日糧添加裂壺藻粉對奶牛生產(chǎn)性能和乳品質(zhì)的影響

蘇世燦，王建烽，劉慶華，陳水榮，陳禮毅

（1.廈門匯盛生物有限公司，廈門 361000；2.福建農(nóng)林大學動物科學學院，福州 350002）

裂殖壺菌，又稱裂壺藻，是我國新食品資源認證可用來生產(chǎn)DHA藻油的菌種。其DHA（二十二碳六烯酸）主要是以甘油三酯型的形式存在。DHA具有降低血脂[1]，促進胎兒腦細胞組織生長發(fā)育，健全神經(jīng)系統(tǒng)[2]，提升學習記憶能力，延緩大腦衰老[3]，增加兒童視力發(fā)育[4]，維持心腦血管系統(tǒng)健康等功效[5～9]。甘油三酯型DHA在動物體內(nèi)具有優(yōu)異的代謝率[10]。研究發(fā)現(xiàn)甘油三酯DHA有sn-1、sn-2、sn-3三種位置，位置不同，其在體內(nèi)的吸收力也不同[11,12]。嬰兒體內(nèi)甘油三酯sn-1和sn-3位的酯鍵水解能力降低[13]，sn-2位DHA甘油三酯則無這方面問題。

牛奶中幾乎不含DHA，市售牛奶一般通過外添加來生產(chǎn)DHA奶。但DHA屬于多不飽和脂肪酸，遇空氣、金屬等極易發(fā)生氧化反應產(chǎn)生腥味，從而導致口感、風味變差，而且氧化產(chǎn)物會對消費者健康帶來不良影響。試驗證明，在日糧中添加DHA能夠提高動物生產(chǎn)性能，改善畜產(chǎn)品品質(zhì)[14]。原生DHA純牛奶可用于加工成各種奶產(chǎn)品（奶粉、酸奶等），其在風味口感、理化性質(zhì)方面可與常規(guī)牛奶保持一致[15]。

本試驗在奶牛日糧中添加裂壺藻粉生產(chǎn)原生DHA牛奶，研究添加裂壺藻粉對奶牛的生產(chǎn)性能及DHA在牛奶中富集的有效性和含量穩(wěn)定性的影響，并且確定裂壺藻粉的最適宜添加量，比較DHA牛奶與普通牛奶的脂肪酸組成差異，檢測DHA在甘油三脂sn-2位的含量，為裂壺藻粉在原生DHA牛奶生產(chǎn)中的添加應用提供科學的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

基礎(chǔ)日糧，裂壺藻粉（由廈門匯盛生物有限公司提供，含15%DHA）。

1.2 試驗動物及管理

試驗在福建省福清江鏡華僑農(nóng)場奶牛場進行。按年齡、胎次（1～3胎次的經(jīng)產(chǎn)奶牛）選取42頭經(jīng)臨床檢查健康的荷斯坦牛。供試牛群按照奶牛場現(xiàn)行飼養(yǎng)制度管理，拴系飼養(yǎng)，定期刷拭牛體及打掃圈內(nèi)衛(wèi)生，自由飲水。早、中、晚在擠奶廳擠奶3次，用奶量計量器計量產(chǎn)奶量。

1.3 試驗設(shè)計及日糧組成

表1 基礎(chǔ)日糧配方

試驗采用單因素試驗設(shè)計，分成兩個階段。第一階段試驗將42頭泌乳天數(shù)在80d左右的荷斯坦牛隨機分為7組，每組6頭。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗1～6組在基礎(chǔ)日糧基礎(chǔ)上分別添加50g/（頭·d）、100g/（頭·d）、150g/（頭·d）、200g/（頭·d）、250g/（頭·d）、300g/（頭·d）裂壺藻粉。補飼的裂壺藻粉直接投喂于全混合日糧（TMR），訓料期15d，正試期85d，試驗期共100d，正試期間監(jiān)測相應生產(chǎn)指標。第二階段研究長期飼喂裂壺藻粉對奶牛乳中DHA含量富集的穩(wěn)定性和對奶牛乳脂、產(chǎn)奶量的影響。試驗組繼續(xù)飼喂最優(yōu)添加量的裂壺藻粉，對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，期間監(jiān)測相應生產(chǎn)指標，試驗期共90d?；A(chǔ)日糧配方及營養(yǎng)成分見表1。本配方以奶牛產(chǎn)奶量18kg/d和維持需要1.3倍能量設(shè)計。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 樣品采集與產(chǎn)奶量：所有供試牛在正試期開始后每隔7d采集一次奶樣， 每頭分早、中、晚3次采樣，按4:3:3混合后加5%重鉻酸鉀防腐劑0.5mL于4℃保存，待測。記錄各組供試奶牛的日產(chǎn)奶量。

