磷脂( Lecithin) 是广泛存在于动植物体内的一种含磷酸的复合脂质。磷脂种类繁多,包括大豆卵磷脂、胆碱磷脂、肌醇磷脂、脑磷脂、固醇脂、糖脂和磷脂酸磷脂。磷脂的化学成分复杂,包括EFA、胆碱、肌醇和固醇的营养价值,因此具有多重营养作用。
1、磷脂的结构和性质
1.1 磷脂的结构
磷脂是由一分子甘油与两分子脂肪酸、一个磷酸和一个氨基酸残基所组成。根据磷脂分子中氮磷比分为3 类:氮磷比为1 时为一氨基磷脂(如卵磷脂;脑磷脂);氮磷比为2 时为二氨基磷脂(如神经磷脂)、不含氮则为磷酸酯。磷脂的化学成分为磷、氮、胆碱、肌醇、固醇类、携油物质和灰分等。不同原料磷脂的含量差异很大。
1.2 磷脂的性质
1.2.1 物理性质
磷脂分子有磷酸根、氨基醇亲水基团和碳氢键疏水基团,故磷脂可以起表面活性剂作用,成为很好的乳化剂和分散剂。磷脂分子中存在大量不饱和脂肪酸,很容易被空气氧化,温度的升高不仅加快氧化的发生,而且使颜色逐渐加深,但在油脂中却比较稳定。磷脂的耐热性能比较好,但超过150 ℃会逐渐分解。
1.2.2 磷脂化学性质
1.2.2.1 加成作用
部分磷脂分子中含有不饱和脂肪酸,其中的不饱和键可以发生各种加成反应,如与乙醇或乙二醇生成加成产物,乳化性提高。不饱和脂肪酸还可与卤素、氢卤酸等进行加成,生产卤代产物。相反,磷脂中的磷脂类和重金属盐类相作用生成加成化合物,破坏其乳化而出现沉淀。
1.2.2.2 水解作用
磷脂在酸性或碱性条件下,加热或煮沸时可以发生完全水解,生成游离脂肪酸、甘油和肌醇等小分子产物。在特殊磷脂酶作用下,大豆磷脂可以发生部分水解,如蛇卵磷脂酶能专一作用于磷脂的不饱和脂肪酸酯键,使其分解。
1.2.2.3 抗氧化作用
精制磷脂中含有维生素E ,具有抗氧化作用,用于生产饲料, 可减少发霉的危险,延长保存期,并对饲料
中的多不饱和脂肪酸有一定保护作用。
2、磷脂的生理作用
2.1 维持细胞功能的完整性
细胞的完整性决定于细胞膜的完整性,而细胞膜的主要成分就是磷脂。对于幼龄水产动物而言,生长发育需要的大量磷脂是其自身无法全部合成的, 所以在幼龄动物饲料中添加外源性磷脂是必要的。
2.2 促进脂类的消化, 影响脂类的转运
卵磷脂参与脂肪的消化、吸收和转运过程, 形成乳糜微粒和低密度的脂蛋白。肝脏是合成甘油三酯和脂蛋白的主要场所。正常情况下, 甘油三酯都以脂蛋白形式运转到肝外组织利用, 如果肝脏中缺乏磷脂,则脂蛋白的合成或分泌发生障碍, 肝脏内大量甘油三酯积聚,超过肝脏的贮藏,便形成脂肪肝。磷脂中胆碱、肌醇、维生素B12、维生素E、亚油酸和一些未知生长因子均能促进脂肪的消化吸收, 消除肝脏中多余脂肪。鱼类“营养性脂肪肝”是现代养殖业中出现的营养性疾病,严重影响鱼的生长、肉质和抗病能力。发生脂肪肝综合症主要的生理原因是磷脂缺乏,因为在正常情况下肝脏是以载脂蛋白的形式不断地向肝外转运脂肪的,磷脂是合成载脂蛋白所必需的物质。如果肝内脂肪不能运出,充盈于肝细胞中,会导致肝细胞破坏, 结缔组织增生, 肝功能减退, 引发脂肪肝病。据Meyer 报道,饲喂大豆磷脂饲料,可增加载脂蛋白的脂肪运输能力,减轻脂肪沉积,从而防治脂肪肝,保护肝脏。曹俊明等对草鱼的研究表明,当饲料中添加5%的大豆磷脂时,52 d 后草鱼肝脏、胰脏脂肪含量大幅度降低。
2.3 影响机体脂类及脂肪酸组成
在饲料中添加适量的大豆磷脂可提高动物屠宰率,降低腹脂和改善肉质。由于大豆磷脂含有一定量
的不饱和脂肪酸,如廿碳五烯酸(EPA)和廿二碳六烯酸(DHA), 鱼类采食后体脂内这些不饱和脂肪酸的含量会相应提高。邵邻相等研究饲喂大豆磷脂的大鼠发现,大鼠血清中胆固醇、甘油三酯与极低密度脂蛋白含量显著降低,说明大豆磷脂有降低血脂的作用。曹俊明用含5%磷脂的饲料喂草鱼,52 d 后草鱼肝脏、胰脏脂肪酸组成发生变化,EPA 和DHA 含量显著升高。在其它鱼类,如鲤、真鲷、高首鲟等体脂构成中也有类似效果,表明大豆磷脂对于提高水产品品质有促进作用。冯玉梅发现,大豆磷脂具有很好的乳化性和分散性,能将进入动物小肠内的脂肪进一步分散,增大脂肪与肠粘膜的接触面积,增加吸收机会,从而提高脂肪的吸收和利用。
2.4 改善饲料特性
大豆磷脂具有优异的生理活性和表面活性作用,是一种天然、高效的营养添加剂。在饲料中添加大豆磷脂可起到乳化、润湿、分散及表面活性作用,提高饲料能量、营养价值和饲料转化率,降低饲料系数; 改善饲料适口性,增加诱食作用; 有助于动物对油脂和脂溶性维生素的消化吸收; 提高制粒的物理质量和产量; 减少在挤压成形时饲料损失和能量消耗; 防止粉尘飞扬和饲料分级等。饲料中添加磷脂不仅能够提高营养价值, 而且在加工工艺上也有很重要的作用。
