大豆磷脂是從生產大豆油的油腳中提取出來的產物,在大豆中的含量為1.2%~3.2%.它是由甘油、脂肪酸、膽堿或膽胺所組成的酯,能溶于油脂及非極性溶劑中。大豆磷脂的組成成分復雜,主要含有卵磷脂(約含34.2%)、腦磷脂(約含19.7%)、肌醇磷脂(約含16.0%)、磷酯酸絲氨酸(約含15.8%)、磷脂酸(約含3.6%)及其他磷脂(約含10.7%).其中最主要的3種磷脂為:卵磷脂,是由甘油、脂肪酸、磷酸和膽堿組成;腦磷脂,與卵磷脂的結構相似,它含的氨基醇是乙醇胺而不是膽堿;肌醇磷脂,是由甘油、脂肪酸、磷酸和肌醇構成。大豆磷脂在畜禽體內脂肪代謝、肌肉生長、神經系統(tǒng)發(fā)育和體內抗氧化損傷等方面發(fā)揮很重要的作用。近年來,大豆磷脂作為飼料添加劑代替部分脂肪已初步應用于飼料工業(yè)。
1大豆磷脂的理化性質
純凈的大豆磷脂在高溫下是一種白色固體物質,由于精制處理和空氣接觸等原因而變成淡黃色或棕色。大豆磷脂溶于油脂、脂肪酸和苯、乙醚等有機溶劑,部分溶于乙醇,極難溶于丙酮和乙酸甲酯,不溶于水。磷脂具有親水膠體的性質,遇水時能吸水膨脹,從而使其在油脂中溶解度大大降低,從油中析出。在磷脂分子中,有磷酸根和氨基醇親水基團及碳氫鍵疏水基團,故磷脂能起表面活性劑作用,能使水、油兩個不相溶的相形成穩(wěn)定的乳膠體,這是因為磷脂在水、油兩相之間形成一個界面層而降低油與水之間的表面張力,成為很好的乳化劑和分散劑。磷脂在空氣中或陽光中不穩(wěn)定,易氧化酸敗而變黑,但在油脂中卻比較穩(wěn)定。磷脂的耐熱性能較好,但溫度超過150℃會逐漸分解。磷脂在酸堿條件下易水解,其產物為脂肪酸、甘油、磷酸、氨基醇及肌醇等。
2大豆磷脂的種類
根據大豆磷脂加工工藝的不同,可將其分為以下幾個類型:
2.1天然粗制磷脂
由大豆精煉油的副產品(油腳)真空脫水而制得,亦稱為濃縮大豆磷脂。產品的丙酮不溶物(磷脂和糖脂)含量為60%~64%,大豆油含量為36%~40%.
2.2改性大豆磷脂
由濃縮大豆磷脂經化學改性而制成,具有較好的親水性和水包油(O/W)乳化功能。改性方法主要有3種:物理法、化學法和酶法。其丙酮不溶物含量與天然粗磷脂含量相同,但其乳化性和親水性能較濃縮大豆磷脂有顯著提高,因此在飼料添加性能、液體飼料制備和能量的消化吸收方面有更大的優(yōu)勢,在飼料中應用廣泛。
2.3粉末大豆磷脂
濃縮大豆磷脂經丙酮脫除油脂后的高純度磷脂產品,也稱脫油磷脂粉。色澤為米黃色或淺棕黃色,呈粉粒狀,丙酮不溶物含量為95%~98%.
2.4精制大豆磷脂
經丙酮沉淀制得的粉末大豆磷脂可經乙醇油提進行純化,乙醇處理后分為醇溶部分和醇不溶部分。醇溶部分磷脂酷膽堿含量高,增強了其親水性,是O/W型乳化劑;醇不溶部分分為磷脂酸乙醇胺和磷脂酷肌醇,是W/O型乳化劑。
2.5磷脂油
植物油和脂肪酸稀釋的磷脂產品,粘度低,易于泵送或噴涂。磷脂含量一般為30%~52%.
2.6粉狀大豆磷脂
液態(tài)磷脂加載體而形成的固體粉狀產品。磷脂含量為10%~50%.
