第5章脂类的营养.ppt

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1、第五章 脂类的营养,脂类化学及其作用 脂类的消化、吸收和代谢 必需脂肪酸,脂类 lipide,广泛存在于动植物体内的有机化合物 大部分由C、H、O组成 含P、N、S等物质的类脂 饲料化学范畴内：乙醚浸出物 甘油三酯（真脂肪或中性脂肪） 类脂（磷脂、糖脂、蛋白脂） 蜡类、甾类和萜类,脂类,不溶于水，但溶于乙醚、苯、氯仿等有机溶剂 能量价值高，是动物营养中重要的一类营养素 种类繁多，化学组成各异 常规饲料分析中将这类物质统称为粗脂肪,第一节 脂类化学及其作用,脂类的组成、结构和分类 脂类的主要性质 脂类的营养生理作用,1. 脂类的分类,真脂肪/中性脂肪/甘油三酯（triglyceride） 类脂（

2、compounds lipide），复合脂类 （磷脂、糖脂、蛋白脂） 蜡类（wax）：由脂肪酸和高级醇类组成的酯 甾类（steroid）：固醇类化合物 萜类：色素物质,非皂化脂类,可皂化脂类,脂类,简单脂类,复合脂类,磷脂类,鞘脂类,糖脂类,脂蛋白质,固醇类,类胡萝卜素类,脂溶性 维生素,甘油酯,糖脂类,蜡质,真脂肪,C、H、O CH2OH CH2OCOR CHOH + 3RCOOH CHOCOR + 3H2O CH2OH CH2OCOR 甘油 脂肪酸 甘油三酯,真脂肪,R为高级脂肪酸的羟基，可相同或不同，分别称为 同酸甘油酯 / 单纯甘油酯， 或 异酸甘油酯 / 混合甘油酯 已发现100多种

3、脂肪酸，绝大多数为偶数碳的直链高级脂肪酸 脂肪酸通式：Cx：y x：碳原子数 y：不饱和双键数,CH2O CO C15H31 CHO CO C17H33 O OH CH2O PO ( CH2 ) 2N (CH3)3 OH,复合脂类,卵磷脂,2. 脂类的主要性质,2.1 脂类的熔点,取决于脂肪酸成分 脂肪酸有固定熔点 饱和度相同，与碳原子数成正比 碳原子数相同，不饱和脂肪酸熔点较低 脂肪硬度直接与其饱和度有关,油/脂？,2.2 脂类的水解特性,一切油脂都可被酸、碱 、脂肪酶水解为甘油和脂肪酸 对脂类营养价值没有影响，但水解产生某些脂肪酸有特殊异味或酸败味，可能影响适口性 脂肪酸碳链越短（特别是4

4、6个碳原子的脂肪酸），异味越浓,2.3 脂类氧化酸败,脂肪中不饱和脂肪酸的双键在光、热、湿、空气或微生物作用下被氧化，生成分子量较小的醛、酸及其衍生物的混合物，产生特有臭味。 高温、高湿、通风不良的情况下，脂肪经微生物作用水解，脂肪酸转化为低级酮 所产生的醛、酮、酸等化合物有剌激性异味，且氧化过程中一些脂溶性维生素被破坏降低饲料适口性和品质,自动氧化 自由基激发的氧化 ，是一个自身催化加速进行的过程 微生物氧化 一个由酶催化的氧化过程 氧化酸败的结果是既降低脂类的营养价值，也产生不适宜的气味 酸败程度可用酸价表示 中和 1 克游离脂肪酸所需的KOH毫克数 酸价大于6的脂肪可能对动物健康不利,影

