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 ]在饲喂诸如奶牛等泌乳产奶动物时，增加乳产量和提高乳质量一直是主要目标。 饲料组分可根据动物类型显著变化。例如，反刍动物能消化基于纤维植物的食物、或粗饲 料，这些对于非反刍动物来说是难以消化的。反刍动物可包括泌乳动物诸如，例如牛、山羊、 绵羊，以及奶牛。一些粗饲料的实例包括干草、牧草青贮料、玉米青贮料、稻草和牧草，以及 各种全粒谷物/豆类植物青贮料和其他饲料。
[0002]为了有效地产乳，除了粗饲料之外，也可给予反刍动物饲料浓缩物，该饲料浓缩物 可包括能量组分（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。常见 的饲料种类的一些实例包括谷物饲料(玉米、燕麦、大麦、小麦）、蔬菜油籽粉碎物或粗粉(油 菜籽)和大豆。也可使用来自食品工业的大量不同种类的副产品。
[0003]尽管在过去几十年中奶牛的乳产量已经有所增加，但是饲料的利用程度在本质上 还未提高。如今每千克乳所需要的能量摄入量与几十年前所需要的是相同的。当能量的利 用变得更加有效，乳产量会增加且乳中蛋白质和脂肪的浓度会增加。
[0004] 大多数对于增加乳脂肪含量的尝试倾向于降低乳产量和/或蛋白质含量，且导致 对乳脂肪的脂肪酸组成产生其他不期望的影响，诸如反式脂肪酸水平增加。因此，仍然需要 能够在增加乳脂肪水平的同时增加乳产量的新组合物和方法。
【发明内容】
[0005] 在一个实施例中，用于反会动物的饲料组合物包括至少一种载体、至少一种共价 连接至所述载体的脂肪酸部分，以及至少一种营养组分。
[0006] 在一个实施例中，一种用于反刍动物的营养物，其包括可摄取的聚合物载体、以及 至少一种共价连接至所述聚合物载体的棕榈酸部分。
[0007] 在一个实施例中，一种用于生产用于反刍动物的营养物的方法，其包括将至少一 种棕榈酸部分共价键合至载体以产生棕榈酸颗粒，并使所述棕榈酸颗粒分散于反刍动物饲 料及饮用水中的至少一种用于反刍动物摄取。
[0008] 在一个实施例中，一种方法，其用于增加泌乳反刍动物产乳量和泌乳反刍动物所 产乳的乳脂肪含量中的至少一种，所述方法包括向泌乳反刍动物饲喂饲料组合物，所述饲 料组合物具有至少一种共价键合至载体的棕榈酸部分。
【附图说明】
[0009] 图1描述了根据一个实施例的共价连接至棕榈酸分子的载体颗粒的示意图。
[0010]图2描述了根据一个实施例的简化的共价连接至棕榈酸的半纤维素颗粒。
【具体实施方式】
[0011]关于本文所述的描述，"反刍动物"为一类具有多室胃的哺乳动物，多室胃使得动 物能够通过在胃的第一室(瘤胃）中通过软化基于纤维素的食物并反刍半消化的物质，来消 化该基于纤维素的食物。反刍物，被称作反刍的食物，然后由反刍动物再次咀嚼。反刍动物 的具体实例包括但不限于牛、野牛、水牛、牦牛、骆驼、美洲驼、长颈鹿、鹿、麋鹿、羚羊、绵羊 和山羊。由反刍动物产生的乳被广泛用于各种乳制品。奶牛在产乳和加工乳制品（诸如，例 如乳酪、奶酪、乳清和冰淇淋)方面具有相当大的商业意义。
[0012] 乳在乳腺中的形成是一个复杂的由激素调节的酶促过程，其需要很多细胞水平的 ATP能量，以及合适的起始材料和酶。乳的主要组分，即乳酸、蛋白质和脂肪，在乳房的细胞 中合成。除了一些氨基酸的可用性之外，乳腺中的葡萄糖可用性已被认为是乳产量的主要 限制因素。乙酸酯也是重要的乳脂肪从头合成的起始材料。乙酸酯提供了相关的能量源，且 乙酸酯已确定在能量代谢中具有独特的角色、即作为在所有乳组分合成中的ATP形成的一 部分。