3、磷脂在水产动物营养中的应用
大量研究表明, 磷脂能有效促进水产动物的生长, 提高鱼类存活率, 促进甲壳类蜕壳, 并且减少水产动物的畸形发生率。
3.1 提高存活率, 促进生长
Kanazawa 等研究发现, 用添加5%大豆磷脂的精饵料喂养真鲷仔稚鱼,试验组在体重、体长、成活率方面均优于对照组; 郭森的试验表明, 在尼罗罗非鱼饵料中添加2%的改良大豆磷脂, 试验组比对照组的增重率提高43%、蛋白有效率提高31.3%、日增重提高66.1%、饲料系数降低31.4%。Poston 等试验结果表明,在大西洋鲑鱼饲料中添加大豆磷脂和胆碱,试验组的增重比对照组提高0%,添加4%或8%的大豆磷脂可明显降低饵料系数。饲料中磷脂能促进甲壳动物对胆固醇的利用,提高甲壳动物的生长和成活率。Teshima 等研究发现, 饲料中添加磷脂(如大豆磷脂)能促进胆固醇在对虾体内(尤其是从肝胰脏到淋巴) 的代谢。日本Kanagana 证明, 饲喂1%大豆磷脂可以明显提高日本对虾的生长和成活率。Pascual 研究表明, 斑节对虾饲料中添加大豆磷脂可以明显提高对虾生长速度和降低死亡率。汪留全等给河蟹幼体分别投喂2%和4%大豆磷脂时发现, 增重率和成活率随着磷脂添加水平的升高而提高, 增重率分别为41.7% 和45.04%, 成活率分别为75.0%和73.33%。
3.2 对甲壳类动物脱壳的影响
磷脂对于甲壳类动物是很重要的脂类,它能将饵料中的脂质乳化,使脂质易消化吸收,此外,磷脂对细
胞膜形成有促进作用。虾在不同生长期对磷脂的需要量不同,幼虾不能合成足够的磷脂供生长和代谢需要,对磷脂的需要量较高。日本科学家指出, 日粮中含0.5%～1%磷脂对幼虾的生长和成活是必不可少的。Abramo 等研究证明,在对虾的饵料中需要添加卵磷脂以确保它在脱壳期间的生存。汪留全等试验结果表明,磷脂含量为4 %时,试验河蟹幼体的脱壳率最高,为(1.6±0.3)%,其增重率也最高,为(45.04±14.17)%; 由于河蟹的生长过程是伴随着幼体的蜕皮或幼蟹的脱壳进行的,所以脱壳率高, 其增重率也高。
3.3 降低鱼类畸形发生率
日本金泽等报道,在真鲷、石鲷、比目鱼、香鱼等的鱼苗养殖中,饲喂专门的轮虫类生物饲料,结果发生畸形和憋死等现象,特别是香鱼食用这种饲料后的畸形率 (尤其是体侧弯)高达8%～80%。 Kanazawa 等试验发现,轮虫类生物饵料中添加蛋黄磷脂或大豆磷脂,则香鱼体侧弯曲的发生率可减至5%以内。比利时水产研究所给日本对虾幼体投喂添加磷脂胆碱的微粒饲料,添加量为3%时, 对虾的变态率为76%,显著高于饲喂商品料的幼虾(41%)和对照组幼虾(48%)的变态率。
3.4 抗应激作用
Kelly 等研究发现, 在水温为20 ℃时给条纹鲈、白鲈及杂种鲈投喂天然饵料(含EPA 和DHA)和配合饵料(不含磷脂) 以比较其耐寒性; 将水温下降10 ℃后,投喂配合饵料组的死亡率为50%～90%,而投喂天然饵料的鱼未发现死亡,这是由于天然饵料中不饱和脂肪酸的含量比配合饵料高13%,说明天然饵料中高含量的不饱和脂肪酸可以提高鱼的耐寒性。Kanazawa研究发现,投喂大豆磷脂可提高真鲷幼鱼和斑纹鳎对水温、盐度、低溶解氧及暴露在空气中的耐受性,并提高幼苗的存活率。比利时水产养殖研究所发现,投喂含磷脂胆碱1.5%的饲料,日本对虾的生长表现良好且抗应激; 饲料中添加6.5%的脱脂大豆磷脂效果与之相似。
4、结语
近年来随着人工养殖的大力发展, 配合饲料也得到了大量的使用。与此同时, 大量人工配合饲料的应用也同时引起了一定的负面作用, 鱼的肝胆综合症等营养疾病也日益成为人们关注的焦点。究其原因是由于不合理的饲料组成造成的。国内外研究发现, 磷脂作为一种特殊的营养添加剂正日益成为人们关注的焦点, 我国有大量的大豆资源, 而磷脂在大豆加工中是副产品, 价格低廉, 用于饲料生产是一种经济的选择。但因为磷脂本身的一些特点( 如不饱和脂肪酸易氧化、粘度相对较大、高温下易被氧化等) , 在加工过程易变性且不能长久保存, 严重制约了磷脂的应用。对于绝大多数水产动物而言,饲料中添加磷脂具有改善其生长、发育的作用。但有关磷脂作用机制的研究目前尚未取得较大进展,今后应该对不同种类的磷脂在体内的代谢作深入研究,从生理、生化甚至细胞、分子等较深层次上来研究磷脂的作用机理以及影得到更有效的应用