5、响油脂氧化酸败的主要因素,不饱和脂肪酸的含量，双键的数目以及双键的位置 温度 温度升高氧化速度加快 水分 水分活度控制在0.30.4之间，氧化最慢 重金属的含量 铜铁锌锰在1ppm水平就可催化油脂氧化,2.3 脂肪酸氢化,在催化剂或酶作用下，不饱和脂肪酸的双键得到氢而变成饱和脂肪酸 脂肪硬度增加 不易氧化酸败，有利于贮存 损失必需脂肪酸,3. 脂类的营养生理作用,3.1 脂类的供能贮能作用,动物体内重要的能源物质 含能高，适口性好 热增耗低 转化为净能的效率比蛋白质和碳水化合物高 510 特定动物的主要能源 额外能量效应 脂肪是动物体内主要的能量贮备形式,脂肪作为能源物质的优越性,有机化合物如

6、脂肪、碳水化合物、蛋白质氧化分解时，结构中C-H键裂解，释放能量 脂肪化学组成中H较多，O较少，比同等重量的碳水化合物、蛋白质产热能多，约为2.25倍 最佳能量贮备形式,脂类的额外能量效应,脂肪的额外能量效应/脂肪的增效作用 饲粮中添中一定水平的油脂替代等能值的碳水化合物和蛋白质，能提高饲粮代谢能，使消化过程中能量消耗减少，热增耗降低，使饲粮的净能增加 额外能量效应的可能机制 饱和脂肪与不饱和脂肪间存在协同作用 延长食糜在消化道的时间，提高营养素的消化吸收率 脂肪酸可直接沉积在体脂内，减少了由饲粮碳水化合物合成体脂的能量消耗 影响因素多,动物体内主要的能量贮备形式,体内脂肪沉积规律 早期表现为

7、细胞增多，后期表现为细胞容积增大 体内各部分脂肪沉积量和速度不一致： 皮下脂肪（颈部腿部胸部）腹部脂肪肌肉组织 褐色/棕色脂肪：颤抖生热,3.2 脂类可作为机体结构物质,动物体组织细胞的重要组成部分 细胞膜： 细胞器：线粒体、微粒体、高尔基体中的磷脂 组织：肌肉、骨骼、皮肤、血液、神经 内脏器官：肝、肾、肺 遍布各组织器官中，动物生长新组织、恢复旧组织，必须由饲料摄取脂肪或形成脂肪的原料,细胞膜结构,二脂类的营养生理作用,3.3 提供必需脂肪酸 亚油酸、亚麻油酸、花生四烯酸 3.4 协助脂溶性物质的吸收 脂类可供作动物体内的溶剂和载体 如脂溶性维生素的吸收、转运 3.5 维持体温、防护作用 作

8、为绝缘、衬垫物质保护脏器，隔热保温 3.6 调节内分泌功能,3.7 油脂在饲料加工中的作用,提高能量水平 改善适口性 降低粉尘,第二节 脂类的消化、吸收和代谢,消化、吸收及转运 脂类代谢及其效率,1.脂类的消化、吸收及转运,非极性 水溶性乳糜微粒 脂类水解 水解产物形成水溶性微粒 小肠黏膜摄取微粒 微粒在小肠黏膜细胞中重新合成甘油三酯 甘油三酯进入血液循环,乳糜微粒,十二指肠 空肠 血液,小肠黏膜,脂肪,脂蛋白,1.1 非反刍动物的消化吸收,脂肪酶：胰、幼小动物口腔 脂类需乳化至直径0.5才便于水解 酸性环境不利于乳化，脂类在胃中不易消化 主要在小肠中被胰脂酶水解 胰液、胆汁作用下，胰脂酶、胆

9、盐协同完成 磷脂、胆固醇也在胆盐和相应酶的作用下水解,消化过程,消化道前段 口腔：幼小动物口腔脂肪酶 胃：逆流进胃中的胰脂酶 十二指肠 ：胆汁激活胰脂酶、乳化脂类 ；甘油三酯水解产生甘油一 酯和游离脂肪酸；磷脂水解成溶血性卵磷脂；胆固醇酯水解生成胆固醇和脂肪酸；胆酸、脂类消化产物、脂溶性维生素、类胡萝卜素等形成混合乳糜微粒 。 消化道后段的消化 大肠：与瘤胃中类似 不饱和脂肪酸变成饱和脂肪酸，胆固醇变成胆酸,吸收过程,混合乳糜微粒在与肠绒毛膜接触时即破裂，释放出的脂类水解产物主要在十二指肠和空肠上段被吸收，并释放出胆盐 吸收的长链脂肪酸（12C以上）在肠粘膜上皮细胞中，与甘油一酯重新合成甘油三

