动物营养与饲料学第四章脂肪及脂肪酸的营养 PPT

动物营养与饲料学第四章脂肪及脂肪酸的营养第一节脂类性质及其作用Nandf1、概念不溶于水,但溶于乙醚、苯、氯仿等有机溶剂能量价值高,是动物营养中重要的一类营养素种类繁多,化学组成各异常规饲料中将这类物质统称为粗脂肪饲料化学范畴内:乙醚浸出物一、概述Nandf2、组成广泛存在于动植物体内的有机化合物大部分由C、H、O组成含P、N、S等物质的类脂Nandf3、脂类的分类真脂肪/中性脂肪/甘油三酯(triglyceride)类脂(poundslipide),复合脂类(磷脂、糖脂、蛋白脂)腊类(wax):由脂肪酸与甘油以外高级醇类组成的酯甾类(steroid):固醇类化合物萜类:色素物质Nandf真脂肪C、H、OCH2OHCH2O·CORCHOH+3R·COOHCHO·COR+3H2OCH2OHCH2O·COR甘油脂肪酸甘油三酯NandfR为高级脂肪酸的羟基,可相同或不同,分别称为同酸甘油酯/单纯甘油酯,以及异酸甘油酯/混合甘油酯已发现100多种脂肪酸,绝大多数为偶数碳的直链高级脂肪酸脂肪酸通式:Cx:yx:碳原子数y:不饱与双键数NandfCH2O－CO－C15H31CHO－CO－C17H33OOH∥∣CH2O－P－O－(CH2)2－N≡(CH3)3∣OH类脂卵磷脂NandfNandf皂化油脂用强碱水解,得到脂肪酸的钠/钾盐与甘油,高级脂肪酸的钠盐——肥皂！皂化:酯的碱性水解过程(不可逆)Nandf非皂化脂类可皂化脂类脂类简单脂类复合脂类磷脂类鞘脂类糖脂类脂蛋白质固醇类类胡萝卜素类脂溶性维生素脂类的组成与分类Nandf二、脂类的主要性质1、脂类的熔点取决于脂肪酸成分脂肪酸有固定熔点饱与度相同,与碳原子数成正比碳原子数相同,不饱与脂肪酸熔点较低脂肪硬度直截了当与其饱与度有关熔点越低、鱼与虾对其消化率越高NandfNandf油/脂？NandfNandf2、脂类的水解特性一切油脂都可被酸、碱、脂肪酶水解为甘油与脂肪酸对脂类营养价值没有影响,但水解产生某些脂肪酸有特别异味或酸败味,估计影响适口性脂肪酸碳链越短(特别是4～6个碳原子的脂肪酸),异味越浓Nandf3、脂类氧化酸败天然脂肪暴露在空气中,经光、热、湿、空气或微生物作用,逐渐产生特有臭味不饱与脂肪酸的双键被氧化,生成分子量较小的醛、酸及其衍生物的混合物光、热、高湿可加剧这一反应高温、高湿、通风不良的情况下,脂肪经微生物作用水解,脂肪酸转化为低级酮所产生的醛、酮、酸等化合物有剌激性异味,且氧化过程中一些脂溶性维生素被破坏——降低饲料适口性与品质Nandf脂类氧化酸败自动氧化自由基激发的氧化,是一个自身催化加速进行的过程微生物氧化一个由酶催化的氧化过程甚至产生毒性(氢过氧化物)酸败程度可用酸价表示中与1克游离脂肪酸所需的KOH毫克数酸价大于6的脂肪估计对动物健康不利Nandf脂肪的水解型酸败饲料中的油脂由于微生物、酶的作用而产生臭气油脂的劣化现象——油的耗败水解型酸败是酸败的一种植物细胞中的或由霉菌产生的脂肪酶作用,生成酪酸、乙酸、辛酸等低分子脂肪酸含水、蛋白质的条件下进行Nandf影响油脂氧化酸败的主要因素不饱与脂肪酸的含量,双键的数目以及双键的位置温度温度升高氧化速度加快水分水分活度控制在0、3~0、4之间,氧化最慢重金属的含量铜铁锌锰在1ppm水平就可催化油脂氧化Nandf4、脂肪酸氢化在催化剂或酶作用下,不饱与脂肪酸的双键得到氢而变成饱与脂肪酸脂肪硬度增加不易氧化酸败,有利于贮存损失必需脂肪酸碘价:100克油脂所能吸收的碘的克数Nandf三、脂类的营养生理作用1、脂类的供能贮能作用动物体内重要的能源物质含能高,适口性好热增耗低转化为净能的效率比蛋白质与碳水化合物高5～10％特定动物的主要能源额外能量效应脂肪是动物体内主要的能量贮备形式NandfNandf脂肪作为能源物质的优越性有机化合物如脂肪、碳水化合物、蛋白质氧化分解时,结构中C-H键裂解,释放能量脂肪化学组成中H较多,O较少,比同等重量的碳水化合物、蛋白质产热能多,约为2、25倍最佳能量贮备形式Nandf动物营养实践中如何考虑利用脂类的特性？