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    飼料添加劑-乳化劑的研究進展

    發布時間:2021-5-27   瀏覽量:15

    前    言


        乳化劑又稱為表面活性劑,因其同時具有極性的親水基和非極性的親油基,這種獨特的分子結構可以改變兩種或兩種以上互不相溶體系的表面張力,可使分散系均勻并穩定。根據乳化劑親水親油特性分為油包水(W/O)和水包油(O/W)兩類,以親水親油平衡值(HLB值)來衡量其類型,HLB值一般介于0-20之間。一般油包水的乳化劑HLB值在3-6,水包油的乳化劑HLB值在8-18,隨著HLB值的增加,乳化劑的親水性越高。
        隨著農牧行業的快速發展,畜牧場為了追求高效率的養殖,飼料中油脂的使用也越來越普遍,合理油脂的使用使得畜禽的生產性能大大提高、生長速度加快,料肉比降低。體內油脂需在膽汁的作用下分解成小分子脂肪,在脂肪酶的作用下分解消化吸收,而日糧中高比例油脂所需要的膽汁酸鹽量遠遠超過了畜禽體內所能分泌的量,油脂乳化不徹底,同時體內脂肪酶分泌液不足,不僅造成油脂浪費,還對幼齡畜禽的機體造成負擔。乳化劑可以將脂肪乳化成小分子的脂肪微粒,增加了脂肪酶與脂肪的接觸面積,從而提高脂肪的利用率及飼料轉化率,促進動物生長。本文將對目前市場上常見的乳化劑的種類、乳化機理及各類乳化劑的優缺點進行闡述。

    一、市面上常見的乳化劑種類及其作用機理


    1、 磷脂類

        磷脂也稱磷脂類、磷脂質,是結構中包含磷脂的脂類總稱,屬于復合酯。目前動物飼料中乳化劑包括卵磷脂、溶血磷脂、改性磷脂、復配磷脂等種類,其中卵磷脂是最早開發并廣泛使用的乳化劑。卵磷脂是磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸和磷脂酸等組成的混合物,主要成分是磷脂酰膽堿,其水解生成親油基脂肪酸、甘油、糖脂、甘油三酸酯以及磷脂和親水基膽堿基團,可充當乳化劑使用。其使用優點是資源廣、易獲得、水溶性好,且能促進動物對脂肪的吸收的一種天然類乳化劑。然而在已報道的磷脂類對動物生長等方面的研究中顯示,日糧組成結構、卵磷脂的來源、提煉程度、日糧中脂肪飽和程度及鏈長度的不同都會影響卵磷脂的乳化效果。例如在以玉米-豆粕為主要原料的日糧代謝能較高,卵磷脂發揮的作用會受到限制;卵磷脂本身就是一種脂肪,添加量小時,作用效果不明顯;添加量大時,會造成日糧中脂肪酸的不平衡,影響脂肪的吸收;磷脂在腸道中需胰液中磷酸脂酶A轉化為溶血磷脂才能發揮作用,而溶血磷脂作為一種較強的表面活性劑,能使紅細胞及其他細胞膜破裂,引起溶血或細胞壞死,返流入胃或直接添加會造成胃粘膜屏障發生損傷(如胃潰瘍等)。

     

    圖1.磷脂在體內消化吸收圖

     

    2、膽汁酸鹽類

     

        膽汁酸是膽汁中一大類膽烷酸的總稱,是肝細胞以膽固醇為原料合成的物質,可以有效促進脂類的消化和吸收,解決高油脂飼料導致的營養性腹瀉等問題。動物自身以及飼養管理過程中的諸多因素都會導致動物體內膽汁酸數量的不足,影響脂類物質的代謝以及動物的生產性能,在生產中往往需要添加外源性膽汁酸來解決這一問題。幼齡動物生長發育快,需要從飼料中攝取大量能量,但在幼齡動物飼料中添加脂肪的效果往往并不理想,這是由于幼齡動物的消化道發育不健全,脂肪酶和膽汁分泌不足,而膽汁酸鹽是膽汁發揮作用的主要成分。因此,飼料中添加膽汁酸鹽,一方面可乳化日糧中的脂肪,并協同脂肪酶完成脂肪的消化,另一方面可彌補幼齡畜禽體內膽汁酸分泌不足的缺點,通過自身的肝腸循環,回流肝重新利用,改善對脂肪的消化吸收,促進動物生長。然而作為外源性乳化劑,膽汁酸鹽的長期添加可能影響正常的肝循環,進入動物腸道后是否會引起動物肝反饋抑制膽汁的分泌,或抑制胰分泌脂肪酶,反而抑制脂肪消化吸收,一直是這類乳化劑在使用過程中值得注意的問題。