10、酯（乳糜微粒CM） 中、短链脂肪酸直接经门静脉血转运 猪、禽吸收消化脂类的主要部位是空肠,胆盐的吸收,猪等哺乳动物 主要在回肠以主动方式吸收 能溶于细胞膜中脂类的未分解胆酸在空肠以被动方式吸收 禽整个小肠都能主动吸收胆盐，但回肠吸收相对较少 各种动物吸收的胆盐，经门脉血到肝脏再从胆汁分泌重新进入十二指肠，形成胆汁肠肝循环,脂类水解产物的吸收,通过易化扩散过程吸收 鸡的吸收过程不需要胆汁参加 吸收进入细胞是不耗能的被动转运过程，但进入细胞后重新合成脂肪则需要能量 重新合成的甘油三酯、磷脂、固醇与特定蛋白质结合，形成CM和VLDL，经淋巴系统进入血液循环 实际上从肠道吸收脂肪的过程也消耗了能量，只

11、有短链或中等链长的脂肪酸吸收后直接经门静脉血转运而不耗能,影响脂类、脂肪酸吸收率的主要因素,C链长度 短链 长链 饱和程度 双键多 双键少 存在形式 游离脂肪酸 甘油三酯,1.2 反刍动物的消化吸收,瘤胃尚未发育成熟的反刍动物，脂类的消化与非反刍动物类同 瘤胃脂类的消化，实质上是微生物的消化 脂类的质和量发生明显变化,瘤胃,脂肪酸,甘油,饱和脂肪酸,异构化脂肪酸,完全氢化,部分氢化,挥发性脂肪酸,微生物分解,支链脂肪酸 奇数碳脂肪酸,微生物合成,混合乳糜微粒,小肠,脂类在瘤胃的消化特点,不饱和脂肪酸氢化 ，必需脂肪酸减少 部分氢化的不饱和脂肪酸发生异构变化 脂类中的甘油被大量转化为挥发性脂肪酸

12、 微生物酶解的产物是甘油而非甘油一酯 支链脂肪酸和奇数碳原子脂肪酸增加,脂类经过重瓣胃和网胃时，基本上不发生变化 在皱胃，饲料脂肪、微生物与胃分泌物混合，脂类逐渐被消化，微生物细胞也被分解 进入十二指肠的脂类由少量瘤胃中未消化的饲料脂类、吸附在饲料颗粒表面的脂肪酸以及微生物脂类构成 由于脂类中的甘油在瘤胃中被大量转化为挥发性脂肪酸，反刍动物十二指肠中缺乏甘油一酯，消化过程形成的混合微粒构成与非反刍动物不同,脂类在小肠的消化,成年反刍动物小肠中混合微粒由溶血性卵磷脂、脂肪酸及胆酸构成 链长=14C的脂肪酸可不形成混合乳糜微粒而被直接吸收 成年反刍动物小肠粘膜细胞中的甘油三酯通过磷酸甘油途径重新合

13、成 进入十二指肠的脂肪酸总量可能大于摄入量 消化损失小 + 微生物脂类,反刍动物对脂类消化产物的吸收,瘤胃中产生的短链脂肪酸主要通过瘤胃壁吸收 其余脂类的消化产物，进入回肠后都能被吸收 空肠前段呈酸性环境，主要吸收混合微粒中的长链脂肪酸 中、后段空肠主要吸收混合微粒中的其他脂肪酸,2.脂类的转运,血中脂类主要以脂蛋白的形式转运 CM、VLDL、LDL、HDL 中、短链脂肪酸可直接进入门静脉血液 禽类淋巴系统发育不健全，所有脂类基本上都是经门脉血液转运 游离脂肪酸（FA）通过被动扩散进入细胞内，甘油三脂经毛细血管壁的酶分解成游离脂肪酸后再被吸收；未被吸收的物质经血液循环到达肝脏进行代谢,脂蛋白的