NandfNandf脂类的额外能量效应脂肪的额外能量效应/脂肪的增效作用饲粮中添中一定水平的油脂替代等能值的碳水化合物与蛋白质,能提高饲粮代谢能,使消化过程中能量消耗减少,热增耗降低,使饲粮的净能增加额外能量效应的机制饱与脂肪与不饱与脂肪间存在协同作用延长食糜在消化道的时间,提高营养素的消化吸收率脂肪酸可直截了当沉积在体脂内影响因素多Nandf动物体内主要的能量贮备形式体内脂肪沉积规律早期表现为细胞增多,后期表现为细胞容积增大体内各部分脂肪沉积量与速度不一致:皮下脂肪(颈部>腿部>胸部)>腹部脂肪>肌肉组织褐色/棕色脂肪是鱼虾准备越冬利用的最好能量形式Nandf2、脂类可作为机体结构物质动物体组织细胞的重要组成部分细胞膜:细胞器:线粒体、微粒体、高尔基体中的磷脂组织:肌肉、骨骼、皮肤、血液、神经内脏器官:肝、肾、肺遍布各组织器官中,动物生长新组织、恢复旧组织,必须由饲料摄取脂肪或形成脂肪的原料Nandf细胞膜结构二、脂类的营养生理作用Nandf3、脂类是机体内、外分泌物质的原料激素(麦角固醇-VD2;胆固醇-性激素)动物产品乳、蛋黄、皮脂、毛Nandf3、其他作用脂类可供作动物体内的溶剂与载体脂溶性维生素的吸收、转运提供必需脂肪酸作为绝缘、衬垫物质隔热保温,保护脏器、关节节约蛋白质,提高饲料蛋白利用率鱼类对脂肪有较强利用率,分解功能效率达90%以上,减少分解蛋白质功能Nandf四、油脂在饲料加工中的作用提高能量水平改善适口性降低粉尘Nandf第二节脂类的消化、吸收与代谢Nandf一、脂类的消化、吸收及转运非极性水溶性乳糜微粒脂类水解水解产物形成水溶性微粒小肠黏膜摄取微粒微粒在小肠黏膜细胞中重新合成甘油三酯甘油三酯进入血液循环Nandf乳糜微粒十二指肠空肠血液小肠黏膜脂肪脂蛋白Nandf(一)非反刍动物的消化吸收脂肪酶:胃(酶活性低)、胰、幼小动物口腔脂类需乳化至直径＜0、5㎛才便于水解酸性环境不利于乳化,脂类在胃中不易消化主要在小肠中被胰脂酶水解胰液、胆汁作用下,胰脂酶、胆盐协同完成磷脂、胆固醇也在胆盐与相应酶的作用下水解1、消化Nandf消化道前段口腔:幼小动物口腔脂肪酶胃:胃脂肪酶、逆流进胃中的胰脂酶十二指肠:胆汁激活胰脂酶、乳化脂类;甘油三酯水解产生甘油一酯与游离脂肪酸;磷脂水解成溶血性卵磷脂;胆固醇酯水解生成胆固醇与脂肪酸;胆酸、脂类消化产物、脂溶性维生素、类胡萝卜素等形成混合乳糜微粒。消化道后段的消化大肠:与瘤胃中类似不饱与脂肪酸变成饱与脂肪酸,胆固醇变成胆酸Nandf混合乳糜微粒在与肠绒毛膜接触时即破裂,释放出的脂类水解产物主要在十二指肠与空肠上段被吸收,并释放出胆盐吸收的长链脂肪酸(12C以上)在肠粘膜上皮细胞中,与甘油一酯重新合成甘油三酯(乳糜微粒CM)中、短链脂肪酸直截了当经门静脉血转运猪、禽吸收消化脂类的主要部位是空肠2、吸收Nandf胆盐的吸收猪等哺乳动物主要在回肠以主动方式吸收能溶于细胞膜中脂类的未分解胆酸在空肠以被动方式吸收禽整个小肠都能主动吸收,但回肠吸收相对较少各种动物吸收的胆盐,经门脉血到肝脏再从胆汁分泌重新进入十二指肠,形成胆汁肠肝循环Nandf脂类水解产物的吸收通过易化扩散过程吸收鸡的吸收过程