張 楠，王華凱，馬永喜*，楊 博

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100193；2.華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州 510006）

抗生素自1920 年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，以其抗病、促生長(zhǎng)的作用在畜禽生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，給畜牧業(yè)帶來(lái)了巨大價(jià)值。但隨著抗生素的長(zhǎng)期大量使用，抗藥性、殘留等問(wèn)題日益凸顯，嚴(yán)重威脅了畜產(chǎn)品的質(zhì)量和公眾健康。2006 年開(kāi)始?xì)W盟禁止在飼料中添加促生長(zhǎng)類(lèi)抗生素，我國(guó)也自2020 年7 月起，飼料生產(chǎn)企業(yè)停止生產(chǎn)含有促生長(zhǎng)類(lèi)藥物飼料添加劑（中草藥除外）的商品飼料。因此，研發(fā)抗生素替代品成為養(yǎng)殖業(yè)的必然選擇。脂類(lèi)是油、脂肪、類(lèi)脂的總稱(chēng)，是由甘油和脂肪酸組成的三酰甘油酯。脂類(lèi)具有提供能量、改善飼料適口性、促進(jìn)脂溶性維生素吸收等多種作用。脂類(lèi)的生理作用與其脂肪酸的組成和比例密切相關(guān)，但目前對(duì)不同類(lèi)型脂肪酸的作用、適宜添加比例等研究還有所欠缺。因此，本文介紹了不同類(lèi)型脂肪酸的生理功能，總結(jié)了脂肪酸在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展，以期為開(kāi)發(fā)功能性脂肪酸產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 短鏈脂肪酸（SCFAs）

SCFAs 又稱(chēng)揮發(fā)性脂肪酸，是指碳原子數(shù)≤6 的脂肪酸，內(nèi)源性SCFAs 是由結(jié)腸微生物利用抗性淀粉、非淀粉性多糖、低聚糖等難以消化的結(jié)構(gòu)性碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生，以乙酸、丙酸、丁酸含量最高。乙酸和丙酸吸收后經(jīng)門(mén)靜脈運(yùn)送到肝臟，主要參與能量代謝，丁酸則主要是為腸黏膜細(xì)胞供能[1]。此外，丁酸還具有維護(hù)腸上皮屏障、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡、抗炎等多種生理功能。

1.1 SCFAs 的生理功能

1.1.1 提供能量和電解質(zhì)平衡 結(jié)腸內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生的SCFAs可為結(jié)腸上皮細(xì)胞提供60%～70%的能量，SCFAs 為細(xì)胞供能的順序?yàn)槎∷幔颈幔疽宜?，其中丁酸含量占腸道SCFAs 總量的85%[2]。除供能以外，SCFAs 還可以刺激結(jié)腸Na+吸收，抑制環(huán)磷酸腺苷（cAMP）和環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷（cGMP）介導(dǎo)的Cl-分泌來(lái)調(diào)節(jié)電解質(zhì)平衡[3]。

1.1.2 腸黏膜屏障作用 腸黏膜屏障由機(jī)械屏障、免疫屏障、化學(xué)屏障和生物屏障組成，共同維持畜禽的腸道健康，SCFAs 對(duì)維持腸黏膜屏障至關(guān)重要。SCFAs 可以通過(guò)促進(jìn)黏液層分泌黏液、增加緊密連接蛋白的數(shù)量來(lái)加強(qiáng)機(jī)械屏障。丁酸鹽可以通過(guò)上調(diào)緊密連接蛋白claudin-1 的轉(zhuǎn)錄進(jìn)而增強(qiáng)腸上皮屏障功能[4]。此外，SCFAs 可促進(jìn)上皮細(xì)胞內(nèi)一些黏膜免疫相關(guān)細(xì)胞的增殖、免疫球蛋白的分泌來(lái)提高腸黏膜免疫屏障。研究發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉不僅可以增加仔豬腸道黏膜中漿細(xì)胞IgA+的數(shù)量，還可以促進(jìn)斷奶仔豬小腸上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的增殖，改善小腸黏膜上皮細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)，維持正常的腸道黏膜屏障功能[5-6]。

