功能性飼料及其功能因子概述

1、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用功能性飼料及其功能因子概述導(dǎo)讀 1 功能性飼料概述 1.1 功能性飼料的概念目前， 功能性飼料尚無權(quán)威定義。一些研究者認(rèn)為，功能性飼料相當(dāng)于保健飼料，具有提高免疫力和抗應(yīng)激等某一特定功能，僅指有助于畜禽健康的一類飼料。還有人認(rèn)為，其能促進(jìn)動(dòng)物生長、增強(qiáng)免疫力且改善動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)，同時(shí)可減少環(huán)境污染的飼料都可稱為功能性飼料。由于飼料中許多營養(yǎng)物質(zhì)既是營養(yǎng)底物，又具有營養(yǎng)生理調(diào)控功能，容易讓人們感覺到“功能飼料”一詞略有牽強(qiáng)附會(huì)之意，在一定程度上阻礙功能性飼料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。鑒于此，研究以傳統(tǒng)動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)的營養(yǎng)需要理論為指導(dǎo)，以“析因法”為手段，對功能性飼料的概念進(jìn)行進(jìn)一步明晰。 研究認(rèn)為， 功能

2、性飼料是飼料的一種，是在滿足畜禽的維持需要、生長需要和生產(chǎn)需要上，為達(dá)到特定養(yǎng)殖目的或生產(chǎn)富含一種或多種功能性組分畜禽產(chǎn)品，且富含功能性成分的專用飼料。功能性飼料應(yīng)滿足畜禽就某一營養(yǎng)成分在維持、生長、生產(chǎn)和功能 4 部分的需要，且在安全劑量內(nèi)，不以治療疾病為目的，具有靶向調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體機(jī)能和新陳代謝，發(fā)揮改善動(dòng)物健康水平、生產(chǎn)功能性畜禽產(chǎn)品及減少環(huán)境污染等特定生物學(xué)功能。功能性飼料組分劑量所在區(qū)間見圖 1。功能性飼料的特點(diǎn)包括能滿足動(dòng)物的維持、生長和生產(chǎn)需要 ;通過超量或額外添加特定功能的營養(yǎng)組文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用分或功能因子， 進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生特定的生物學(xué)功能;長期飼用對動(dòng)物、 人類及環(huán)境符合相關(guān)

3、的要求;針對特定動(dòng)物的特定階段而言。1.2 功能性飼料的功能和分類功能性飼料的功能包括改善動(dòng)物健康水平、推動(dòng)環(huán)境改善及滿足人類功能性畜產(chǎn)品需求3個(gè)方面。對動(dòng)物本身來說，功能性飼料具有靶向且顯著改善動(dòng)物生長、提高繁殖效率、增強(qiáng)免疫力、抗應(yīng)激及提升動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)等一種或多種功能。對環(huán)境來說，通過飼喂功能性飼料可有目的減少畜牧業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，如減少甲烷、氨氣及二氧化硫等氣體排放，降低重金屬及氮磷的排泄與污染等。對人類來說，功能性飼料用來生產(chǎn)符合人類需求的功能性動(dòng)物產(chǎn)品，如富硒蛋、低膽固醇蛋和-3 畜禽食物 (禽蛋、禽肉、豬肉、牛肉和羊肉)等。按照飼料的功能，功能性飼料可分為功能性生長型飼料、繁育型

4、飼料、保健型飼料、環(huán)保型飼料及動(dòng)物產(chǎn)品型飼料等5 大類。其分別在促進(jìn)動(dòng)物生長、改善繁殖性能、提高動(dòng)物健康水平、減少畜牧污染及生產(chǎn)功能性動(dòng)物產(chǎn)品等方面發(fā)揮重要的作用。功能性飼料產(chǎn)品不僅具有一種功能，還可同時(shí)具有多種功能。2 功能因子及其生物學(xué)功能功能性飼料發(fā)揮作用的關(guān)鍵是飼料組分劑量的合理添加及具特殊生物學(xué)功能的功能因子，主要是功能因子發(fā)揮作用。功能因子來源廣泛，包括植物、動(dòng)物、微生物及其籽實(shí)、分泌物、提取物和加工副產(chǎn)物等，還包括相應(yīng)文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用的人工合成物。2.1 功能性糖類糖類包括單糖、寡糖及多糖。傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)認(rèn)為糖類的功能主要為供能、構(gòu)成畜禽機(jī)體組織及參與部分新陳代謝等。隨著研究不斷深入

