牛奶是人类最重要的蛋白质食品来裸之一,也是人赖以补充热盈、脂溶性维生素和钙质的重要营养食品。但是因为血液中脂质物质过浓.沉积在动脉血管壁上所致的动脉粥样硬化造成的心脑血管病.巳成为人类四大死因中的第一位,引起了预防医学界和营养学界的严重关注。
牛奶与其他动物食品相比.虽然脂肪中短链脂肪酸的含盘较高,十八碳脂肪酸较少. 但是含有较多的饱和脂肪酸—棕搁酸.单一不饱和脂肪破与多欲不饱和脂肪酸的含量较少。因而一般认为牛奶中这种油脂组成会加速人体动脉硬化.给心脑血管发生血栓性病变提供更多的机会。近些年来.许多首养学家为防止动脉硬化和心脑血管疾病,已致力于探讨井努力提高牛奶中多聚不饱和脂肪酸的含盆,希望减少饱和脂肪酸,尤其是惊悯酸、硬脂酸的含量。众所周知。当食品中多聚不饱和脂肪酸与亚油酸含盈之比达到1:30以上时,则可以逐渐清除血管中高密度胆固醉(HAL)和中性脂肪沉淀物.从而起到“血管清道夫“的作用.为发生砚化的血管实施“保健”。营养学家与畜牧科学家们早已着眼于将含多聚不饱和脂肪酸和长链脂肪酸的植物种子添加于饲料之中.用以饲喂奶牛.来试图改变牛奶和牛肉中脂肪酸的组成.以更好地保证人类心脑血管的健康,使牛奶不断适应市场对其品质的新的要求。
1,饲料中脂肪物质在牛体内的转化
牛饲喂拌入脂肪的饲料后.提高了饲料的含热t强度。但脂肪在牛启胃中会因徽生物的生物氮化作用而使之氢化.降低了脂肪的不饱和程度.同时使得牛奶脂肪的脂肪酸成份发生变化。营养学家研究发现若向饲料中加入全脂肪的油用亚麻杆.由于亚麻籽种皮的保护作用,则可以抵御牛瘤胃内徽生物对亚麻籽内的不饱和脂肪的生物氮化作用,从而减少了牛奶中不饱和脂肪酸被氮化的程度。
心胃内徽生物的消化作用与饲料中各成分的运转传递有关。饲料中的碳水化合物可以大址发醉并转化生成短链脂肪酸(SOFA).基本上是乙酸、丙酸和丁酸等可发挥性小分子有机酸。短链脂肪酸与不易消化的淀粉可进一步作为牛消化系统的能盈来源和合成牛奶的前体。饲料中的脂类.大部分以三酸基甘油的形式存在.在徽生物脂肪酶的作用下水解为脂肪酸.乳牛消化系统中脂类代谢过程,近年来又有许多新的内容。在牛体内.肠吸收的 IN肪酸与进入瘤胃的饲料中含有的那些脂肪酸有显著的不同。词料中所含的脂类在消化系统内发生生物氮化反应.由启胃中退出的饲料脂肪的饱和程度就变的更大一些。由于在消化道内由徽生物合成的一些脂肪酸.促成了奶牛小肠吸收到血液中去的脂肪酸组分与饲料中有较大的差异。
喂奶牛的粗饲料和谷物中的脂类一般是由三酸基甘油、胆固醉和磷脂组成的。脂肪酸的组成包括油酸(oleic acid), AS酸(LA), a一亚麻酸(ALA)等400多种。若向奶牛饲料中补加动物来探或植物来像的脂类,会增加日榷中脂肪的虽,且使其中油酸(18:1),硬脂酸(18:0)和棕搁酸(16:0),亚油酸和。一亚麻酸等的含里发生不同的变化。
在奶牛月胃里.饲料中不饱和脂肪酸被生物氢化之前,由于徽生物脂肪脚的作用.能先将饲料中的脂肪类水解为脂肪酸。亚油酸和a一亚麻酸的生物氮化反应中。使他的顺一 12双键转化成其反式同分异构体.即反式一11双健.随后在消化道中,反式一11亚油酸中的不饱和双健被氢化成单健.转化为硬脂减等。在瘤胃中