1.1.3 抗炎、抗菌作用 SCFAs 可以通過(guò)抑制炎癥信號(hào)通路絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，阻斷炎癥信號(hào)通路，進(jìn)而抑制炎癥反應(yīng)。Xu 等[7]研究發(fā)現(xiàn)，給新生豬每日注射7～13 mL 丁酸鈉，連續(xù)注射7 d后，白細(xì)胞介素6（IL-6）、白細(xì)胞介素8（IL-8）、γ-干擾素（IFN-γ）、腫瘤壞死因子β（TNF-β）的表達(dá)顯著降低，同時(shí)回腸組蛋白去乙?；敢种苿℉DACi）含量也降低。這表明SCFAs 還可作為HDACi 的抑制劑，進(jìn)而抑制下游相關(guān)促炎因子的mRNA 表達(dá)從而起到抗炎效果。此外，動(dòng)物試驗(yàn)研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加450 mg/kg 丁酸鈉降低了空腸脫粒肥大細(xì)胞中組胺、類(lèi)胰蛋白酶的濃度以及腫瘤壞死因子-α（TNF-α）及IL-6 mRNA 的表達(dá)量[8]。Jiang 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在脂多糖應(yīng)激下，添加丁酸鈉可以降低十二指腸黏膜過(guò)氧化物酶活性和TNF-α的mRNA 表達(dá)量。

腸道菌群平衡是腸道健康的重要特征之一，SCFAs進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)可被分解為酸根離子和H+，H+濃度升高，腸道pH 降低，從而抑制大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌的生長(zhǎng)，促進(jìn)乳酸菌等有益菌的生長(zhǎng)，進(jìn)而維持動(dòng)物腸道健康。丁瑩[10]研究發(fā)現(xiàn)，在飲水中添加0.15%SCFAs 可以顯著降低42 日齡肉雞盲腸中大腸桿菌數(shù)量。鈕海華[6]研究發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉可以顯著增加仔豬空腸內(nèi)乳酸菌數(shù)量，顯著降低大腸桿菌數(shù)量。此外，丁酸還可通過(guò)促進(jìn)黏蛋白分泌黏液從而減少有害菌的黏附[11]。

1.1.4 抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng) 在細(xì)胞核中，組蛋白乙?；腿ヒ阴；^(guò)程處于動(dòng)態(tài)平衡，并由組蛋白乙酰化酶（HAT）和組蛋白去乙?；福℉DAC）共同作用，丁酸作為HDACi，可以抑制HDAC 的活性，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)基因的表達(dá)起到抗癌作用[12]。

1.2 SCFAs 在畜禽上的應(yīng)用 SCFAs 及其衍生物在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究見(jiàn)表1，SCFAs 及其衍生物在豬方面的研究多集中在斷奶仔豬上。SCFAs 及其衍生物可以提高斷奶仔豬對(duì)粗蛋白質(zhì)、粗脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率，提高飼料轉(zhuǎn)化效率、平均日增重和平均日采食量，進(jìn)而提高生長(zhǎng)性能。SCFAs 及其衍生物還可提高斷奶仔豬腸道絨毛高度、絨毛隱窩比值，降低隱窩深度，維持腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整，促進(jìn)腸道健康。在母豬妊娠后期及哺乳期添加SCFAs 及其衍生物可以提高母豬的繁殖性能及后代仔豬的生長(zhǎng)性能。在家禽方面，SCFAs 及其衍生物可以降低肉雞血清中IL-6、TNF-α等抗炎因子含量，提高超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性，進(jìn)而提高其免疫應(yīng)答和抗氧化能力。

