富含共轭亚油酸牛奶的生产原理和方法

西南大学动物科技学院 王 芳 董国忠 杨 磊

近年来，随着对共轭亚油酸（CLA）多种生物活性功能（抗癌、抗动脉粥样硬化、抗氧化、降低胆固醇、促进生长、抑制脂肪积累、增强机体免疫力等）的逐步了解，富含CLA的功能性牛奶成为当前的研究热点之一。因此，本文旨在探讨通过营养调控手段提高奶牛乳脂CLA含量的可行性及其方法，进而为提高牛奶品质和开发新型功能奶产品提供参考。

1 CLA的理化特性

CLA即共轭十八碳二烯酸，是一组含有共轭双键（-C=C-C=C-）的亚油酸的各种几何与位置异构体混合物的总称。这些异构体的共同特征为2个双键直接通过一个碳-碳单键连接，没有被亚甲基隔开。CLA的双键在碳链上有多种位置排列方式，一般认为CLA总共有16种同分异构体，共轭双键起始于羧基端的第8、9、10、11位碳原子，其主要位置异构有 4 种：8，10-、9，11-、10，12-和11，13-，由于共轭双键两端的碳原子都具有顺式（cis）和反式（trans）两种几何构型，每种位置异构又具有4种几何异构体，因此CLA的种类十分丰富。在人类和动物中，以c9，t11-CLA和tl0，c12-CLA式最为普遍存在。异构体为c9，t11-CLA是与人类和动物营养最为相关、最具生理活性的CLA，被命名为瘤胃酸（Chin 等，1992）。 另外，tl0，c12-CLA和c11，t13-CLA这两种异构体也是天然存在和人工合成的主要异构体，同c9，t11-CLA一样也具有很强的生理活性。

2 通过营养调控手段提高乳脂CLA的可行性

一般而言，反刍动物食品中CLA的含量高于非反刍动物食品中的含量。乳脂肪是最好的天然CLA的来源，目前全乳平均1 g脂肪含有4.5 mg CLA（嘎尔迪等，2005）。目前，已有充足的理论基础和大量的试验证明，通过营养调控提高乳脂CLA含量具有很大的可行性。

2.1 乳脂CLA的合成途径

2.1.1 微生物的不完全氢化作用 日粮脂质进入瘤胃后在微生物脂解酶的作用下，迅速水解释放出游离脂肪酸，不饱和脂肪酸很快被微生物氢化为饱和脂肪酸。CLA就是瘤胃细菌在不饱和脂肪酸氧化过程中产生的中间产物。Benjamin等（2001）发现，在丁弧酸菌分泌的异构化酶的作用下，亚油酸可转变为c9，t11-CLA，一部分CLA被动物吸收进入乳腺等组织，而另一部分在瘤胃中氢化为反式油酸，反式油酸（t11-油酸）进一步氢化形成硬脂酸。

微生物的不完全氢化作用的具体过程如下：（1）c-12双键的异构化是含有c-9、c-12双键系统脂肪酸的生物加氢的第一步。亚油酸同分异构酶催化亚油酸c-9、c-12结构形成共轭双键结构，对α和γ亚麻酸也是如此。（2）c-9，t-11 CLA转变为t-11 C18∶1。通过标记亚油酸进行体外培养证明随着c-12双键异构化，c-9，t-11 CLA很快转变为 t-11 C18∶1， 而 t-11 C18∶1的加氢反应稍慢，造成其浓度增高，更易于t-11 C18∶1在瘤胃中积累和吸收。在特定条件下，如日粮中亚油酸浓度较高时，能抑制t-11 C18∶1加氢形成硬脂酸的过程，从而造成CLA的积累和合成增多（Hayek，1999）。由上述亚油酸的生物加氢过程可以发现，CLA是不饱和脂肪酸在瘤胃内进行生物加氢过程的中间体。

2.1.2 内源合成 CLA的内源合成即动物细胞内的脱氢反应。瘤胃微生物氢化过程中产生的反式油酸经吸收而进入动物体后，在肝脏微粒体和乳腺中被△-9-脱氢酶通过脱氢反应形成c9，t11-CLA。因为在哺乳动物体内无△-12-脱氢酶，所以t10，c12-CLA很可能是通过瘤胃和肠道微生物异构化作用由亚油酸形成，然后从消化道吸收进入体内（Griinari和 Bauman，1999）。 Kay 等（2004）研究表明，采食新鲜牧草的奶牛乳脂中CLA含量明显升高，新鲜牧草中主要是亚麻酸，反式油酸是亚麻酸生物加氢的中间体，说明CLA就是由反式油酸经脱氢而经内源性合成的。Yamasaki等（2000）进一步研究表明，如果添加剂抑制△-9-脱氢酶的活性，可使乳脂中的CLA减少70%，这说明乳腺组织利用反式油酸通过△-9-脱氢酶内源合成CLA是乳脂CLA的主要来源，占2/3以上，该结论也得到了Corl等（2001）的证实。另外，在日粮中添加CLA钙盐，可直接被乳腺组织吸收合成乳脂 CLA（代行慧等，2007）。

