王 力, 魏堂鴻, 鄧繼彥, 蘭翠英, 羅何峰
(四川德康農牧食品集團股份有限公司,四川成都 610200)
為緩解飼糧的缺口和保障國家糧食安全,如何將各行業(yè)的中間或最終副產物等非常規(guī)原料更好地利用于畜牧行業(yè)變得越來越緊迫。隨著人們對亞麻籽需求的增加,亞麻籽餅(粕)的產量也隨之增加,如何在豬飼糧中更好地利用其副產品變得尤為關鍵。本文綜述了亞麻籽及其加工副產物的飼用方式、營養(yǎng)成分、抗營養(yǎng)成分及其在豬生產中的應用效果,為亞麻籽油(餅/粕)在豬飼糧中的科學運用提供參考。
亞麻籽榨油占加工量的70%~75%,其余用于生產亞麻籽粉。亞麻粉在歐美地區(qū)被廣泛應用于食品中。飼糧中添加亞麻粉后不會產生消化方面的問題,但是因其成本高,且含有的PUFA極容易酸敗,不適合直接在飼糧中添加(Guimara~es等,2018)。
亞麻籽粕是亞麻籽經過除雜、預處理、脫皮、翻炒(75~ 80 ℃,60 min)、壓榨、溶劑浸提(50 ~60 ℃,90 min)、脫溶/烘干、干燥/冷卻獲得,而亞麻籽餅是只經過壓榨不經浸提,翻炒溫度75~80℃可減少亞麻籽中的抗營養(yǎng)因子(抗VB6因子和生氰糖甙)(Singh等,2012)。另外,水浸提取可提取亞麻籽中的亞麻籽膠,用作食品加工的增稠劑(崔寶玉等,2010)。
亞麻籽油中含有很高的n-3脂肪酸(n-3 FA),可作為脂源添加到飼料中,各階段豬都比較容易吸收,其對提高肉產品多不飽和脂肪酸(PUFA)的含量效果十分明顯,但成本比較高。
由于亞麻籽的品種、產地、榨油生產工藝不同,其營養(yǎng)成分及含量也有較大差異。
2.1 脂肪酸 亞麻籽中含有40%~60%的油脂,如表1,與豆粕和菜籽粕相比,含量低(約9%)的飽和脂肪(SFA)、中等水平(18%)的單不飽和脂肪(MUFA)和高濃度(73%)的 PUFA,脂肪酸組成更為合理,尤其是n-6/n-3的比例 (Frias等,2011)。其中ALA還能與機體對應的酶結合而轉化成二十二碳六烯酸 (DHA)和二十碳五烯酸(EPA),有降低血脂、抗血小板凝集和延緩血栓形成的功效 (Li等,2014)。
2.2 粗蛋白質 亞麻籽粕是很好的植物蛋白原料,其含有33%的粗蛋白質,主要由白蛋白和球蛋白組成。亞麻籽榨油過程中的高溫高壓能夠使蛋白質變性,直接影響亞麻籽粕中CP的利用率,因此這一過程要注意控制其溫度和壓強。亞麻籽榨油過程中對氨基酸的組成影響較小。由表2可知,亞麻籽粕與豆粕和雙低菜籽粕相比,賴氨酸(Lys)和色氨酸(Trp)含量較低,在飼喂時應與其他Lys含量高的蛋白質原料組合 (Imran和Anjum,2014)。CP數(shù)量和質量(SID)與雙低菜籽粕相當,是很好的植物蛋白質來源,但不能作為唯一來源。
表1 亞麻籽粕、豆粕、菜籽粕脂肪酸組成對比
表2 亞麻籽粕與豆粕、雙低菜籽粕主要氨基酸組成及消化率對比%
