动物营养学主讲:徐奇友东北农业大学第六章 脂类的营养第一节 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一、脂类的组成、结构和分类
脂类按营养或营养辅助作用及组成结构,
常分为可皂化脂类和非皂化脂类。
可皂化脂类通常包括单纯脂类与复合脂类;
非皂化脂类通常包括萜烯类、类固醇类、
前列腺素和脂溶性维生素。
一、脂类的组成、结构和分类
(一)简单脂类
甘油脂动植物细胞贮脂的主要组成成分。室温呈液态为油,呈固态称为脂 。
蜡质高级脂肪酸和高级一元醇所生成的酯。广泛分布于动植体中,常温常为固体 。
一、脂类的组成、结构和分类
(二)复合脂类
磷脂类
动植物细胞的重要组成成分。
其中以卵磷脂、脑磷脂和磷脂酰丝氨酸较为重要 。
脑磷脂与卵磷脂,区别仅在于脑磷脂含有的是氨基乙醇而不是胆碱。
磷脂酰丝氨酸 与前两结构亦基本相似,区别是含氮基是丝氨酸 。
卵磷脂氨基乙醇丝氨酸一、脂类的组成、结构和分类
(二)复合脂类
鞘脂类是长的、不饱和的氨基醇,主要由一分子鞘氨醇、一分子脂肪酸和其它基团组成。
神经磷脂
神经节苷脂
脑苷脂神经节苷脂鞘氨醇磷脂一、脂类的组成、结构和分类
(二)复合脂类
糖脂类它是指一个或多个单糖残基与脂类部分、
单脂酰或二脂酰甘油,
象鞘氨醇长链上的碱基或神经酰胺上的氨基以糖苷键相连所形成的化合物。广泛存在于禾本科青草和三叶青草中。
半乳糖脂一、脂类的组成、结构和分类
(二)复合脂类
脂蛋白乳糜微粒为例,它是由蛋白、甘油三酯、
胆固醇、磷脂以及糖组成。
乳糜微粒是在小肠上皮细胞中合成的。常存在于血液中,主要功能是运输外源性甘油三酯、胆固醇和其它脂类至脂肪组织和肝脏中。
一、脂类的组成、结构和分类
(三)萜烯类
萜烯类不含有脂肪酸,
都是非皂性物质,而且都是异戊二烯的衍生物 。
异戊二烯
维生素A、E、K等都属于萜类,这些多聚萜醇常以磷酸酯的形式存在,这类物质在糖基从细胞质到细胞表面的转移中,起类似辅酶作用 。
一、脂类的组成、结构和分类
(四)类固醇类
类固醇类化合物是环戊烷多氢菲的衍生物。类固醇类化合物根据甾核上羟基的变化分为固醇类和类固醇衍生物类。
固醇类是一环状高分子的一元醇,可分为动物固醇、
植物固醇和酵母固醇。
固醇衍生物 其典型代表是胆汁酸,结构式如右。
环戊烷多氢菲胆汁酸一、脂类的组成、结构和分类
(五)前列腺素
前列腺素是一类脂肪酸的衍生物,具有五元环和 20个碳原子的脂肪酸,其基本结构是前列腺酸,存在于大多数哺乳动物组织和细胞中,但含量甚微。 前列腺酸二、脂类的主要性质
(一)脂类的一般性质
脂肪酸链长为 14~ 20个碳原子占多数 。 最常见的是 16或 18个碳脂肪酸 。 12个碳原子以下的饱和脂肪酸大量存在于哺乳动物的乳脂中 。
在高等植物和低温生活的动物中,不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸的含量 。
不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低 。
二、脂类的主要性质
(一)脂类的一般性质
高等动,植物的单不饱和脂肪酸的双键位臵在第 9~ 10碳原子之间,多不饱和脂肪酸中的一个双键一般也位于第 9~ 10碳原子 。
高等动,植物的不饱和脂肪酸,几乎都具有相同的几何构型,而且都属于顺式,只有极少数的不饱和脂肪酸是属于反式 。