[0013] 在饲喂反刍动物时，如上所述，粗饲料可以被添加能量和蛋白质组分、矿物质、微 量营养素和维生素等等。由于加入的脂肪量很少超过饮食的3wt%，因此脂肪含量通常为最 低。若干量的植物油、脂肪酸钙盐、和主要为饱和脂肪酸(例如硬脂酸和棕榈酸)的混合物可 被加入饮食中。由于具有低碘值的脂肪通常是难以消化的（碘值越高，不饱和度越大，或存 在于脂肪中的C = C键的数量越多），大多数加入的脂肪具有远大于10的碘值。例如，大豆油 具有为约120-136的碘值，以及玉米油的碘值为约109-133。
[0014] 瘤胃中的微生物将饲料中的碳水化合物发酵成乙酸、丁酸和丙酸，且丙酸通常为 葡萄糖的最重要的前体。这些酸可以通过瘤胃壁被吸收，且被运输至肝脏，在肝脏中它们被 转化成有用的营养物。在肝脏中乙酸酯可以被消耗以产生能量。它也可以在肝脏中被转化 成更长的脂肪酸。这些脂肪酸可作为脂肪的前体起作用。一部分乙酸酯可经由血液循环被 转移至乳腺，在这里乙酸酯可以被用来合成通常具有十六个或更少碳原子的脂肪酸。丁酸 也可被用作乳脂肪的前体。
[0015] 饲料中的部分蛋白通常通过瘤胃中的微生物降解为氨，部分氨会通过瘤胃壁而被 吸收，并且在肝脏中可以被转化为尿素。另一部分的蛋白质可以被微生物转化成微生物蛋 白质，这些微生物蛋白质之后可以作为氨基酸在小肠内被吸收。饲料中的再另一部分蛋白 质可以被直接运输到小肠，并且可以作为氨基酸被吸收，诸如保护氨基酸。在某些情况下， 从饲料中摄入大量的蛋白质可以导致乳中尿素含量的升高，但是不会因此必然地增加乳蛋 白含量。
[0016] 饲料中的脂肪可以被瘤胃改性，因此乳脂肪的组成通常会与饲料中的脂肪组成有 所不同。在瘤胃内并非完全惰性的所有脂肪可以减少饲料的摄入量以及瘤胃对饲料物料的 消化能力。乳的成分和脂肪的质量可以受到反刍动物的饮食的影响。进食油类(例如植物 油)可以对瘤胃功能和乳的形成都产生负面的影响。乳蛋白含量可以被降低，脂肪含量可以 被减少，反式脂肪酸的比例可以被升高并且脂肪在工业乳品加工中的性能可以被减弱。典 型的乳脂肪可以包含70wt%以上的饱和脂肪酸，并且约三分之一的乳脂肪可以是棕榈酸。
[0017] 通过防止甘油三酯脂肪水解，可以减弱进食油和脂肪的有害效果。脂肪水解可以 被减弱，例如用甲醛预处理过的酪蛋白来保护脂肪。另一种选择是制备不溶性脂肪酸钙盐， 借此可以避免瘤胃中的氢化作用。然而，脂肪酸盐的缺点是会限制其在饲料中的可用性。盐 的刺激性味道通常可以导致饲料摄入量的减少。盐还可以干扰饲料的造粒。
[0018] 从饲料中获取的营养物质在形成乳组分前可以通过许多方式而被代谢。被运送到 小肠的饲料中的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸可以作为胶束被吸收，并且可以在小肠壁中被 转化为甘油三酯、磷脂和脂蛋白。这些物质可以被运送到淋巴管内，经过肝脏并进入血液循 环为例如肌肉和乳腺提供所需。因此，从饮食中吸收的任何长链脂肪酸都不会导致脂肪肝。 脂肪肝会在动物体重减轻时出现，并且在代谢大量饱和脂肪酸时经常出现。
[0019] 细胞的能量是在线粒体中产生的。线粒体产生能量，三磷酸腺苷(ATP)，为整个细 胞新陈代谢系统提供需要。细胞，包括乳腺细胞，含有数十个线粒体。特别是乳腺和心肌需 要大量的能量。已经确定的是，一些营养因子可以增强线粒体的功能。ATP是细胞用于各种 需求的能量形式。ATP形成的中间产物被称为活性乙酸(乙酰辅酶A)。
