機(jī)械加工亞麻籽對(duì)奶牛生產(chǎn)性能與乳脂肪酸組成研究進(jìn)展

黃國(guó)欣 張養(yǎng)東 鄭 楠 王加啟*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶及奶制品質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京），北京100193；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030）

亞麻籽作為ω-3 多不飽和脂肪酸（ω-3 UPFA） 來源，已經(jīng)用于生產(chǎn)富含ω-3 UPFA 的雞蛋[1]、牛肉[2]、羊奶[3]等畜產(chǎn)品中，此外在牛奶生產(chǎn)中也有研究[4-6]。亞麻籽油脂中ALA（α-亞麻酸）含量為54%～55%[7]，因此亞麻籽能夠?yàn)閯?dòng)物提供豐富的ω-3 UPFA。目前亞麻籽試驗(yàn)的飼喂方式主要有多種，包括完整亞麻籽[8]、機(jī)械加工亞麻籽[9]（即破壁、破碎或粉碎等處理的亞麻籽）、加熱粉碎亞麻籽[10]、膨化亞麻籽[11]、亞麻籽油[12]、過瘤胃保護(hù)亞麻油（籽）[13]。不同的飼喂形式對(duì)奶牛的生產(chǎn)性能、乳成分、乳脂肪酸組成以及乳中ALA 的轉(zhuǎn)運(yùn)效率均不相同，這主要與不同形式的亞麻籽對(duì)ALA 的釋放程度，以及在瘤胃中的生物氫化程度有關(guān)。相對(duì)于完整亞麻籽，由于油外殼保護(hù)導(dǎo)致一部分亞麻籽沒有被消化直接排出體外[3]，不利于ALA 到乳中的轉(zhuǎn)運(yùn)。日糧中添加亞麻籽油，其含有的大量不飽和脂肪酸影響瘤胃發(fā)酵能力[14]，同時(shí)脂肪酸更容易發(fā)生生物氫化作用，降低亞麻籽中ALA 轉(zhuǎn)運(yùn)至乳中的效率[15]。ALA 為多不飽和脂肪酸，容易受到溫度的影響，因此膨化亞麻籽雖然有利于ALA 過瘤胃，但是加工過程會(huì)導(dǎo)致ALA 的損失，從而在采食同樣的機(jī)械加工亞麻籽和膨化亞麻籽的條件下，膨化亞麻籽在乳中的富集減少[16]。日糧添加過瘤胃保護(hù)亞麻油（籽）能夠有效的防止ALA 在瘤胃因生物氫化作用而損失[17]，且有效地提高乳中的ALA 含量，但是過瘤胃保護(hù)亞麻油（籽）制作成本較高。機(jī)械加工亞麻籽能夠把亞麻籽外皮破開，能夠增加亞麻籽中ALA 的釋放與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率，此外，機(jī)械加工亞麻籽在乳中ALA 富集效率（乳中ALA富集效率即：乳中ALA 含量與食入ALA 量之比）比完整亞麻籽、亞麻籽油和膨化亞麻籽高，比過瘤胃保護(hù)亞麻油（籽）效率低[18]，制作成本比過瘤胃保護(hù)亞麻油（籽）低，因此利用機(jī)械加工亞麻籽提高乳中ALA含量將成為一個(gè)研究趨勢(shì)。

1 日糧添加機(jī)械加工亞麻籽對(duì)奶牛生產(chǎn)影響數(shù)據(jù)采集

文章數(shù)據(jù)來自2003 年到2019 年的，對(duì)照組均為非油脂添加的，已發(fā)表的文獻(xiàn)。采集數(shù)據(jù)主要有機(jī)械加工亞麻籽的添加比例、奶牛的干物質(zhì)采食量、乳脂肪產(chǎn)量、乳蛋白產(chǎn)量、乳脂肪酸組成、乳中ALA富集效率。通過分析探究機(jī)械加工亞麻籽對(duì)奶牛生產(chǎn)與乳脂肪組成的影響。

2 日糧補(bǔ)充機(jī)械加工亞麻籽對(duì)干物質(zhì)采食量及生產(chǎn)指標(biāo)的影響（見表1）

關(guān)于機(jī)械加工亞麻籽對(duì)奶牛生產(chǎn)性能影響的文獻(xiàn)收集到8 篇文獻(xiàn)，11 個(gè)對(duì)照組數(shù)據(jù)，15 個(gè)添加機(jī)械加工亞麻籽處理組（如表1 所示）。機(jī)械加工亞麻籽的添加量范圍為3.25%～15.00%，平均值為（8.70±3.18）%。表1 顯示各參考文獻(xiàn)所示對(duì)照組采食量、產(chǎn)奶量、4%標(biāo)準(zhǔn)乳產(chǎn)量、乳脂產(chǎn)量、乳蛋白產(chǎn)量，及試驗(yàn)組生產(chǎn)指標(biāo)變化量（即Δ采食量、Δ產(chǎn)奶量、Δ4%標(biāo)準(zhǔn)乳產(chǎn)量、Δ乳脂產(chǎn)量、Δ乳蛋白產(chǎn)量；以Δ采食量為例，Δ采食量=試驗(yàn)組采食量-對(duì)照組采食量）。