也有一部分反式异构脂肪酸不进一步发生生物氢化反应而结合到贮存脂肪或牛乳脂肪。 在瘤周内也发生支链和偶数碳链脂肪酸(比如十五碳烷酸)的徽生物合成.在牛的鲜肉和奶的脂类中就存在有如此合成的脂肪酸。在徽生物合成中取代乙酸的异丁酸、异戊酸和二甲基丁酸的反应过程中.会进而合成出一些有支链的脂肪酸。与此相类似.消化道中的某些细菌还能利用消化饲料中产生的丙酸、戊酸等含奇数碳原子的脂肪酸进而形成一些含奇数碳原子的脂肪酸。进入十二指肠的饱和脂肪酸如硬脂酸等也可部分的在肠内去饱和酶和造乳去饱和愁的作用下发生去饱和反应。由于这种去饱和作用。奶液中的硬脂酸和油酸的比值则低于肠道中这两类脂肪酸的比值。奶牛体内这种反应是反ik动物用来保持奶液中脂肪的流体特性的生理作用机制。
在牛的启胃中不饱和脂肪酸的大盆氮化反应给专家们提出了新的间肠.为使牛奶脂肪酸组成更加有益于人体健康.人们又尝试着通过饲料途径来改变牛肉组织或牛奶脂肪中的脂肪酸的组成。事实上.含有不饱和脂肪酸的词料添加成份必须以一种能在瘤胃中抵制生物氮化作用的形式来喂养。目前最常用的方法是在向饲料中添加植物油脂之前先进行化学处理(用甲醛或钙盐来处理)或物理加热处理,以防止其不饱和脂肪酸在心胃中发生徽生物引起的氢化作用.饲喂完好无损的油用种子,也能在一定程度上防止上述氢化作用.上述措晚的结果也因油杆苗果或角果大小和油用种子的大小等物理化学性质而有程度上的差异。油用种子饲喂前的加工(如加压成片、磨成粉、膨化等)也能容易消化。
2,乳脂肪的生物合成研究新进展
牛奶中的脂类主要是三肤荃甘油的脂类占总脂肪的98%,礴脂占1%、固醉占 0.5%。牛奶脂类成份是很复杂的。曾被人研究过的脂肪酸大约有400种之多。牛奶中脂肪酸组成是可通过调镇饲料种类和比例来加以改变的。由于在科学研究基础上精细的选择向奶牛饲料中添加的脂肪种类,方法上注意减轻(抵制)启胃中生物氢化作用,就不但可以增加牛奶产量.而且还能有效地改变牛奶中脂肪的成分。
3,亚麻籽对牛奶脂肪酸成分的影响
亚麻籽约含40%-50%油脂和约20%的蛋白蛋.亚麻杆提取油刹余的饼粕粗粉.多年来早就用作畜禽悯料了。近年来.油用亚麻籽用作乳牛饲料.已越来越引起人们的注意.概因。一亚麻酸是人体不能合成的一种必需脂肪酸。
Hazemeister曾以亚麻籽毛油(浸出后未经过进一步精炼的亚麻籽油》直接以枯入皱胃方式喂牛,并侧定其在皱胃中的脂肪酸成分的变化,发现每天喂牛500 -2 OOOg均可由皱胃吸收。研究发现喂牛用亚麻籽时约有1%的一亚麻酸转化到牛奶中去.而喂亚麻杆毛油.则有49%-56%的。一亚麻酸为奶牛的皱胃所吸收,并使牛奶中的EPA (20碳5 烯酸)含量增加到0.26%.而对照组(普通饲料)乳牛的奶中,EPA的含觉只有 0.06%,前者是后者的4.3倍。但两种饲料对牛奶中DHA (22碳6始酸)含2的差别要小一些。
全脂亚麻籽喂奶牛曾进行了大量的试验研究工作以确定亚麻籽对牛奶脂肪酸成分的作用.喂牛用亚麻籽有用未经加工的.也有用亚麻籽压成小卷片状的.都采取拌入黑白花乳牛的饲料中的方式喂给.其用盆分不同处理可占饲料千物质重的5%一15%,
Ashes曾对产乳期的20头乳牛进行试验,起初产奶率各处理相等.饲料处理为:亚麻籽量占干重的0%, 5%, 10%, 15%,发现牛极容易消化未经加工的亚麻籽。各处理中牛产奶率26.2-27.4kg/天·头。脂肪的百分含盆占奶重盆为3.4%一3.6%.这两项指标都未受饲料中加入油用亚麻籽的影响。但牛奶中蛋白质的含量却随饲料中亚麻杆最的增加而呈下降趋势。对照奶牛所产奶中蛋白质含量为3.21%.喂含15%亚麻籽的牛奶中含蛋白质为3.13%,饲料中的亚麻籽会使短链脂肪酸(4一12碳原子)和棕搁酸的含最减少.