[0020] 耗能量的关键测量值是乙酰辅酶A。乙酰辅酶A通常由碳水化合物和脂肪来获得， 在能量缺乏的情况下，也可以通过蛋白质的碳链获得，这个过程是不经济的。乙酰辅酶A可 以经由丙酮酸途径由碳水化合物获得，这对于非反刍动物是很重要的，但对反刍动物较不 重要。除了在瘤胃中形成的乙酸，反刍动物乙酰辅酶A的主要来源是脂肪酸的β-氧化。反刍 动物不使用大量的葡萄糖来生产乙酰辅酶Α。为了达到这个目的，使用乙酸酯。乙酸酯部分 来源于脂肪酸的β-氧化，其中棕榈酸发挥重要的作用。
[0021] 已经确定的是，饲料中的饱和脂肪酸，诸如棕榈酸，可以出人意料地适合于生产乙 酸以及还有乙酰辅酶Α。另外，当增强线粒体功能的合适的酶和营养因子存在时，可从线粒 体获得的能量是灵活且遵循需求的。棕榈酸是一种很好的能量预加工品，从中可以"容易 地"获取能量以便使用。
[0022]饱和脂肪、棕榈酸已被确定是能量的一个重要来源。棕榈酸也被用于一些细胞功 能中以及功能性分子中用于不同任务。酶能够合成棕榈酸，例如在肝脏和乳腺中。不同的组 织通过棕榈酸的β-氧化获取能量。如果产生于棕榈酸的八个乙酰辅酶Α被用于柠檬酸循环 的完全氧化，由一个棕榈酸分子可以获得129个ATP分子。当线粒体的功能有效时，可以在任 何需要的时候由棕榈酸获得大量的能量。
[0023] 能量对于乳组分的生产是很重要的。乳糖（由葡萄糖和半乳糖组成的二糖)可以是 影响乳渗透压的最重要因素，因此，乳糖的合成还会调节乳的分泌量。乳中乳糖的碳约80-85%可以来源于葡萄糖。半乳糖中部分的碳可以由乙酸酯产生。乳糖是在乳腺细胞的高尔 基体中合成的，这个合成过程需要三个ATP分子用于形成一个乳糖分子。因此乙酸酯的充分 供应可以使得葡萄糖节省下来用于乳糖产生。
[0024] 乳蛋白合成所需要的氨基酸可以部分地从血液中获得。非必需氨基酸可以通过利 用乙酸酯的碳C2链在乳腺中合成，但这种方法也需要ATP能量。在该蛋白质的合成中需要大 约30mmol ATP/lg蛋白质。乳脂肪合成所需的能量的变化取决于乳脂肪是如何形成的。可以 在乳腺中的从头合成中获得部分脂肪酸，并且经由消化道从饲料中、或在瘤胃中或肝脏中 转化后获得部分脂肪酸。此外，脂肪酸的酯化作用需要10.5mmol ATP/lg脂肪。
[0025] 当脂肪酸在乳房中合成时（即从头合成），大约需要27mmol ATP/克脂肪。因此，从 血液循环获得作为脂肪酸的乳脂肪组分越多，则可储存越多的能量用于其他用途。短链脂 肪酸和中链脂肪酸只经由从头合成获得，并且长链脂肪酸(CI 8和更长的）只从血液循环获 得。在乳脂肪酸中，基本上只有棕榈酸可以是通过两种方式生产。考虑到能量经济，期望直 接从血液循环获得更多的棕榈酸。
[0026]乳脂肪的组成通常明显地不同于饲料的脂肪组成。瘤胃水解，以及氢化，部分地影 响这种差异。从乙酸酯的从头合成也发生在乳腺中并影响乳脂肪的组成。在肝脏中，合成的 大多是较长的脂肪酸，还有棕榈酸。另一方面，在乳房中，合成的主要是短链脂肪酸，还有棕 榈酸。饮食中大于C18的脂肪酸高浓度可以减少脂肪酸的合成。
[0027]常规的饲料原料通常可包括常见蛋白质、碳水化合物和/或在饲料中使用的含脂 肪材料。蛋白质、碳水化合物和/或含脂肪的原料可以包括例如谷物、豌豆、豆类、糖蜜和蔬 菜油籽粉碎物或粗粉。除了蛋白质、碳水化合物和