一种基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物
阅读说明：本技术 一种基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物 (Pig milk fat-replacing composition based on triglyceride ) 是由 金青哲 任翠荣 金俊 王兴国 于 2021-02-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物,由包含猪乳中甘油三酯组成的多种基料油调配而成,所述猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分高于70分。本发明以天然油脂为原料,根据我国猪乳的甘油三酯组成方面的特点,采用油脂混合模型优化油脂添加比例,得到在甘油三酯组成上同猪乳的甘油三酯组成有较高相似度的猪乳替代脂组合物。(The invention discloses a pig milk substitute fat composition based on triglyceride composition, which is prepared by blending a plurality of base oil comprising triglyceride in pig milk, wherein the similarity score of the triglyceride composition of the pig milk substitute fat composition and the triglyceride composition of the pig milk is higher than 70. According to the invention, natural oil is used as a raw material, and the fat addition proportion is optimized by adopting an oil mixing model according to the characteristics of the triglyceride composition of pig milk in China, so that the pig milk substitute fat composition with higher similarity in triglyceride composition to the triglyceride composition of pig milk is obtained.)
技术领域
本发明属于动物营养和饲料科学技术领域，具体涉及到一种基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物。
背景技术
猪乳(包括初乳和常乳)是一种复杂的生物液体，其中包含蛋白质，脂肪，维生素，低聚糖，乳糖和其他生物活性化合物。新生仔猪必须从摄入的初乳和常乳中获得母体免疫，以提供被动免疫保护，直到仔猪的免疫系统完全发育。就初乳而言，它非常容易消化，并为仔猪提供营养和免疫力，对仔猪的生存很重要。常乳成分也可以反映仔猪的营养需求。通常情况下，仔猪生长完全依赖于猪乳，猪乳是仔猪最理想的食物，猪乳摄入不足是造成仔猪存活率和出栏重低的直接原因。为此，饲喂仔猪用乳粉成为了解决猪乳摄入不足的重要措施。
在猪乳中，脂肪只有5～8％的含量，但可以提供新生仔猪所需能量的大约50％。猪乳中的脂肪是天然油脂中最复杂的脂质之一，它以脂肪球形式存在，外围是由磷脂、糖蛋白和乳酶等组成的脂肪球膜，内核以甘油三酯为主，甘油三酯约占总脂肪球质量的98％。猪乳甘油三酯分子中的脂肪酸不仅种类多，而且其位置分布独特，直接关系到仔猪的营养吸收和免疫系统完善。
动物对脂肪酸组成相同而位置分布不同的两种甘油三酯的消化吸收率可以显著不同。研究表明，在一般的动植物油脂中，棕榈酸主要分布于甘油三酯上的sn-1和sn-3位，而在猪乳脂肪中，棕榈酸主要分布于甘油三酯上的sn-2位，呈现sn-1,3-二不饱和脂肪酸-2-棕榈酸甘油三酯(β-UPU)的结构，这种分布使得猪乳有更高的脂肪/钙的吸收效率和更低的粪硬度。例如，sn-1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(β-OPO)易被仔猪消化吸收，而sn-1-棕榈酸-2,3-二油酸甘油三酯(β-POO)却易造成便秘。因此，能否模拟猪乳的甘油三酯组成，成为决定仔猪用乳粉配方营养价值高低的关键因素之一。
为解决母猪乳汁不足而造成的仔猪养殖困窘，如今欧美国家和我国已经开发出仔猪用配方奶粉，但市场上仔猪用配方奶粉都仅关注能量值是否足够，均未从甘油三酯层面考虑脂肪酸位置分布可能造成的消化吸收差异。另外，考虑到饲料、猪种和养殖环境的不同，一些欧美国家开发的仔猪用乳粉脂肪也并不适合于我国仔猪的饲喂。因此，系统分析我国猪乳的甘油三酯组成，进而开发与猪乳甘油三酯组成高度相似的油脂配方，用于制造仔猪用乳粉，以弥补猪乳的不足，对于提高我国仔猪的存活率和断奶体重具有积极意义。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
本发明的一个目的是提供一种基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物，同猪乳的甘油三酯组成有较高相似度。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物，由包含猪乳中甘油三酯组成的多种基料油调配而成，所述猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分高于70分；