2.3 膳食纖維 亞麻籽所含膳食纖維比例較合理,有助于增加有益腸道微生物群,其含約28%的TDF,其中可溶性膳食纖維(sDF)與不溶性膳食纖維 (iDF)的比例在20:80~40:60。亞麻籽sDF由酸性多糖L-鼠李糖 (25.3%)、L-半乳糖(11.7%)、L-果糖(8.4%)、D-木糖(29.1%)和中性多糖 L-阿拉伯糖 (20%)、D-木糖/D-半乳糖(7.6%)組成。iDF由纖維素(7% ~11%)、木質素(2% ~7%)和酸性洗滌纖維(10% ~14%)組成,其中可溶性黏性多糖可作為益生菌的特異性底物(Sopkov áa等,2016);亞麻籽中的異源多糖(由中性阿拉伯木聚糖和高酸性鼠李糖多糖組成)、果膠、半乳糖和巖藻糖殘留物與水混合時會形成高黏度溶液,有助于大便軟化和降低膽固醇的含量(Qian等,2012)。與sDF來源相比,iDF能改善腸道功能和健康狀況,支持腸道發(fā)育和刺激酶活性并改善腸道形態(tài);補充有iDF和sDF底物的飼糧有助于增加腸道有益微生物群的計數(shù)和腸道中SCFAs(包括丁酸)的濃度(Kristenxen等,2013)。 常見的飼料纖維原料麥麩、玉米皮、大麥殼等含有較多的iDF,而亞麻籽含有92 g/kg的sDF,iDF/TDF為74.9%,與苜蓿粉類似,發(fā)酵能力和水結合力強 (Tan等,2015)。Ndou 等(2018、2017)研究發(fā)現(xiàn)添加燕麥殼的豬回腸消化能減少更多,而添加亞麻籽粉會平衡腸道菌群和顯著增加后腸發(fā)酵產生VFA。
2.4 木脂素 木脂素(SDG)對母豬乳腺發(fā)育和豬抗氧化機能有一定的促進作用。亞麻籽中含有大量的SDG(類似于雌激素),其含量是其他任何植物的100~800倍,進入動物體內后在結腸中轉化為腸二醇和腸內酯,有望減少癌性腫瘤的生長,尤其是激素敏感的腫瘤(Toure和Xu,2010)。SDG還具有抗氧化特性,可以降低破壞細胞中自由基的活性,還對維持骨骼健康十分有效,在降低機體血清膽固醇影響動物機體內酶的活性和提高機體免疫力等方面均有重要作用(Mun~oz等,2018)。
2.5 礦物質和維生素 亞麻籽中的礦物質組成隨加工方式變化不大,亞麻籽中富含鉀(0.08%),還含有較高的 VE(18.9 mg/kg)和膽堿(3150 mg/kg),但缺少 VA 和 VD(Dale 和 Batal,2008)。 亞麻籽含磷較多,一部分磷以植酸磷的形式存在,Kim等(2017)研究表明,生長豬亞麻粉的磷ATTD和STTD分別為37.3%和43.2%。
2.6 抗營養(yǎng)因子 亞麻籽中含有生氰糖甙、亞麻籽膠和抗VB6因子等抗營養(yǎng)因子,常會引起動物中毒或降低生產性能。生氰糖苷的含量與亞麻籽的收獲季節(jié)、氣候條件、種植方式和品種有關,亞麻籽含油少則生氰糖甙含量就高;用加熱、水浸泡、高壓、溶劑法、發(fā)酵或磨碎等方法都可以去除(Giacomina等,2013)。亞麻籽中含有5%~10%的亞麻籽膠,主要存在于亞麻籽的種皮里,其遇水產生黏性,對于單胃動物來講完全不能吸收,大大影響亞麻籽的營養(yǎng)物質利用效率,可用水洗的方法去除 (Yingran等,2003)??筕B6因子存在于亞麻籽中,含量為20~100 mg/kg,VB6在機體內經磷酸酸化后能轉化為氨基酸代謝的關鍵酶磷酸吡哆醛,而抗VB6因子能與磷酸吡哆醛結合,而使磷酸吡哆醛失去生理作用,進而影響體內氨基酸代謝,采用熱處理可以減少抗VB6因子的含量,作為豬日糧時仍然要注意VB6的適量添加(Yingran等,2003)。