14、种类,乳糜微粒（CM） 转运外源性脂肪 极低密度脂蛋白质（VLDL） 转运内源性甘油三脂 低密度脂蛋白质（LDL） 转运内源性胆固醇 高密度脂蛋白质（HDL） 将吸收的或肝外组织中合成的胆固醇脂、磷脂运到肝脏,脂类代谢,饲料脂类在体内代谢极为复杂，受遗传、动物种类和营养的影响 在饲粮脂类和能量供给充足情况下，体内以甘油三酯的合成代谢为主 饥饿条件下则以氧化分解代谢为主,脂肪合成的部位,猪和反刍动物 主要在脂肪组织 人 主要在肝脏 禽 完全在肝脏，过量则沉积于肝中 鼠、兔 肝脏和脂肪组织,肥肝 Foie gras,脂肪合成与畜体脂构成,饲粮不饱和脂肪酸在猪、禽体内不经氢化可直接沉积在体脂肪中 马

15、、兔体脂肪的饱和程度仍受饲料脂肪较大的影响 反刍动物体脂肪硬度大、熔点高、饱和脂肪酸含量多,脂肪的氧化供能,肌肉细胞中的脂肪 饲粮和内源代谢供给的脂肪酸 心肌氧化 -羟基丁酸供能,脂类的代谢效率,脂肪沉积的效率 营养素（前体） 脂肪（产物） 效率 饲粮脂肪 体脂肪 70-95 乙酸 棕榈酸酯 72 葡萄糖 三棕榈酸酯 80 蛋白质（鱼粉） 体脂肪 65 脂肪氧化供能的效率 棕榈酸净生成129molATP=(128+75-2)，效率43% 乙酸38，丙酸39，丁酸41，己酸42，硬脂酸43，甘油44,第三节 必需脂肪酸和共轭亚油酸,必需脂肪酸及其生物学作用 动物EFA的来源和供给 动物EFA产品

16、的应用 共轭亚油酸的营养作用,一、EFA及其生物学功能,PUFA：高度不饱和或多不饱和脂肪酸 具有两个或两个以上双键的脂肪酸 EFA：必需脂肪酸 凡是体内不能合成，必需由饲粮供给或能通过体内特定先体物形成，对机体正常机能和健康具有重要保护作用的脂肪酸 动物缺乏在脂肪酸碳链上由羧基端第9位C与末端甲基之间合成双键的能力,1. 相关概念,2. EFA的种类,亚油酸 linoleic acid -亚麻油酸 -linolenic acid 花生四烯酸 arachidonic acid 亚油酸和-亚麻油酸动物体内不能合成 花生四烯酸和-亚麻油酸在动物体内合成的量可能很少 反刍动物能有效保留饲粮中一定量的

17、EFA,3. EFA结构特点,分子中二乙烯基甲烷链节结构 （- CH = CH - CH2 CH = CH - ）中有两个或两个以上双键 双键为顺式构型（两侧基团相同） 羧基远端的双键在C6、C7或C3、C4处,亚油酸 -6 CH3(CH2)3(CH2CH=CH)2(CH2)7COOH -亚麻油酸 -3 CH3 (CH2CH=CH)3(CH2)7COOH 花生四烯酸 -6 CH3(CH2)3(CH2CH=CH)4(CH2)3COOH,4. EFA命名,-编号系统：从脂肪酸碳链的甲基端开始计数，为碳原子编号 -3、-6、-7和-9系列 -6系列 18:2-6（亚油酸）18:3-6(-亚麻油酸）2

