大豆磷脂是从生产大豆油的油脚中提取出来的产物,在大豆中的含量为1.0%~3.2%。它是由甘油、脂肪酸、胆碱或胆胺所组成的酯,能溶于油脂及非极性溶剂中。大豆磷脂的组成成分复杂,主要含有卵磷脂(约含34.2%)、脑磷脂(约含19.7%)、肌醇磷脂(约含16.0%)、磷酯酸丝氨酸(约含15.8 %)、磷脂酸(约含3.6%)及其他磷脂(约含10.7%)。其中最主要的3种磷脂为:卵磷脂,是由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱组成;脑磷脂,与卵磷脂的结构相似,它含的氨基醇是乙醇胺而不是胆碱;肌醇磷脂,是由甘油、脂肪酸、磷酸和肌醇构成。大豆磷脂在畜禽体内脂肪代谢、肌肉生长、神经系统发育和体内抗氧化损伤等方面发挥很重要的作用。近年来,大豆磷脂作为饲料添加剂代替部分脂肪已初步应用于饲料工业。
1、大豆磷脂的理化性质
纯净的大豆磷脂在高温下是一种白色固体物质,由于精制处理和空气接触等原因而变成淡黄色或棕色。大豆磷脂溶于油脂、脂肪酸和苯、乙醚等有机溶剂,部分溶于乙醇,极难溶于丙酮和乙酸甲酯,不溶于水。磷脂具有亲水胶体的性质,遇水时能吸水膨胀,从而使其在油脂中溶解度大大降低,从油中析出。在磷脂分子中,有磷酸根和氨基醇亲水基团及碳氢键疏水基团,故磷脂能起表面活性剂作用,能使水、油两个不相溶的相形成稳定的乳胶体,这是因为磷脂在水、油两相之间形成一个界面层而降低油与水之间的表面张力,成为很好的乳化剂和分散剂。磷脂在空气中或阳光中不稳定,易氧化酸败而变黑,但在油脂中却比较稳定。磷脂的耐热性能较好,但温度超过150℃会逐渐分解。磷脂在酸碱条件下易水解,其产物为脂肪酸、甘油、磷酸、氨基醇及肌醇等。
2、大豆磷脂的种类: 根据大豆磷脂加工工艺的不同,可将其分为以下几个类型:
2.l 天然粗制磷脂 它是由大豆精炼油的副产品(油脚)真空脱水而制得,亦称为浓缩大豆磷脂。产品的丙酮不溶物(磷脂和糖脂)含量为60%~64 %,大豆油含量为36%~40%。
2.2 改性大豆磷脂 它是由浓缩大豆磷脂经化学改性而制成,具有较好的亲水性和水包油(O/W)乳化功能。改性方法主要有3种:物理法、化学法和酶法。其丙酮不溶物含量与天然粗磷脂含量相同,但其乳化性和亲水性能较浓缩大豆磷脂有显著提高,因此在饲料添加性能、液体饲料制备和能量的消化吸收方面有更大的优势,在饲料中应用广泛。
2.3 粉末大豆磷脂 它是浓缩大豆磷脂经丙酮脱除油脂后的高纯度磷脂产品,也称脱油磷脂粉。色泽为米黄色或浅棕黄色,呈粉粒状,丙酮不溶物含量为 95%~ 98%。
2.4 精制大豆磷脂 经丙酮沉淀制得的粉末大豆磷脂可经乙醇油提进行纯化,乙醇处理后分为醇溶部分和醇不溶部分。醇溶部分磷脂酷胆碱含量高,增强了其亲水性,是O/W型乳化剂;醇不溶部分分为磷脂酸乙醇胺和磷脂酷肌醇,是W/O型乳化剂。
2.5 磷脂油 是植物油和脂肪酸稀释的磷脂产品,粘度低,易于泵送或喷涂。磷脂含量一般为30%~52%。
2.6 粉状大豆磷脂 是液态磷脂加载体而形成的固体粉状产品。磷脂含量为 10%~50%。
2.7 漂白大豆磷脂 粗磷脂经过过氧化氢漂白后进一步脱水所得的产品,含水量小于1%。
3、大豆磷脂的生理营养作用
大豆磷脂产品的主要成分有油脂、磷脂、胆碱、不饱和脂肪酸和维生素E等。磷脂是生物膜的重要组成部分,是动物脑、神经组织、骨髓和内脏中不可缺少的组成部分,对幼龄动物的生长发育非常重要。大部分磷脂以脂蛋白复合体的形式存在于细胞壁基质、细胞膜、髓鞘、线粒体和微粒体中,其作用是使非极性物质具有很高的通透性。磷脂还参与脂类的代谢,促进饲料中脂类的消化。吸收、转运和合成,防止脂肪肝的产生。磷脂不仅参与脂肪酸的代谢,而且改善维生素A的吸收。磷脂还参与钠离子与钾离子的活动,激活一些神经组织。磷脂与不饱和脂肪酸中的必需脂肪酸作为组织细胞不可缺少的成分,还可增强组织器官功能,提高动物机体免疫系统活力,增强抗应激能力和抗病力。胆碱可节约动物体内部分蛋氨酸。油脂中的亚油酸、亚麻酸是动物体不能合成的,是细胞结构和机体代谢不可缺少的,必须从饲料中摄取。维生素E具有抗氧化作用,保护饲料中的其他维生素和不饱和脂肪酸。
4、大豆磷脂在动物生产中的应用