而奶中ALA (18碳3烯酸)含址增多。一般来说,牛奶中脂肪酸含且与饲料中添加亚麻籽的含量成适当比例。加亚麻杆巧%饲喂牛的奶中.其脂肪里短链脂肪酸、中链脂肪酸和长链脂肪酸含蟹占对照牛奶相应脂肪酸含址的81%, 71%和146%。其中单一不饱和脂肪酸和多聚不饱和脂肪酸的含址与亚麻籽添加量成线性正相关((P<0.01).而饱和脂肪酸随网料中亚麻籽含蛋的增加甚徽.这可解释为。一亚麻酸相当一部分在周胃中被生物氢化作用转化为饱和脂肪酸。在牛胃中丙酸和丁酸的减少对长链脂肪酸在瘤胃中生物合成有所限制.这或许可以解释牛奶中短链和中链脂肪酸减少的原因。
在32头产乳初期黑白花乳牛参加的饲料试验中.用压成卷片的亚麻籽饲喂乳牛.对产奶率和牛奶中脂肪成份的影响作了试验.饲料处理分别为对照(补充脂肪材料为零〕、含未加工亚麻籽占10%、含加工成卷片的亚麻籽占10%、含加工成卷片状的亚麻籽片称油菜籽片(1:1)共占饲料千重的10%.试验结果为:喂未加工亚麻籽的饲料的奶牛产奶率明显低些,喂其他处理饲料的奶牛产奶率并无明显差别。喂亚麻籽各处理的牛奶中所含的能蛋、调整脂肪后的牛奶产金和奶中脂肪、蛋白质、乳谙的含址并未受各处理影响‘ 向饲料中添加脂类来调节启胃中徽生物活动程度的大小是影响牛奶中脂肪所占百分率和产率的重要措施.一般来说向饲料中补充脂类都能提高牛奶中脂肪百分比和脂肪的产率。但饲料中添加脂类能否保护瘤胃中的脂肪物质.使其免受徽生物的过分的分解尚不能完全了解。牛奶中蛋白质比率的升降与饲料中补充脂类有关.因补充脂类有益于牛奶的产率。所以每天的产奶量可能会保持不变。
添加亚麻籽对奶中脂肪酸的含最的影响,除丁酸(4:0)、己酸(6:0)和辛酸(8:0) 之外.其他脂肪酸的含盆都受到很大的影响。饲料中添加全亚麻籽或加工成卷片状的亚麻杆和油菜籽混合物.会使短链和中长链脂肪酸在奶中的含量减少而长链脂肪酸含最却增加。Kennel卜和Knorasani的研究工作与Copper, Mohamed所发表的研究报告也有相类似的结论。饲喂加工成片卷状的亚麻杆会提高亚麻杆对牛奶中脂肪酸的作用,是因为亚麻籽加工成片卷状后.在牛的瘤胃中发生生物氢化反应的可能性更大.同时可提高亚麻籽脂类在牛肠内的消化吸收作用。
在多聚不饱和脂肪酸的生物公化反应中.会产生反式脂肪酸。在研究中发现:喂油用亚麻好的乳牛所产生的牛奶中.反式油酸的同分异构体增加了两倍.而加工成卷片状的亚味种子的转化效果最好.说明压成卷片状的亚麻杆、油菜杆在牛消化器官中比未加工的油用种子更利于微生物消化醉的接触和作用。与对照牛或喂全亚麻籽的牛相比较.牛奶中油酸的反式同分异构体含址并无明显差异.但却明显地低于喂饲压侧成卷片状的亚麻杆和油菜籽各半的牛所产的奶中所含的油酸反式同分异构体的量。Wu和Casper也报道了反式脂肪酸产量的增加是由于在奶牛瘤胃中长链脂肪酸发生生物氢化反应的缘故。为抵制瘤胃中的生物氮化反应而向饲料中补充肪类的一大益处是可以遵免反式脂肪酸的生成。最近有资料报告说明心胃内产生反式脂肪酸可能不象人造奶油中反式脂肪酸那样有消极的作用。
概括起来说.饲喂全x麻杆或压成卷片状亚麻籽.牛奶中短链脂肪酸和饱和脂肪酸会有所减少.而长链脂肪酸和不饱和脂肪酸会有所增加.这些变化会有助于增加牛奶的曹养。然而当亚麻籽油在瘤胃中不发生生物氢化或者直接渗入皱固或小肠中时,牛奶中不饱和脂肪酸的含盈则会更显著地增多。澳大利亚早期的类似试验中.在奶牛饲料中补充亚麻籽油,在牛奶的脂肪酸中。一亚麻酸会增加至占奶总脂借的20%.他们采取的防止脂肪在有胃中发生生物氢化反应的办法是以甲醛处理油杆.在其橄拉表面形成一层蛋白质膜,从而防止徽生物对亚麻杆侵袭和生物氢化反应的进行。