2.1 日糧補(bǔ)充機(jī)械加工亞麻籽對(duì)干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量和4%標(biāo)準(zhǔn)乳的影響(見表1、圖1)

日糧補(bǔ)充機(jī)械加工亞麻籽如表1所示，其中平均Δ采食量變化范圍為（-2.5～2.3）kg/d，平均數(shù)為（-0.02±1.28）kg/d。Δ采食量與機(jī)械加工亞麻籽添加比例之間關(guān)系如圖1A所示，在目前的文獻(xiàn)中，機(jī)械加工亞麻籽添加量在0～10%范圍內(nèi)Δ采食量呈x 軸對(duì)稱狀態(tài)，因此說明添加量在0～10%范圍內(nèi)對(duì)采食量的影響不一致。而隨著脂肪添加量進(jìn)一步的增加，采食量降低[25-26]，這主要是由于日糧中添加機(jī)械加工亞麻籽能夠提高日糧中的能量濃度[6，27]從而降低采食量。另一方面可能是由于日糧添加油料作物會(huì)影響日糧的口感，從而降低奶牛的干物質(zhì)采食量。

Δ產(chǎn)奶量和Δ4%標(biāo)準(zhǔn)乳產(chǎn)量的變動(dòng)范圍分別為-1.5～2 kg/d和-1.17～2.45 kg/d，平均數(shù)分別為（-0.21±1.31）kg/d 和（-0.09±1.26）kg/d。Δ產(chǎn)奶量與機(jī)械加工亞麻籽添加比例之間關(guān)系如圖1B 所示，在目前的數(shù)據(jù)中僅有3 組處理發(fā)現(xiàn)添加機(jī)械加工亞麻籽能夠提高產(chǎn)奶量，同時(shí)當(dāng)添加量≥10%時(shí)，會(huì)降低產(chǎn)奶量。相對(duì)于干物質(zhì)采食量來說，產(chǎn)奶量受機(jī)械加工亞麻籽的影更為顯著。一般來說采食量與產(chǎn)奶量多呈正相關(guān)[26]，這可能是由于日糧添加機(jī)械加工亞麻籽后，亞麻籽中的不飽和脂肪酸能夠影響瘤胃微生物組成[28]，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，進(jìn)而影響產(chǎn)奶量。然而如圖1C所示，當(dāng)機(jī)械加工亞麻籽添加＞10%時(shí)會(huì)降低4%標(biāo)準(zhǔn)乳產(chǎn)量。

圖1 機(jī)械加工亞麻籽添加比例對(duì)產(chǎn)奶性能的影響

2.2 日糧補(bǔ)充機(jī)械加工亞麻籽對(duì)乳脂和乳蛋白產(chǎn)量的影響

如表1所示，Δ乳脂產(chǎn)量和Δ乳蛋白產(chǎn)量的變動(dòng)范圍分別為(-0.06～0.11) kg/d 和(-0.07～0.08) kg/d，平均數(shù)分別為(0.01±0.05) kg/d 和(-0.03±0.05) kg/d。從圖1D可以看出，在目前收集到的數(shù)據(jù)下，日糧添加機(jī)械加工亞麻籽有近一半處理能夠提高乳脂產(chǎn)量，另一半處理結(jié)果顯示降低產(chǎn)量。在多數(shù)試驗(yàn)中顯示，日糧添加脂肪會(huì)降低乳脂產(chǎn)量，但是脂肪的降低多集中于添加油脂[29]，而添加完整亞麻籽與機(jī)械加工亞麻籽相似，既能提高乳脂產(chǎn)量也會(huì)降低。這可能是由于機(jī)械加工亞麻籽雖然能夠提高脂肪的釋放，但是由于機(jī)械加工亞麻籽是顆粒狀，可以降低脂肪的釋放速度，降低脂肪對(duì)乳脂產(chǎn)量的影響。機(jī)械加工亞麻籽對(duì)Δ乳蛋白產(chǎn)量的影響趨勢(shì)與Δ產(chǎn)奶量相同，僅有兩個(gè)處理組顯示添加機(jī)械加工亞麻籽提高乳蛋白質(zhì)產(chǎn)量。而當(dāng)機(jī)械加工亞麻籽添加量≥10%時(shí)，各處理組均顯示機(jī)械加工亞麻籽降低乳蛋白質(zhì)產(chǎn)量。這主要是由于在多數(shù)試驗(yàn)中，日糧添加亞麻籽顯示對(duì)乳蛋白率沒有影響[30-32]，因此乳蛋白產(chǎn)量隨產(chǎn)奶量的提高而提高。

