乳脂品質(zhì)及其通過飼糧措施進(jìn)行優(yōu)化的研究進(jìn)展

宋欣悅 楊 麗 王啟瑞 孫小琴

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院，楊凌712100)

隨著生活水平的提高，人們越來越重視食品對健康的影響。研究表明，占死亡率前3位的癌癥、心臟病和腦血管障礙的發(fā)病原因與脂質(zhì)代謝異常密切相關(guān)[1]。因此，能夠調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的功能性食品開發(fā)備受關(guān)注，而優(yōu)化畜產(chǎn)品脂肪尤其是乳脂組成是其中的重要內(nèi)容。近年來，生產(chǎn)富含功能性脂質(zhì)的乳和乳制品正在成為乳品生產(chǎn)和加工的主流，而消費此類產(chǎn)品則正在成為潮流[2]。

1 乳脂及其中的功能性組分

乳脂是乳和乳制品的重要營養(yǎng)指標(biāo)之一，其含量和組成與乳品質(zhì)和人體健康密切相關(guān)。長期以來，乳脂對人體健康的影響一直廣受質(zhì)疑，主要原因是其中富含飽和脂肪酸(SFA)，而攝入過多的SFA尤其是月桂酸(C12∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)和棕櫚酸(C16∶0)被認(rèn)為會增加患心血管疾病的風(fēng)險[3]，對健康不利。盡管以乳脂的形式攝入上述SFA對健康可能沒有影響[4]，但人們還是希望降低這些成分的攝入量[5]。同時，研究也發(fā)現(xiàn)乳脂中存在多種對健康有益的功能性脂質(zhì)，主要有短鏈飽和脂肪酸(SCFA)、支鏈和奇數(shù)脂肪酸(OBCFA)、n-3系列多不飽和脂肪(n-3 PUFA)、共軛亞油酸(CLA)及磷脂等。這些功能性脂質(zhì)對人體健康具有多方面的有益作用，如SCFA已被證實具有抗病毒和延緩腫瘤生長的作用[6-7]；OBCFA與胎兒和新生兒的腸道發(fā)育密切相關(guān)，并與癌癥、2型糖尿病和心血管疾病的發(fā)生風(fēng)險負(fù)相關(guān)[4]；而磷脂、n-3 PUFA和CLA則具有促進(jìn)神經(jīng)和認(rèn)識系統(tǒng)發(fā)育、抗癌、抗菌、抗炎、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝等多種作用，能夠促進(jìn)嬰幼兒大腦生長和神經(jīng)發(fā)育，預(yù)防老年人認(rèn)知障礙，降低患心臟病、高血壓、肥胖病和2型糖尿病等疾病的發(fā)生風(fēng)險[8-9]。上述功能性脂質(zhì)中，OBCFA、CLA和SCFA中的丁酸(C4∶0)屬于反芻動物脂肪特有的功能性成分，無法通過其他食物獲得，且食用脫脂或低脂乳會降低其攝入量。

2 乳脂品質(zhì)的優(yōu)化目標(biāo)和方式

2.1 乳脂品質(zhì)的優(yōu)化目標(biāo)

基于乳脂的組成特點及乳和乳制品在人類膳食中的重要地位，人們一直希望采取各種措施來優(yōu)化乳脂品質(zhì)，使其組成更符合人體健康需求。目前，乳脂品質(zhì)的優(yōu)化主要涉及5個方面：1)降低乳脂中總SFA尤其是對機體健康不利的C12∶0、C14∶0和C16∶0含量；2)增加乳脂中不飽和脂肪酸(UFA)尤其是對人體健康有益的CLAc9,t11、α-亞麻酸(ALA)和其他n-3 PUFA如二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)含量；3)降低乳脂中除異油酸(C18∶1t11)外其他反式脂肪酸(TFA)含量，這主要是因為乳脂中的C18∶1t11對人體健康有益無害[10]，且是CLAc9,t11的合成前體物[11]，而氫化植物油中富含的反油酸甲酯(C18∶1t9)、反異油醇(C18∶1t10)等TFA則對健康不利；4)降低包括亞油酸(LA)在內(nèi)的n-6系列多不飽和脂肪(n-6 PUFA)含量，降低n-6/n-3比值，緩解人類膳食中n-6 PUFA攝入量過多而n-3 PUFA攝入不足問題；5)增加乳脂中磷脂和鞘脂含量，因為這些成分被認(rèn)為是比“腦黃金”DHA更具營養(yǎng)價值的功能性物質(zhì)，在乳脂中以乳脂球膜(MFGM)形式存在，具有抗癌、抗炎、促進(jìn)大腦發(fā)育和認(rèn)知功能等作用[8,12]。盡管OBCFA對健康的有益作用已被證實，但目前尚無研究將OBCFA含量作為明確乳脂優(yōu)化目標(biāo)。

