飼料級膽汁酸

膽汁酸是膽汁的主要活性成分,在肝腸循環中,膽汁酸在乳化脂肪的同時,與脂肪酸結合,形成脂肪酸-膽汁酸複合物,使脂肪得以透膜吸收。 ^[1] 

機體的一切生化反應,尤其是酶促反應,都是在水溶液中進行的,像脂肪等脂溶性物質,只有乳化後,才進入酶解等生化過程。

膽汁酸可以被腸上皮細胞識別,從而使脂肪酸-膽汁酸複合物進入體內。這樣就提高了脂肪吸收率。

作為正常的機體,膽汁酸由肝臟分泌,進入腸道,在完成消化,迴流入血液,又在肝臟和膽囊重新富集的肝腸循環的過程中,會經過糞便大量流失。在脂肪含量較高的飼料配方下,流失更為嚴重。日肝臟分泌量不足彌補流失量,會造成脂肪消化的阻滯,能量的浪費,且易誘發肝膽代謝紊亂等各種疾病。得不到消化吸收的油脂，在腸道內被噬油微生物降解，使噬油微生物類羣大量增殖，打破原來腸道內微生態平衡，產生腹瀉等菌羣失調症，以上的問題，都是由於脂肪乳化作用不足和脂肪代謝失調造成的。在補充了合適本物種須求的外源性乳化劑後，問題可得到解決。 ^[1] 

膽汁酸是肝臟細胞內膽固醇的一種代謝產物，對脂肪的代謝具有重要的作用。由於人們對養殖效益的追求，在飼養過程中添加促生長的抗生素，飼料中添加大量的脂肪，高密度集約化飼養，加之黴變原料（如玉米，DDGS，豆粕，棉粕等）的影響，動物肝臟負擔過大，甚至引起肝臟疾病，如脂肪肝，肝硬化，肝中毒等疾病。這些疾病致使肝臟分泌膽汁酸減少甚至不能分泌，繼而引起脂肪代謝障礙，表現為脂肪瀉，消瘦，生長遲緩等，嚴重影響生產效益。 ^[2] 

膽汁酸是肝臟細胞分泌的一類弱酸有機物，含有親水（羥基和羧基）親油（烷基）集團，具有表面活性功能，在十二指腸內乳化脂肪。乳化並不是膽汁酸的獨有功能，凡是具有表面活性的物質都能夠起到乳化的作用，如脂肪酸單/雙甘油酯、甘油脂肪酸酯、卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯磷脂等。

膽汁酸在中華人民共和國農業部被備案為國家新飼料添加劑， ^[3]  定義為“脂肪吸收促進劑”，與氨基酸、維生素、酶製劑等齊名的添加劑品類，嚴格區別於傳統上的飼料乳化劑。 ^[3] 

膽汁酸在腸道內主要通過調節胰脂肪酶（LPS），脂蛋白酯酶（LPL）和激素敏感脂肪酶（HSL）三種酶的活性，來影響脂肪的代謝過程。

1、胰脂肪酶（LPS）

（1）、脂肪酶的種類：

在動物體內有三種脂肪酶，分別是舌脂肪酶、胃脂肪酶和胰脂肪酶。舌脂肪酶和胃脂肪酶又稱十二指腸前脂肪酶，主要針對中短鏈脂肪的分解代謝，不需要膽汁酸的調節即可分解脂肪為甘油酯和遊離脂肪酸。十二指腸前脂肪酶的代謝能力很小，Newport等（1985）研究表明豬胃脂肪酶與胰脂肪酶相比只有3%的效價。在胃中僅有10%～30%的脂肪被十二指腸前脂肪酶水解為部分甘油酯（主要是甘油二酯）和遊離脂肪酸，另外絕大多數70-90%的脂肪由胰脂肪酶來分解代謝，所以脂肪的分解代謝主要是在小腸內通過胰脂肪酶和膽鹽的協同作用下進行的（李德發，豬的營養第二版）。

（2）胰脂肪酶的活性：

胰脂肪酶是由胰腺合成、分泌的一類中性脂肪酶，它經胰管流入十二指腸中發揮降解脂肪的作用。包括胰甘油三酯酯酶、胰膽固醇酯酶、膽鹽激活脂肪酶、膽鹽依賴脂肪酶、膽鹽活化脂肪酶等等。含8個碳原子以下脂肪酸的脂肪不需經過水解就可被吸收，而對於含8個碳原子以上脂肪酸的脂肪則必須經過酶水解後吸收。