3.1 斷奶仔豬 研究表明,亞麻籽油可以通過增強腸道完整性和調節(jié)類二十烷酸來提高斷奶仔豬的健康狀況,由于亞麻籽粕的抗營養(yǎng)因子導致其添加量的受限。Jansman等(2007)在斷奶仔豬飼糧中添加了8.5%的亞麻籽粕顯示出生長抑制,是由于斷奶仔豬消化器官及腸道發(fā)育未完善,對亞麻籽粕中的抗營養(yǎng)因子克服能力有限。Nemcova等(2012)報道,富含n-3 FA的亞麻籽通過增加腸道益生菌來減少大腸桿菌K88對仔豬腸黏膜黏附的刺激作用,可以特異性地支持植物乳桿菌的免疫調節(jié)作用。亞麻籽油添加在飼糧中對保育豬性能不會有負面影響,且用n-3 FA補充在飼糧中可以改善斷奶仔豬的健康狀況,因為它們可通過調節(jié)類二十烷酸對免疫系統(tǒng)產生影響 (李先根等,2018)。還有研究表明,在斷奶仔豬飼糧中添加5%的亞麻籽油可以增強腸道完整性和屏障功能,這與調節(jié)壞死性凋亡和TLR4/NOD信號通路有關(Zhu等,2017)。亞麻餅/粕可以做為CP來源添加,對保育豬生長和采食量沒有不利影響,也能在保育階段適應亞麻籽粕。
3.2 育肥豬 Ndou等 (2018)測定了亞麻籽粕AA的標準回腸消化率(CSID)和NE,確定亞麻籽粕可以作為蛋白質的來源添加到育肥豬日糧中。研究發(fā)現(xiàn),飼糧中補充亞麻籽及其副產品可顯著提高豬肉產品的n-3 FA含量 (Eastwood等,2009)。 Amer等(2012)研究添加 15%的亞麻餅在育肥豬飼糧中,替代部分豆粕,共將75頭豬隨機分成3個組,兩組分別喂食對照飼糧和15%亞麻餅處理飼糧70 d,而第3組飼喂對照組飼糧30 d,飼喂亞麻籽餅飼糧40 d,結果顯示,亞麻籽餅飼喂的兩個組體重無顯著差異(90.95,88.07,88.39 kg), 處理 70 d 的背膘中 C14:0、C16:0、C18:1、C20:2、C20:4n6 和總 MUFA 含量顯著減少,背膘中 C18:3n3、C22:1n9 和總 PUFA 含量顯著增加(P<0.05)。 Eastwood 等(2009)在育肥豬的三個階段 (32~ 60、60~ 85、85~ 115 kg) 分別添加 0、50、100、150 g/kg的亞麻籽餅,結果顯示,屠宰背膘中棕櫚酸呈線性降低,ALA呈線性升高,并沒有對豬ADG、ADFI和肉料比產生顯著影響,但試驗組背部和腰部組織中的ALA含量相對于對照組均達到顯著水平;此外,亞麻籽餅的添加可增強腸道內源性植酸酶活性,并與外源性肌醇六磷酸組合,減少磷排泄對環(huán)境的污染。在肥育豬日糧中加入高達15%的亞麻籽餅時,肌肉樣品每100 g提供1 g ALA,而對照組只能提供0.5 g ALA;根據(jù)膳食參考攝入量,成年男性每日n-3 FA需求量為1.6 g,成年女性為1.1 g;因此,飼喂添加15%亞麻籽粕/餅的豬每100 g豬肉將分別滿足63%和91%的成年男性和女性日常需要量,來自對照組的100 g豬肉只會滿足31%和45%的膳食參考攝入量。另外,增加肉的PUFA含量會導致軟質、流動性脂肪和異味的存在,進而導致氧化變質縮短保質期(Haak 等,2008)。 碘值(IV)可用作涉及軟質的潛在問題的指標脂肪和儲存問題,對飼喂含有15%亞麻籽餅豬的胴體進行IV計算,結果為58(大于70的IV表示軟脂肪),表示豬肉并沒有產生柔軟和流動性脂肪。還可通過在飼糧中添加α-生育酚乙酸酯(150 mg/kg)和有機硒(0.25 μg/kg)來保證富含PUFA豬肉的保存和防止氧化以延長貨架期(Corino等,2008)。由于亞麻籽粕/餅的Lys含量較低,很難在育肥豬飼糧中配制含有超過15%亞麻籽粕/餅的日糧,如何通過補充可消化Lys以及搭配其他蛋白質原料來平衡日糧是提高亞麻籽餅/粕用量的關鍵。