不需要胆汁参加吸收进入细胞是不耗能的被动转运过程,但进入细胞后重新合成脂肪则需要能量重新合成的甘油三酯、磷脂、固醇与特定蛋白质结合,形成CM与VLDL,经淋巴系统进入血液循环实际上从肠道吸收脂肪的过程也消耗了能量,只有短链或中等链长的脂肪酸吸收后直截了当经门静脉血转运而不耗能Nandf3、影响脂类、脂肪酸吸收率的主要因素C链长度短链>长链饱与程度双键多>双键少存在形式游离脂肪酸>甘油三酯Nandf脂肪瘤胃脂肪酸甘油饱与脂肪酸异构化脂肪酸完全氢化部分氢化挥发性脂肪酸微生物分解支链脂肪酸奇数碳脂肪酸微生物合成混合乳糜微粒小肠(二)反刍动物对脂类的消化吸收Nandf瘤胃尚未发育成熟的反刍动物,脂类的消化与非反刍动物类同瘤胃脂类的消化,实质上是微生物的消化脂类的质与量发生明显变化1、消化Nandf脂类在瘤胃的消化不饱与脂肪酸氢化,必需脂肪酸减少部分氢化的不饱与脂肪酸发生异构变化脂类中的甘油被大量转化为挥发性脂肪酸微生物酶解的产物是甘油而非甘油一酯支链脂肪酸与奇数碳原子脂肪酸增加Nandf脂类经过重瓣胃与网胃时,基本上不发生变化在皱胃,饲料脂肪、微生物与胃分泌物混合,脂类逐渐被消化,微生物细胞也被分解进入十二指肠的脂类由少量瘤胃中未消化的饲料脂类、吸附在饲料颗粒表面的脂肪酸以及微生物脂类构成由于脂类中的甘油在瘤胃中被大量转化为挥发性脂肪酸,反刍动物十二指肠中缺乏甘油一酯,消化过形成的混合微粒构成与非反刍动物不同Nandf脂类在小肠的消化成年反刍动物小肠中混合微粒由溶血性卵磷脂、脂肪酸及胆酸构成链长<=14C的脂肪酸可不形成混合乳糜微粒而被直截了当吸收成年反刍动物小肠粘膜细胞中的甘油三酯通过磷酸甘油途径重新合成进入十二指肠的脂肪酸总量估计大于摄入量消化损失小+微生物脂类Nandf瘤胃中产生的短链脂肪酸主要通过瘤胃壁吸收其余脂类的消化产物,进入回肠后都能被吸收空肠前段呈酸性环境,主要吸收混合微粒中的长链脂肪酸中、后段空肠主要吸收混合微粒中的其他脂肪酸2、吸收Nandf脂类的转运血中脂类主要以脂蛋白的形式转运CM、VLDL、LDL、HDL中、短链脂肪酸可直截了当进入门静脉血液禽类淋巴系统发育不健全,所有脂类基本上都是经门脉血液转运游离脂肪酸(FA)通过被动扩散进入细胞内,甘油三脂经毛细血管壁的酶分解成游离脂肪酸后再被吸收;未被吸收的物质经血液循环到达肝脏进行代谢Nandf脂蛋白的种类乳糜微粒(CM)转运外源性脂肪极低密度脂蛋白质(VLDL)转运内源性甘油三脂低密度脂蛋白质(LDL)转运内源性胆固醇高密度脂蛋白质(HDL)将吸收的或肝外组织中合成的胆固醇脂、磷脂运到肝脏Nandf三、脂类代谢饲料脂类在体内代谢极为复杂,受遗传、动物种类与营养的影响在饲粮脂类与能量供给充足情况下,体内以甘油三酯的合成代谢为主饥饿条件下则以氧化分解代谢为主Nandf脂肪代谢脂肪细胞中贮存过多的能量,通过脂肪代谢循环向血浆提供游离FA肌肉细胞中氧化供能肝细胞中摄取血中游离脂肪酸,合成甘油三酯或脂蛋白,转运至其它组织器官Nandf脂肪合成的部位猪与反刍动物主要在脂肪组织人主要在肝脏禽完全在肝脏,过量则沉积于肝中鼠、兔肝脏与脂肪组织肥肝FoiegrasNandf脂肪肝出血综合症Nandf脂肪合成与畜体脂构成饲粮不饱与脂肪酸在猪、禽体内不经氢化直截了当沉积在体脂肪中鱼与虾、马、兔体脂肪的饱与程度仍受饲料脂肪较大的影响反刍动物体脂肪硬度大、熔点高、饱与脂肪酸含量多Nandf脂肪的氧化供能肌肉细胞中的脂肪饲粮与内源代谢供给的脂肪酸心肌——氧化β-羟基丁酸供能Nandf脂类的代谢效率脂肪沉积的效率营养素(前体)脂肪(产物)效率％饲粮脂肪体脂肪70-95乙酸棕榈酸酯