从怀胎83 d到产后28 d,离别饲喂大豆油、椰子油和MCT,效果注解:关于初生重小于1 100g的仔猪,MCT组3日龄内的存活率最高为98.6%,椰子油组为80.0%,大豆油组为47.6%,并且MCT组和椰子油组仔猪体内肝糖本肌糖原含量、血浆浑卵白量均高于大豆油组的仔猪。Newcomb等的实验阐明有身母猪前期饲喂MCT,能够明显天进步新生仔猪血中葡萄糖含量。

    近来的研讨注解,中链的甘油三酯很易被氧化天生酮体,酮体轻易穿过胎盘,用于胎儿脂类和葡萄糖的分解,从而进步诞生胎儿的能量储存和仔猪生计的才能。正果MCFA的心理特性,能够大大削减哺乳母猪体内少链饱和脂肪的丧失,一方面起到敏捷增补仔猪能量、削减脂肪性腹泻的营养感化;另一方面关于保持母猪的背膘,削减失重,包管断奶后的发情、排卵具有主要的消费实际意义。

4.3  对鸡的营养感化

    Furuse等测定了酸楚甘油酯在鸡中的ME为30.7 MJ/kg。Mabayo等比较了在等能日粮平分别增加MCT(酸楚甘油酯)和LCT(玉米油)对用8~17日龄红色去航公鸡的饲喂结果,效果MCT组的日增重和饲料利用率比LCT组分别下21.4%和22.9%,且蛋白质堆积率和利用率也明显进步。

    日本学者报导,在蛋鸡饲料中增加1.0%―10.0%的MCFA,经由过程夏日豢养后证实,可进步鸡的采食量、产蛋率、蛋重,低落破壳率。特别是在肉雏鸡饲料中结果更幻想,能增添体重又抑止脂肪的构成,改进肉质。

    郑春田等研讨注解适度增加油脂的立体构造编号为1,3的中链脂肪酸(sn・1,3MCT)对肉仔鸡具有促发展功效;并且sn-1,3MCT对肉仔鸡具有营养重分派感化,即sn1,3MCT在肉仔鸡体内氧化供能增加,削减蛋白质的氧化斲丧,致使蛋白质堆积增添、脂肪堆积削减的感化。

4.4  对细菌的抑菌作用

    有机酸在植物消费上的运用被愈来愈多的饲料消费企业、养殖场和民众所接管,它作为抗生素发展促进剂替代品的代价也逐步被发掘出来。同时,跟着欧盟划定在畜禽消费中制止运用抗生素发展促进剂和针对肠道疾病的防备药物,人们对在植物饲料中运用种种中链脂肪酸(MCFA)的远景发生了更大乐趣。

4.4.1  MCFA的抑菌作用机制

    Decuypere和Dierick的研讨证明,中链脂肪酸是一类具有抗菌感化的份子。一样平常以为其经由过程以下体式格局到达抑菌、杀菌感化:

A:中链脂肪酸具有的特别的化学构造,能够敏捷进入到细菌细胞膜的脂质层,经由过程损坏细菌细胞膜结构而引发内容物丧失、运输机制被损坏而起到抑止细菌的感化。此历程详见图3。

 
    B:已解离的中链脂肪酸份子能沉易地穿透微生物细胞壁。酸份子进入细胞内会发作解离,开释H,使得细胞内的pH值低落至其目标值以下。这时候细胞会全力排挤这些H,那是一个非常耗能的历程,将形成细菌代谢衰竭,终究会殒命;同时,解离H后致使细胞表里较大的pH值梯度,引发“pH敏感型细菌”的殒命;别的,解离后的毒性阴离子聚集在胞内也可致使细菌殒命。Mathis等也报导MCPA使得细胞内pH值低落,进而致使细菌细胞的殒命。详见图4。
 
    C:MCFA能够抑止细菌脂肪酶的天生。果细菌要附着于肠道绒毛上必需有这类酶到场,以是MCFA能起到抑止细菌附着到肠壁的感化,从而有利于肠道经由过程粪便将细菌扫除体外。