Wie,cek等(2010)研究表明,整個育肥期的飼糧中都添加4%亞麻油,可顯著增加豬的日增重和背膘中的n-3 FA。Leikus等(2018)發(fā)現(xiàn),在育肥豬日糧中添加亞麻籽油(25~50 kg補充2.5%和50 kg以上補充5%)可顯著增加ALA、EPA和DPA的含量以及n-3 FA的總含量,并改善肉中n-6/n-3比例??紤]到亞麻油價格,可在屠宰上市前30~60 d在育肥豬飼糧中添加3%~4%的亞麻油,以顯著增加豬肉中n-3 FA富集,時間越長富集越多 (喂食30 d后達到70%的ALA最大富集,如果喂食60 d,可達到95%)(Pieszka等,2005)。通過飼喂而生產的富含n-3 FA的豬肉產品,現(xiàn)在已在加拿大和美國商業(yè)化,且逐漸受到歡迎。陳靜等(2019)用亞麻油替代不同水平的玉米油, 使6個組飼糧 LA/ALA 分別為 32:1、22:1、13:1、9:1、6:1 和 3:1,結果表明日增重在 13:1 ~9:1達到最大,而料重比在6:1時最小。超過一定含量的n-6/n-3脂肪酸比值,可能會增加一些疾病的概率(關節(jié)炎、骨質疏松癥、炎癥、肥胖與癌癥等)(Papadopoulos等,2009)。 傳統(tǒng)上,飲食中 n-3 FA的主要來源是魚類脂肪,但人們日常飲食中往往受到可用性和飲食偏好的限制,造成飲食兩者之間的比值通常超過 10:1,而n-6/n-3最佳比例是 4:1 或更低(Qian 等,2012)。 隨著人們對肉質的逐漸重視,通過添加亞麻籽及其副產品的飼喂策略來改善肉品質,將會成為研發(fā)的熱門方向和更多企業(yè)的選擇。日糧中的亞麻油有利于提高育肥豬的生長性能和豬肉中n-3 FA富集,在育肥后期適宜添加量為3%。
3.3 母豬
3.3.1 飼糧中添加亞麻籽油對母豬的影響 如表3,在母豬妊娠各階段添加亞麻油都有研究,主要集中在妊娠后期到哺乳期。
母豬妊娠后期隨著胎兒重量的迅速增加,其占據(jù)的空間隨之增大,由于母豬腹腔的容積有限導致其采食量受到限制,為了確保胎兒的正常發(fā)育和營養(yǎng)沉積,提高仔豬初生窩重和仔豬均勻性,此時在母豬飼糧中添加適宜水平的亞麻油可改善母豬的產仔性能,提高其采食量、能量攝入量和EFA的攝入量,同時妊娠后期母豬通過胎盤轉運FA量逐漸增加,而此時n-3 FA可以提高母豬乳脂和免疫球蛋白含量,改善母豬的泌乳性能,提高后代仔豬生產性能(Papadopoulos等,2009;Lu等,2008)。一般認為,妊娠和哺乳期母豬飼糧中的FA組成會影響乳汁中FA組成,進而影響仔豬組織中FA組成,而亞麻油可通過增加n-3 FA濃度和降低血液及乳腺外體中n-6/n-3比例,增強PPARγ的表達,來減少炎癥細胞因子產生,改變免疫和炎癥反應 (Philip,2013;Boudry 等,2009),從而提高母豬與仔豬的免疫水平;需要進一步的研究才能更加了解母豬日糧中添加亞麻油的潛在影響,同時也需要更多的劑量試驗來確定亞麻油補充的最佳用量和添加比例。但據(jù)今研究,在妊娠后期和哺乳期母豬飼糧中添加1%~5%的亞麻籽油可能會對長期的健康和生產效益有利。