72葡萄糖三棕榈酸酯80蛋白质(鱼粉)体脂肪65脂肪氧化供能的效率棕榈酸净生成129molATP=(12×8+7×5-2),效率43%乙酸38％,丙酸39％,丁酸41％,己酸42％,硬脂酸43％,甘油44％Nandf第三节必需脂肪酸Nandf1、有关概念PUFA:高度不饱与或多不饱与脂肪酸具有两个或两个以上双键的脂肪酸EFA:必需脂肪酸凡体内不能合成,必需由饲粮供给或能通过体内特定先体物形成,对机体正常机能与健康有重要保护作用的脂肪酸动物缺乏在脂肪酸碳链上由羧基端第9位C与末端甲基之间合成双键的能力一、必需脂肪酸及其生物学作用NandfEFA亚油酸linoleicacidα-亚麻油酸α-linolenicacid花生四烯酸arachidonicacid二十碳五烯酸及二十二碳六烯酸亚油酸与α-亚麻油酸动物体内不能合成花生四烯酸与γ-亚麻油酸在动物体内合成的量估计特别少反刍动物能有效保留饲粮中一定量的EFANandf水产动物淡水鱼:罗非鱼—n-6;虹鳟—n-3海水鱼:二十碳以上n-3高度不饱与脂肪酸甲壳类:亚油酸、亚麻油酸、二十碳五烯酸及二十二碳六烯酸Nandf2、EFA结构特点分子中二乙烯基甲烷链节结构(-CH=CH-CH2–CH=CH-)有两个或两个以上双键双键为顺式构型(两侧基团相同)羧基远端的双键在C6、C7或C3、C4处Nandf亚油酸ω-6CH3(CH2)3(CH2CH=CH)2(CH2)7COOHα-亚麻油酸ω-3CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH花生四烯酸ω-6CH3(CH2)3(CH2CH=CH)4(CH2)3COOHNandfPUFA命名ω-编号系统:从脂肪酸碳链的甲基端开始计数,为碳原子编号ω-3、ω-6、ω-7与ω-9系列ω-6系列Ｃ18:2ω-6(亚油酸)→Ｃ18:3ω-6(γ-亚麻油酸)→Ｃ20:3ω-6→C20:4ω-6(花生四烯酸)→C22:4ω-6→C22:5ω-6ω-3系列Ｃ18:3ω-3(α-亚麻油酸)→Ｃ18:4ω-3→C20:4ω-3→C20:5ω-3→C22:5ω-3→C22:6ω-3Nandf2、EFA的生物学功能细胞膜、线粒体膜与质膜等生物膜脂质的主要成分,在绝大多数膜的特性中起关键作用,参与磷脂的合成合成类二十烷的前体物质类二十烷:前列腺素、凝血恶烷、环前列腺素与白三烯等维持皮肤与其他组织对水分的不通透性降低血液胆固醇水平Nandf1、动物EFA的来源与供给非反刍动物与幼龄反刍动物能从饲料中获得所需要的EFA幼龄、生长快与妊娠动物估计不足,表现出缺乏症正常饲养条件下,反刍动物可不能产生EFA缺乏瘤胃微生物合成的脂肪能满足宿主动物脂肪需要的20％,其中细菌合成占4％,原生动物合成占16％,后者合成的脂肪中亚油酸含量可高达20％饲料脂肪在瘤胃中未被氢化部分二、必需脂肪酸来源及供给Nandf深海鱼油主要功效成份:二十二碳五烯酸(ＥＰＡ)与二十二碳六烯酸(ＤＨＡ)EPA与DHA属于欧米加-3(Omega-3)不饱与脂肪酸。EPA是人体合成具有控制血液凝固等功能的前列腺素所需的重要成份。DHA是脑组织与视网膜组织中的一种重要成份,在神经组织的传导中也起着重要作用,有助于提高记忆力,有“脑黄金”之称。