1.4.2 乳中DHA含量和脂肪酸的組成：參照《食品中脂肪酸的測定》（GB 5009.168-2016）內(nèi)標法。

1.4.3 乳脂：參照《嬰幼兒食品和乳品中脂肪的測定》（GB5413.3—2010）蓋博法。

1.4.4 DHA在牛奶脂肪中的位置：于第二階段試驗結(jié)束前一周采集試驗組和對照組奶樣，分早、中、晚3次采樣，每頭奶牛按4:3:3混合取100mL，將試驗組奶樣混合后與對照組混合奶樣一起送北京中糧營養(yǎng)研究院，檢測DHA在牛奶乳脂肪sn-2位的含量。

表2 日糧添加不同水平裂壺藻粉對奶牛生產(chǎn)性能和乳中DHA含量的影響

1.5 數(shù)據(jù)處理

應用 SPSS16.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，LSD進行差異顯著性檢驗，結(jié)果用平均值±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧添加不同水平裂壺藻粉對奶牛生產(chǎn)性能和乳中DHA含量的影響

從表2可以看出，添加不同水平裂壺藻粉對奶牛乳中DHA含量的富集具有極顯著的影響（P＜0.01）。試驗結(jié)果顯示，試驗6組的DHA轉(zhuǎn)化率低于試驗3、4、5組；試驗2組乳脂率顯著低于對照組（P＜0.05），試驗6組極顯著低于對照組（P＜0.01）。各試驗組產(chǎn)奶量與對照組相比無顯著性差異。經(jīng)綜合比較，250g/（頭·d）添加量為生產(chǎn)DHA牛奶的最佳添加量。

2.2 長期飼喂裂壺藻粉對奶牛乳中DHA含量富集穩(wěn)定性和產(chǎn)奶量、乳脂率的影響

從表3可以看出，使用同一水平裂壺藻粉[250g/（頭·d）]飼喂奶牛，乳中DHA富集的含量最低也能達到15.17mg/100mL，其中試驗1組的乳中DHA含量最高，達到20.9mg/100mL，各試驗組的乳脂率與對照組間無顯著差異（P＞0.05），試驗組與對照組的產(chǎn)奶量無顯著性差異。

表3 長期飼喂裂壺藻粉對奶牛產(chǎn)奶量、乳脂、乳中DHA含量的影響

2.3 飼喂裂壺藻粉對牛奶脂肪酸組成的影響

對試驗組和對照組各自混合奶樣進行乳脂脂肪酸檢測，表4顯示，試驗組二十二碳六烯酸(DHA)/總脂肪為（0.61±0.028）%，對照組未測出DHA。試驗組DHA牛奶的總脂肪含量為3.947%，DHA含量為（20.80±0.9）mg/100mL。原生DHA生牛乳顯著增加了牛奶的不飽和脂肪酸含量（P＜0.05），且增加了n-3:n-6脂肪酸的比例，降低了牛奶中飽和脂肪酸的占比，使牛奶中的脂肪酸組成更接近母乳脂肪酸n-3:n-6的比例。

表4 飼喂裂壺藻粉對牛奶脂肪酸組成的影響

2.4 飼喂裂壺藻粉對牛奶中DHA在甘油三脂位置分布的影響

表5是飼喂250g裂壺藻粉90d后，試驗組奶樣DHA在甘油三酯sn-2位含量的檢測結(jié)果。可以看出，試驗組牛奶脂肪酸中DHA含量達到0.625%，DHA在甘油三脂sn-2位脂肪酸的含量為0.99%，DHA在sn-2位分布的相對百分含量為52.82%。

表5 飼喂250g裂壺藻粉對牛奶中DHA在甘油三脂位置分布的影響

3 討論

3.1 日糧添加不同水平裂壺藻粉對奶牛乳中DHA含量及乳脂肪的影響

DHA屬于多不飽和脂肪酸，當奶牛攝入DHA時瘤胃微生物會對其進行氫化，因此牛奶中幾乎不含DHA[16～18]。Franklin等給奶牛飼喂含裂壺藻的飼料，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，乳脂中總飽和脂肪酸濃度降低[19]。將裂壺藻粉添加到日糧中飼喂裝有瘤胃瘺管的奶牛，結(jié)果牛奶中DHA濃度和共軛亞油酸（CLA）濃度增加[20]。本試驗在奶牛日糧中添加裂壺藻粉，檢測到牛奶中DHA含量增加，與上述研究結(jié)果一致。有研究表明，日糧中添加富含DHA的植物油或者魚油可引起乳脂含量降低[21]。本試驗中隨著裂壺藻粉添加水平的增加，乳脂率逐漸降低，添加量為300g/（頭·d）時與對照組出現(xiàn)極顯著性差異，此結(jié)果與上述結(jié)論相符。

