飼料添加劑-乳化劑的研究進展

發布時間:2021/3/24   浏覽量:6


 

前言

乳化劑又(yòu)稱為(wèi)表面活性劑,因其同時具(jù)有(yǒu)極性的親水基和非極性的親油基,這種獨特的分(fēn)子結構可(kě)以改變兩種或兩種以上互不相溶體(tǐ)系的表面張力,可(kě)使分(fēn)散系均勻并穩定。根據乳化劑親水親油特性分(fēn)為(wèi)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,随着HLB值的增加,乳化劑的親水性越高。

随着農牧行業的快速發展,畜牧場為(wèi)了追求高效率的養殖,飼料中(zhōng)油脂的使用(yòng)也越來越普遍,合理(lǐ)油脂的使用(yòng)使得畜禽的生産(chǎn)性能(néng)大大提高、生長(cháng)速度加快,料肉比降低。體(tǐ)内油脂需在膽汁的作(zuò)用(yòng)下分(fēn)解成小(xiǎo)分(fēn)子脂肪,在脂肪酶的作(zuò)用(yòng)下分(fēn)解消化吸收,而日糧中(zhōng)高比例油脂所需要的膽汁酸鹽量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了畜禽體(tǐ)内所能(néng)分(fēn)泌的量,油脂乳化不徹底,同時體(tǐ)内脂肪酶分(fēn)泌液不足,不僅造成油脂浪費,還對幼齡畜禽的機體(tǐ)造成負擔。乳化劑可(kě)以将脂肪乳化成小(xiǎo)分(fēn)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(yòng)率及飼料轉化率,促進動物(wù)生長(cháng)。本文(wén)将對目前市場上常見的乳化劑的種類、乳化機理(lǐ)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(zuò)用(yòng)機理(lǐ)

1、 磷脂類

磷脂也稱磷脂類、磷脂質(zhì),是結構中(zhōng)包含磷脂的脂類總稱,屬于複合酯。目前動物(wù)飼料中(zhōng)乳化劑包括卵磷脂、溶血磷脂、改性磷脂、複配磷脂等種類,其中(zhōng)卵磷脂是最早開發并廣泛使用(yòng)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(wù),主要成分(fēn)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(kě)充當乳化劑使用(yòng)。其使用(yòng)優點是資源廣、易獲得、水溶性好,且能(néng)促進動物(wù)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(wù)生長(cháng)等方面的研究中(zhōng)顯示,日糧組成結構、卵磷脂的來源、提煉程度、日糧中(zhōng)脂肪飽和程度及鏈長(cháng)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(wèi)主要原料的日糧代謝(xiè)能(néng)較高,卵磷脂發揮的作(zuò)用(yòng)會受到限制;卵磷脂本身就是一種脂肪,添加量小(xiǎo)時,作(zuò)用(yòng)效果不明顯;添加量大時,會造成日糧中(zhōng)脂肪酸的不平衡,影響脂肪的吸收;磷脂在腸道中(zhōng)需胰液中(zhōng)磷酸脂酶A轉化為(wèi)溶血磷脂才能(néng)發揮作(zuò)用(yòng),而溶血磷脂作(zuò)為(wèi)一種較強的表面活性劑,能(néng)使紅細胞及其他(tā)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(tǐ)内消化吸收圖

 