表1 SCFAs 及衍生物在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

綜上所述，在畜禽飼糧中添加0.2%～0.3% SCFAs效果最佳。SCFAs 除具有上述生理功能外，還具有無(wú)殘留、易吸收等優(yōu)點(diǎn)。目前以丁酸及丁酸鈉研究較多，但丁酸鈉存在臭味大、難以為后腸提供丁酸、包被丁酸鈉成本高、含量低等缺陷。丁酸甘油酯是一種丁酸衍生物，其具有在腸道各部分均可釋放丁酸且無(wú)臭味等優(yōu)勢(shì)[1]。今后，可加強(qiáng)丁酸甘油酯對(duì)不同生理階段畜禽的使用效果研究，還要重視乙酸、丙酸等多種SCFAs 混合作用的效果，以及SCFAs 不同添加方式（如飼糧或飲水中）的應(yīng)用效果。

2 中鏈脂肪酸（MCFAs）

MCFAs 是指碳原子數(shù)為6～12 的飽和脂肪酸，包括己酸（C6:0）、辛酸（C8:0）、癸酸（C10:0）和月桂酸（C12:0）。MCFAs 與甘油發(fā)生酯化反應(yīng)生成相應(yīng)的中鏈甘油三酯（MCT），從而在自然界中以MCT 的形式存在于動(dòng)物的乳脂和一些飼料原料中，其中以椰子油、棕櫚油和萼距花屬植物種子油含量較為豐富。MCFAs與長(zhǎng)鏈脂肪酸（LCFAs）的性質(zhì)比較見(jiàn)表2[24]。MCFAs因其特殊的化學(xué)及物理特性，在消化、吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)等方面與LCFAs 存在較大差異。MCFAs 具有調(diào)節(jié)代謝、提高免疫力、抑菌等多種作用，是最具有發(fā)展前景的抗生素替代品之一。

表2 MCFAs 與LCFAs 的性質(zhì)比較

2.1 MCFAs 的生理功能

2.1.1 調(diào)節(jié)代謝 MCFAs 可以通過(guò)抑制脂肪酸合成酶、過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體（PPARγ）、增強(qiáng)子結(jié)合蛋白（CCAAT）等脂肪酸合成相關(guān)基因來(lái)調(diào)節(jié)脂類(lèi)代謝。MCFAs 還可通過(guò)提高動(dòng)物胰島素敏感性和葡萄糖耐受性，從而參與糖代謝的改善[25]。

2.1.2 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡 MCFAs 具有很強(qiáng)的抑菌作用，其機(jī)制可能是MCFAs 通過(guò)誘導(dǎo)一種自溶酶的分泌，進(jìn)而引起細(xì)菌溶解和死亡。游離的MCFAs 還可以通過(guò)病原體細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)并產(chǎn)生酸化作用，引起細(xì)菌死亡，同時(shí)分解的MCFAs 會(huì)抑制病原菌DNA 的復(fù)制，進(jìn)而殺死病原菌[26]。

2.1.3 抗病毒 MCFAs 的單甘脂具有抗病毒的功能，以月桂酸單甘油酯（GML）作用最為突出。GML 通過(guò)插入病毒的囊膜，使病毒的膜蛋白外泄，從而使病毒失去感染力或是通過(guò)降低相關(guān)促炎細(xì)胞因子、趨化因子的表達(dá)，間接減少病毒的傳播[27-28]。Li 等[27]研究表明，GML 可以降低IL-8 和巨噬細(xì)胞炎性蛋白-3α（MIP-3α）的表達(dá)，抑制CD4+T 細(xì)胞的募集，從而有效阻止恒河獼猴感染猴免疫缺陷病毒（SIV）。在畜禽生產(chǎn)中，GML 通過(guò)降低豬繁殖與呼吸綜合征病毒重組N 蛋白（PRRSV-N）在猴胚胎腎上皮細(xì)胞-145（MARC-145）中的表達(dá)來(lái)抑制PRRSV 的增殖，從而起到抗PRRSV的作用[28]。