其中，所述基料油采用的油脂混合模型如下：
其中，Djmin为猪乳中第j个甘油三酯组成的下限含量，％；Djmax为猪乳中第j个甘油三酯组成的上限含量，％；Xi为第i个基料油占组合物的含量，％；Yij为矩阵，表示第i个基料油的第j个甘油三酯组成的含量，％。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：所述猪乳中甘油三酯组成包括β-OPL、β-LPL、OLL、β-OPO、OOL和LLL。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：所述猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成中，β-OPL含量为11～14％，β-LPL含量为8～11％，OLL含量为5～8％，β-OPO含量为6～8％，OOL含量为4～7％，LLL含量为3～6％。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：所述基料油包括β-UPU型油脂、棕榈油和亚油酸型油脂；以质量分数计，包括20～50％的β-UPU型油脂，35～55％的棕榈油和10～35％的亚油酸型油脂。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：所述β-UPU型油脂为β-OPL含量大于10％、β-OPO含量大于5％的油脂。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：所述β-UPU型油脂包括罗非鱼油、巴沙鱼油、鲳鱼油、黑鱼油中的一种或多种。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：所述亚油酸型油脂为LLL含量大于10％、OOL含量大于5％以及OLL含量大于15％的油脂。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：所述亚油酸型油脂包括大豆油、葵花籽油、玉米油中的一种或多种。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：由罗非鱼油、巴沙鱼油、棕榈油和玉米油为基料油调配而成，以质量分数计，包括40～45％罗非鱼油，0～5％巴沙鱼油，40～45％棕榈油和10～15％玉米油；
所述猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分高于90分。
作为本发明基于甘油三酯组成的猪乳替代脂组合物的一种优选方案，其中：由罗非鱼油、巴沙鱼油、棕榈油和玉米油为基料油调配而成，以质量分数计，包括41.20％罗非鱼油，3.81％巴沙鱼油，40.59％棕榈油和14.40％玉米油；
所述猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分为91.11分。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明以天然油脂为原料，根据我国猪乳的甘油三酯组成方面的特点，采用油脂混合模型优化油脂添加比例，得到在甘油三酯组成上同猪乳的甘油三酯组成有较高相似度的猪乳替代脂组合物，进而生产出甘油三酯组成更接近我国猪乳水平适于我国仔猪生长的配方乳粉，对于提高我国仔猪的存活率和断奶体重具有重要意义。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明系统分析了我国不同地区、不同哺乳期和不同品种母猪猪乳的主要甘油三酯组成，乳样采集自无锡市、南阳市、天津市、绵阳市总计231头母猪的猪乳；母猪品种包括太湖猪、长白猪、大白猪、杜洛克和皮特兰；采集的猪乳则包括在母猪分娩后的第0、1、3、5、7、10、14、21天采集的乳样，每份乳样采集3管，每管2mL，并在-20℃条件下冷冻、保存。试验采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间-质谱联用(UPLC-Q-ToF-MS)测定乳样中的甘油三酯组成，其实测值的范围见表1。
表1猪乳脂肪的主要甘油三酯组成
*注:P-棕榈酸；O-油酸；L-亚油酸。
常见天然油脂中的甘油三酯组成如表2所示。
表2常见天然油脂的甘油三酯组成
*注：“-”表示未检出。
选用具有与猪乳的脂肪酸组成特征相似的天然油脂作为基料油，由于猪乳中β-LPL、β-OPL和β-OPO含量高，因此，选择富含β-LPL、β-OPL和β-OPO的β-UPU型油脂以及富含LLL、OLL和OOL的亚油酸型油脂作为基料油。
以表1中猪乳的甘油三酯组成为依据，选用具有相似甘油三酯组成特征的天然油脂作为基料油进行复配，原则上组合物中各甘油三酯组成的含量至少要达到其在猪乳中的下限含量才具有高的相似度。
由表1可知猪乳脂肪中β-OPL、β-OPO的下限含量，因此，β-UPU型油脂选择β-OPL含量大于10％、β-OPO含量大于5％的油脂，例如罗非鱼油、巴沙鱼油、鲳鱼油、黑鱼油；其它没有涉及但β-OPL、β-OPO含量分别在10％、5％以上的鱼油也适用于作为猪乳替代脂组合物的基料油；
由表1可知猪乳脂肪中LLL、OOL、OLL的下限含量，因此，亚油酸型油脂选择LLL含量大于10％、OOL含量大于5％、OLL含量大于15％的油脂，例如大豆油、葵花籽油、玉米油；其它没有涉及但LLL、OOL和OLL含量分别在10％、5％和15％以上的亚油酸型植物油也适用于作为猪乳替代脂组合物的基料油。
