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ω-3多不饱和脂肪酸（n-3 PUFA）是人体必需的营养物质,在人体中发挥着重要作用。近些年来,随着牛奶研究的不断深入,牛奶的营养也逐渐得到人们的认可,牛奶的消费量也逐年增加。因此,开发富含n-3 PUFA乳制品,能够提高人们对n-3 PUFA的摄入,有利于人们的健康。为研究富含n-3 PUFA乳制品,本研究主要设计了2个试验:试验一、饲粮添加完整和粉碎亚麻籽对奶牛生产性能、乳脂肪酸组成和瘤胃代谢的影响研究;试验二、饲粮添加完整和粉碎亚麻籽对生乳挥发性有机化合物组成的影响研究。试验一、饲粮添加粉碎和完整亚麻籽对奶牛生产性能、乳脂肪酸组成和瘤胃代谢的影响研究本部分主要包括3个部分:1.探究饲粮添加完整和粉碎亚麻籽对奶牛生产性能、瘤胃液、血浆和生乳脂肪酸组成的影响;2.饲粮添加完整和粉碎亚麻籽对奶牛瘤胃代谢的影响。3.α-亚麻酸瘤胃生物氢化的研究。1.饲粮添加粉碎和完整亚麻籽对奶牛生产性能、血浆和生乳脂肪酸组成的影响研究本研究的目的是探究饲粮中添加完整和粉碎亚麻籽对奶牛生产性能、血浆和生乳中脂肪酸组成的影响,尤其是n-3 PUFA的含量。试验选用30头荷斯坦奶牛（泌乳天数为:90±28 d,体重为:628±103 kg）,随机分为3组。3组奶牛分别饲喂不含亚麻籽饲粮（CK组）、含完整亚麻籽饲粮（WF组;每天为奶牛提供1500 g完整亚麻籽）和含粉碎亚麻籽的饲粮（GF组;每天为奶牛提供1500 g粉碎亚麻籽）。试验发现,各处理组之间在干物质摄入量（DMI）、产奶量、能量校正乳（ECM）和4%脂肪校正乳（4%FCM）均差异不显著（p＞0.05）。对于乳成分来说,仅CK组和WF组之间乳蛋白质含量存在显著性差异（p＜0.05）,但是乳蛋白产量没有显著性差异（p＞0.05）。此外,其他乳成分（包括乳脂肪、乳糖、非全脂乳固形物、全脂乳固形物）的含量和产量在3组之间均差异不显著（p＞0.05）。多数瘤胃脂肪酸在CK组和GF组之间差异不显著。WF组中ALA、EPA和n-3PUFA含量高于CK组和GF组。与CK组相比,WF组和GF组的血浆和生乳中的ALA、二十碳三烯酸（Eicosatrienoic acid,ETE,C20:3 cis-11,cis-14,cis-17）和二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid,EPA,C20:5 cis-5,cis-8,cis-11,cis-14,cis-17）显著升高（p＜0.05）。与CK组相比,WF组和GF组乳中ALA的产量分别提高至232%和360%。与WF组相比,饲粮中添粉碎亚麻籽能够提高饲粮ALA转运至乳的效率。GF组的生乳中二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic acid,DHA,C22:6 cis-4,cis-7,cis-10,cis-13,cis-16,cis-19）含量显著高于CK组和WF组（p＜0.05）。但是各处理组之间血浆中DHA的差异不显著（p＜0.05）。血浆和生乳中的总n-3 PUFA含量与CK组相比,WF和GF组均显著升高,其中GF组的含量最高（p＜0.05）。总的来说,与CK组相比,添加完整和粉碎亚麻籽能够增加生乳中和血液中各n-3 PUFAs和总n-3 PUFA水平,降低生乳中ω-6多不饱和脂肪酸（n-6 PUFA）与n-3 PUFA的比例。与WF组相比,饲粮添加粉碎亚麻籽可增加生乳中的ALA含量,提高饲粮ALA转运至乳的效率。此外,不同处理组之间的血浆生化指标没有显著性差异（p＞0.05）,说明添加完整和粉碎亚麻籽对奶牛的健康均没有影响。2.饲粮添加粉碎和完整亚麻籽对奶牛瘤胃代谢的影响研究本研究的主要目的是,探究饲粮添加完整和粉碎亚麻籽对奶牛瘤胃代谢的影响。试验结果发现:WF组瘤胃液中的ALA含量最高（p＜0.05）,而CK组和GF组之间差异不显著（p＞0.05）。瘤胃p H值和氨态氮（NH3-N）含量在3组之间差异不显著（p＞0.05）。挥发性脂肪酸（VFA）的摩尔比在3组之间存在显著性差异（p＜0.05）。与CK组相比,WF组和GF组中,乙酸的摩尔比例升高,并且GF组最高（p＜0.05）。丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸的摩尔比在3组之间也存在显著性差异（p＜0.05）,同时在三组之间呈相同的变化趋势（CK组＜WF组＜GF组）。瘤胃微生物是影响瘤胃挥发性脂肪酸的主要原因。试验发现:瘤胃中主要的生物氢化菌Ruminococcaceae＿NK4A214＿group丰度在3组之间存在显著性差异（p＜0.05）,且呈现CK组＜WF组＜GF组的变化趋势。