2.2 日粮因素对牛乳脂CLA含量的影响 影响牛奶中CLA含量的因素有很多，包括日粮结构、动物品种、年龄等，其中日粮结构是影响牛奶中CLA含量的最主要因素（王建平等，2008）。

2.2.1 不同植物油对乳脂CLA含量的影响 大量研究表明，给奶牛补饲花生油、葵花籽油、亚麻籽油和菜籽油均可显著提高乳脂CLA含量。Chouinard等 （1998）利用卡诺拉油的钙盐（Ca-CO）、麻油的钙盐（CaLO）和大豆油的钙盐（CaSO）进行饲喂奶牛试验，结果对照组、CaCO、CaLO和CaSO组所产牛奶中CLA含量分别为每100 g脂肪 1.75、1.93、2.16 g 和 2.38 g。 Secchiari和 Antongiovanni（2003）用大豆油、麻籽油、棕榈油和橄榄油日粮饲喂奶牛，各组乳中CLA的含量分别为0.675、0.562、0.472 g/100 脂肪和 0.617 g/100 脂肪，每天的CLA产量分别为4.80、3.91、3.80 g和4.38 g。以上试验均证明，添加组均比对照组的乳脂CLA含量有所增加。

Dhiman等（1999）证实，各种植物油的油酸、亚油酸和亚麻酸含量不同，不同油脂的添加效果也不同，这主要取决于其脂肪酸的组成。Kelly等（1998）给奶牛补饲5.3%的花生油、葵花籽油和亚麻籽油时，乳脂CLA浓度分别达到13.3、24.4、16.77 mg/g。花生油和葵花籽油分别含有近30%和60%的亚油酸，而亚麻酸的含量几乎为0%。在相同添加水平下，乳脂CLA含量的提高效果基本反映了这一组成差异。亚麻籽油的亚油酸和亚麻酸总含量与葵花籽油的亚油酸含量相差不大，而对乳脂CLA含量的改善效果差异显著，这表明亚麻酸提高乳脂CLA的效率不如亚油酸。究其原因归结为，植物油源性的不饱和脂肪酸主要直接为乳腺CLA合成提供充足的底物，从而增加乳腺t-11 C18∶1的含量，其中以亚油酸对乳脂CLA的调控最为关键（卜登攀和王加启，2006）。

2.2.2 不同油料植物籽实对乳脂CLA含量的影响 饲料添加油料籽实对乳脂CLA的提高效果不如添加植物油的效果明显。产生这种差异的原因可能是由于籽实中的脂肪酸在瘤胃中释放的速度没有植物油释放的快，所以产生用于乳脂CLA合成的前体物较少，氢化得较完全，所以效果不如植物油显著。Dhiman等（1999）给奶牛补饲全脂膨化大豆和全脂膨化棉籽，分别使CLA含量由3.6 mg/g提高到8.6 mg/g和7.2 mg/g。补饲18%的破碎烘烤大豆和3.6%豆油后，奶牛日粮中脂肪含量和脂肪中的亚油酸和亚麻酸组成很接近，但乳脂肪酸中CLA含量差别很大，分别为7.7 mg/g和 21.0 mg/g。 French等（2000）分别对放牧奶牛补饲全脂大豆和全脂菜籽，结果奶牛乳脂中CLA含量均有显著提高，与对照组相比差异显著，补饲全脂大豆组提高24.3%，而补饲全脂菜籽组提高61.0%。尹福泉等（2008）研究表明，给奶牛补饲菜籽、亚麻籽和葵花籽后，乳脂中CLA含量分别比对照组提高 27.59%（P>0.05）、60.34%（P<0.05）和 98.28%（P<0.05）。 普遍认为，不同油料植物籽实对奶牛乳脂CLA的影响是由于脂肪酸在瘤胃停留时间不同，致使产生的乳脂CLA前体物不同而造成的。