2.2 MCFAs 在畜禽上的應(yīng)用 MCFAs 及其衍生物在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究見(jiàn)表3，MCFAs 及其衍生物因其具有快速供能的特點(diǎn)，多應(yīng)用在幼小動(dòng)物生產(chǎn)中。除作為畜禽的能源物質(zhì)，MCFAs 及其衍生物還具有很強(qiáng)的抑菌作用，可以抑制和殺滅病原微生物，同時(shí)還可以改善腸道形態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)畜禽的腸道健康。但MCFAs 及其衍生物對(duì)畜禽飼料轉(zhuǎn)化效率、采食量、增重等方面研究結(jié)果不一致，大部分研究表明無(wú)顯著影響。這與MCFAs 及其衍生物的種類(lèi)、添加量、畜禽所處的能量狀態(tài)等因素有關(guān)。

表3 MCFAs 及衍生物在畜禽中的應(yīng)用

綜上所述，在畜禽飼糧中添加0.2%MCFAs 效果最佳。在今后的研究中應(yīng)重視MCFAs 與其他產(chǎn)品（如益生菌、植物精油等）聯(lián)合使用，以達(dá)到畜禽的生長(zhǎng)性能最大化。

3 多不飽和脂肪酸（PUFAs）

PUFAs 指含有2 個(gè)或2 個(gè)以上雙鍵且碳鏈長(zhǎng)度為18～22 個(gè)碳原子的直鏈脂肪酸，通常分為ω-3 系列和ω-6系列。從脂肪酸的甲基端算起，第3 個(gè)碳原子上開(kāi)始出現(xiàn)雙鍵就是ω-3 脂肪酸，第6 個(gè)碳原子上開(kāi)始出現(xiàn)雙鍵就是ω-6 脂肪酸。ω-3PUFAs 主要包括α-亞麻酸（ALA）、二十碳五稀酸（EPA）、二十二碳六稀酸（DHA），ω-6PUFAs 主要包括亞油酸（LA）、γ-亞麻酸（GLA）、花生四烯酸（AA）。

ω-3PUFAs 和ω-6PUFAs 的功能不同，某些活性甚至相反，例如ω-6PUFAs 中的花生四烯酸是合成促炎類(lèi)二十烷酸類(lèi)激素的前體，而ω-3PUFAs 中的EPA 則合成抗炎類(lèi)二十烷酸類(lèi)激素。因此，注重二者的平衡才能有利于動(dòng)物的健康[1]。

3.1 PUFAs 的生理功能 AA 產(chǎn)生的前列腺素E2（PGE2）是促炎因子，而ω-3PUFAs 可通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)5-環(huán)氧合酶抑制AA 的產(chǎn)生，減少PGE2 濃度，從而減緩炎癥反應(yīng)[38]。ω-3PUFAs 可以降低TNF-α、核因子-κB（NF-κB）等促炎因子的表達(dá)水平、提高白細(xì)胞介素10（IL-10）等抗炎因子表達(dá)而抑制炎癥反應(yīng)。此外，ω-3PUFAs 的活性代謝物（如消退素可以刺激巨噬細(xì)胞等）分泌產(chǎn)生抗炎性細(xì)胞因子來(lái)起到抗炎作用[39]。

PUFAs 可以降低血液中甘油三酯和膽固醇濃度，通過(guò)抑制血小板凝集防止形成動(dòng)脈血栓減少心血管疾病[40]。PUFAs 也可通過(guò)影響轉(zhuǎn)錄因子和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，改變細(xì)胞膜功能，通過(guò)細(xì)胞中脂質(zhì)過(guò)氧化等途徑來(lái)預(yù)防和治療癌癥。

