用于泌乳反刍动物的饲料的制作方法
【专利说明】用于泌乳反刍动物的饲料
【背景技术】
[0001] 饲喂泌乳动物，诸如奶牛时，增加奶产量和改善奶质量一直是主要目标。取决于动 物，饲料组分会显著不同。例如，反刍动物能够消化对于非反刍动物难以消化的纤维植物类 食物或粗饲料。反刍动物可包括泌乳动物，诸如，例如牛、山羊、绵羊和奶牛。粗饲料的一些 示例包括干草、牧草青贮料、玉米青贮料、稻草和牧草，以及各种全谷物/豆科青贮料和其他 草料。
[0002] 为了高效产奶，除粗饲料外，也可给反刍动物饲料浓缩物，所述饲料浓缩物可包含 能量组分（即，碳水化合物和脂肪）、蛋白质组分、矿物质、微量营养物和维生素。普通饲料名 目的一些示例包括谷物饲料(玉米、燕麦、大麦、小麦）、植物含油种子粉碎物或粗粉（油菜 籽)和大豆。也可使用来自食品工业的大量不同副产品。
[0003] 尽管在过去几十年中牛的奶产量已经有所增加，但饲料的利用率本质上没有得到 改善。如今每千克奶需要摄取的能量的量与几十年前需要的量相同。当能量的利用变得更 有效时，奶产量可增加并且奶中蛋白质和脂肪浓度可增加。
[0004] 大部分关于增加奶脂肪含量的尝试倾向于降低奶产量和/或蛋白质含量，并且导 致其他不希望的影响，诸如在奶脂肪的脂肪酸特征方面，增加的反式脂肪酸水平。因此，仍 然存在对可增加具有增加的奶脂肪水平的奶产量的新组合物和方法的需要。
【发明内容】
[0005] 在一个实施例中，一种用于反刍动物的营养物包含至少一种以衍生部分衍生的脂 肪酸部分。
[0006] 在一个实施例中，一种制备用于反刍动物的饲料组合物的方法包括提供至少一种 以衍生部分衍生的脂肪酸部分，并且将所至少一种以衍生部分衍生的脂肪酸部分与至少一 种营养物结合以制备所述饲料组合物。
[0007] 在一个实施例中，一种增加由泌乳反刍动物产生的奶的量和由所述泌乳反刍动物 产生的所述奶中的奶脂肪含量中的至少一种的方法，包括饲喂所述泌乳反刍动物具有至少 一种以衍生部分衍生的脂肪酸部分的饲料组合物。
【附图说明】
[0008] 图1A和1B描绘了根据实施例的具有衍生的脂肪酸部分的反刍动物饲料的示意图。
[0009] 图2A-2E描绘了根据实施例的衍生的棕榈酸部分。
【具体实施方式】
[0010] 相对于在此给出的描述，"反刍动物"是一类具有多室胃的哺乳动物，所述多室胃 通过在第一室(瘤胃）软化纤维素类食物并使半消化物质流回使动物具有消化纤维素类食 物的能力。所述流回物，称为反刍的食物，之后被反刍动物再次咀嚼。反刍动物的具体示例 包括，但不限于，牛、野牛、水牛、牦牛、骆盤、美洲盤、长颈鹿、尾鹿、麋鹿、玲羊、绵羊和山羊。 反刍动物产生的奶广泛地用于各种奶类产品中。奶牛对于奶的生产和加工的奶产品，诸如， 例如酸奶、乳酪、乳清和冰淇淋具有相当大的商业意义。
[0011] 在乳腺中奶的形成是受激素调节的复杂酶促过程，所述过程需要细胞水平的大量 ATP能量，以及合适的原材料和酶。奶的主要组分，即乳糖、蛋白质和脂肪，是在乳房的细胞 中合成的。除了一些氨基酸的可利用性，乳腺中葡萄糖的可利用性已经被认为是产奶中的 主要限制因素。醋酸盐也是奶脂肪从头合成的重要原材料。醋酸盐提供相关能量源，并且已 确定醋酸盐在能量代谢中作为所有奶组分合成中ATP形成的部分具有独特作用。