胰脂肪酶的蓋子結構：胰脂肪酶在胰臟和腸道內單獨存在時沒有催化活性，這是由它的特殊結構決定的。研究發現，蓋子域（LID）是胰脂肪酶的固有結構。據MarkE.Lowe（1997，2002）研究報道，胰脂肪酶分成兩個域：N端域，從1～335氨基酸殘基的以β摺疊為核心的球狀域；C端域：以β摺疊構成的三明治結構。胰脂肪酶的空間結構有三個蓋子域掩蓋住了它的催化部位，分別是：cys238和cys262形成的二硫鍵構成的環狀結構；76～80氨基酸殘基結構；213～217氨基酸殘基形成的β5摺疊。

胰脂肪酶的活化：胰脂肪酶的三個環狀結構只有在輔酯酶和（或）膽汁酸的作用下，使蓋子域結構發生變形，將活化部位暴露給底物，胰脂肪酶才能發揮酯解作用（Romanski等，2008）。在胰脂肪酶的C端有兩個膽汁酸結合位點和一個輔脂酶結合位點，當膽汁酸和輔脂酶都與胰脂肪酶結合後，它們形成了“膽汁酸-輔脂酶-胰脂肪酶”三聯體，共同發揮水解脂類的作用。輔脂酶是小分子量蛋白質，與胰脂肪酶形成1：1複合物存在於胰液中；輔酯酶原在十二指腸被切除N-端五肽而激活。膽汁酸是打開這些環狀結構的輔基（Tsujita等，1987），與胰脂肪酶共價結合，非常牢固，所以用透析法不能除去。膽汁酸在整個酶促反應過程中始終與胰脂肪酶的特定部位結合，直到將脂肪酸轉運至血液後才與胰脂肪酶分開。從酶學的角度講，不含輔基的酶蛋白稱為脱輔基酶蛋白（apoenzyme），沒有催化活性，必須加入足量輔基，和它結合成為全酶（holoenzyme），才有催化活性。所以胰脂肪酶水解脂肪必須要有膽汁酸的參與才可以完成。據農業部飼料效價與安全監督檢驗測試中心所進行的研究表明，在肉仔雞中添加膽汁酸可以使胰脂肪酶活性顯著高於對照組（P＜0.01），且絕對值幾乎是對照組的兩倍。實驗證明膽汁酸對腸道中胰脂肪酶活性的調節是正向的，高效的。

膽汁酸如同一把鑰匙，胰脂肪酶如同一個藏有寶劍（催化集團）的盒子，只有用膽汁酸這把鑰匙打開胰脂肪酶這個盒子，裏面的寶劍（催化集團）才能發揮水解脂肪的作用，而這個過程中膽汁酸這把鑰匙還不能脱落，否則盒子就會自動關閉而失去催化效果。

2、脂蛋白酯酶（LPL）

脂蛋白酯酶主要由心臟、肌肉和脂肪等組織合成和分泌,有單體和二聚體兩種形式,活化的脂蛋白酯酶以同源二聚體形式存在。脂蛋白脂酶(LPL)是脂質代謝的關鍵酶,主要催化乳糜微粒（CM）和極低密度脂蛋白（VLDL）中的甘油三酯水解，產生供組織利用的脂肪酸和單酰甘油。乳糜微粒，極低密度脂蛋白，和高密度脂蛋白（HDL）中的載脂蛋白CⅡ（ApoCⅡ）是脂蛋白酯酶的必備輔因子，能夠使脂蛋白酯酶的活性增加10-50倍。根據農業部飼料效價與安全監督檢驗測試中心對膽汁酸所進行的研究表明，在肉仔雞中添加膽汁酸可以使十二指腸中脂蛋白酯酶活性明顯高於於對照組（P＜0.01），且絕對值是對照組的兩倍左右，明顯提高了乳糜微粒、極低密度脂蛋白中的甘油三酯分解代謝。