3.3.2 飼糧中添加亞麻籽粕對母豬的影響 從表4可知,添加亞麻籽粕可以為母豬提供蛋白質、n-3 FA、SDG和TDF等,亞麻籽含有SDG可被后腸中的微生物轉化為動物木脂素,促進表皮生長因子調節(jié)成熟受體(EGFR)和促雌激素受體(ER)信號傳導,促進乳腺組織發(fā)育(Toure和 Xu,2010)。而PUFA可以直接從腸道吸收進入血液增加母豬各組織PUFA和降低組織內n-6/n-3比例,增加母豬免疫,同時也可通過臍帶促進胎內仔豬大腦、視網(wǎng)膜和肌肉發(fā)育(Farmer和 Palin,2008;Farmer等,2007);還可改善母豬子宮內膜脂肪酸組成,促進前列腺素分泌,進而促進胚胎發(fā)育和成熟,提高出生窩仔數(shù);促進母豬乳腺發(fā)育,增加哺乳期母豬乳汁中IgG和n-3 FA,從而增加仔豬斷奶重和成活 率 (Farmer 和 Petut,2009;Farmer 和 Palin,2008;Farmer等,2007)。 同樣需要進一步的研究才能更加了解母豬日糧中添加亞麻籽粕的潛在影響,尤其是亞麻籽粕中的膳食纖維、SDG和其他抗營養(yǎng)物質對母豬的影響。如何通過補充可消化Lys以及搭配其他蛋白質原料來平衡日糧是提高亞麻籽餅/粕用量的關鍵,但根據(jù)目前的研究,在妊娠后期和哺乳期母豬飼糧中添加5.5%~10%的亞麻籽粕可能會帶來長期的健康和生產效益。
表3 飼糧中添加亞麻籽油對母豬的影響
表4 飼糧中添加亞麻籽粕對母豬的影響
3.4 公豬 公豬精子質膜含有約60%的PUFA,而n-3和n-6 FA是動物不能合成的EFA;亞麻籽中的長鏈 (C20~C22)PUFA與卵磷脂和磷脂酰乙醇胺更具親和性,兩者作為精子細胞膜磷脂的重要組成部分,對精子的發(fā)生有重要作用(Radomil等,2012)。如表5所示,亞麻籽中n-3 FA可有效地轉化到豬精子中促進公豬精子的成熟;當DHA整合到精子細胞膜中時,精子質膜才能呈現(xiàn)良好的流動性,而PUFA的缺乏則可直接導致動物不育(Radomil等,2011)。研究表明,公豬飼糧中n-6/n-3的比例為1:1時生產性能最佳,但基于豆粕-玉米飼糧的比例為1:6,有可能導致精子生成過程中長鏈n-3 FA供應不足,影響 精 子 質 量 (Diet,2013;Radomil 等 ,2012;Radomil等,2011;Buhr等,2010)。公豬飼糧中添加亞麻籽粕可以替代部分豆粕,提高精子質量和保存期。目前研究表明適宜添加水平為10%~15%,添加上限及與其他蛋白類原料搭配注意事項還有待進一步研究。
表5 飼糧中添加亞麻籽粕對公豬的影響
綜上所述,亞麻籽及其加工副產品在飼糧中適當添加可以提高豬的生產性能和肉品質,擴展原料資源,增加養(yǎng)殖企業(yè)效益。亞麻籽油比其他油脂具有更好的n-6/n-3比例,對不同階段豬均有較好的生產效益,但是考慮到其成本,可在育肥后期的飼糧中添加3%亞麻籽油打造健康高品質豬肉。而亞麻籽餅/粕具有CP含量、iDF/TDF和n-6/n-3比例適宜的優(yōu)點,但也存在許多抗營養(yǎng)因子和Lys偏低的不足,限制了亞麻籽餅/粕在豬中的運用。綜述文獻建議飼糧中亞麻籽餅/粕適宜添加量為斷奶仔豬≤3%、育肥豬≤15%、種母豬5.5%~10%、公豬10%~15%。然而,對不同生長階段豬的飼糧中適宜添加量和其活性成分發(fā)揮最佳生理功能時添加量暫無定論,與其他蛋白原料搭配使用注意事項及消化生理也還有未盡之處,因此,亞麻籽在豬飼糧中的應用還有待更進一步的研究。