[0012] 在反刍动物的饲喂中，如上所述，粗饲料可以补充有能量和蛋白质组分、矿物质、 微量营养物和维生素等。由于饮食中添加的脂肪很少超过3wt%，所以包含的脂肪通常是最 低的。一些量的植物油、脂肪酸钙盐和主要为饱和脂肪酸的混合物(例如，硬脂酸和棕榈酸） 可添加到饮食中。由于具有低碘值的脂肪通常难以消化(碘值越高，不饱和度越大，或脂肪 中存在的C = C键数量越大），大部分添加的脂肪都具有远远大于10的碘值。例如，大豆油具 有约120至约136的碘值，并且玉米油具有约109至约133的碘值。
[0013] 瘤胃中的微生物将饲料中的碳水化合物发酵为乙酸、丁酸和丙酸，其中丙酸通常 是最重要的葡萄糖前体。这些酸可通过瘤胃壁被吸收并且输送到肝脏，在肝脏中，酸被转化 为有用的营养物。醋酸盐可在肝脏中被消耗掉用于产生能量。其也可在肝脏中被转化为更 长脂肪酸。这些脂肪酸可起脂肪前体的作用。醋酸盐的一部分可随着血液循环转移到乳腺， 在所述乳腺中醋酸盐可用于具有通常十六或更少碳原子的脂肪酸的合成。丁酸还可用作奶 脂肪的前体。
[0014] 饲料中蛋白质的一部分通常通过瘤胃中的微生物的方式降解为氨，氨的一部分通 过瘤胃壁被吸收，并可在肝脏中被转化为尿素。上述蛋白质的另一部分可由微生物被转化 为微生物蛋白质，微生物蛋白质接下来可从小肠作为氨基酸被吸收。饲料中蛋白质的另一 部分可直接输送到小肠并作为氨基酸，诸如受保护的氨基酸被吸收。在一些条件下，饲料的 高蛋白质摄取量可导致奶的尿素浓度增加，并不因此必然增加奶蛋白质含量。
[0015] 饲料中的脂肪可由瘤胃改性，并且因此奶脂肪谱可通常与饲料中的脂肪谱不相 同。在瘤胃中不完全惰性的所有脂肪都可降低饲料摄取量和饲料材料的瘤胃消化率。奶成 分和脂肪质量可以受到反刍动物饮食的影响。油性饲喂（例如，植物油）可对瘤胃机能和奶 形成都有负面影响。奶蛋白质浓度可降低，脂肪浓度可降低，反式脂肪酸的比例可增加，而 脂肪的特性在工业奶加工过程中可被削弱。典型的奶脂肪可含有多于70wt%的饱和脂肪 酸，并且大约三分之一的奶脂肪可为棕榈酸。
[0016] 油和脂肪性饲喂的有害作用可以通过阻止甘油三酯脂肪水解来减弱。例如可通过 用甲醛处理的酪蛋白保护脂肪来降低脂肪水解。另一种替换方案是制成不溶性脂肪酸钙 盐，由此可避免瘤胃中的氢化。然而，脂肪酸盐的缺点限制了其在饲料中的可用性。所述盐 的刺鼻味道通常可导致降低的饲料摄取量。所述盐也可干扰饲料的造粒。
[0017] 从饲料获得的营养物可在形成奶组分之前以若干种方式代谢掉。被输送到小肠的 饲料中饱和与不饱和脂肪酸可作为胶束被吸收，并且可在小肠壁内被转化为甘油三酯、磷 脂和脂蛋白。这些可在淋巴中输送，经过肝脏进入血液循环以供，例如，肌肉和乳腺的需要。 因此，从饮食中吸收的任何长链脂肪酸都不可能引起脂肪肝。当动物体重减轻时出现脂肪 肝，并当代谢肝脏中高量的饱和脂肪酸时经常出现。
[0018] 细胞能量在线粒体中产生。线粒体产生能量、三磷酸腺苷(ATP)，供整个细胞代谢 系统的需要。细胞以及乳腺细胞含有几十个线粒体。乳腺和心脏肌肉尤其需要大量的能量。 已经确定的是，某些营养因子可增强线粒体功能。ATP是细胞用于各种需要的能量形式。ATP 形成中的中间产物被称为活性乙酸(乙酰-CoA)。
[0019] 能量消耗的一个重要度量是乙酰-CoA。乙酰-CoA通常从碳水化合物和脂肪获得， 并且，在能量缺乏的情况下，也从蛋白质的碳链获得，但该过程是不经济的。乙酰-CoA可以 经由丙酮酸途径从碳水化合物获得，该途径对非反刍动物来说很重要，但对于反刍动物就 没那么重要了。反刍动物体内乙酰-CoA的主要来源，除了瘤胃中形成的乙酸，就是脂肪酸的 β氧化。反刍动物不使用太多的葡萄糖来产生乙酰-CoA。为此，使用乙酸酯。乙酸酯部分衍生 自脂肪酸的β氧化，其中棕榈酸提供了显著作用。