3.2 PUFAs 在畜禽上的應(yīng)用 PUFAs 在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究見(jiàn)表4。在妊娠后期和泌乳期飼糧中添加ω-3PUFAs可以提高母豬初乳中免疫球蛋白的數(shù)量，減少仔豬腸道黏膜抗炎因子的mRNA 表達(dá)量，減緩母豬和仔豬的應(yīng)激，進(jìn)而提高母豬的繁殖性能和仔豬的生長(zhǎng)性能，對(duì)于斷奶仔豬而言，ω-6/ω-3 的比值會(huì)顯著影響斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能和免疫能力，比值為10 時(shí)效果最佳。在家禽方面，PUFAs 可以提高肉雞的生長(zhǎng)性能，添加量為150～250 mg/kg 時(shí)可以提高蛋雞血清中免疫球蛋白數(shù)量，從而提高免疫力。

表4 PUFAs 在畜禽中的應(yīng)用

綜上所述，在飼糧中添加PUFAs 可以抑制畜禽腸道有害菌的增殖，改善腸道形態(tài)，提高免疫力，從而提高其生長(zhǎng)性能。在自然界中，ω-6PUFAs 含量非常豐富，但只有少數(shù)油脂中含有ω-3PUFAs，在飼料中應(yīng)用大豆油較多，應(yīng)當(dāng)在飼料中適當(dāng)?shù)奶砑郁~(yú)油等富含ω-3PUFAs 的油脂。只有當(dāng)二者的比例處于合理的范圍內(nèi)，才能使脂肪酸的價(jià)值最大化。

4 共軛亞油酸（CLA）

CLA 是指一系列含有共軛雙鍵、具有位置和幾何異構(gòu)的十八碳二烯酸的統(tǒng)稱(chēng)。CLA 的異構(gòu)體種類(lèi)眾多，其中以c9,t11-CLA 和t10,c12-CLA 應(yīng)用最為廣泛。天然CLA 主要存在于反芻動(dòng)物的奶制品和肉制品中。但由于天然CLA 含量較少，人們開(kāi)始通過(guò)人工合成CLA的途徑來(lái)獲取更多的CLA 以滿足需求。目前人工合成CLA 的方法有光敏異構(gòu)法、化學(xué)合成法、微生物合成法等，但人工合成成本高、工藝復(fù)雜，生產(chǎn)工藝還需進(jìn)一步優(yōu)化。CLA 具有抗氧化、調(diào)節(jié)免疫、抑制脂肪積累、降低膽固醇防止動(dòng)脈粥樣硬化、抗癌等作用。

4.1 CLA 的生理功能

4.1.1 調(diào)節(jié)免疫 CLA 通過(guò)降低類(lèi)二十烷酸的合成，特別是前列腺中的PGE2 來(lái)調(diào)節(jié)免疫，PGE2 能夠抑制細(xì)胞免疫和細(xì)胞因子的分泌，對(duì)生物機(jī)體免疫功能發(fā)揮著重要作用[47]。Zhang 等[48]研究表明，與對(duì)照組相比，在雞日糧中添加10.0 g/kg CLA，系統(tǒng)和外周血淋巴細(xì)胞中PGE2 的合成量顯著降低57% 和42%。CLA 也可通過(guò)細(xì)胞核PPARγ途徑抑制TNF-α、NF-κB 等因子的產(chǎn)生，從而起到調(diào)節(jié)免疫的作用。

4.1.2 防止動(dòng)脈粥樣硬化及調(diào)節(jié)脂類(lèi)代謝 血液中膽固醇含量過(guò)高是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的主要原因，CLA 能夠阻止脂肪和血小板在粥樣病變的動(dòng)脈壁上沉積，從而起到抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用[49]。CLA 在以兔子、倉(cāng)鼠、老鼠為動(dòng)物模型上的研究較多[50]。Lee 等[51]研究表明，在兔子日糧中每天添加0.5 g CLA，低密度脂蛋白和三酰甘油減少，對(duì)主動(dòng)脈進(jìn)行檢查，動(dòng)脈粥樣硬化較少。田敏等[52]研究表明，CLA 可以顯著降低Apo E-/-小鼠血清中總膽固醇、甘油三酯水平，從而起到抗動(dòng)脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)的作用。