Nandf2、EFA缺乏症状病理变化皮肤损害,出现角质鳞片,体内水分经皮肤损失增加,毛细管变得脆弱,动物免疫力下降,生长受阻,繁殖力下降,产奶减少,甚至死亡幼龄、生长迅速的动物反应更敏感生化水平变化体内亚油酸系列脂肪酸比例下降,特别是一些磷脂的含量减少细胞水平的代谢变化影响磷脂代谢,造成膜结构异常,通透性改变,膜中脂蛋白质的形成与脂肪的转运受阻NandfEFA缺乏的判定指标三烯酸四烯酸比(triene-te-traene-ratio)EFA缺乏时,ω-6系列的C20:4(花生四烯酸)显著下降,ω-9系列分子内部转化增加,ω-9系列的C20:3显著积累,C20:3ω-9/C20:4ω-6的比值显著增加比值在一定程度上可反映体内EFA满足需要的程度建议把0、4作为确定鼠与其他动物亚油酸最低需要标识Nandf世界三大美味佳肴鹅肥肝、鱼子酱、地下菌块FoieGras,caviarandtruffles三、动物EFA产品的应用NandfNandf                                                            FoieGras,thesymbolofgastronomicluxury、Consideredadelicacythroughtheages,FoieGrasisgradedbythesize,colorandfirmnessoftheliverproducedfromMoulards、GradeAisthelargest,best-coloredandfirmestliver、GradesBandCarestillentirelywholesomeandacceptableforcooking、FRESH-Grade"A"FRESH-Grade"B"FRESH-Grade"C"FROZEN-Grade"C"BonelessMoulardBreasts肥肝NandfNandf口感细嫩,风味独特,营养丰富,含有大量人体不可缺少的不饱与脂肪酸与多种维生素不饱与脂肪酸含量高达60~70%,每100克鹅肥肝中卵磷脂含量高达4、5～7克不饱与脂肪酸可降低人体血液中胆固醇的含量;卵磷脂具有降低血脂、软化血管、延续衰老、预防心脑血管疾病等保健功效,是当今国际市场保健药物与保健食品中必不可少的重要成分Nandf肥鹅肝——法国名吃吃的是口感:妙处在于“化”——入口即化特定地区特别品种鹅的填饲用发育良好、体格健壮的鹅与鸭,经人工强制填饲大量玉米,快速育肥,促使肝脏大量积贮脂肪形成特大的脂肪肝。这种特别的肥肝比正常的肝要大5~6倍,甚至10倍以上与喂填鸭相仿佛,只是目的不在肥鹅而在肥肝:每个细胞里都充溢着脂肪的肝才能达到“化”境Nandf肥肝的吃法肥鹅肝能够原片切薄生吃,也能够原片略煎热吃;最受欢迎的依然加工成鹅肝批冷吃。   在马克西姆餐厅,鹅肝要加工三天:把原片鹅肝捏碎,除去血筋,在牛奶、冰块里泡一天;再用红酒泡一天;最后一天才加调料,压制成形,烘烤。最高级的肥肝是整块肥肝。经过特定的烹调过程后,等整块肥肝冷却之后藏于冰箱;吃饭前三十分钟取出来,切成半厘米左右的厚片,涂在刚烤香的肥肝专用的特制面包或土司面包上,细细品尝。再配带甜味的波尔多或阿尔萨斯白葡萄酒…Nandf肥肝的吃法好的鹅肝批浓腴无比,细腻滑润,入口即化,带一点淡淡的鹅肝香,不腥。口感与上等瑞士巧克力相仿佛,但醇厚过之肥鹅肝与法国特产的松露(黑蕈)是绝配。两者的味道能相互生发,产生一种特别的新的香气——该香气无法形容,只好自己去尝…Nandf松露(黑蕈)美食名家布里拉‧薩法漢(BrillatSavarin)稱松露為「料理黑鑽」;在法國20世紀初小說家克萊特(SidonieGabrielleColette)的筆下,也被寫成是「貧窮土地上的寶石」、「黑皇后」、「神奇的果子」等,外表卻看起來平凡無奇。如同日本料理中的松茸。它獨特的香味:深沉、濃郁的動物香,具有化腐朽為神奇的魔力,只要隨意加一丁點松露,即點亮了整盤菜。Nandf