[0020] 已经确定的是，饲料中的饱和脂肪酸，诸如棕榈酸，可令人惊奇地适用于产生乙酸 和乙酰-CoA。此外，当存在增强线粒体功能的合适的酶和营养因子时，线粒体能量的可用性 是灵活的，并遵循需求。棕榈酸本质上是一个良好的能量雏形，从其可"容易"地取得能量用 于使用。
[0021] 饱和脂肪、棕榈酸，已被确定为能量的重要来源。棕榈酸也用在若干细胞功能和功 能性分子中用于若干不同的任务。酶可合成棕榈酸，例如，在肝脏和乳腺中。不同的组织经 由棕榈酸的β氧化获得能量。如果从棕榈酸产生的八个乙酰-CoA用于柠檬酸循环中的完全 氧化，则可从一个棕榈酸分子获得129个ATP分子。当线粒体的功能有效时，每当需要时都可 从棕榈酸获得大量的能量。
[0022] 能量对于奶组分的产生是重要的。乳糖(葡萄糖和半乳糖的二糖)可以是影响奶渗 透压的最重要因素，并且因此乳糖合成也调节分泌的奶量。奶乳糖约80%_85%的碳可衍生 自葡萄糖。半乳糖的一部分碳可由乙酸酯产生。乳糖在乳腺细胞中的高尔基体中合成，并且 该过程需要三个ATP分子用于形成一个乳糖分子。因此，乙酸酯的足量供应可以允许葡萄糖 节省下来用于产生乳糖。
[0023] 乳蛋白合成所需的氨基酸可部分从血液获得。非必需氨基酸可通过利用醋酸盐的 碳C2链在乳腺中合成，但是这个过程还需要ATP能量。在该蛋白合成中，需要大约30mmol ATP/lg蛋白。奶脂肪合成所需的能量根据乳脂是如何形成而变化。脂肪酸的一部分可在乳 腺中的从头合成获得，部分可经由消化道从饲料中获得，或在瘤胃或肝脏中转化后获得。此 外，脂肪酸的酯化作用需要1 〇. 5mmo 1 ATP/1 g脂肪。
[0024] 当脂肪酸在乳房中合成（即，从头合成)时，需要约27mmol ATP/克脂肪。因此，从血 液循环获得越多的奶脂肪组分作为脂肪酸，可存储越多的能量用于其他目的。短链及中链 脂肪酸仅经由从头合成获得，而长链脂肪酸(C18以及更长)仅从血液循环获得。奶脂肪酸中 基本上只有棕榈酸可以两种方式产生。考虑到节省能量，理想的是直接从血液循环获得更 多的棕榈酸。
[0025]奶脂肪的组成通常与饲料的脂肪组成明显不同。瘤胃水解以及氢化对这种不同有 部分影响。自醋酸盐从头合成也在乳腺中进行并对乳脂的组合物产生影响。在肝脏中，大多 合成了较长的脂肪酸，还合成了棕榈酸。另一方面，在乳房中，主要合成了短链脂肪酸，还合 成了棕榈酸。饮食中高浓度的〉C18的脂肪酸可以降低脂肪酸的合成。
[0026]常规的饲料原料通常可包含饲料中使用的常见的蛋白质、碳水化合物和/或含脂 材料。所述蛋白质、碳水化合物和/或含脂原料可包括，例如，谷物、豌豆、豆类、糖蜜和植物 油籽粉碎物或粗粉。除蛋白质、碳水化合物和含脂原料外，所述饲料还可含有其他的原料， 诸如矿物质、添加剂和/或助剂。添加剂可包括微量营养物和维生素。助剂的示例可包括造 粒剂，诸如硫酸木质素和/或胶质粘土。在一个实施例中，可使用所述蛋白质、碳水化合物和 含脂原料中至少两种的混合物。在各种实施例中，该混合物的蛋白质含量可为约0. lwt % -约55wt%、约5wt%_约45wt%、或约8wt%_约40wt%。所述蛋白质含量可例如通过采用凯氏 定氮分析方法来测定。在一个实施例中，混合物的淀粉含量可为约〇. lwt%_约50wt%、约 5wt%_约40wt%、约5wt%_约35wt%、或约5wt%_约20wt%。所述淀粉含量可例如通过 AACCI76-13.01方法(美国谷物化学家国际协会-方法76-13.01-总淀粉分析程序(Megazyme 淀粉葡糖苷酶/α_淀粉酶法））来测定。
[0027] 已令