3.2 長期飼喂裂壺藻粉對奶牛乳中DHA含量富集穩(wěn)定性和產(chǎn)奶量、乳脂含量的影響

不同牛群的代謝情況會有所差異，90d的喂養(yǎng)結(jié)果表明，每天飼喂250g的裂壺藻粉，牛奶中的DHA含量穩(wěn)定在15～20mg/100mL。 劉仕軍等[22]在荷斯坦牛高粗日糧中添加DHA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在一定程度上降低了產(chǎn)奶量和乳脂含量。本試驗長期飼喂裂壺藻粉，奶牛的乳脂含量降低，與劉仕軍的研究結(jié)果相一致?？赡茉蚴荄HA具有降低血清甘油三酯的功能，而乳腺需要通過血液提供脂肪酸合成乳脂，血液脂肪酸的減少使得牛奶乳脂含量降低[23]。林忠華等[24]在探討藻粉飼料添加劑的功效時，得出藻粉除具有疏經(jīng)脈、通肝氣的作用，還能夠保證奶牛泌乳能力從而提高產(chǎn)奶量。本試驗長期飼喂裂壺藻粉對奶牛產(chǎn)奶量無顯著性影響。

3.3 飼喂裂壺藻粉對牛奶脂肪酸組成的影響

人們發(fā)現(xiàn)牛乳脂中含大量高度飽和脂肪酸，可增加患心血管疾病的可能性[25]。研究發(fā)現(xiàn)日糧調(diào)控可增加牛乳乳脂中不飽和脂肪酸比例，降低消費者血漿中總膽固醇與低密度脂蛋白濃度[26]。日糧中補充富含DHA的藻類，可使牛奶飽和脂肪酸降低[27]，提高總ω-3多不飽和脂肪酸含量[28]。本試驗中原生DHA牛奶的DHA含量達到20.80mg/100mL，牛奶中不飽和脂肪酸含量增加（P＜0.05），飽和脂肪酸的占比減少，n-3:n-6脂肪酸的比例朝著有益健康的方向改進，與上述研究結(jié)論相一致。有學者比較了全球9個國家母乳DHA含量，發(fā)現(xiàn)中國母乳DHA占總脂肪酸含量為0.35%，高于加拿大和美國（0.17%），但低于日本（0.99%）[13]。本試驗原生DHA牛奶的DHA占脂肪酸含量為0.61%，高于中國和美國母乳，因此食用原生DHA牛奶代替普通牛奶可以使嬰幼兒獲得較多的DHA。

3.4 飼喂裂壺藻粉對牛奶中DHA在甘油三脂位置分布的影響

與隨機結(jié)構(gòu)的甘油三酯相比，DHA在sn-2位的甘油三酯更利于淋巴和腸內(nèi)的吸收[29]。另有研究指出，sn-2位甘油三酯會使DHA在大腦中的含量最高[30]。人乳脂的不飽和脂肪酸主要分布在甘油三酯sn-2位，這種特殊結(jié)構(gòu)利于嬰兒吸收脂肪酸和礦物質(zhì)[31]。根據(jù)文獻報道母乳中DHA的sn-2位含量在52.63%～61.39%之間[32]，飼喂裂壺藻粉生產(chǎn)的原生DHA牛奶其DHA在甘油三酯sn-2位置的含量達52.82%，與母乳相近。

4 結(jié)論

在奶牛日糧中添加裂壺藻粉得出以下幾點結(jié)論：①隨著裂壺藻粉添加水平的增加，牛奶中DHA含量顯著提高，超過250g后牛奶中DHA含量的轉(zhuǎn)化率降低，奶牛的乳脂含量顯著降低。但對產(chǎn)奶量無顯著影響。②用適宜添加量長期飼喂裂壺藻粉，在不同牛群牛奶中的DHA含量穩(wěn)定。③飼喂裂壺藻粉可顯著增加牛奶中不飽和脂肪酸的含量，改進n-3:n-6脂肪酸的比例，使牛乳的品質(zhì)得到提高。④原生DHA牛奶其DHA有52.82%位于甘油三酯的sn-2位，含量與母乳相近。

綜上，在本試驗條件下，裂壺藻粉的適宜飼喂量為150～250g/（頭·d），此時牛奶中的DHA含量為10～20mg/100mL。目前市面上添加DHA的奶粉和牛奶的DHA含量一般為10mg/100mL，裂壺藻粉生產(chǎn)的原生DHA含量可滿足商業(yè)化需求。