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
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