2、膽汁酸鹽類

膽汁酸是膽汁中(zhōng)一大類膽烷酸的總稱,是肝細胞以膽固醇為(wèi)原料合成的物(wù)質(zhì),可(kě)以有(yǒu)效促進脂類的消化和吸收,解決高油脂飼料導緻的營養性腹瀉等問題。動物(wù)自身以及飼養管理(lǐ)過程中(zhōng)的諸多(duō)因素都會導緻動物(wù)體(tǐ)内膽汁酸數量的不足,影響脂類物(wù)質(zhì)的代謝(xiè)以及動物(wù)的生産(chǎn)性能(néng),在生産(chǎn)中(zhōng)往往需要添加外源性膽汁酸來解決這一問題。幼齡動物(wù)生長(cháng)發育快,需要從飼料中(zhōng)攝取大量能(néng)量,但在幼齡動物(wù)飼料中(zhōng)添加脂肪的效果往往并不理(lǐ)想,這是由于幼齡動物(wù)的消化道發育不健全,脂肪酶和膽汁分(fēn)泌不足,而膽汁酸鹽是膽汁發揮作(zuò)用(yòng)的主要成分(fēn)。因此,飼料中(zhōng)添加膽汁酸鹽,一方面可(kě)乳化日糧中(zhōng)的脂肪,并協同脂肪酶完成脂肪的消化,另一方面可(kě)彌補幼齡畜禽體(tǐ)内膽汁酸分(fēn)泌不足的缺點,通過自身的肝腸循環,回流肝重新(xīn)利用(yòng),改善對脂肪的消化吸收,促進動物(wù)生長(cháng)。然而作(zuò)為(wèi)外源性乳化劑,膽汁酸鹽的長(cháng)期添加可(kě)能(néng)影響正常的肝循環,進入動物(wù)腸道後是否會引起動物(wù)肝反饋抑制膽汁的分(fēn)泌,或抑制胰分(fēn)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(yòng)過程中(zhōng)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(yòng)有(yǒu)山(shān)梨醇酐脂肪酸酯(Span,司盤)和聚氧乙烯山(shān)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(kě)單獨使用(yòng),也可(kě)配合使用(yòng)。司盤和吐溫乳化效果雖優于其他(tā)乳化劑,但風味差,有(yǒu)毒性,故一般與其他(tā)乳化劑複配使用(yòng)。蔗糖酯作(zuò)為(wèi)乳化劑的乳化性質(zhì)多(duō)樣:①功能(néng)多(duō)樣 蔗糖酯除了具(jù)有(yǒu)乳化性質(zhì),其還有(yǒu)濕潤、增溶、粘度調節、控制結晶、消泡或起泡、澱粉化、保鮮等作(zuò)用(yòng),在不同的體(tǐ)系中(zhōng)具(jù)有(yǒu)不同的作(zuò)用(yòng);②環保 蔗糖酯在體(tǐ)内可(kě)被消化為(wèi)蔗糖和脂肪酸,易于人體(tǐ)的吸收,且其降解性很(hěn)好,在好氧和厭氧的條件下都能(néng)生物(wù)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(kě)溶解;④協同增效作(zuò)用(yòng)明顯 蔗糖酯與其他(tā)乳化劑的相容性很(hěn)好,并且能(néng)顯著提高乳化效果,有(yǒu)利于乳化劑的減量使用(yòng)。

 

4、苷脂類

常用(yòng)的苷脂類乳化劑是單甘脂。單甘脂被認為(wèi)是最安(ān)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(jù)有(yǒu)乳化效果更突出、用(yòng)量更低、乳化油脂更廣泛等特點,且随着研究發現單甘脂還具(jù)有(yǒu)一定的抗菌性,如月桂酸單甘酯,充分(fēn)解決了普通乳化劑經常發生的乳化體(tǐ)系不穩定,易破乳重新(xīn)形成油層的不足。也是飼用(yòng)乳化劑未來發展方向。

5、複合乳化劑

目前,飼料中(zhōng)常用(yòng)的乳化劑為(wèi)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(néng)力了有(yǒu)限,且添加量大;複配乳化劑由兩種或多(duō)種乳化劑按一定比例複配混合構成,不僅能(néng)調控乳化能(néng)力,還可(kě)以調控乳化脂肪微粒的大小(xiǎo),加強乳化劑對油脂的溶水能(néng)力。在肉仔雞、肉雞等的試驗結果顯示,日糧中(zhōng)複合乳化劑比單一乳化劑更能(néng)提高脂肪的消化率及生長(cháng)性能(néng)。

圖3. 不同乳化劑對油脂乳化能(néng)力的影響(a.破乳前,b.破乳後)

圖4. 不同乳化劑對油脂乳化穩定力的影響

結語

随着乳化劑種類及使用(yòng)範圍的越來越廣泛,從使用(yòng)中(zhōng)乳化劑的安(ān)全性、效果、價格等因素來看,應更多(duō)使用(yòng)以單甘脂、蔗糖酯為(wèi)主要成分(fēn)的複配乳化劑,不僅提高了乳化體(tǐ)系的穩定性及安(ān)全性,減少乳化劑的使用(yòng)量,同時也是未來乳化劑的發展方向。


圖5. 優脂産(chǎn)品宣傳頁(yè)及包裝(zhuāng)

優百特産(chǎn)品——優脂主要成分(fēn)有(yǒu)溶血卵磷脂、聚氧乙烯20山(shān)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(zuò)為(wèi)一種複合乳化劑,具(jù)有(yǒu)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(wù)種對油脂代謝(xiè)的不同,研發了具(jù)有(yǒu)針對的乳化劑(畜、禽、水産(chǎn)),比市場上的乳化劑更具(jù)有(yǒu)競争性,更符合乳化劑未來的發展趨勢。

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