    D:MCFA可经由过程解偶联感化而抑止革兰氏阳性菌。

4.4.2  MCFA的抑菌结果

    荷兰Provimi和比利时Vitamex等公司的大量研讨注解,经由过程饲料增加芳香性的MCFA混合物,能够显着低落猪、鸡消化道内革兰氏阴性病原菌的数目,并经由过程临时饲喂能够净化沙门氏菌等的熏染,对母猪能够起到低落应激,削减乳房炎、子宫炎和无乳综合征(MMA)发病率等感化。Dierick等在模仿猪胃情况的体外实验,在最低浓度为每100g胃内物含0.35 g或0.025 mol的复合MCFA(来源于椰子油、MCTAGl和MCTAG2)具有明显(大于10倍)的抑止胃内细菌群的发展,其能够作为一种有价值的饲料营养性的抗生素。而在体内的临床试验注解,含有2.5%MCTAG2的日粮组取露2.5%大豆油或2.5%大豆油+1.5%有机酸的日粮组比拟,前者日增重提10%,料重比下落3%,同时屠宰后检测,MCFA能将胃和十二指肠内菌落(包孕总数、大肠杆菌等)低落10倍阁下129,。MathisL3~j在关于产气荚膜梭菌熏染肉鸡的实验研讨注解,在饲料中增加有机酸和中链脂肪酸的?昆合物,有效地低落鸡死亡率和提拔日增重和饲料效力。MCFA可以或许很好天替换杆菌肽对产气荚膜梭菌的抗熏染运用。日本研究人员在鸡饲料中增加中链脂肪酸对球虫病病发的研讨中发明,中链脂肪酸能够完整根绝疾病的发作,纵然果野生熏染,鸡体泛起球虫病变后,饲料中若是到场中链脂肪酸也能显着抑止疾病的减轻,吸收的卵囊量显着低落,险些已睹盲肠病变,有效地掌握了鸡球虫病的发作。

4.5  增进发展感化

    一些研讨注解MCFA具有改动植物肠道构造的功用,具有进步小肠绒毛(V)长度和肠壁隐窝(C)长度的比值V/C,因此加大绒毛的吸取,收缩营养物经由过程肠道壁间隔的感化。郑春田的研讨指出,饲粮增加sn・1,3MCT整体低落肉仔鸡小肠相对重量,而小肠长度已受影响,阐明小肠壁变薄,隐窝长度收缩。同时MCFA具有调解和稳固肠道微生物菌群均衡的感化,有利于消化系统性能的完美。Ma・thistS~J的实验注解在梭状芽孢杆菌熏染的状况下,增加0.2%的有机酸/中链脂肪酸的混合物,使实验鸡(0~28日龄)的增重和饲料转化率离别改进29%和8%。Vitamex公司的实验证明MCFA在范围饲喂的条件下,都可进步肉猪和肉鸡5%-10%的增重和饲料转化率。

    研讨注解MCT能轻度刺激胰岛素排泄,进步葡萄糖含量,削减骨骼肌蛋白质剖析,增添钙、镁及氨基酸的吸取,增进蛋白质分解,有显着的省氮感化。

4.6  抗应激感化

    当前养殖业日趋规模化集约化,随之而来的是应激因子的络续增添和风险日益严峻,怎样低落果应激而致使的丧失,已成为养殖业亟需处理的题目。MC-FA可从能量供给角度很好天处理那一困难。在严峻创伤、疾病熏染等应激状况下植物机体对葡萄糖利用率下落,同时由于应激时肉毒碱低落,致使机体不克不及应用LCFA氧化供能。用MCFA局部替代葡萄糖可减轻葡萄糖的代谢肩负,体内能敏捷代谢供能,进而低落应激带来的负面影响。

5小结取瞻望

    MCFA所具有的奇特的营养代谢历程,为幼小植物能量缺乏的增补供应能够,剂量的制订和饲喂路子是决意其结果的主要因素。而作为抗菌和改动消化道构造等的感化,表现出其在畜禽范围养殖中具有增进发展、进步成活率和饲料转化率的感化。

    MCT的研讨运用已有50余年汗青,怎样将MC-FA的营养、抑菌促发展特性应用于畜牧消费,特别是MCFA在猪、鸡等的范围消费上的感化机制和运用研讨,值得我国兽医科技研究人员涉足。

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