2.2 乳脂品質(zhì)優(yōu)化的發(fā)展現(xiàn)狀

在降低乳脂中SFA含量的同時增加其中對人體健康有益的功能性成分含量，可以優(yōu)化乳脂品質(zhì)，提高乳和乳制品的質(zhì)量并增加乳品附加值。乳脂品質(zhì)優(yōu)化相關(guān)研究和應(yīng)用開始于20世紀(jì)末21世紀(jì)初[13-14]，源于人們對脂肪與人體健康關(guān)系的認(rèn)識和對“功能性食品”的需求。目前，脂質(zhì)優(yōu)化乳品已是各國高端乳品的重要組成部分，也是歐美各國有機乳品的重要特點。例如，調(diào)查表明英國有機乳中對健康有益的功能性成分如C18∶1t11、CLAc9,t11、ALA、EPA含量和n-3/n-6比值顯著高于普通乳[15]；一項包括了170多個研究結(jié)果的分析認(rèn)為有機乳品的乳脂比普通乳品更健康[9]，因為有機乳中的ALA、長鏈n-3 PUFA、CLAc9,t11含量分別比普通乳提高了69%、57%和41%，而n-6/n-3比值降低了71%。同時，人們熟知的美國有機谷(Organic Valley)的草飼乳(GrassmilkTM)、意大利Latte Nobile的貴族乳(Noble Milk)等都以乳脂品質(zhì)更健康為特點，這類乳品的售價一般為普通乳品的2～4倍。膳食模型評估發(fā)現(xiàn)，用GrassmilkTM替代傳統(tǒng)乳品并避免攝入高LA含量的食物，可以大幅降低現(xiàn)代人膳食中長期居高不下的LA/ALA或n-6/n-3比值，其數(shù)值可以從目前的10以上降至3.1[2]。因此，食用乳脂優(yōu)化乳品被認(rèn)為是可以改善人們膳食質(zhì)量的有效方法之一。

2.3 乳脂品質(zhì)優(yōu)化的主要措施

目前，國內(nèi)外的乳脂優(yōu)化措施主要有改變?nèi)橹泄逃兄|(zhì)成分含量和添加外源脂質(zhì)2種。前者主要通過遺傳選育[16-17]和改變飼糧組成或飼養(yǎng)方式[18-19]來實現(xiàn)，而后者則是在乳品生產(chǎn)過程中加入DHA、磷脂、MFGM等成分來實現(xiàn)。與遺傳選育相比，飼糧是優(yōu)化乳脂最為方便、快速和有效的措施，也是國外最主要的乳脂優(yōu)化措施，且應(yīng)用范圍呈日益增加趨勢，但該措施在我國乳脂優(yōu)化中使用有限，主要與可利用資源和認(rèn)識有關(guān)。我國乳品市場上也有針對不同人群開發(fā)的脂質(zhì)優(yōu)化乳品，但主要通過添加外源脂質(zhì)方式來實現(xiàn)，一些乳品中還加入了n-6 PUFA花生四烯酸(ARA)：如添加了魚油來源DHA和磷脂，針對中老年人的蒙牛煥輕舒活系列乳品；添加了海藻油DHA，針對5～12歲兒童的蒙牛未來星系列乳品；添加了DHA和ARA的伊利QQ星系列乳品；添加了DHA、LA和ARA等成分的娃哈哈愛迪生系列乳品等。值得指出的是，盡管利用飼糧措施進(jìn)行乳脂優(yōu)化的研究已進(jìn)行了20多年，且不同生產(chǎn)體系下的乳脂質(zhì)差異也已被證實[2, 20-21]，但真正將乳脂優(yōu)化作為乳品銷售賣點進(jìn)行宣傳的做法才起步不久。目前，也僅有美國有機谷在其高端乳品GrassmilkTM系列產(chǎn)品宣傳中打出了與優(yōu)化乳脂相關(guān)的內(nèi)容，如其宣傳網(wǎng)頁(https://www.organicvalley.coop/resources/organic-grass-fed-milk-nutrition/)中明確指出，該產(chǎn)品中n-3 PUFA和CLA含量分別為普通乳品的147%和125%，且n-6/n-3比值接近1∶1，同時，其產(chǎn)品包裝上也標(biāo)出了“天然n-3和CLA(naturally occurring n-3 & CLA)”字樣。而通過外源添加盡管也可以優(yōu)化乳脂，但這一方面會增加成本，另一方面被認(rèn)為是一種非天然方式，乳品安全受添加物安全與否的直接影響。