这主要是由于,与粉碎亚麻籽相比,完整亚麻籽由于其壳的保护导致多数亚麻籽直接排出体外,降低了完整亚麻籽中ALA在瘤胃中的释放。此外,Christensenellaceae＿R-7＿group和Eubacterium＿coprostanoligenes＿group菌的丰度变化在3组之间也存在显著性差异,且与Ruminococcaceae＿NK4A214＿group变化趋势相同,因此可能是瘤胃中潜在的生物氢化菌。总的来说,不同方式处理的亚麻籽在瘤胃中的ALA释放不同。但是,挥发性脂肪酸的摩尔比例和细菌丰度可能主要受到瘤胃中ALA的释放量影响。3.体外研究α-亚麻酸瘤胃生物氢化作用。本试验发现乳中能够检测到ALA的异构体C18:3 trans-9,cis-12,cis-15,这种异构体可能来自于ALA在瘤胃生物氢化的产物,但在瘤胃的研究中没有相关报道。本研究的主要目的是探究C18:3 trans-9,cis-12,cis-15是否为ALA在瘤胃中的生物氢化产物,和ALA在瘤胃中可能存在的生物氢化通路,为深入了解ALA的瘤胃生物氢化机制提供理论基础。体外试验包括两个处理,一个是对照组（CON组）添加50μL乙醇,另一个是ALA组添加50μL乙醇和ALA的混合液（ALA添加量按饲粮干物质基础的1.30%计算）;发酵液样品分别于发酵后0、0.5、1、2、3、4、5和6 h取出,用于分析C18脂肪酸的组成。结果发现,添加ALA后能够在发酵液中测定到C18:3 trans-9,cis-12,cis-15。发酵1 h,发酵液中C18:3trans-9,cis-12,cis-15含量达到峰值,然后逐渐下降。CON组在整个试验期均未检测到C18:3 trans-9,cis-12,cis-15。结果表明,ALA在瘤胃中通过生物氢化作用转化为异构体C18:3 trans-9,cis-12,cis-15。此外,添加ALA还可以增加发酵液中C18:2 trans-9,cis-12、C18:2 cis-9,trans-11、C18:1 cis-12、C18:1 tran-11、C18:1 trans-9和C18:1 cis-6的含量。通过体外试验得出结论:C18:3 trans-9,cis-12,cis-15是ALA瘤胃生物氢化的中间产物,推测出瘤胃中可能存在生物氢化通路:ALA→C18:3 trans-9,cis-12,cis-15→C18:2 trans-9,cis-12→C18:1 cis-12/C18:1 trans-11/C18:1 trans-9→C18:0。试验二、饲粮添加粉碎和完整亚麻籽对生乳中挥发性有机化合物组成的影响生乳中挥发性有机化合物采用顶空-气相色谱-离子迁移谱（headspace-gas chromatography-ion mobility spectrometry;HS-GC-IMS）进行测定。结果发现:在所有生乳样品中,共鉴定出40种挥发性有机化合物,包括3种酸、6种酯、11种醛、7种醇、13种酮。与CK组相比,饲粮中添加粉碎亚麻籽会影响生乳中5种挥发性有机化合物,而添加完整亚麻籽会影响生乳中22种挥发性有机化合物。添加完整亚麻籽能够提高生乳中壬醛、庚醛、正己醛的浓度,并降低己酸（单体;M）、2-己醇、乙醇（M）、2-庚酮（二聚体;D）、2-戊酮（M）、2-戊酮（D）、3-羟基-2-丁酮（M）的浓度。饲粮中添加粉碎亚麻籽可降低生乳中2-戊酮（M）、2-戊酮（D）的浓度,但是能够提高生乳中具有水果香味的乙酸丙酯的含量。此外,基于已识别挥发性有机化合物的信号强度的主成分分析（Principal component analysis,PCA）,可以区分CK组和WF组生乳,但是,无法区分GF组和CK组生乳。总的来说,与GF组生乳相比,在奶牛饲粮中添加完整亚麻籽会增加生乳中的鱼腥味（庚醛）和纸板味（戊醛）,减少甜味（己酸、2-庚酮）和水果味（丁酸乙酯、正己酸乙酯、2-庚酮）,这些变化可能会导致人们对该牛奶的接受度降低。而添加粉碎亚麻籽对生乳中风味影响较小,同时能够增加乳中的水果香味（乙酸丙酯）。综合以上结果,奶牛每天摄入1500 g完整或粉碎亚麻籽能够提高乳中ALA和n-3PUFA的含量,改善乳中脂肪酸的组成,但是对奶牛健康、生产性能没有影响。饲喂亚麻籽能够改变瘤胃中菌群的组成和发酵模式向丙酸型转变。C18:3 trans-9,cis-12,cis-15是ALA瘤胃生物氢化的中间产物。与饲喂完整亚麻籽相比,饲喂粉碎亚麻籽对乳中n-3 PUFA含量的提升效果更为明显,且对得到的富含n-3 PUFA的生乳中挥发性有机化合物影响较小,本研究可能为生产富含n-3 PUFA的牛奶提供理论基础。