细菌所含的脂肪酸种类比高等动植物少得多。
细菌中绝大多数为饱和脂肪酸,而不饱和脂肪酸只带一个双键。
二、脂类的主要性质概念皂化值,指完全皂化 1克油或脂所消耗的氢氧化钾毫克数 。 用以评估油脂质量,并计算该油脂的分子量 。
酸值,指中和 1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的的氢氧化钾毫克数 。 一般用酸值来表示酸败的程度 。
碘值,指 100克油脂所能吸收的碘的克数。一般用于衡量脂肪酸的不饱和程度。
二、脂类的主要性质
(一)脂类的水解特性
动植物体内脂肪的水解是在脂肪酶催化下进行的,
脂肪酶催化作用具有某种专一性特点。自然条件下脂肪的水解产物通常为甘油一酯和甘油二酯及游离脂肪酸。
大多脂肪酶可由细菌和霉菌产生,这些细菌和霉菌是使脂肪变质的主要原因 。
二、脂类的主要性质
(二)脂类氧化酸败作用
脂肪酸败是指脂肪或多脂饲料在贮藏过程中,受到氧气、日光、微生物和酶等作用而发生的脂肪变质现象,包括出现异味及毒性。 原因有二:
脂肪中不饱和脂肪酸的双键被空气中的氧所氧化,
而生成分子量较小的醛和酸混合物,光和热能加快这一氧化过程。
因微生物作用发生水解,产生脂肪酸和甘油。脂肪酸进一步氧化,生成 β -酮酸,脱羧生成酮。
二、脂类的主要性质
(三)脂类抗氧化作用
天然脂肪因存在抗氧化物而具有某种程度的抗氧化作用 。
苯酚、苯醌,α -生育酚、没食子酸和没食子酸盐等具有抗氧化作用 。
抗氧化作用仅能维持一定时间,保持时应加抗氧化剂。
二、脂类的主要性质
(四)脂类氢化作用脂肪中不饱和脂肪酸分子结构中含有双键,在催化剂或酶作用下双键加氢,转变为饱和脂肪酸,
使脂肪硬度增加,不易氧化酸败,有利于贮存,
但也损失必需脂肪酸。
二、脂类的主要性质
(五)脂类的附加作用
油脂可提高饲料适口性 。
油脂可改善饲料的物性,抑制扬尘。
油脂可提高粒状饲料的生产效率,增加铸模寿命,减少机械磨损。
三、脂类的营养生理作用
(一)脂类的供能贮能作用
脂类是含能最高的营养素。
动物生产中常基于脂肪适口性好,含能高的特点,常用补充脂肪的高能饲粮以提高生产效率。
油脂的,额外热能效应,。
三、脂类的营养生理作用
(一)脂类的供能贮能作用
构成额外代谢效应的原因,
其一,添加的油脂与基础饲粮内的油脂,在脂肪酸组成上发生协同作用,互相补充 。
其二,添加的油脂促进了非脂类物质如蛋白质等的吸收,
第三,脂肪酸直接沉积于体脂内,减少碳水化合物合成体脂的能量消耗 。
三、脂类的营养生理作用
(一)脂类的供能贮能作用饲粮添加不饱和脂肪有提高能量利用率的作用,特别是含饱和脂肪的饲粮加不饱和脂肪效果更明显 。
三、脂类的营养生理作用
(二)构成体组织的重要原料
各器官和组织细胞的组成中均含有脂类。
脂肪可作隔离层,保护和固定内脏器官。
脂肪是动物生长新组织及修补组织的原料。
脂类可参与细胞内某些代谢调节物质合成。
糖脂类可能在细胞膜传递信息的活动中起着载体和受体作用。
三、脂类的营养生理作用
(三)内、外分泌物质组成成分的原料
类脂肪中的胆固醇,是动物体合成雌素酮、
雄素酮、妊娠素酮、睾丸素酮和脱氢肾上腺素等许多种内分泌物的主要原料 。
外分泌物质或产品的组成成分,如畜产品乳、肉、蛋、毛中均含有脂肪 。
三、脂类的营养生理作用