2.7漂白大豆磷脂
粗磷脂經過過氧化氫漂白后進一步脫水所得的產品,含水量小于1%.
3大豆磷脂的生理營養(yǎng)作用
大豆磷脂產品的主要成分有油脂、磷脂、膽堿、不飽和脂肪酸和維生素E等。磷脂是生物膜的重要組成部分,是動物腦、神經組織、骨髓和內臟中不可缺少的組成部分,對幼齡動物的生長發(fā)育非常重要。大部分磷脂以脂蛋白復合體的形式存在于細胞壁基質、細胞膜、髓鞘、線粒體和微粒體中,其作用是使非極性物質具有很高的通透性。磷脂還參與脂類的代謝,促進飼料中脂類的消化。吸收、轉運和合成,防止脂肪肝的產生。磷脂不僅參與脂肪酸的代謝,而且改善維生素 A的吸收。磷脂還參與鈉離子與鉀離子的活動,激活一些神經組織。磷脂與不飽和脂肪酸中的必需脂肪酸作為組織細胞不可缺少的成分,還可增強組織器官功能,提高動物機體免疫系統(tǒng)活力,增強抗應激能力和抗病力。膽堿可節(jié)約動物體內部分蛋氨酸。油脂中的亞油酸、亞麻酸是動物體不能合成的,是細胞結構和機體代謝不可缺少的,必須從飼料中攝取。維生素E具有抗氧化作用,保護飼料中的其他維生素和不飽和脂肪酸。
4大豆磷脂在動物生產中的應用
4.1預防脂肪肝
魚類營養(yǎng)性脂肪肝嚴重影響魚的生長、肉質和抗病力;雞的脂肪肝可導致產蛋率下降、死亡率升
高。脂肪肝綜合癥的生理原因主要是缺少磷脂,因為磷脂對脂肪代謝是非常重要的。磷脂分子具有乳化特性,所含的不飽和脂肪酸能酯化膽固醇,在血液中調節(jié)脂肪、膽固醇的運輸和沉積。動物在肝中合成磷脂,并可通過形成脂蛋白不斷把這些脂肪轉運到肝外。脂蛋白是磷脂、膽固醇、甘油三酯和阿撲蛋白的復合物,如無足夠的磷脂,脂蛋白便不能形成,肝內則會充盈脂肪。由于肝壁薄組織被脂肪浸潤,其他重要的化學過程和合成就不能順利進行,這樣機體的其他有關功能將受到影響。因此,在飼料中補充一定量的磷脂,使脂蛋白的合成順利進行,肝內的脂肪便可輸運出,預防脂肪肝的發(fā)生。曹俊明等(1997)對草魚的研究表明,當飼料中添加一定量的大豆磷脂時,草魚肝臟脂肪脂質含量大幅度降低。
4.2改善動物的體脂構成
在飼料中添加適量的大豆磷脂可提高屠宰率、降低腹脂和改善肉質。由于大豆磷脂產品含有一定量的不飽和脂肪酸,如二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),動物采食含大豆磷脂的飼料,其體脂中這些不飽和脂肪酸的含量會相應提高,從而達到改善體脂的目的。邵鄰相等(1996)在高脂日糧中添加大豆磷脂飼喂大鼠,結果大鼠血清中膽固醇、甘油三酯及極低密度脂蛋白含量明顯降低,這說明大豆磷脂有降低血脂的作用。曹俊明等(1997)的試驗表明,用含5%磷脂的飼料飼喂草魚,52d后肝、胰臟的脂肪酸組成發(fā)生了變化,EPA和DHA含量顯著升高,說明大豆磷脂可改善草魚體脂構成。王若軍等(1997)的試驗表明,大豆磷脂可完全替代肉雞日糧中的豆油,可提高屠宰率,降低腹脂和改善肉質。
4.3提高生長效率和飼料轉化率
4.3.1豬
國內外的研究表明,在仔豬斷奶后14d內由于膽汁分泌不足,仔豬對脂肪的乳化能力較弱。在仔豬飼料中添加磷脂可提高日糧粗蛋白質和能量的消化率,減少因消化不良導致的腹瀉,促進代謝,改善增重和飼料轉化率。Gunther(1994)研究表明,在斷奶仔豬日糧中添加0.2%脫油大豆磷脂,仔豬的日增重比對照組提高9.5%,料重比降低7.5%;添加0.6%日增重提高17.1%,料重比降低12%.甘溢凌(2000)進行的大豆磷脂對斷奶仔豬的試驗表明,添加大豆磷脂組仔豬日增重提高6.8%,節(jié)約飼料約5.4%.在生長豬日糧中添加大豆磷脂也有同樣的效果。李立(1999)的試驗表明,生長豬日糧中添加5%大豆磷脂,日增重可提高7%.