3 乳脂品質(zhì)優(yōu)化的飼糧措施

大量研究證實，乳脂品質(zhì)優(yōu)化完全可以通過改變飼養(yǎng)方式或調(diào)整飼糧組成實現(xiàn)，不僅實施方便而且見效迅速[22]。目前用于優(yōu)化乳脂品質(zhì)的飼糧措施主要有放牧或飼喂新鮮牧草、補飼新鮮牧草或加工牧草以及添加油脂或油料籽實等。

3.1 放牧

近20年的大量研究證明，放牧或飼喂新鮮牧草可完美實現(xiàn)乳脂的優(yōu)化目標(biāo)，即在降低SFA、增加功能性脂質(zhì)含量的同時不會引起除C18∶1t11外的其他TFA含量增加，且放牧符合當(dāng)前關(guān)注動物福利、緩解環(huán)境污染的生態(tài)養(yǎng)殖需要，而飼喂新鮮牧草更符合反芻動物本身的消化生理特點，故被認(rèn)為是最為有效、安全和生態(tài)的乳脂優(yōu)化措施。因此，盡管近50多年來，奶畜的生產(chǎn)方式經(jīng)歷了從放牧到飼喂全混合日糧(TMR)的轉(zhuǎn)變，但隨著人們對食品與健康的關(guān)注，放牧和飼喂新鮮牧草這種反芻動物最初的生產(chǎn)方式和最基本飼糧類型又重新回到了人們的視野，并成為了新的關(guān)注熱點。

放牧或飼喂新鮮牧草已被證明對乳脂肪酸組成具有特別強烈的影響[23]，是造成普通牛奶和有機牛奶脂肪酸組成不同的根本原因[24]，且放牧來源的乳脂營養(yǎng)價值更高[25]，因為放牧最大程度地提高了乳脂中ALA、CLAc9,t11[18]和磷脂含量[26]，還降低了乳脂中C16∶0、LA含量和n-6/n-3比值[27-28]及乳脂的促炎指數(shù)和動脈粥樣硬化指數(shù)值[29-30]。同時，放牧奶牛乳脂中OBCFA含量也更高[30-31]。研究表明，當(dāng)放牧占TMR的比例由33%增加到100%時，乳脂中ALA和CLAc9,t11含量線性地從0.81%和0.89%分別增加至2.02%和2.21%[32]；統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，完全放牧奶牛乳脂中C18∶1t11、ALA和CLAc9,t11含量分別為飼喂TMR奶牛乳脂中的1.88、2.48和3.03倍[33]。同時，放牧正在成為歐美各國生產(chǎn)有機乳品和高檔乳品的主要措施，除新西蘭、愛爾蘭等傳統(tǒng)放牧國家外，其他國家多采用飼喂TMR并結(jié)合一定程度放牧或采用完全草飼進(jìn)行。例如，有機山谷GrassmilkTM的生產(chǎn)中禁用谷物，采用100%草飼，僅允許添加一些礦物元素和能量補充原料如糖蜜、苜蓿顆粒、糖甜菜；非放牧季節(jié)，GrassmilkTM的生產(chǎn)中飼草必須使用有機的加工飼草(conserved forage)，如禾本科和豆科牧草制作的青貯牧草和青干草，而使用谷類作物如大麥、燕麥和玉米則必須在抽穗前刈割[2]；其他高端乳品的生產(chǎn)則規(guī)定了每年的放牧天數(shù)和每天的放牧?xí)r間及放牧季節(jié)牧草占干物質(zhì)采食量(DMI)的比例[24-25]。

