動物飼料中的微藻

動物飼料中的微藻出版日期：2014年5月7日作者：KrystalKLum,JonggunKim和XinGenLei,美國康奈爾大學(xué)脫脂微藻生物副產(chǎn)品是生物燃料生產(chǎn)的一種副產(chǎn)品，它可作為動物飼料的新一代原料。它還有幫助終端產(chǎn)品增值的潛力。雖然，微藻在動物日糧中的使用早已被研究，但是從生物燃料生產(chǎn)中獲得的脫脂微藻，最近才表明有替代動物飼料中豆粕和玉米的可行性。當(dāng)從藻類中提取脂類生產(chǎn)生物燃料時，就會生產(chǎn)出脫脂生物質(zhì)。營養(yǎng)價值微藻的營養(yǎng)價值依據(jù)品質(zhì)而不同，大多數(shù)的特征是含有相當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)，碳水化合物和脂肪成分，即使有時候并不比傳統(tǒng)原料優(yōu)越。日糧豆粕通常含有高達(dá)48%的粗蛋白，并號稱是氨基酸相對平衡的原料。各種各樣的微藻中，有些可被栽培滿足人類和動物的特定需求。一種常見的人類可用的、可栽培藻類就是螺旋藻，它含有較高水平的維生素B1,B2和8-胡蘿卜素，還有高達(dá)71%的粗蛋白，并且含有足夠豐富的所有不含硫的必需氨基酸。由于蛋白質(zhì)被認(rèn)為是動物飼料中最昂貴的營養(yǎng)，開發(fā)天然營養(yǎng)的豆粕替代品具有成本競爭力。在所有的日糧氨基酸中，賴氨酸和蛋氨酸均是第一、第二限制性氨基酸。許多微藻類含有相對較高的賴氨酸，但是含硫氨基酸比較缺乏，如半胱氨酸和甲硫氨酸。為了最大程度低提高動物對氨基酸的需要，日通常采用不同的飼料原料，以此平衡氨基酸營養(yǎng)，還可（或）添加合成氨基酸，來滿足動物的需求。家禽和豬Austic等在肉雞日糧中使用十字脆桿藻亞屬脫脂生物質(zhì)替代了7.5%的豆粕，結(jié)果表明實驗頭三周內(nèi)降低了體增重和飼料效率，之后的三周內(nèi)，這些差異沒有出現(xiàn)。在同一研究中，肉仔雞采食含有必須氨基酸的日糧（蛋氨酸，賴氨酸，異亮氨酸，蘇氨酸，色氨酸和纈氨酸），并添加7.5%的脫脂生物質(zhì)后，沒有出現(xiàn)與對照組不同的生長性能。在另外一項蛋雞研究中，添加10%的紫球藻屬紅藻生物質(zhì)并沒有影響它們的體重，雞蛋生產(chǎn)率或蛋重，但是降低了24%的蛋黃膽固醇。斷奶仔豬日糧中高達(dá)三分之一的豆粕可用極大節(jié)旋藻、節(jié)旋藻和小球藻替換。其他研究表明，在斷奶仔豬日糧中，用脫脂十字脆桿藻亞屬的生物質(zhì)替代7%的玉米和豆粕，并不會影響它們的整體生長性能或血漿生化指標(biāo)。但是，豬不能忍受15%的玉米和豆粕被替換。原因可能是氨基酸失衡，酸平衡破壞：微藻生物質(zhì)的酸堿平衡，高灰分量，和（或）斷奶仔豬胃腸道中緩沖能力整體下降。兔子和反芻動物日糧中添加10%的脂質(zhì)提取物綠球藻粕可以被青年公兔很好地接受，結(jié)果表明會產(chǎn)生與對照組相似的最終體重，血清尿氮，血糖和器官組織學(xué)。當(dāng)在十物質(zhì)基礎(chǔ)飼料中，飼喂20%的脫脂微藻生物質(zhì)替代蛋白質(zhì)時，育肥閹羊可保持與對照組相似的生長性能和胴體品質(zhì)（最長肌面積，屠宰率，大理石花紋評分，屠宰后的體重和皮下脂肪厚度）。在一項研究中，研究者檢測了添加脫脂嗜鈣石枝藻對荷斯坦牛的效應(yīng)，酸中毒后，高達(dá)1%的微藻可調(diào)節(jié)靜脈酸堿平衡，但是并沒有提高肉牛的消化率和生長性能。