(四)提供必需脂肪酸
饲料脂肪可提供亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等,而动物体组织细胞不能合成这些脂肪酸。
三、脂类的营养生理作用
(五)对某些酶和基因表达的影响
饲粮中脂肪酸的饱和程度、链的长短和双键位臵等对脂肪合成酶的活性起重要的作用。
三、脂类的营养生理作用
(六)供作溶剂与载体脂溶性维生素如维生素 A,D,E,K及胡萝卜素等,不仅须首先溶于脂肪而后才能被吸收,而且吸收过程还需有脂肪为载体,
因而若无脂肪参与将不能完成脂溶性维生素的吸收过程,从而导致脂溶性维生素代谢紊乱 。
三、脂类的营养生理作用
(七)对蛋白质的节约作用添加适量的脂肪,可以提高饲料的可消化能含量,从而减少作为能源消耗的蛋白质含量。
三、脂类的营养生理作用
(八)脂类在动物营养生理中的其它作用
脂类的防护作用
脂类是代谢水的重要来源
磷脂肪的乳化特性
胆固醇的生理作用第二节 脂类的消化、吸收和代谢
消化、吸收及转运
脂类代谢及效率第二节 脂类的消化、吸收和代谢
脂类水解 水解产物形成可溶的微粒 小肠粘膜摄取这些微粒在小肠粘膜细胞中重新合成甘油三酯 甘油三酯进入血液循环 。
一、消化、吸收及转运
(一)非反刍动物的消化吸收
1,脂类在消化道前段的消化
胃中酸性环境不利于脂肪的乳化,所以不易消化。
饲料脂类主要在十二指肠的消化
在胰液和胆汁作用,通过胰脂酶的作用水解,释放出游离脂肪酸和单甘油脂。
一、消化、吸收及转运
(一)非反刍动物的消化吸收
2、脂类在消化道后段的消化
饲料脂类在消化道后段的消化与瘤胃相类似,不饱和脂肪酸在微生物产生的酶作用下变成饱和脂肪酸。胆固醇在后肠中变成胆酸。
一、消化、吸收及转运
(一)非反刍动物的消化吸收
3、脂类消化产物的吸收
脂类在十二指肠的吸收
甘油酯,脂肪酸和胆盐结合成水溶性微团,
到达十二指肠和空肠离析,胆盐滞留肠道,
游离脂肪酸和单甘油酯透过细胞膜而被释放,在粘膜上皮细胞内重新合成三甘油酯。
磷脂和固醇的水解产物也形成水溶性微团被吸收,并在黏膜上皮细胞中再合成。
一、消化、吸收及转运
(一)非反刍动物的消化吸收
3、脂类消化产物的吸收
猪禽吸收消化脂类的主要部位是空肠,主要依靠微胶粒途径。
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。禽整个小肠都主动吸收胆盐,
但回肠吸收相对较少。
各种动物吸收的胆汁,经门静脉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。
一、消化、吸收及转运
(一)非反刍动物的消化吸收
3、脂类消化产物的吸收
再合成的三甘油酯、磷脂和固醇与特定的蛋白质结合,形成 0.1~0.6um乳糜微粒和极低密度脂蛋白,通过淋巴系统进入血液循环,进而分布再脂肪组织中。
一、消化、吸收及转运
(二)反刍动物的消化吸收
1、脂类在瘤胃的消化瘤胃脂类的消化,实质上是微生物的消化代谢,
脂类的质和量发生明显的变化。
多数不饱和脂肪酸变成饱和脂肪酸,EFA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 VFA。
支链脂肪酸和奇数碳原子脂肪酸增加 。
一、消化、吸收及转运
(二)反刍动物的消化吸收
2、脂类在小肠的消化