2.2.3 油料的加工方法和工艺对乳脂CLA含量的影响 籽实饲喂前的加工调制也会影响其添加效果。Chouinard等 （1998）给奶牛分别补饲17.5%的粉碎生大豆、膨化大豆、微粉化大豆和烘烤大豆，乳脂中CLA的含量分别为3.0、8.9、7.0、6.0 mg/g脂肪酸。而Dhiman等（1999）报道，补饲破碎生大豆对乳脂CLA无显著影响。不同的加工处理方式可能改变了大豆脂肪酸在瘤胃中的释放速度和比例。

大豆挤压后可以提高奶牛采食量、蛋白质消化率及奶牛生产性能。关于不同挤压温度制作的全脂大豆对奶牛乳脂CLA含量的影响报道较少。Chouinard 等（1998）用一般的大豆（GSB）作为对照组，用120℃挤压大豆（E120SB）、130℃挤压大豆（E130SB）和 140 ℃挤压大豆（E140SB）作为试验组，结果表明，各试验组与对照组相比，产奶性能不仅显著提高，而且乳脂中CLA含量也均有显著提高。

2.2.4 鱼油对乳脂CLA含量的影响 鱼油是指由水生生物如鱼类、鲸类、浮游生物类和海藻类等提取的一类脂肪，富含长链不饱和脂肪酸，被广泛用于饲料中以改变乳脂CLA的含量。鱼油及海藻源性的长链不饱和脂肪酸，如二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）可以通过间接调控瘤胃亚油酸等其他不饱和脂肪酸的代谢途径而增加乳脂CLA合成所需的底物（Kelly等，1998）。大量试验表明，饲料中添加鱼油对奶牛乳脂CLA的含量有提高作用。Murphy等（2008）通过补饲鱼油使奶牛乳脂CLA在总脂肪酸（TFA）中的含量由1.6 mg/g提高到15.5 mg/g。但Dhiman等（1999）给奶牛补饲3%的鱼油，只使乳脂CLA略有提高。Loor等（2005）进行瘤胃和十二指肠灌注鱼油，研究其对乳脂的影响，结果表明，鱼油可明显提高乳脂CLA含量。也有试验表明，添加鱼油对奶牛乳脂CLA的含量有不利作用（Chilliard等，2008）。目前认为，造成鱼油对奶牛乳脂CLA的影响不一致的主要原因是鱼油来源不一致，试验所用鱼油本身脂肪酸组成差异很大（Dhiman等，1999）。

2.2.5 牧草对乳脂CLA含量的影响 研究表明，采用全部放牧方式饲养的奶牛，其乳脂中CLA的含量要比常年舍饲条件下粗精比为50∶50的奶牛乳脂中CLA的含量高的多，而且采食青绿牧草更有利于提高乳脂中CLA的含量。这是因为青绿牧草中含有较多的不饱和脂肪酸，而且随着奶牛日粮中青草含量的增加，乳脂中的CLA含量呈线性增加（Dhiman等，1999）。大量研究表明，在放牧不补饲的条件下，奶牛乳脂中CLA的含量比饲喂TMR日粮提高134%，变化幅度为15%～396%（Chilliard等，2008）。造成CLA含量差异的原因主要是新鲜牧草采食量及其质量，在夏季奶牛可获得新鲜牧草，而新鲜牧草中含有大量的亚油酸。也有研究认为是牧草中含有C18∶3，在瘤胃被转化为t-C18∶1，从而增加了乳腺合成CLA的前体物质，提高了乳脂中的CLA含量。

3 提高牛奶中CLA含量的方法

3.1 补饲植物油 奶牛日粮中常用的植物油有大豆油、葵花籽油、红花油、棕榈油和和麻籽油等，饲喂不同植物油对牛奶中CLA的影响有一定差异，大多补饲植物油的试验均提高了乳脂CLA含量。Secchiari等（2003）和 Chouinard 等（1998）试验均证明，在不同植物油中以添加大豆油对提高牛奶中CLA的效果最佳。Dhiman等（1999）进一步通过试验研究大豆油的不同添加水平对奶牛乳脂CLA的影响，结果表明，大豆油添加量为干物质采食量的2%和4%时的效果明显，并且在低于4%时，乳脂CLA的含量随豆油添加量的增加而上升。但在实际生产中，随着植物油添加水平的增高，乳脂率有下降的趋势，同时考虑到经济效益，生产中一般应以2%的大豆油添加量为宜。