添加價值微藻生物質(zhì)添加不僅可以造福動物，它還可給終端產(chǎn)品添加額外的價值，從而促進(jìn)人體健康。在過去十年的研究中表明，給豬飼喂含有天然高碘的藻類后，不僅可以提高10%的生長，還有為消費(fèi)者生產(chǎn)含碘豐富豬肉的潛力。此外，微藻含有優(yōu)越的脂肪酸成分，尤其是有豐富的3-3（N-3）多不飽和脂肪酸（PUFA），包括花生四烯酸，二十二碳六烯酸（DHA），二十碳五烯酸（EPA）和丫-亞麻酸。微藻生物質(zhì)或油可以添加到反芻動物的飼料中，調(diào)節(jié)它們的奶脂構(gòu)成。牛奶中的n-3脂肪酸，尤其是DHA，已經(jīng)被證明可通過增加藻類生物或油來實現(xiàn)，而且不影響奶產(chǎn)量。但是，日糧添加同樣量藻類的研究報道奶脂成分降低了。同樣地，肉類和雞蛋中的脂肪酸成分也被日糧中添加藻類影響了。對于羊和馬，日糧微藻可分別增加肉和血液中的n-3脂肪酸成分。對于豬，日糧微藻可增加瘦肉和皮下脂肪的DHA成分。但是，這種增加并不表現(xiàn)為劑量依賴性反應(yīng)。為了改善雞蛋中的n-3脂肪酸，通常將亞麻籽添加到蛋雞日糧中。作為一種替代物，藻類也可增加雞蛋中的n-3成分，降低n-6成分。添加10%或更高的亞麻籽通常可以降低母雞的產(chǎn)蛋量和體重。此外，這么高的亞麻籽可能會誘導(dǎo)脂肪酸氧化，使雞蛋產(chǎn)生異味。Herber和VanElswyk在蛋雞日糧中添加高達(dá)4.8%的金色海洋藻類，結(jié)果增加了DHA的成分，降低了n-6脂肪酸。在56周齡的蛋雞日糧中添加藻類既不影響雞蛋產(chǎn)量，也不影響雞蛋質(zhì)量。當(dāng)4.3%的發(fā)酵裂殖壺菌被添加到蛋雞日糧中，蛋雞的產(chǎn)蛋量和飼料轉(zhuǎn)化率均提升了。0.86%和4.3%的微藻添加量可使每個雞蛋的DHA成分分別提高134和220mg。特別要注意，雖然藻類有很高的營養(yǎng)價值和健康效應(yīng)，但是必須謹(jǐn)慎使用，避免微藻生物質(zhì)可能引發(fā)的毒性。在20多萬種的現(xiàn)有藻類中，大約有3.5萬種被認(rèn)為是沒有明顯的毒理學(xué)作用。然而，某些種類含有生物毒素，包括嘌吟和非生物毒素如重金屬。人們已經(jīng)知道有些藻類可快速儲蓄較高濃度重金屬，而有些可生產(chǎn)病理代謝產(chǎn)物，引發(fā)神經(jīng)退行性病變。這些品種在當(dāng)做飼料添加劑之前，需要評估和評價。當(dāng)前，沒有官方規(guī)定藻類中可存在多少重金屬。盡管藻類含有相對高的蛋白質(zhì)成分，許多微藻在蛋白質(zhì)的生物質(zhì)能方面仍然存表現(xiàn)出局限的生物價值，這是由于它們含有由核酸、含氮細(xì)胞壁和氨形成的非蛋白氮。結(jié)論藻類生物質(zhì)在動物飼料中的使用將不僅可改善人類和動物的食品安全，也了推動生物燃料生產(chǎn)的成本效益，降低農(nóng)業(yè)溫室氣體的產(chǎn)生。但是，盡管它們具有高營養(yǎng)價值和健康效應(yīng)，我們?nèi)匀灰⌒?，避免藻類生物質(zhì)的可能毒性。在20多萬種現(xiàn)有藻類中，大于3.5萬種被認(rèn)為是沒有明顯的毒理學(xué)性質(zhì)。當(dāng)前，沒有官方規(guī)定藻類產(chǎn)品中的重金屬限量。對藻類進(jìn)一步的研究是有必要的，它可確定微藻的限制動物消化和利用的因素。應(yīng)該開發(fā)新技術(shù)提高微藻的營養(yǎng)利用率，還要評估藻類的長期營養(yǎng)效應(yīng)和代謝影響。然而，為了改善人類健康，生