目前，消費者對脂質(zhì)優(yōu)化乳品越來越感興趣，而市場上有“草飼(grass-fed)”或“放牧(pasture-based)”標(biāo)簽的乳品開始流行[25]，美國最大的天然食品零售商全食超市(Whole Foods Market)2016年曾將消費“grass-fed”產(chǎn)品確定為“頂級趨勢(a top trend)”[2]，而最近的一項調(diào)查分析表明，消費者更愿意為有“grass-fed”或“pasture-based”屬性的乳品支付更高的價格，即便其價格已經(jīng)高于溢價的有機產(chǎn)品[34]。近年來，日本也對放牧體系進(jìn)行了重新評估，利用放牧生產(chǎn)了優(yōu)質(zhì)的“牧場奶(grazing milk)”[35]。然而，由于草場資源和牧草質(zhì)量問題，或基于對產(chǎn)奶量的重視，放牧或飼喂新鮮牧草對乳脂的優(yōu)化作用目前在我國奶業(yè)生產(chǎn)中尚未引起關(guān)注，其利用程度和范圍都非常有限。在“糧改飼”“種草養(yǎng)畜”“種養(yǎng)結(jié)合”等政策啟動的大環(huán)境下，希望不久的將來，這一方式能在我國的奶畜生產(chǎn)中占有一席之地，至少成為一些特定人群乳脂優(yōu)化乳品或某些特定高端乳品生產(chǎn)的措施之一。

3.2 補飼新鮮牧草或加工牧草

研究證實，富含淀粉、C18∶1c9和LA的精料、谷物籽實和全株玉米青貯等原料是造成飼喂TMR奶牛與放牧奶牛乳脂品質(zhì)不同的重要原因。因此，優(yōu)化飼喂TMR奶牛乳脂還可以通過補飼上述成分含量低的新鮮牧草或加工飼草進(jìn)行。

在無法放牧?xí)r，補飼新鮮牧草是改善乳脂的有效手段，盡管效果不如放牧[36]。研究發(fā)現(xiàn)，給飼喂TMR奶牛補飼占DMI 16%的新鮮牧草就足以改善乳脂組成[37]；而用新鮮黑麥草替代奶山羊飼糧中的粗飼料(玉米青貯和苜蓿干草)，顯著降低了乳脂中C14∶0、C16∶0和SFA含量，顯著增加乳脂中ALA、CLAc9,t11和UFA含量，并可降低羊奶的致動脈粥樣硬化指數(shù)[38]；用新鮮牧草替代奶牛飼糧中的玉米青貯在上述乳脂改善效果的基礎(chǔ)上，還提高了乳脂中OBCFA含量[29]。

減少精料飼喂量，增加粗飼料尤其是優(yōu)質(zhì)飼草的比例，可以明顯改善乳脂品質(zhì)。例如，與精粗比為65∶35的高精料飼糧相比，飼草比例高于85%的飼糧顯著降低了牛乳脂中C16∶0、C18∶0和LA含量，顯著提高了乳脂中C18∶1t11、ALA和CLAc9,t11含量，降低了乳脂的致動脈粥樣硬化指數(shù)，尤其是當(dāng)粗飼料來源為青貯牧草和青干草時[39]。在粗飼料比例32.5%～99.5%之間，乳脂中n-3 PUFA、CLAc9,t11和OBCFA含量隨飼草比例的增加而增加，且飼草比例增加10個百分點，上述脂肪酸含量顯著增加[31]。而增加精料比例則會增加乳脂中LA含量，降低乳脂中ALA、C18∶1t11和CLAc9,t11含量，并會導(dǎo)致乳脂中C18∶1t10、CLAt10,c12等與乳脂合成抑制有關(guān)的脂肪酸含量增加[40]。

改變粗飼料組成，用禾本科或豆科加工飼草替代玉米青貯，可以明顯改善乳脂組成。分析表明，粗飼料以青貯牧草或青干草為主的飼喂體系，其乳脂組成與以玉米青貯為主的飼喂體系明顯不同[21,23]。與玉米青貯相比，飼喂加工飼草的牛乳脂中UFA、OBCFA、C18∶1t11、CLAc9,t11、ALA含量更高，而n-6/n-3比值更低[41]，且禾本科青貯牧草可顯著降低乳脂中中鏈SFA(C6∶0～C14∶0)和LA含量[42-43]，盡管會增加C16∶0含量，但顯著增加了ALA含量[40,42-44]，顯著降低了n-6/n-3比值[42,45]、致動脈粥樣硬化指數(shù)和促凝指數(shù)[45]，且青干草的乳脂優(yōu)化效果優(yōu)于青貯牧草[21,39]，尤其是在提高乳脂中C18∶1t11和CLAc9,t11含量方面。用牧草青貯替代玉米青貯對乳脂中CLA含量的影響結(jié)果不一致，有研究發(fā)現(xiàn)顯著降低了[39,42,44,46]乳脂中CLAc9,t11含量，也有研究報道不影響[40]或提高了[45]乳脂中CLAc9,t11含量。此外，與玉米青貯相比，飼喂牧草青貯[40,44,47]、紅三葉青貯[46]和青干草[39,48]會顯著降低乳脂中C18∶1t9、C18∶1t10和總TFA含量，對于改善乳脂率和乳脂品質(zhì)都有益，尤其是在精料比例較高或玉米青貯用量較大的情況下。加工飼草對乳脂優(yōu)化效果與飼糧精粗比及飼草類型、用量等因素存在廣泛互作[40,44,47]，生產(chǎn)中需要根據(jù)具體的飼糧條件來確定優(yōu)化效果。