5、，諸多研究發(fā)現(xiàn)以寡糖、多糖及抗性淀粉 ( S)為代表的糖類在影響動(dòng)物生理功能、維持動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成和免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)上有顯著功能，稱之為功能性糖類。2.1.1多糖多糖是至少10 個(gè)單糖以糖苷鍵形式組成的聚合高分子糖類。功能性飼用多糖可分為植物多糖、真菌多糖、細(xì)菌多糖和中草藥多糖等4 類，有陸生和海生2 種來源，主要成分包括果聚糖、甘露聚糖、半纖維素、半乳聚糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、葡甘露聚糖、 葡聚糖、甘露糖和雜多糖等。多用于生豬、家禽及魚蝦的生產(chǎn)中，反芻動(dòng)物應(yīng)用較少，且以多糖提取分離純化技術(shù)、多糖結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能、多糖資源開發(fā)及其生物學(xué)功能等研究為主。多糖在保健型飼料中具有較大應(yīng)

6、用潛力，具有增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、降血脂和降血糖等功能。多糖的作用機(jī)制研究主要集中在多糖受體研究、多糖對基因表達(dá)和淋巴細(xì)胞信息傳導(dǎo)影響等免疫作用方面。對受體研究發(fā)現(xiàn)，多糖通過與細(xì)胞表面多糖受體結(jié)合發(fā)揮作用，已知的有C 3( 補(bǔ)體 III 型受體 )、Dectin 1(C 型凝集素 l)、 Lactosylceramide( 乳糖酰基神經(jīng) 鞘氨醇 )和 Scavenger( 清道夫 )等 4 種多糖受體， 其文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用中以 C3 最為常見。多糖通過若干個(gè)寡糖活性中心與受體結(jié)合?；钚远嗵强捎绊懥馨图?xì)胞的基因表達(dá)，具有促進(jìn)淋巴細(xì)胞 IL 1( 白細(xì)胞介素 1) 、 IL 6( 白

7、介素 6) 及 TNF (腫瘤壞死因子 )等基因表達(dá)和相應(yīng)蛋白質(zhì)合成的作用。 在細(xì)胞信息傳導(dǎo)方面，多糖能有效影響淋巴細(xì)胞信息傳導(dǎo)，包括鈣離子通路、 信使環(huán)磷酸腺苷(cAMP) 、環(huán)磷酸鳥苷 (cGMP)通路和 NO( 一氧化氮 )等多種途徑。2.1.2功能性低聚糖低聚糖又稱寡糖，是 3 9 個(gè)糖苷鍵聚合而成的化合物，常見的有乳酮糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖、異麥芽低聚糖、甘露寡糖及殼寡糖等。低聚糖最主要的特點(diǎn)是不易被動(dòng)物胃腸消化吸收，甜度和熱量均低，基本不增加血糖和血脂。功能性低聚糖具有促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳桿菌等有益微生物的定植與增殖，抑制腐敗菌增殖并提升益生菌腸道競爭性優(yōu)勢的作用。借