相对于非反刍动物,反刍动物所形成的混合微粒不同;成年动物小肠中不吸收甘油一酯,粘膜细胞中甘油三酯通过磷酸甘油途径合成。
反刍动物进入十二指肠的脂肪酸总量大于摄入量。
一、消化、吸收及转运
(二)反刍动物的消化吸收
3、脂类消化产物的吸收
瘤胃中短链脂肪酸主要通过瘤胃壁吸收,
其它脂类消化产物在回肠内吸收。
空肠前段吸收混合微粒中长链脂肪酸,中后段吸收混合微粒中其它脂肪酸。
一、消化、吸收及转运
(三)脂类的转运
血中脂类主要以脂蛋白质的形式转运。
根据密度、组成和电泳迁移速率将脂蛋白质分为四类:乳糜微粒、极低密度脂蛋白质( VLDL)、
低密度脂蛋白质( LDL)和高密度脂蛋白质
( HDL)。
乳糜微粒在小肠粘膜细胞中合成,VLDL,LDL和
HDL既可在小肠粘膜细胞合成,也可在肝脏合成。
脂蛋白质中的蛋白质基团赋予脂类水溶性,使其能在血液中转运。
二、脂类代谢及效率
(一)脂类代谢
1,脂类的合成部位
猪和反刍动物在脂肪组织中进行,人主要在肝中进行脂肪合成,禽在肝中合成,过量产生脂肪肝。(如右图 1)
脂肪组织中脂肪的代谢。(如图 2)

1
脂肪肝图 2 脂肪组织中的脂肪代谢二、脂类代谢及效率
(一)脂类代谢
2、脂肪的合成
动物均可利用经消化道吸收的脂肪酸作为合成脂肪原料。
肌肉细胞中脂肪是体内重要代谢库,其代谢又是主要的氧化供能。
二、脂类代谢及效率
(二)脂类代谢效率
1、脂肪沉积的效率
下表为一些饲料营养物质在体内形成脂肪沉积的利用效率。
表 营养素转变脂肪的效率二、脂类代谢及效率
(二)脂类代谢效率
体脂肪氧化供能的效率,按?-氧化途径计算,任何脂肪酸经此途径氧化都要耗用
2个 ATP。
棕榈酸氧化供能的效率大约是 43%。乙酸氧化供能的效率大约是 38%,丙酸 39
%,丁酸 41%,己酸 42%,硬脂酸 43%,
甘油 44%。
一、必需脂肪酸及其生物学作用
(一)必需脂肪酸的概念
不饱和脂肪酸( PUFA):通常将具有二个或二个以上双键的脂肪酸称为高度不饱和脂肪酸或多不饱和脂肪酸( PUFA)。
必需脂肪酸( EFA):是指对维持动物正常组织细胞结构和生理机能所必需,而动物体内不能合成或仅能由特定前体物形成的多不饱和脂肪酸。
一、必需脂肪酸及其生物学作用
(一)必需脂肪酸的概念
EFA分子结构特点,
(1)分子结构中的二乙烯基甲烷(- CH= CH
- CH2- CH= CH-)链结构中至少有二个或二个以上双键;
(2)双键必须是顺式构型,即双键两侧的两个原子或原子团是相同的;
(3)距离羧基最远的双键应在由末端数起的第六与第七,或第三与第四碳原子之间。
PUFA的? 编号系统,既从脂肪酸碳链的甲基端开始计数为碳原子编号。
一、必需脂肪酸及其生物学作用
(二) EFA的生物学功能
EFA参与磷脂的合成,并以磷脂形式作为细胞生物膜的组成成分。
EFA是 前列腺素、前列环素、凝血恶烷和白三烯等类二十烷的前体物。
EFA与类脂胆固醇的代谢密切相关。
EFA在动物体内可代谢转化为一系列长链多不饱和脂肪酸,具有特殊的营养生理作用。
EFA与动物的精子形成有关。
EFA的低熔点特性对冷水鱼具有特别重要作用。
一、必需脂肪酸及其生物学作用
(三) EFA缺乏及判断
EFA缺乏时病理变化:
皮肤损害、体表色素细胞减少、体色变淡、鳍条萎缩、心肌炎并可发生休克;
血液中血色素含量下降,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。