本发明中制备的猪乳替代脂组合物，以猪乳脂肪的化学组成为基础，采用油脂混合模型优化比例得到，所采用的油脂混合模型如式(3)、式(4)所示：
其中，Djmin为猪乳中第j个甘油三酯组成的下限含量，％；Djmax为猪乳中第j个甘油三酯组成的上限含量，％；Xi为第i个基料油占组合物的含量，％；Yij为矩阵，表示第i个基料油的第j个甘油三酯组成的含量，％。
根据表1中的数据，列出猪乳脂肪中主要甘油三酯组成所对应的调配方程如式(5)～(10)：
方程1：LLL
方程2：β-LPL
方程3：OLL
方程4：β-OPL
方程5：OOL
方程6：β-OPO
采用Matlab R2019a软件中的Fmincon函数对编程求解。
本发明涉及的猪乳替代脂与猪乳脂在甘油三酯组成方面的相似性，根据邹孝强等(邹孝强.猪乳替代品的评价模型建立及其酶法制备[D].江南大学，2013.)建立的模型，采用“扣分”原则评价猪乳替代脂和猪乳脂的相似度，相似性评价模型如下：
其中，GTG表示甘油三酯的相似性评价得分，满分为100分；n为甘油三酯指标的数量；bj表示猪乳替代脂第j个甘油三酯组成的实测值；aj表示猪乳第j个甘油三酯组成的端值。
实施例1
以巴沙鱼油、棕榈油和大豆油为基料油制备猪乳脂替代脂，基于表2中的数据，根据式(5)～(10)求解得到满足猪乳脂肪甘油三酯组成条件的最优配比为：巴沙鱼油：棕榈油：大豆油＝23.15％:43.27％:33.58％；所得产品的甘油三酯组成如表3所示。
表3实施例1所得产品的甘油三酯组成
根据相似性评价模型对所得产品进行相似性评价，实施例1的猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分为72.49分。
实施例2
以巴沙鱼油、棕榈油和玉米油为基料油制备猪乳脂替代脂，基于表2中的数据，根据式(5)～(10)求解得到满足猪乳脂肪甘油三酯组成条件的最优配比为：巴沙鱼油：棕榈油：玉米油＝22.58％:52.73％:24.68％；所得产品的甘油三酯组成如表4所示。
表4实施例2所得产品的甘油三酯组成
根据相似性评价模型对所得产品进行相似性评价，实施例2的猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分为72.45分。
实施例3
以罗非鱼油、棕榈油和玉米油为基料油制备猪乳脂替代脂，基于表2中的数据，根据式(5)～(10)求解得到满足猪乳脂肪甘油三酯组成条件的最优配比为：罗非鱼油:棕榈油:玉米油＝43.02％:42.58％:14.40％；所得产品的甘油三酯组成如表5所示。
表5实施例3所得产品的甘油三酯组成
根据相似性评价模型对所得产品进行相似性评价，实施例3的猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分为90.98分。
实施例4
以罗非鱼油、棕榈油和大豆油为基料油制备猪乳脂替代脂，基于表2中的数据，根据式(5)～(10)求解得到满足猪乳脂肪甘油三酯组成条件的最优配比为：罗非鱼油:棕榈油:大豆油＝43.11％:37.67％:19.22％；所得产品的甘油三酯组成如表6所示。
表6实施例4所得产品的甘油三酯组成
根据相似性评价模型对所得产品进行相似性评价，实施例4的猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分为89.90分。
实施例5
以罗非鱼油、巴沙鱼油、棕榈油和玉米油为基料油制备猪乳脂替代脂，基于表2中的数据，根据式(5)～(10)求解得到满足猪乳脂肪甘油三酯组成条件的最优配比为：罗非鱼油:巴沙鱼油:棕榈油:玉米油＝41.20％:3.81％:40.59％:14.40％；所得产品的甘油三酯组成如表7所示。
表7实施例5所得产品的甘油三酯组成
根据相似性评价模型对所得产品进行相似性评价，实施例5的猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分为91.11分。
实施例6
以罗非鱼油、巴沙鱼油、棕榈油、玉米油和大豆油为基料油制备猪乳脂替代脂，基于表2中的数据，根据式(5)～(10)求解得到满足猪乳脂肪甘油三酯组成条件的最优配比为：罗非鱼油：巴沙鱼油：棕榈油：玉米油：大豆油＝41.21％:3.85％:39.95％:11.11％:3.89％；所得产品的甘油三酯组成如表8所示。
表8实施例6所得产品的甘油三酯组成
根据相似性评价模型对所得产品进行相似性评价，实施例6的猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成与猪乳的甘油三酯组成相似性得分为90.94分。
通过上述实施例，本发明所得到的猪乳替代脂组合物的甘油三酯组成中，β-OPL含量为11～14％，β-LPL含量为8～11％，OLL含量为5～8％，β-OPO含量为6～8％，OOL含量为4～7％，LLL含量为3～6％。
本发明分析猪乳的甘油三酯组成特点基础上，选用具有与猪乳的脂肪酸组成特征相似的天然油脂作为基料油进行复配，得到猪乳替代脂组合物，基料油包括鱼油、棕榈油和亚油酸型植物油，以质量分数计，优化配比为20％～50％β-UPU型油脂，35％～55％棕榈油和10％～35％亚油酸型油脂。
本发明以天然油脂为原料，根据我国猪乳的甘油三酯组成方面的特点，采用油脂混合模型优化油脂添加比例，得到在甘油三酯组成上同猪乳的甘油三酯组成有较高相似度的猪乳替代脂组合物，猪乳替代脂组合物的脂肪酸组成与猪乳的脂肪酸组成的相似性得分均高于70分。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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