動物飼料中的微藻

　　                                                                                出版日期：2014年5月7日

　　                                                      作者：Krystal K Lum, Jonggun Kim和Xin Gen Lei，美國康奈爾大學

　　脫脂微藻生物副產品是生物燃料生產的一種副產品，它可作為動物飼料的新一代原料。它還有幫助終端產品增值的潛力。

　　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。當從藻類中提取脂類生產生物燃料時，就會生產出脫脂生物質。

　　營養(yǎng)價值

　　微藻的營養(yǎng)價值依據(jù)品質而不同，大多數(shù)的特征是含有相當?shù)牡鞍踪|，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β-胡蘿卜素，還有高達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。由于蛋白質被認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替代了7.5%的豆粕，結果表明實驗頭三周內降低了體增重和飼料效率，之后的三周內，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并沒有影響它們的體重，雞蛋生產率或蛋重，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。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%的脂質提取物綠球藻粕可以被青年公兔很好地接受，結果表明會產生與對照組相似的最終體重，血清尿氮，血糖和器官組織學。當在干物質基礎飼料中，飼喂20%的脫脂微藻生物質替代蛋白質時，育肥閹羊可保持與對照組相似的生長性能和胴體品質（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，酸中毒后，高達1%的微藻可調節(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

　　微藻生物質添加不僅可以造福動物，它還可給終端產品添加額外的價值，從而促進人體健康。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，還有為消費者生產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ω-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γ-亞麻酸。微藻生物質或油可以添加到反芻動物的飼料中，調節(jié)它們的奶脂構成。牛奶中的n-3脂肪酸，尤其是DHA，已經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。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?？梢越档湍鸽u的產蛋量和體重。此外， 這么高的亞麻籽可能會誘導脂肪酸氧化，使雞蛋產生異味。Herber和Van Elswyk在蛋雞日糧中添加高達4.8%的金色海洋藻類，結果增加了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量，也不影響雞蛋質量。當4.3%的發(fā)酵裂殖壺菌被添加到蛋雞日糧中，蛋雞的產蛋量和飼料轉化率均提升了。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，但是必須謹慎使用，避免微藻生物質可能引發(fā)的毒性。在20多萬種的現(xiàn)有藻類中，大約有3.5萬種被認為是沒有明顯的毒理學作用。然而，某些種類含有生物毒素，包括嘌呤和非生物毒素如重金屬。人們已經知道有些藻類可快速儲集較高濃度重金屬，而有些可生產病理代謝產物，引發(fā)神經退行性病變。這些品種在當做飼料添加劑之前，需要評估和評價。當前，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成分，許多微藻在蛋白質的生物質能方面仍然表現(xiàn)出局限的生物價值，這是由于它們含有由核酸、含氮細胞壁和氨形成的非蛋白氮。

　　結論

　　藻類生物質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的成本效益，降低農業(yè)溫室氣體的產生。但是，盡管它們具有高營養(yǎng)價值和健康效應，我們仍然要小心，避免藻類生物質的可能毒性。在20多萬種現(xiàn)有藻類中，大于3.5萬種被認為是沒有明顯的毒理學性質。當前，沒有官方規(guī)定藻類產品中的重金屬限量。對藻類進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。應該開發(fā)新技術提高微藻的營養(yǎng)利用率，還要評估藻類的長期營養(yǎng)效應和代謝影響。然而，為了改善人類健康，生產含有豐富DHA/EPA的雞蛋、肉類和牛奶，微藻可發(fā)揮的巨大潛力還有待開發(fā)。

　　本文改編自《動物科學與生物技術》期刊2013年4期53頁的論文，原文題目為“微藻作為可持續(xù)生物原料和動物飼料的雙重潛力”。

　　英文來源：:AllAboutFeed雜志2014年2期22卷

　　譯者：畜牧人編輯IRIS