更麻籽镀膜方法如下:不溶于氢氧化钠的酷蛋白与亚麻籽油混合并均质化.再在油一酷蛋白的乳胶中加入甲醛混合液(4%-5%甲醛溶液与9S%一%%重呈百分比的酩蛋白混合液),再用专用喷雾器将该混合溶液均匀喷在油用种子或压成卷片状油籽表面,然后吹干。在电子显徽镜照片上可以看到油籽顺拉外油珠周围有一层由酩蛋白组成的矩阵.这层薄膜可以抵制启胃中徽生物醉对油籽的侵入和消化.防止发生生物氢化作用,从而使油杆饲料进入皱胃和肠中,在那里的酸性条件下蛋白膜水解后经醉作用.将油籽巾脂肪酸消化吸收到血液中去。后来发现采用完整的亚麻种子.用种皮来代替上述那一层蛋白膜.同样可抵制生物氢化作用.又可以降低成本.经济效益更好。在澳大利亚、新西兰、美国、加拿大璐蛋白艘膜技术也己大规模建厂,得到广泛应用。
对饲喂奶牛的油脂采取保护性措施的保护效果幅度为35%-100%间。喂全油籽或压成卷片状的亚麻籽相似,饲料中补充的脂类会使牛奶中脂肪酸成份发生较显著的变化.因为牛奶中不饱和脂肪比例增加的上限是由与牛奶质量有关的不饱和脂肪酸的最来确定的. 而不是由技术上来提高牛奶中不饱和脂肪酸含量的可能性来加以确定。
4,不饱和脂肪酸与牛奶和奶制品的质量
Mcdonald和Scott专门研究了提高牛奶中亚油酸含量对牛奶和奶制品质量的影响。他们发现当牛奶中的亚油酸和a-亚麻酸含最增加之后出现的主要问题是牛奶更容易发生自身权化反应,澳大利亚研究者曾用许多方法来控制牛奶和奶制品脂肪权化后的风味.比如向牛的饲料中添加。一生育酚或直接向牛奶中加抗氧化剂.适当调整黄油、奶酪的加工工艺,使黄油颇色深一些,硬度稍有减少.防止其在高于10℃以上时易于液化的倾向。近年来还研究了通过向饲料中补充或向奶牛肌肉注射生育酚来增加奶中生育阶的浓度.也可以成功地控制牛奶中脂肪氧化的不快气味。但生育酚加入牛奶时其有效性很低(不超过 5%).
Stegman报告他向奶牛饲料中添加葵花籽油和红花籽油占干重10%时.牛奶和黄油与对照牛奶的成份变化.对照牛奶中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的25%.而处理添加葵花籽油的占39.6%,添加红花籽油的占37.9%。他发现。牛奶中不饱和脂肪酸中.增多的主要是油酸.而减少的饱和脂肪酸是棕悯酸,二者增减最恰好相抵.感官检m认为补充油杆的牛奶在质t上与对照奶相同或更好一些。牛奶中油酸含最升高之后的风味和加工特性也容易被人所接受,所侧成的黄油比普通奶抽制的要软。同一实验中作者观察到饲料中维生素E的含盈没超过产乳期对照牛奶的指标。Hagemeister发理:当将生育酚与亚麻籽油 (每吨油中含4g。一生育酚)直接渗入有胃中时.可使牛奶中一3脂肪酸的含最大于 10%.且氧化值明显减少。
从有关的研究报告中可以证明依靠调整牛饲料来生产含较高亚油酸和。一亚麻酸的牛奶和奶制品是可以办到的。但若用来生产黄油和奶酪时,其保质期要略短些.加工工艺标准也应作一定的修改。经过调整饲料成分使牛奶中不饱和脂肪酸含旦提高时。这种牛奶要单独收取和加工.随着人们对增加食品中多聚不饱和脂肪酸的兴趁的提离,含亚铀酸和亚麻酸多的牛奶将享有充分的市场。
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