3.2 改善油料植物籽实的加工工艺 研究表明，奶牛日粮中添加油料籽实也可提高乳脂CLA含量，但效果不如添加植物油明显。因此，可以通过对油料籽实饲喂前的加工调制提高牛奶中的CLA含量。Chouinard等（1998）比较了粉碎生大豆、膨化大豆、微粉化大豆和烘烤大豆的添加效果，其中膨化大豆的效果最显著。Solomon等（2000）研究表明，压扁处理的大豆比未经处理的大豆更能提高奶牛乳脂CLA的含量。

3.3 实行放牧 奶牛通过放牧 （特别是夏季）可以获得大量新鲜优质的牧草，而新鲜牧草中含有大量的亚油酸，因此通过放牧可提高奶牛乳脂中CLA含量。Kelly等（1998）发现，全部营养来自优质牧草的奶牛乳脂CLA含量是使用配合饲料的奶牛的2倍，但放牧奶牛的泌乳量有所下降。

3.4 补饲鱼油 大量试验表明，饲料中添加鱼油对奶牛乳脂CLA的含量有提高作用。同时，鱼油和海藻在增加乳脂CLA方面较植物油更有效（卜登攀等，2006）。 Donovan 等（2000）研究发现，奶牛日粮中鱼油的添加量从0%增加到2%时，乳脂CLA的含量也逐渐增加，当超过2%时CLA含量有下降趋势。因此鱼油以2%添加量时效果最好，但奶牛的干物质采食量和乳脂率都有不同程度的降低，在生产中如果长期饲喂，奶牛的泌乳量也可能会下降。

3.5 补饲海藻 海藻中富含n-3族的不饱和长链脂肪酸，可以为合成CLA提供前体物。Franklin等（1999）通过试验证实，在奶牛日粮中添加一定量的瘤胃保护性海藻或不受保护的海藻都能显著提高牛奶中CLA含量，并且不受保护的海藻还能使牛奶中CLA的高峰含量持续时间延长，其原因还有待研究。由此可见，富含n-3族不饱和长链脂肪酸的添加剂具有提高乳脂CLA的作用。

3.6 添加CLA钙盐 CLA钙盐在奶牛体内可直接被乳腺组织吸收合成乳脂CLA，因此添加CLA钙盐具有提高乳脂CLA的效果。Giesy等（2002）研究表明，乳脂CLA的含量随着奶牛日粮中CLA钙盐添加量的增加而增加。在CLA异构体混合物中，c9，t11-CLA是起抗癌、增强免疫力等多种生物活性功能的有效成分。如果CLA钙盐中t10，c12-CLA含量过多，会导致乳脂率降低，因此在添加CLA钙盐时应考虑其中有效成分的含量，以达到理想的添加效果。同时还应注意，提高乳中CLA含量应在不改变产奶量和乳成分的前提下进行。由于添加保护性CLA会显著降低乳脂率（Yamasaki等，2000），因此添加瘤胃保护性CLA不是提高乳中CLA的很好途径。

4 小结

目前，国内外对通过日粮营养措施调控牛奶中CLA含量的理论与技术的研究已经取得了一定进展，但要在实际生产中，在不影响乳脂率和乳产量的前提下，通过饲料调控措施来提高牛奶中CLA的含量，仍有许多工作要做。从饲料到牛奶，营养物质经过一系列复杂的生化过程，其中最关键的生化反应过程包括瘤胃消化、小肠消化吸收、血液和肝脏的代谢及乳腺的合成，而每一个关键环节的代谢机理都有待深入研究。另外，代谢过程的生理调节、基因调节也需深入研究。

[1]卜登攀，王加启.日粮不饱和脂肪酸对乳脂CLA影响研究进展[J].中国农学通报，2006，22（4）：15 ～ 21.

[2]代行慧，石艳慧，刘立成，等.提高乳中共轭亚油酸的调控途径[J].饲料博览，2007，15：13 ～ 15.

[3]嘎尔迪，伊福泉，刘瑞芳，等.共轭亚油酸及其在奶牛营养中的研究进展[J].内蒙古农业大学学报，2005，26（2）：109.

[4]王建平，王加启，卜登攀，等.日粮脂肪对牛奶中CLA含量的影响[J].黑龙江畜牧兽医，2008，6：35 ～ 37.

[5]尹福泉，嘎尔迪，刘瑞芳，等.日粮中添加油料籽实对奶牛生产性能及乳脂脂肪酸组成的影响[J].动物营养学报，2008，20（3）：261 ～ 267.

[6]Benjamin A C，Lance H B，Debra A D，et al.The role of△-9-desaturase in the production of cis-9，trans-11CLA[J].Journal of Nutritional Biochemistry，2001，12：622 ～ 630.