4.1 预防脂肪肝 鱼类"营养性脂肪肝"严重影响鱼的生长、肉质和抗病力;鸡的脂肪肝可导致产蛋率下降、死亡率升高。脂肪肝综合症的生理原因主要是缺少磷脂,因为磷脂对脂肪代谢是非常重要的。磷脂分子具有乳化特性,所含的不饱和脂肪酸能酯化胆固醇,在血液中调节脂肪、胆固醇的运输和沉积。动物在肝中合成磷脂,并可通过形成脂蛋白不断把这些脂肪转运到肝外。脂蛋白是磷脂、胆固醇、甘油三酯和阿扑蛋白的复合物,如无足够的磷脂,脂蛋白便不能形成,肝内则会充盈脂肪。由于肝壁薄组织被脂肪浸润,其他重要的化学过程和合成就不能顺利进行,这样机体的其他有关功能将受到影响。因此,在饲料中补充一定量的磷脂,使脂蛋白的合成顺利进行,肝内的脂肪便可输运出,预防脂肪肝的发生。曹俊明等(1997)对草鱼的研究表明,当饲料中添加一定量的大豆磷脂时,草鱼肝脏脂肪脂质含量大幅度降低。
4.2 改善动物的体脂构成 在饲料中添加适量的大豆磷脂可提高屠宰率、降低腹脂和改善肉质。由于大豆磷脂产品含有一定量的不饱和脂肪酸,如二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),动物采食含大豆磷脂的饲料,其体脂中这些不饱和脂肪酸的含量会相应提高,从而达到改善体脂的目的。邵邻相等(1996)在高脂日粮中添加大豆磷脂饲喂大鼠,结果大鼠血清中胆固醇、甘油三酯及极低密度脂蛋白含量明显降低,这说明大豆磷脂有降低血脂的作用。曹俊明等(1997)的试验表明,用含5 %磷脂的饲料饲喂草鱼,52 d后肝、胰脏的脂肪酸组成发生了变化,EPA和DHA含量显著升高,说明大豆磷脂可改善草鱼体脂构成。王若军等(1997)的试验表明,大豆磷脂可完全替代肉鸡日粮中的豆油,可提高屠宰率,降低腹脂和改善肉质。
4.3 提高生长效率和饲料转化率
4.3.1 猪 国内外的研究表明,在仔猪断奶后14d内由于胆汁分泌不足,仔猪对脂肪的乳化能力较弱。在仔猪饲料中添加磷脂可提高日粮粗蛋白质和能量的消化率,减少因消化不良导致的腹泻,促进代谢,改善增重和饲料转化率。Gunther(1994)研究表明,在断奶仔猪日粮中添加 0.2%脱油大豆磷脂,仔猪的日增重比对照组提高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)进行的大豆磷脂对断奶仔猪的试验表明,添加大豆磷脂组仔猪日增重提高6.8%,节约饲料约5.4%。在生长猪日粮中添加大豆磷脂也有同样的效果。李立(1999)的试验表明,生长猪日粮中添加 5%大豆磷脂,日增重可提高7%。
4.3.2 牛 有研究证实,添加磷脂可显著改善小牛对人造奶中非乳脂的消化率。在小牛饲料中添加大豆磷脂40~50g/d,5个月中试验组平均日增重为 870~880g,比对照组提高53%-64%。同时在饲料中添加磷脂和脂肪,可解决给小牛喂酪蛋白、乳糖、矿物质和维生素的合成日粮时出现的代谢紊乱和生长迟缓问题。
4.3.3 家禽有研究报道,在肉仔鸡料中添加磷脂可改善仔鸡的生长状况,并可增加肝中维生素A的贮存,促进骨的生长。耿庆辉(1996)的试验表明,在肉鸡日粮中添加2%改性磷脂,可提高增重7 %~10%,饲料报酬提高5%~8%;给产蛋鸡饲喂含1.5%大豆磷脂的饲料,产蛋率提高9.9呢,饲料报酬提高9.2%。常开成(1998)用浓缩大豆磷脂全部替代蛋鸡日粮中3%的油脂,添加磷脂组蛋鸡多产蛋7.l%,蛋白质消耗减少7.2%。
4.3.4 水产动物 鱼类在孵化后的快速生长中,需要丰富的磷脂来构成细胞的成分,当磷脂的生物合成不能充分满足仔鱼的需求时,需要在饲料中添加磷脂。另外,饲料中的磷脂还能促进甲壳动物对胆固醇的利用,提高甲壳动物的生长和成活率。虾在不同生长时期对磷脂的需要量不同,幼虾因不能合成足够的磷脂供生长和代谢的需要,因而幼虾对磷脂的需要量高。Abramo等(1981)的研究证明,龙虾需要卵磷脂以确保它在脱壳期间的生存。日本科学家指出,日粮中含0.5%~l%的磷脂对幼虾的生长和成活是必需的。薛永瑞等(1989)的试验表明,在鲤鱼饲料中添加 2%的改性大豆磷脂,比对照组增产 30.7%,饲料系数降低0.21,饲料成本降低了9.63 %。Poston(1990)在饲料中添加 4%或 8 %的大豆磷脂,明显降低了大西洋鲑的饵料系数。Kanagana等(1985)报道,在虾料中添加 1%大豆磷脂可提高虾的生长速度和成活率。
5、大豆磷脂的质量标准与适宜添加量
磷脂作为饲料添加剂的质量标准一般为:水分<22%,丙酮不溶物>45%,乙醚不溶物<4%,酸值<5.5。大豆磷脂在实际应用中应根据饲料本来含有的磷脂量、动物的大小、饲料中的脂肪及饱和脂肪酸含量、饲料成本以及磷脂的种类和浓度来确定其适宜添加量。一般来说,用于淡水鱼的添加量以5%为宜,用于肉猪配合饲料的添加量以2%为宜,用于对虾的添加量以5.5%为宜,用于肉仔鸡的添加量以2%为宜。