4.3.2牛
有研究證實,添加磷脂可顯著改善小牛對人造奶中非乳脂的消化率。在小牛飼料中添加大豆磷脂40~50g/d,5個月中試驗組平均日增重為870~880g,比對照組提高53%~64%.同時在飼料中添加磷脂和脂肪,可解決給小牛喂酪蛋白、乳糖、礦物質和維生素的合成日糧時出現的代謝紊亂和生長遲緩問題。
4.3.3家禽
有研究報道,在肉仔雞料中添加磷脂可改善仔雞的生長狀況,并可增加肝中維生素A的貯存,促進骨的生長。耿慶輝(1996)的試驗表明,在肉雞日糧中添加2%改性磷脂,可提高增重7%~10%,飼料報酬提高5%~8%;給產蛋雞飼喂含1.5%大豆磷脂的飼料,產蛋率提高9.9呢,飼料報酬提高9.2%.常開成(1998)用濃縮大豆磷 脂全部替代蛋雞日糧中3%的油脂,添加磷脂組蛋雞多產蛋7.l%,蛋白質消耗減少7.2%.
4.3.4水產動物
魚類在孵化后的快速生長中,需要豐富的磷脂來構成細胞的成分,當磷脂的生物合成不能充分滿足仔魚的需求時,需要在飼料中添加磷脂。另外,飼料中的磷脂還能促進甲殼動物對膽固醇的利用,提高甲殼動物的生長和成活率。蝦在不同生長時期對磷脂的需要量不同,幼蝦因不能合成足夠的磷脂供生長和代謝的需要,因而幼蝦對磷脂的需要量高。Abramo等(1981)的研究證明,龍蝦需要卵磷脂以確保它在脫殼期間的生存。日本科學家指出,日糧中含0.5%~l%的磷脂對幼蝦的生長和成活是必需的。薛永瑞等(1989)的試驗表明,在鯉魚飼料中添加2%的改性大豆磷脂,比對照組增產30.7%,飼料系數降低0.21,飼料成本降低了9.63%.Poston(1990)在飼料中添加4%或8%的大豆磷脂,明顯降低了大西洋鮭的餌料系數。Kanagana等(1985)報道,在蝦料中添加1%大豆磷脂可提高蝦的生長速度和成活率。
5影響大豆磷脂應用的因素
隨著畜牧業(yè)和飼料工業(yè)的飛速發(fā)展,飼料在市場上的競爭日趨激烈。大豆磷脂產品作為一種替代植物油,降低飼料成本的能量原料,被越來越多的廠家、養(yǎng)殖業(yè)戶所重視和使用。但是,由于這種產品在國內處于剛剛開發(fā)階段,技術尚不十分成熟,產品質量良莠不一,國內飼料行業(yè)又沒有制定相應的質量標準,再加上有的使用單位對其性能與質量不清楚,所以該產品也給一些飼料加工企業(yè)及養(yǎng)殖戶帶來了很大的損失。近年來,東北地區(qū)的很多飼料加工企業(yè)應用磷脂后的質量事故;如飼料發(fā)霉、變質、肉雞發(fā)生腦組織軟化、白肌病、免疫力下降、腹瀉、采食量下降,甚至拒食等。很多事故是由磷脂導致的或與磷脂有直接關系。
其次,由于粉末磷脂加工成本及使用成本較高,飼料工業(yè)中使用的基本上是粗制大豆磷脂,常溫下為半固態(tài),粘度非常大,用于飼料添加不能混合均勻,即便是高溫流動狀態(tài)下加入也難于混合。為解決磷脂在飼料中的混合問題,復合磷脂粉(粉狀大豆磷脂)在近些年得到了很好的發(fā)展。