产奶减少、产蛋率降低、
受精率和孵化率下降、胚胎死亡上升、甚至死亡。
幼龄、生长迅速的动物反应更敏感。
一、必需脂肪酸及其生物学作用
(三) EFA缺乏及判断
EFA缺乏时生化水平变化:
表现出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,C20:4?6 显著下降。9系列分子内部转化增加,
C20:3?9显著积累。 C20:3?9/ C20:4?6的比值显著增加。
一、必需脂肪酸及其生物学作用
(三) EFA缺乏及判断细胞水平的代谢变化:
EFA缺乏,影响磷脂代谢,造成膜结构异常,
通透性改变,膜中脂蛋白的形成和脂肪的转运受阻。如鱼肌肉中水分含量增加而蛋白质、脂肪含量下降,肝脏中脂肪含量和肝重增加。
二、动物 EFA的来源和供给
动物必需脂肪酸的来源单胃动物和幼龄反刍动物,能从饲料中获得所需要的 EFA。
表 各种饲料中必需脂肪酸的含量(%)
二、动物 EFA的来源和供给
动物 EFA的供给瘤胃微生物合成的脂肪酸能满足宿主需要的 20%,细菌占 4%,原生动物占 16%。
影响必需脂肪酸需要量的因素生理状况、高能饲粮、亲代传递效应、营养调控以及其它因素 。
第四节 饲料脂类与动物脂肪
饲料脂类和体脂肪
饲料脂类与其它产品脂肪一、饲料脂类和体脂肪
饲料脂肪对动物体脂肪的含量、品质、味道均有影响 。
饲粮脂肪水平影响胴体脂肪含量,肉中脂肪的硬度主要由所含的脂肪酸决定 。
动物体脂肪的性质则受动物种类和饲粮影响较大。
表 饲喂不同脂肪对体脂含量和组成的影响一、饲料脂类和体脂肪
据研究报道,随着猪肉中不饱和脂肪酸的比例增加,猪胴体脂肪变软,脂肪氧化酸败程度增加,猪肉产生异味,猪肉风味降低 。
饲料中天然色素叶黄素、隐黄素和斑蝥素等都可影响体脂的色泽。
肉鸡的着色对比一、饲料脂类和体脂肪
反刍动物体脂肪组成比较稳定,但也可能受生长发育阶段、饲料脂类逃脱氢化的程度、微生物脂肪的量和精粗比的影响。
幼龄反刍动物和饲喂保护脂肪的反刍动物,
体脂肪和饲料之间的关系与单胃动物相同 。
二、饲料脂类与其它产品
(一)乳脂肪
正常饲粮脂类含量对乳脂肪影响较小。但在增 加饲粮脂类情况下,可能对乳脂肪产生比较明显影响 。
表 饲粮脂类增加对乳脂的影响二、饲料脂类与其它产品
(一)乳脂肪
饲料对乳中脂溶性维生素含量影响较大,
如当饲料中脂溶性维生素A、D、E和胡萝卜素充足时,乳中脂溶性维生素含量提高,反之下降。
脂类饲料对乳的风味、气味也会产生影响。
二、饲料脂类与其它产品
(二)蛋黄脂肪
蛋黄脂肪的质和量受饲粮脂肪影响较大。(见表)
表 饲料中不同油脂对蛋鸡蛋质成分含量的影响( mg/g)
注:第一组,6.2%的富含亚油酸的红花油;第二组,6.2%的富含亚麻酸的亚麻油;第三组,3.1%的亚麻油+ 3.1%的红花油;第四组,
3.1%的亚麻油+ 3.1%的富含 20碳 5烯酸和 22碳 6烯酸的鱼油。
二、饲料脂类与其它产品
(二)蛋黄脂肪
蛋黄颜色直接受饲料中叶黄素含量影响。
(如图)
图 蛋黄颜色的对比思考题
1,联系实际谈谈脂类物质在动物营养中的应用
2、脂类的性质有哪些?
3,反刍动物与单胃动物对脂类消化,吸收有何异同?
4,必需脂肪酸生理功能及其缺乏症是什么?
5,饲料脂肪,体脂与产品脂肪的关系是什么?