[7]Chilliard Y，Glasser F，Schroeder，et al.Recent data on the effects of feeding factors on cow milk fatty acid composition[J].Sciences Des Aliment，2008，28（1 ～ 2）：156 ～ 167.

[8]Chin S F，Liu W，Storkson J M，et al.Dietary sources of conjugated dienoic isomers of linoleic acid，a newly recognized CLA ofan ticarcinogens[J].Food Comp Anal，1992，5：185 ～ 197.

[9]Chouinard P Y，Girard V，Brisson G H，et al.Fatty acid profil and physical properties of milk fat from cows fed calcium saltsof fatty acids with varying unsaturation[J].Journal of Dairy Science，1998，81：471 ～ 481.

[10]Corl B A，Baugard L H，Dwyer D A，et al.The role of△-9-desaturase in the production of cis-9，trans-11 CLA[J].Journal of Nutrition Biochemistry，2001，12：622 ～ 630.

[11]Dhiman T R，Anand G R，Satter L D，et al.Conjugated linleic acid content of milk from cows fed different diets[J].Journal of Dairy Science，1999，82：2146 ～ 2156.

[12]Donovan D C，Schingoethe D J，Franklin S T，et al.Influence of dietaryfish oil on conjugated linoleic acid and other fatty acids in milk fat from lactating dairy cows[J].Journal of Dairy Science，2000，83：2620 ～ 2628.

[13]Franklin S T，Martin K R，Baer R J，et al.Dietary marine algae（Schizochytrium sp.）increases concentrations of conjugated linoleic，docosahexaenoic and transvaccenic acids in milk of dairy cows[J].Journal of Nutrition，1999，129：2048 ～ 2052.

[14]French P，Stanton C，Lawless F，et al.Fatty acid composition，including conjugated linoleic acid，of intramuscular fat from steers offered grazed grass，grass silage，or concentrate-based diets[J].Journal of Animal Science，2000，78（11）：2849 ～ 2855.

[15]Giesy J G，McGuire M A，Shafii B，et al.Effect of dose of calcium salts of conjugated linoleic acid（CLA）on percentage and fatty acid content of milk fat in Midlactation Holstein Cows[J].Journal of Dairy Science，2002，85：2023 ～2029.

[16]Griinari J M，Bauman D E.Biosynthesis of conjugated linoleic acid and its incoporation into meat and milk in ruminants[J].AOCS Press，1999，1：188 ～200.

[17]Hayek M G.Diertary conjugated linoleic-Acid influences the immuneresponse of young and old C57BL/6Ncrlbr Mice[J].Journal of Nutrition，1999，129：32 ～ 38.

[18]Kay J K，Mackle T R，Auldist M J，et al.Endogenous synthesis of cis-9，trans-11CLA in dairy cows fed fresh pasture[J].American Dairy Science Association，2004，87：369 ～ 378.

[19]Kelly M L，Berry J R，Dwyer D A，et al.Dietary fatty acid sources affect conjugated linoleic acid concentrations in milk from lactating dairy cows[J].Journal of Nutrition，1998，128：881 ～ 885.

[20]Loor J J，Doreau M，Ollier K，et al.Effects of ruminal or duodenal supply of fish oil on milk fat secretion and profiles of trans-fatty acids and conjugated linoleic acid isomers in dairy cows fed maize silage[J].Aniaml Feed Science and technology，2005，119（3 ～ 4）：227 ～ 246.

[21]Murphy J J，Coakley M，Murphy T M，et al.Supplementation of dairy cows with a fish oil containing supplement and sunflower oil to increase the CLA content of milk produced at pasture[J].Livestock Science，2008，116（1 ～3）：332 ～ 337.

[22]Secchiari P，Antongiovanni M.Effect of kind of dietary fat on the quality of milk fat from Italian Friesian cows[J].Livestock Production Science，2003，83（1）：43 ～ 52.

[23]Solomon R，Chase L E，Bauman E D，et al.The effect of nonstructural carbohydrate and addition of full fat extruded soybeans on the concentration of conjugated linoleic acid in the milk fat of dairy cows[J].Journal of Dairy Science，2000，83（6）1322 ～ 1329.

[24]Yamasaki M，Mansho K，Ogino Y，et al.Acute reduction of serum leptin level by dietary conjugated linoleic acid in Sprague-Dawley rats[J].Journal of Nutritional Biochemistry，2000，11（9）：467 ～ 471.