6復合磷脂粉的生產
復合磷脂粉的生產工藝很簡單,就是將玉米膨化后與磷脂油混合即可。
目前,東北地區(qū)有眾多廠家生產復合磷脂粉,我公司的膨化機用戶也有很多從事該產品的生產。需要注意的是,復合磷脂粉中的膨化玉米比普通膨化飼料玉米膨化度高,要求較高的吸附性能,以生產出含脂肪及磷脂較高的產品。我們的用戶一般采用45~50%的膨化玉米粉吸附50~55%的磷脂油,終產品為淺黃色至棕黃色粉狀,具有大豆磷脂及膨化玉米固有香味,含磷脂、豆油、蛋白質、碳水化合物、膽堿(0.8%-1.1%)、必需脂肪酸(16-20%)VE等,主成分:粗脂肪≥50%、粗蛋白4-7%、磷脂≥30%、水分≤6%、酸 價≤20%、粒度(目)20-30、能量(大卡/千克)≥6000.
7復合大豆磷脂粉的應用
復合大豆磷脂粉可提高飼料的能量和營養(yǎng)價值;提高飼料轉化率,降低飼料系數;改善飼料的適口性,具有誘食作用;提高制粒的物理質量和產量,減少飼料在擠壓成形時的粉料損失和能量消耗;防止粉塵飛揚和飼料自動分級;減少水產飼料中水溶性營養(yǎng)素的溶失;改善水產飼料在水中的漂離和沉降;減少飼料浪費和水質污染;促進脂質消化吸收,預防脂肪肝;促進幼齡動物生長發(fā)育,提高成活率;提高動物生長速度和生產性能;提高動物繁殖能力,增強動物機體抗病能力;便于飼料加工,可替代部分油脂和合成氯化膽堿。
7.1 肉禽用
改善適口性,緩解應激,縮短出欄時間。
提高免疫系統(tǒng),增強抗病力,有效預防脂肪肝、腹水綜合癥及猝死癥。提高屠宰率,降低腹脂,改善肉質風味,有效增加肝重。全增重率提高5%,成活率提高1.5%,料肉比降低2%,代謝能≥5.69MCal/kg直接添加 ,前期1.5~3%,中期2.5~4%,后期3.5~5%.
7.2 蛋禽用
提高蛋殼質量,減少破蛋、白班蛋及肉班蛋,改善蛋黃質量,增大蛋卵個頭。提高受精率、孵化率。增強免疫系統(tǒng)活力,緩解應激。
產蛋率提高越5%,枚蛋增重2.5克左右。產蛋高峰期延長半月之久。直接添加,蛋禽2~5%.
7.3乳豬、仔豬、育肥豬用
有效降低粉料的粉塵量。
改善適口性,促進生長,提高成活率,縮短出欄時間,緩解應激。增強抗病力和仔豬的御寒能力。成豬皮薄細膩,皮毛光亮,瘦肉率提高。提高增重:仔豬5%,生成豬3%,降低料肉比,仔豬:2%,生長豬:1%左右。消化能5.19MCal/kg.
7.4水產用(鯉、鯽、鰻、虹鱒、鮭魚、羅非魚及蝦、蟹、甲魚等)
提高飼料顆粒質量,減少水溶性維生素在水中的散失,具有誘食作用改善適口性。提高成活率,特別是甲殼類在幼苗和脫殼期的成活率。增強免疫系統(tǒng)活力,緩解應激;有效預防脂肪肝,腎臟和腸內出血、貧血等疾病,磁降低體側彎及大腹腔發(fā)生率,保持自然條形。提高越冬和運輸成活率。
有利色素沉積,保持天然體色,并提高機體組織磷脂含量,改善肉質風味鯉魚增重越15%,成活率提高2%,飼料系數降低15%.消化能直接添加,3~5%.