胰脂肪酶是把大分子的脂肪水解為可吸收的小分子的脂肪，進入血液後由脂蛋白酯酶進行徹底分解以供組織器官利用。可以説，胰脂肪酶是幹粗活的，而脂蛋白酯酶乾的細活。

3、激素敏感脂肪酶（HSL）

激素敏感脂肪酶主要由脂肪組織分泌，也在肝臟、胰腺、睾丸、骨骼肌、腎上腺等組織發現有表達（HolmC等，1988），不同部位的激素敏感脂肪酶發揮的作用不同。激素敏感脂肪酶的活性受多種激素的調控，因此成為激素敏感脂肪酶。激素敏感脂肪酶(HSL)是自身脂肪分解的限速酶，不參與飼料中脂肪的分解代謝。

激素敏感脂肪酶的結構：Anthonsen等（1998）研究表明，激素敏感脂肪酶有兩個區域：C端和N端。在C端有乙酰膽鹼酯酶和膽汁酸結合位點。C端有兩個區：催化三聯區（又稱催化區）和150個氨基酸殘基組成的調節區，調節區包含激素敏感脂肪酶所有已知的活性調節位點，含有兩個磷酸化位點（OsterlundT等，1997）。

激素敏感脂肪酶的活性調節：激素敏感脂肪酶主要通過磷酸化和去磷酸化來改變其活性，磷酸化使其活化，去磷酸化使其失去活性，這是區別於其他脂肪酶的特徵（OlssonH等，1986）。活化激素敏感脂肪酶的激素稱為脂解激素如腎上腺素、胰高血糖素、ACTH及TSH；胰島素、前列腺素E1及鹽酸等抑制脂肪動員的激素稱為抗脂解激素。激素敏感脂肪酶主要受共價修飾的調節，這可能與膽汁酸作為胰脂肪酶的輔基機理類似。根據農業部飼料效價與安全監督檢驗測試中心所進行的研究表明，在肉仔雞中添加膽汁酸 ^[4]  可以使十二指腸中激素敏感脂肪酶活性明顯低於對照組（P＜0.01），與對照組相比活性下降近50%，明顯減少了自體脂肪的分解代謝 ^[4]  。

膽汁酸作為胰脂肪酶的輔基，與輔脂酶一起改變胰脂肪酶的結構，暴露其催化集團，將對脂肪進行水解。腸腔中脂肪的分解產物，如脂肪酸、甘油一酯等與膽汁酸結合，形成水溶性複合物（混合微膠粒）。因此，膽汁酸便成了不溶於水的脂肪水解產物到達腸粘膜表面所必需的運載工具，對於脂肪消化產物的吸收具有重要意義。在膽汁酸的協助下，經腸上皮細胞吸收進入血液。膽汁酸可以被腸上皮細胞識別，從而使脂肪酸-膽汁酸複合物進入小腸絨毛膜內，促進脂肪的吸收（Russell，2009）。膽汁酸在將脂肪酸、甘油一酯轉運到腸上皮細胞後重新回到腸腔，在迴腸被重吸收進入肝臟，完成膽汁酸的肝腸循環。 ^[1] 

膽汁酸通過如上三個方面提高了外源性脂肪的利用率，節約了能量原料：1、乳化脂肪擴大與脂肪酶的接觸面積；2、調控胰脂肪酶和脂蛋白酯酶的活性提高其對脂肪的水解代謝；3、在腸道內轉運脂肪，促進脂肪的吸收。另外，膽汁酸通過調控激素敏感脂肪酶的活性，明顯減少了自體脂肪的分解代謝。綜上所述，膽汁酸能夠節約能量原料，提高能量利用率，改善生長性能及屠宰性能，是節約資源的“正能量”。 ^[3] 

飼料級膽汁酸國家標準尚未發表，目前在保護期內。中華人民共和國農業部公告第2131號頒佈根據《飼料和飼料添加劑管理條例》和《新飼料和新飼料添加劑管理辦法》的規定，批准山東龍昌動物保健品有限公司申請的膽汁酸為新飼料添加劑，並准許在中華人民共和國境內生產、經營和使用，核發飼料和飼料添加劑新產品證書，同時發佈產品標準、説明書和標籤。產品標準、説明書和標籤自發布之日起執行。 ^[5]