2.3 小結(jié)

總的來說，多數(shù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加機(jī)械加工亞麻籽能夠降低產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量，但是對(duì)乳脂肪產(chǎn)量的影響不一致。當(dāng)日糧中機(jī)械加工亞麻籽添加量小于10%時(shí)，對(duì)奶牛的Δ干物質(zhì)攝入量、Δ產(chǎn)奶量、Δ4%標(biāo)準(zhǔn)乳產(chǎn)量、Δ乳蛋白產(chǎn)量影響不一致，但是當(dāng)添加量大于10%時(shí)，均降低。

3 日糧添加機(jī)械加工亞麻籽對(duì)乳脂肪酸的影響

奶牛日糧添加亞麻籽或亞麻油主要會(huì)影響乳中的脂肪酸組成，收集相關(guān)文獻(xiàn)9 篇，12 個(gè)對(duì)照組數(shù)據(jù)，16 個(gè)添加機(jī)械加工亞麻籽處理組（見表2）。機(jī)械加工亞麻籽的添加量范圍為3.25%～15.00%，平均值為（8.70±3.21）%。表2 顯示各參考文獻(xiàn)所示對(duì)照組SFA（飽和脂肪酸）、UFA（不飽和脂肪酸）、PUFA（多不飽和脂肪酸）、MUFA（單不飽和脂肪酸）及試驗(yàn)組脂肪酸變化量（即ΔSFA、ΔUFA、ΔMUFA、ΔPUFA；計(jì)算方法與生產(chǎn)指標(biāo)變化量相同）。由于文獻(xiàn)脂肪酸的測(cè)定方法不一致，導(dǎo)致有些文獻(xiàn)中的某些脂肪酸未能測(cè)出，因此不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的總和不等于100 g/100 g 脂肪酸。

表2 日糧添加機(jī)械加工亞麻籽比例（%干物質(zhì)采食量）對(duì)乳中FA、UFA、MUPA和PUFA含量的影響（g/100 g乳脂肪酸）

由表2所示，日糧中添加機(jī)械加工亞麻籽有提高乳中SFA、MUFA、PUFA 含量，降低UFA 的趨勢(shì)，與添加其他形式亞麻籽結(jié)果一致[33-34]。在提高UFA 的前提下，雖然多數(shù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)日糧添加機(jī)械加工亞麻籽能夠提高乳的MUFA、PUFA[4，35-36]，但是，有試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)提高M(jìn)UFA含量，降低PUFA含量[19]，也有試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)降低MUFA 含量，提高PUFA 含量[21]。這可能與瘤胃的生物氫化菌的氫化能力有關(guān)，當(dāng)生物氫化能力強(qiáng)時(shí)，瘤胃中PUFA 大量轉(zhuǎn)化為MUFA，因此乳中PUFA 含量降低，MUFA 含量提高。此外還說明，日糧添加不飽和脂肪酸影響瘤胃微生物的同時(shí)，也受到微生物的影響，因此兩者之間是互作的效應(yīng)。

4 日糧添加機(jī)械加工亞麻籽對(duì)乳中ALA 的影響（見表3、圖2）

日糧添加亞麻籽最主要的目的是提高乳中的ALA 含量，但是受到奶牛機(jī)體代謝等多個(gè)因素的影響，因此日糧中ALA 轉(zhuǎn)運(yùn)至乳的總量與效率并不高。

表3 文獻(xiàn)中奶牛日糧機(jī)械加工亞麻籽添加比例對(duì)乳中ALA含量的影響

圖2 奶牛日糧機(jī)械加工亞麻籽添加量對(duì)Δ乳ALA和Δ乳ALA %的影響

4.1 日糧添加機(jī)械加工亞麻籽對(duì)乳中ALA含量的影響

表3 與圖2 顯示的是各參考文獻(xiàn)所示對(duì)照組乳ALA、Δ乳ALA %和試驗(yàn)組Δ乳ALA %[(試驗(yàn)組ALA-對(duì)照組ALA)×100/試驗(yàn)組ALA]。雖然不同的添加量對(duì)乳中ALA 含量不同，但是總的趨勢(shì)是：隨著機(jī)械加工亞麻籽添加量的增加，ΔALA 和Δ乳ALA 呈升高的趨勢(shì)（n=14，R=0.102 2；n=14，R=0.110 2）。這與Resende 等[24]試驗(yàn)結(jié)果相同，隨著添加量的增加，ALA占乳脂肪酸的比例也增加。但是在添加比例相同的情況下，乳中ALA 含量增加量和增加比例不同，這可能與亞麻籽機(jī)械加工的粒度有關(guān)，Brossillon等[37]試驗(yàn)選用不同玉米機(jī)械加工粒度（破碎和粉碎）與亞麻籽油混合添加飼喂，發(fā)現(xiàn)亞麻籽油與破碎玉米混合，與粉碎玉米混合飼喂對(duì)乳中ALA的提高更為明顯（破碎玉米vs 粉碎玉米；0.82 g/100 g 脂肪酸vs 0.71 g/100 g脂肪酸）。不同粉碎粒度對(duì)ALA 的保護(hù)程度不一樣。此外可能與日糧的組成有關(guān)，如粗飼料的種類和日糧的精飼料與粗飼料的比例均會(huì)影響乳中ALA 的富集能力[38-39]。