     

    圖2. 膽汁酸腸肝循環過程圖

     


    3、脂肪酸酯

        脂肪酸酯類常用有山梨醇酐脂肪酸酯(Span,司盤)和聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯(Tween,吐溫)、蔗糖脂肪酸酯等。司盤屬于親油性乳化劑,吐溫屬于親水性,兩者即可單獨使用,也可配合使用。司盤和吐溫乳化效果雖優于其他乳化劑,但風味差,有毒性,故一般與其他乳化劑復配使用。蔗糖酯作為乳化劑的乳化性質多樣:①功能多樣 蔗糖酯除了具有乳化性質,其還有濕潤、增溶、粘度調節、控制結晶、消泡或起泡、淀粉化、保鮮等作用,在不同的體系中具有不同的作用;②環保 蔗糖酯在體內可被消化為蔗糖和脂肪酸,易于人體的吸收,且其降解性很好,在好氧和厭氧的條件下都能生物降解,是一種環保的食品添加劑;③穩定性好 蔗糖酯在120℃以下比較穩定,稍微加熱即可溶解;④協同增效作用明顯 蔗糖酯與其他乳化劑的相容性很好,并且能顯著提高乳化效果,有利于乳化劑的減量使用。


    4、苷脂類

        常用的苷脂類乳化劑是單甘脂。單甘脂被認為是最安全的食品添加劑,占據了乳化劑市場的60%,相比于磷脂類和膽汁酸鹽類乳化劑,具有乳化效果更突出、用量更低、乳化油脂更廣泛等特點,且隨著研究發現單甘脂還具有一定的抗菌性,如月桂酸單甘酯,充分解決了普通乳化劑經常發生的乳化體系不穩定,易破乳重新形成油層的不足。也是飼用乳化劑未來發展方向。


    5、復合乳化劑

        目前,飼料中常用的乳化劑為磷脂類、脂肪酸酯、膽汁酸鹽和苷脂類,但單一的乳化劑乳化能力了有限,且添加量大;復配乳化劑由兩種或多種乳化劑按一定比例復配混合構成,不僅能調控乳化能力,還可以調控乳化脂肪微粒的大小,加強乳化劑對油脂的溶水能力。在肉仔雞、肉雞等的試驗結果顯示,日糧中復合乳化劑比單一乳化劑更能提高脂肪的消化率及生長性能。

    圖3. 不同乳化劑對油脂乳化能力的影響(a.破乳前,b.破乳后)

    圖4. 不同乳化劑對油脂乳化穩定力的影響

    二、結  語


        隨著乳化劑種類及使用范圍的越來越廣泛,從使用中乳化劑的安全性、效果、價格等因素來看,應更多使用以單甘脂、蔗糖酯為主要成分的復配乳化劑,不僅提高了乳化體系的穩定性及安全性,減少乳化劑的使用量,同時也是未來乳化劑的發展方向。


    圖5. 優脂產品宣傳頁及包裝

        優百特產品——優脂主要成分有溶血卵磷脂、聚氧乙烯20山梨醇酐單油酸酯、聚二乙醇甘油蓖麻酸酯及脂肪酶激活劑等,作為一種復合乳化劑,具有超強如乳化力(乳化效果高達95%)、節約優脂、降低料重比、減少脂肪肝的優點,是一類高效、綠色的乳化劑。且根據物種對油脂代謝的不同,研發了具有針對的乳化劑(畜、禽、水產),比市場上的乳化劑更具有競爭性,更符合乳化劑未來的發展趨勢。

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