8、助對腸道微生物的調(diào)節(jié)機(jī)制，功能性低聚糖能顯著改善動(dòng)物腸道微生態(tài)環(huán)境，并增加維生素合成，進(jìn)而提高肌體免疫并改善動(dòng)物體健康水平。2.2 脂類及衍生物目前，研究的熱點(diǎn)主要集中在靶向改善動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)功能性動(dòng)物食物、脂肪代謝調(diào)控及作為激素、色素和維生素等的前體調(diào)控動(dòng)物生理代謝等方面，重點(diǎn)包括不飽和脂肪酸、甾醇和萜類化合物等。2.2.1不飽和脂肪酸不飽和脂肪酸是功能性飼料的重要物質(zhì)，文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用分為單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸(PUFAs) 。 PUFAs 主要包括 3 系列以及 6 系列，其中亞麻酸 (ALA) 和亞油酸 (LA) 分別是合成 3PUFAs 和 6PUFAs 的母酸，且二者在

9、高級動(dòng)物體內(nèi)不能合成。不飽和脂肪酸的來源包括植物、動(dòng)物及微藻等3 大類。富含 3PUFAs 的植物性原料有亞麻籽、胡桃仁、菜籽、紫蘇籽和羽扇豆等籽實(shí)及其植物油，銀杏葉和杜仲等植物及其粉劑，含有較高ALA 。富含3PUFAs 的動(dòng)物性原料包括各種魚類及其魚油，是EPA和 DHA 的主要來源，但具腥味，易氧化。微藻類原料主要有螺旋藻屬、小球藻屬和紫球藻屬等，富含EPA、DHA 、蛋白質(zhì)、多糖和細(xì)胞色素等多種功能性活性物質(zhì)。對人類而言，不飽和脂肪酸具有調(diào)血脂、防血栓、提高視力和補(bǔ)腦健腦等作用，尤其是對孕婦和嬰幼兒更為重要，所以利用富 PUFAs飼料改善動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)功能性畜禽食物是其最重要功能。

10、當(dāng)前，已成功以亞麻籽、魚油和微藻等開發(fā)出禽蛋與禽肉、豬肉、牛肉和羊肉等富PUFAs 的畜禽食物。2.2.2 甾醇甾醇可分為動(dòng)物甾醇、 植物甾醇和菌類甾醇3 類，動(dòng)物甾醇以膽固醇為主，植物甾醇主要為谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇等，而麥角甾醇則屬于菌類甾醇。飼用甾醇主要指植物甾醇和菌類甾醇，廣泛存在于植物油、植物籽實(shí)、海藻及食用菌中。植物甾醇具有提高單胃動(dòng)物的生長性能、胴體性能、飼料轉(zhuǎn)化率及改善奶牛泌乳性能和禽蛋品質(zhì)的作文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用用。還有研究認(rèn)為，植物甾醇或能有效降低油脂的氧化和烹飪環(huán)節(jié)的氧化速度，具有較好的抗氧化和抗氧化熱穩(wěn)定性。甾醇的生理作用主要表現(xiàn)在降低膽固醇，抗感染、抗菌和抗腫瘤方面。研

11、究發(fā)現(xiàn)，植物甾醇能在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)替代性抑制膽固醇吸收， 可顯著降低血液中低密度脂蛋白膽固醇(LDL C)和總膽固醇 (TC)含量，而高密度脂蛋白膽固醇(HDL C)和三酰甘油 (TG) 水平未見變化。甾醇還可通過抗突變、抗增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡等阻斷腫瘤發(fā)生過程，發(fā)揮抗腫瘤作用。如麥角甾醇可能成為預(yù)防膀胱癌的藥物，能劑量依賴性抑制糖精鈉、 DL 色氨酸、丁基羥基茴香醚及N 丁基 N (4羥丁基 )亞硝胺 (BHBN) 的膀胱致癌促進(jìn)作用。2.2.3萜類化合物萜類化合物是異戊二烯聚合物及其含氧衍生物的總稱，一個(gè)異戊二烯單元被稱為半萜。萜類化合物廣泛存在于高等植物、微生物、昆蟲及海洋生物體內(nèi)。作為飼料成