18、0:3-6C20:4-6（花生四烯酸）C22:4-6C22:5-6 -3系列 18:3-3（-亚麻油酸）18:4-3 C20:4-3C20:5-3C22:5-3C22:6-3,5. EFA的缺乏症状,病理变化 皮肤损害，出现角质鳞片，体内水分经皮肤损失增加，毛细管变得脆弱，动物免疫力下降，生长受阻，繁殖力下降，产奶减少，甚至死亡 幼龄、生长迅速的动物反应更敏感 生化水平变化 体内亚油酸系列脂肪酸比例下降，特别是一些磷脂的含量减少 细胞水平的代谢变化 影响磷脂代谢，造成膜结构异常，通透性改变，膜中脂蛋白质的形成和脂肪的转运受阻,6. EFA的生物学功能,是细胞膜、线粒体膜和质膜等生物膜脂质的主要

19、成分，在绝大多数膜的特性中起关键作用，也参与磷脂的合成 合成类二十烷的前体物质 类二十烷：前列腺素、凝血恶烷、环前列腺素和白三烯等 维持皮肤和其他组织对水分的不通透性 降低血液胆固醇水平,二、动物EFA的来源和供给,非反刍动物和幼龄反刍动物能从饲料中获得所需要的EFA 幼龄、生长快和妊娠动物可能不足，表现出缺乏症 正常饲养条件下，反刍动物不会产生EFA缺乏 瘤胃微生物合成的脂肪能满足宿主动物脂肪需要的20，其中细菌合成占4，原生动物合成占16，后者合成的脂肪中亚油酸含量可高达20 饲料脂肪在瘤胃中未被氢化部分,EFA缺乏的判定指标,三烯酸四烯酸比（triene-te-traene-ratio）

20、 EFA缺乏时，-6系列的C20:4（花生四烯酸 ）显著下降，-9系列分子内部转化增加，-9系列的C20:3显著积累，C20:3-9/C20:4-6的比值显著增加 比值在一定程度上可反映体内EFA满足需要的程度 建议把0.4作为确定鼠和其他动物亚油酸最低需要的标识,动物EFA产品的应用,鹅肥肝 (Foie Gras) 深海鱼油,Foie Gras, the symbol of gastronomic luxury. Considered a delicacy through the ages, Foie Gras is graded by the size, color and firmnes

21、s of the liver produced from Moulards. Grade A is the largest, best-colored and firmest liver. Grades B and C are still entirely wholesome and acceptable for cooking. FRESH - Grade “A“ FRESH - Grade “B“ FRESH - Grade “C“ FROZEN - Grade “C“ Boneless Moulard Breasts,肥肝,口感细嫩，风味独特，营养丰富，含有大量人体不可缺少的不饱和脂肪酸

22、和多种维生素 不饱和脂肪酸含量高达6070%，每100克鹅肥肝中卵磷脂含量高达4.57克 不饱和脂肪酸可降低人体血液中胆固醇的含量；卵磷脂具有降低血脂、软化血管、延续衰老、预防心脑血管疾病等保健功效，是当今国际市场保健药物和保健食品中必不可少的重要成分,肥鹅肝法国名吃,吃的是口感：妙处在于“化”入口即化 特定地区特别品种鹅的填饲 用发育良好、体格健壮的鹅和鸭，经人工强制填饲大量玉米，快速育肥，促使肝脏大量积贮脂肪形成特大的脂肪肝。这种特殊的肥肝比正常的肝要大56倍，甚至10倍以上 与喂填鸭相仿佛，只是目的不在肥鹅而在肥肝：每个细胞里都充溢着脂肪的肝才能达到“化”境,深海鱼油 主要功效成份：二十二碳五烯酸（）和二十二碳六烯酸（） EPA和DHA属于-3(Omega-3)不饱和脂肪酸。EPA是人体合成具有控制血液凝固等功能的前列腺素所需的重要成份。DHA是脑组织和视网膜组织中的一种重要成份，在神经组织的传导中也起着重要作用，有助于提高记忆力，有“脑黄金”之称。,四、共轭亚油酸的作用,促生长 防癌、防疾病 调节脂肪代谢 增强免疫功能,复习题,脂类的组成、主要性质？ 脂类的营养生理作用？ 单胃动物与反刍动物在脂类的消化、吸收、代谢方面有何异同？何为胆汁肠肝循环？ 反刍动物脂类瘤胃微生物消化的特点？ EFA的概念与作用？,