3.3 添加油脂或油料籽實

添加富含UFA的油脂或油料籽實也是研究較多的飼糧乳脂品質(zhì)優(yōu)化措施。大量研究表明，在TMR中添加不同類型的植物油、油料籽實或壓榨去油后的餅類原料，可以不同程度地改變?nèi)橹M成。例如，添加富含LA的大豆油[49]、葵花油[48, 50]、菜籽油[51-52]或其餅類[53]，一般會提高乳脂中UFA、C18∶0、C18∶1t11、CLAc9,t11、LA及其對應(yīng)瘤胃氫化中間產(chǎn)物含量；添加富含ALA的亞麻油[48]、亞麻籽[41,47]或亞麻餅[54]則會同時提高乳脂中ALA及其瘤胃氫化中間產(chǎn)物含量[48,55]；而添加富含DHA、EPA的魚油[56-57]和海藻[58]還可同時增加乳脂中長鏈n-3 PUFA如DHA、EPA含量。然而，上述措施雖然具有增加乳脂中有益組分的作用，但同時也會產(chǎn)生一些不利影響，如會在降低乳脂中C12∶0、C14∶0和C16∶0含量的同時，降低包括SCFA和OBCFA在內(nèi)的其他SFA含量，并且會增加n-6 PUFA和除C18∶1t11外的其他TFA如C18∶1t9、C18∶1t10和CLAt10,c12等含量[48,57]，對人體健康和奶畜乳脂合成都有不利影響；同時，添加油脂還會影響動物DMI和瘤胃代謝，尤其是當(dāng)油脂添加量超過3%[59]或飼糧精料[60-61]和玉米青貯[62]比例較高時。因此，添加油脂雖然會在一定程度增加乳脂中各種UFA含量，但由于其在增加某些功能性脂質(zhì)的同時會增加其他對健康或生產(chǎn)不利的成分，故其乳脂優(yōu)化效果并不理想，該法在國際高端乳品生產(chǎn)中并不被允許使用。還需指出的是，添加油脂時應(yīng)避免使用棕櫚油類產(chǎn)品，因為這類產(chǎn)品會增加乳脂中SFA尤其C16∶0含量[52]；而油脂添加量超過3%還會降低動物DMI和飼糧纖維的消化率，使用脂肪酸鈣[63]或其他油脂包被產(chǎn)品[64]盡管能在一定程度緩解高UFA油脂對乳脂、DMI和纖維素消化的不利影響，但依然無法避免油脂在乳脂改善方面的缺陷。此外，魚油屬于動物性原料，我國不允許用于反芻動物飼糧。

3.4 其他飼糧措施

除上述常用飼糧措施外，研究發(fā)現(xiàn)，用糖蜜替代谷物飼料可在一定程度改善乳脂[65-66]，尤其是增加乳脂中n-3 PUFA含量[67]；用可溶性糖部分替代谷物也可增加乳脂中有益脂肪酸含量[68]，而添加益生素也具有改善乳脂組成作用[69]。

4 小 結(jié)

增加乳脂中ALA、CLAc9,t11、n-3 PUFA、磷脂等功能性脂質(zhì)含量可以優(yōu)化乳脂組成，使其品質(zhì)更有利于人體健康，而生產(chǎn)和消費乳脂優(yōu)化乳品已成為當(dāng)前的消費趨勢和熱點。放牧、補飼新鮮牧草和改變粗飼料組成等飼糧措施是優(yōu)化乳脂的有效方法，而利用這些方法進(jìn)行乳脂優(yōu)化對于提升乳品附加值和開發(fā)高端乳品意義重大。但實際生產(chǎn)條件下，如何在不大幅改變生產(chǎn)方式、不增加生產(chǎn)成本、不降低動物生產(chǎn)性能的前提下，最大程度地優(yōu)化乳脂品質(zhì)，還需要對現(xiàn)有乳脂優(yōu)化措施的應(yīng)用效果和效益進(jìn)行系統(tǒng)評估。