12、分，雙萜、三萜和四萜化合物在保健型飼料中具有較好的應(yīng)用前景。他們是合成激素、色素和微生物的主要成分。研究發(fā)現(xiàn)，萜類化合物在調(diào)節(jié)免疫和脂質(zhì)代謝、抗腫瘤及抗氧化功能方面發(fā)揮作用。在抗腫瘤方面，萜類化合物通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和誘導(dǎo)細(xì)胞分化等方式實(shí)現(xiàn)一定的抗腫瘤作用。對腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性是抑制其增殖的最直接手段， 并伴有增進(jìn)促凋亡蛋白Bak 的作用。 許多具有抗腫瘤活性的三萜類化合物也可直接作用于腫瘤細(xì)胞，從文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用而直接誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和抑制腫瘤細(xì)胞增殖而發(fā)揮抗腫瘤活性。在抗氧化方面，番茄紅素是極強(qiáng)的抗氧化劑，其淬滅單線態(tài)氧速率常數(shù)是維生素E 的 100 倍，亦有富番茄紅素的

13、鵪鶉蛋生產(chǎn)的報(bào)道。此外，萜類化合物成苷或與糖的結(jié)合物對單胃動(dòng)物和水產(chǎn)動(dòng)物具有抑制有害微生物生長、降低料肉比、改善蛋品質(zhì)和提高生產(chǎn)性能的作用等。2.3 功能性氨基酸與肽功能性氨基酸是指除合成蛋白質(zhì)外還具有其他特殊功能的氨基酸，其不僅對動(dòng)物的正常生長及維持是必需的，而且對多種生物活性物質(zhì)的合成也是必需的。目前研究較多的有精氨酸、谷氨酰胺、亮氨酸、谷氨酸、色氨酸及部分衍生物等，還包括支鏈氨基酸、甘氨酸、天門冬氨酸、天冬酰胺、鳥氨酸、瓜氨酸、脯氨酸、組氨酸、含硫氨基酸和?；撬岬?。關(guān)于功能性氨基酸的報(bào)道集中在單胃動(dòng)物，以改善畜禽繁殖性能、促進(jìn)胎兒與新生動(dòng)物生長、調(diào)節(jié)畜禽體內(nèi)蛋白周轉(zhuǎn)和營養(yǎng)代謝、提高動(dòng)物體

14、免疫及改善腸道功能為主要方向。反芻動(dòng)物中，已見過瘤胃氨基丁酸、精氨酸、谷氨酰胺及亮氨酸的研究，其他氨基酸的應(yīng)用鮮有報(bào)道。功能肽為具有顯著生物學(xué)功能和定向改善動(dòng)物機(jī)能的活性肽，分為多肽、寡肽和小肽。小肽和多肽廣泛存在于動(dòng)物、植物及籽實(shí)和微生物中，通常以酸堿化學(xué)法、酶解法和微生物發(fā)酵方法獲得。隨著酶工程技術(shù)與基因工程技術(shù)進(jìn)步，酶解法和微生物發(fā)酵法憑借生產(chǎn)小肽和多肽產(chǎn)品具有條件文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用溫和、破壞力小及成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，在肽產(chǎn)品生產(chǎn)中發(fā)展迅速。功能性肽在飼料中尤以抗生素替代品為主。研究表明，肽除抗菌、抗病毒和抗真菌等功能外，小肽和多肽還具有提高畜禽生產(chǎn)性能、改善腸道微生態(tài)、提高動(dòng)物免疫力、促進(jìn)

15、礦物元素和氨基酸吸收利用和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝等多種功能。2.4 抗氧化劑和自由基清除劑抗氧化劑和自由基清除劑主要用于抑制維生素、色素和脂質(zhì)等組分的氧化，清除機(jī)體和動(dòng)物產(chǎn)品活性氧和活性氮等相關(guān)自由基。抗氧化劑分為酶類抗氧化劑和非酶類抗氧化劑，有水溶性和脂溶性之分。酶類抗氧化劑主要有超氧化物歧化酶 (SOD) 、過氧化氫酶 (CAT) 和谷胱甘肽過氧化物酶 (GPX) 等幾種，非酶類抗氧化劑一般包括黃酮類、 維生素類、 酚類化合物、 抗氧化肽和礦物元素等(見表 1) ?？寡趸瘎┰陲暳现芯哂醒泳徎蛘咭种骑暳辖M分氧化進(jìn)程的作用，尤其是防止脂質(zhì)氧化酸敗。在畜牧生產(chǎn)中，抗氧化劑具有提高畜禽生產(chǎn)和繁殖性能、提高免