CLA 通過(guò)影響脂肪細(xì)胞增殖和分化、相關(guān)基因的表達(dá)及脂代謝中關(guān)鍵酶來(lái)影響脂肪沉積。陸春瑞等[53]研究表明，與對(duì)照組相比，CLA 腹部脂肪參數(shù)下降20.93%，腹部脂肪組織中生長(zhǎng)激素受體（GHR）和PPARγ的mRNA 表達(dá)量分別下降24.74% 和66.52%。Jiang 等[54]研究表明，CLA 降低了背部脂肪△9去飽和酶、脂肪酸合成酶和脂蛋白脂肪酶的活性。

4.1.3 抗氧化 CLA 通過(guò)提高TSOD、GSH-Px、CAT 等含量，降低MDA 含量，清除自由基，起到抗氧化的作用。Zhang 等[55]研究表明，10 g/kg CLA 可以提高肉雞肝臟、血清和雞肉中TSOD 的活性及肝臟中CAT 活性，10 g/kg和5 g/kg CLA 可降低肉雞肝臟、血清和雞肉中MDA含量，這與吳國(guó)玲[56]的研究結(jié)果一致。

4.2 CLA 在畜禽上的應(yīng)用 CLA 在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究見(jiàn)表5。在妊娠、哺乳期母豬日糧中添加CLA 可以提高母豬初乳和新生仔豬血清中免疫球蛋白的數(shù)量，從而提高新生仔豬的免疫力。在家禽方面，CLA 對(duì)肉雞生產(chǎn)性能的研究結(jié)果不一致。有的研究表明，CLA 會(huì)降低肉雞的ADFI 和ADG，這可能與肉雞的生長(zhǎng)階段、CLA 添加量等有關(guān)。但可以提高蛋黃中多不飽和脂肪酸含量，降低單不飽和脂肪酸含量，使蛋黃中富集CLA。

表5 CLA 在畜禽中的應(yīng)用

綜上所述，CLA 作為一種功能性脂肪酸，在畜禽日糧中以2% 的添加量效果最佳。但CLA 產(chǎn)品現(xiàn)多為游離脂肪酸型，其容易氧化產(chǎn)生對(duì)人體有害的過(guò)氧化物，且口感不好。與CLA 相比，共軛亞油酸甘油酯穩(wěn)定性好，在人和動(dòng)物機(jī)體內(nèi)消化吸收速度更快，具有更好的親脂性，可防止脂質(zhì)的積累[66]，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

5 小 結(jié)

綜上所述，MCFAs 具有無(wú)殘留、易吸收、快速供能等優(yōu)點(diǎn)，但存在異味、難以為后腸道利用等問(wèn)題，可以通過(guò)與其他飼料添加劑聯(lián)合使用或優(yōu)化添加方式來(lái)克服其缺點(diǎn)；合理的ω-6/ω-3PUFAs 比值可以調(diào)控畜產(chǎn)品的品質(zhì)，但富含ω-6PUFAs 和ω-3PUFAs 的產(chǎn)品容易氧化，使用時(shí)需要確保飼糧當(dāng)中的抗氧化劑水平；CLA具有抗動(dòng)脈粥樣硬化、促免疫等多種生理功能，但目前CLA 制品存在口感不佳、穩(wěn)定差、易氧化變質(zhì)等缺點(diǎn)，可以對(duì)CLA 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，合成CLA 酯類(lèi)衍生物來(lái)提高CLA 的穩(wěn)定性。在畜禽飼糧中添加適量脂肪酸可以調(diào)節(jié)畜禽腸道微生態(tài)平衡，增強(qiáng)畜禽的免疫及抗氧化能力，從而提高其生長(zhǎng)性能。但不同種類(lèi)、生理階段畜禽的適宜添加量、添加形式以及聯(lián)合的使用效果還需進(jìn)一步研究。