4.2 日糧添加機(jī)械加工亞麻籽對(duì)乳中ALA轉(zhuǎn)運(yùn)效率的影響

乳中ALA 轉(zhuǎn)運(yùn)效率是反映機(jī)械加工亞麻籽中ALA 轉(zhuǎn)運(yùn)至乳中的能力，相對(duì)于完整亞麻籽、膨化亞麻籽以及亞麻籽油來說，機(jī)械加工亞麻籽中ALA轉(zhuǎn)運(yùn)至乳中的效率更高[18]。機(jī)械加工亞麻籽添加量與乳中ALA 轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖3A 所示，隨著機(jī)械加工亞麻籽的添加量的增加，乳中ALA轉(zhuǎn)運(yùn)效率呈下降的趨勢(shì)（R2=0.084 6）。圖3B所示，ALA攝入量與乳中ALA轉(zhuǎn)運(yùn)效率之關(guān)系，與機(jī)械加工亞麻籽添加量相同，也呈下降趨勢(shì)（R2=0.223）。與圖3A 相比，圖3B 的數(shù)據(jù)更為集中，趨勢(shì)更為明顯。但是圖3A與圖3B中均存在高于其他轉(zhuǎn)化率點(diǎn)，共計(jì)3 個(gè)點(diǎn)，如紅圈所示。圖3A 中是由于該試驗(yàn)在有機(jī)牧場(chǎng)中進(jìn)行，奶牛采食青草，因此乳中ALA 含量不僅僅來自添加的亞麻籽，部分來自飼草，本次數(shù)據(jù)計(jì)算主要以亞麻籽為橫坐標(biāo)。圖3B中兩個(gè)點(diǎn)來自同一個(gè)文章[23]，與圖3A相同，較高點(diǎn)采用有機(jī)牧場(chǎng)飼喂模式飼喂，而較低點(diǎn)采用一般商業(yè)模式，但是同樣飼喂飼草。因此ALA實(shí)際攝入量無法確定。此外，放牧飼養(yǎng)方式更有利于乳中的ALA的富集，這可能是由于放牧能夠提高采食量有關(guān)[40]。

圖3 日糧機(jī)械加工亞麻籽添加量或ALA攝入量與乳中ALA轉(zhuǎn)運(yùn)效率的影響

4.3 小結(jié)

日糧添加亞麻籽能夠提高乳脂中ALA 的比例，且ALA 比例隨亞麻籽添加量的增加呈增加的趨勢(shì)。而乳中ALA的轉(zhuǎn)運(yùn)效率隨添加量的增加呈下降趨勢(shì)，且以ALA攝入量為基準(zhǔn)，其降低趨勢(shì)更為明顯。

5 總結(jié)

從目前發(fā)表的文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)，日糧添加機(jī)械加工亞麻籽對(duì)奶牛生產(chǎn)方面來說，會(huì)降低產(chǎn)奶量和乳蛋白的產(chǎn)量，但是對(duì)乳脂肪產(chǎn)量的影響趨勢(shì)不明顯，但是當(dāng)亞麻籽添加量大于10%（干物質(zhì)基礎(chǔ)）時(shí)，有降低生產(chǎn)性能的趨勢(shì)。而對(duì)于脂肪酸來說，添加機(jī)械加工亞麻籽能夠提高乳中ALA 和其他不飽和脂肪酸含量。但是ALA 含量雖然隨著亞麻籽的添加量的增加呈增加的趨勢(shì)，但是乳ALA 的轉(zhuǎn)運(yùn)效率降低，造成日糧中ALA 的浪費(fèi)。因此尋找一個(gè)合適的添加量既有利于提高乳中ALA，也能減少日糧ALA 的浪費(fèi)，但是目前的試驗(yàn)性文章有限，有待進(jìn)一步試驗(yàn)去探究合適的添加量?？偟膩碚f從目前的數(shù)據(jù)可以看出，不大于10%的添加量為合適的一個(gè)參考值，但具體的參考值有待進(jìn)一步試驗(yàn)。