16、疫力、抗應(yīng)激、防治疾病和改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)等諸多功能。2.5 功能性礦物元素功能性礦物元素是指除滿足動(dòng)物正常需要外還具有其他特殊生物學(xué)功能的礦物元素。 目前，研究較多的有鈣、 硒、鐵、銅、鋅、錳、鎂和鉻等礦物元素，主要指其氨基酸及其絡(luò)(螯 )合物、酵母類和類氨基酸絡(luò) (螯) 合物等有機(jī)礦物元素。隨其礦物元素營養(yǎng)功能的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)展，以有機(jī)礦物質(zhì)飼料為核心的功能性飼料日益增多。這些礦物質(zhì)飼料在促進(jìn)動(dòng)文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用物生長發(fā)育、提高動(dòng)物繁殖性能、增強(qiáng)免疫力及抗氧化方面作用明顯，并在減排降污、改善動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)功能性動(dòng)物產(chǎn)品等方面功能日益拓展。2.6 多酚類化合物多酚類化合物因含有多個(gè)酚基團(tuán)而得名

17、，包括黃酮類、單寧類和酚酸類等，其中以黃酮類化合物應(yīng)用最廣。目前，我國批準(zhǔn)作為飼料添加劑使用的多酚類化合物有茶多酚 (主要為兒茶素 )和大豆黃酮2 種，以及以黃酮為有效成分的苜蓿提取物和紫蘇子提取物。在學(xué)科研究中，作為飼料添加劑使用的還有槲皮素、蘆丁和白藜蘆醇等。在飼料中，多酚類化合物重要的功能是作為飼料抗氧化劑，其能有效阻止或延緩脂質(zhì)自動(dòng)氧化， 減少氧自由基產(chǎn)生。 研究發(fā)現(xiàn)，多酚類化合物還具有免疫調(diào)節(jié)、 廣譜抗菌、 影響生殖與生長、降血脂和改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)等多種功能。2.7 皂苷皂苷是一種天然的植物提取物，由皂苷元、糖和糖醛酸 (或其他有機(jī)酸 )組成，在植物莖、葉和根中都有發(fā)現(xiàn)。皂苷存在于植

18、物和中草藥中，如苜蓿、大豆、人參、絲蘭及海洋生物等。 組成皂苷常見的糖有葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖及其他戊糖類。根據(jù)皂苷元可將皂苷分為三萜皂苷與甾體皂苷，絲蘭屬皂苷則含甾體皂苷較多。目前，我國批準(zhǔn)的皂苷飼料添加劑或產(chǎn)品有3 種，包括源自絲蘭的天然類固醇薩灑皂角苷，源自可來雅皂角樹的天然三萜烯皂角苷及含有苜蓿皂苷的苜蓿提取物。以皂苷為功能因子生產(chǎn)文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用功能性飼料具有較大潛力。研究發(fā)現(xiàn)，大豆和人參等皂苷能促使癌細(xì)胞凋亡，抑制癌細(xì)胞的增殖過程，表現(xiàn)出明顯的防癌抗腫瘤特性。對單胃動(dòng)物來說，皂苷還能有效降低禽蛋膽固醇含量、增加蛋殼厚度、增強(qiáng)單胃動(dòng)物肌體免疫和抗氧化功能 ;對反芻動(dòng)物來說， 皂苷具有通過影響瘤胃內(nèi)部微生物區(qū)系和新陳代謝，調(diào)控瘤胃發(fā)酵和減少甲烷排放等功能，在提高瘤胃營養(yǎng)物質(zhì)利用效率和減少溫室氣體排放上作用明顯。3 結(jié) 論飼料的功能化