话说过完大吃大喝的年，最近有木有都不敢上称了… 虽然脂肪对今天的我们来说常常是一个烦恼，但对于畜牧动物来说却具有重要意义。除了提供必需脂肪酸之外，饲料中的油脂是能量的重要来源，它也可以很有效地转化为动物的体脂、提高生长和屠宰性能，是动物营养中不可缺的组成部分。
今天，我们就从油脂本身出发，来聊一聊在油脂的营养价值和品质评估的原理和考量吧。我们常说不同的油脂营养价值不一样，到底是啥意思呢？话说动物饲料常用的油脂有猪油、牛油、鸭油等动物性油脂，还有豆油、玉米油等植物性油脂，它们的化学本质大都是「甘油三酯」 --- 一个甘油骨架拖着三个脂肪酸尾巴。甘油的结构是确定的，而脂肪酸的结构却各不相同，有短链有长链，有饱和的有不饱和的...那么，甘油三酯的脂肪酸组成成分不同，就会带来消化、吸收、利用的不同，从而产生营养价值的差异。常见脂肪酸的碳链长度和饱和度 （引自Kerr et al., 2015)要谈油脂的营养价值，我们不妨以终为始，在畜牧生产中，我们需要它提供的营养价值无非主要是两点 --- 提供必需脂肪酸 & 供能储能。
提供「必需脂肪酸」 (essential fatty acids) 很好理解 --- 有的脂肪酸在动物体内不能合成、或者合成的量远远不够，但对机体的正常机能来说又少不得，因此只能从饲料油脂中来。传统营养学中认为，亚油酸(C18:2)、亚麻油酸(C18:3) 和花生四烯酸 (C20:4)这三个是必需脂肪酸，近年来一些研究也认为应该把EPA (C22:5) 和DHA (C22:6)加入进来（这两个都是亚麻酸的代谢产物）。这五个脂肪酸的共同点是它们都是「多不饱和脂肪酸」，含有2个或以上的双键结构，而双键的位置也很特别，第一个双键不是在第3个碳上就是在第6个碳上（从甲基开始数的），也就是我们常说的 omega-3 和 omega-6 脂肪酸。（所以就算减肥也千万不能不摄入脂肪哦～ ）
五个必需脂肪酸的结构 在天然情况下，不饱和脂肪酸的双键结构都是「顺式结构」(cis， 即轻的氢原子都在一头，重的都在另一头），这么一来，会让脂肪酸链条拐来拐去，双键越多，拐得越乱，从而脂肪酸与脂肪酸之间的空间更大，不像饱和脂肪酸那样可以整整齐齐排列紧密，因此，不饱和脂肪酸的熔点低、流动性好 (家里炒菜用的植物油在常温下是液体，而猪油牛油就是固体，这正是因为植物油含不饱和脂肪酸多)。
（图片来自网络） 因此，必需脂肪酸在动物体内的重要功能之一就是决定着细胞膜啊线粒体膜啊等等这些生物膜的流动性。缺了它们，生物膜几乎无法发挥作用（能想象我们的细胞一个个都是硬邦邦的吗～）。此外，它们也是生物体内一些类激素的前体。所以一旦饲料中的必需脂肪酸不足或是被破坏，动物缺乏它，是很严重的问题。
生物膜的流动性需要不饱和脂肪酸的参与 （图片来自网络） 而「供能和储能」则涉及到消化、吸收、代谢这一系列过程。消化吸收就不多说了，这里有详细写过，只强调一点，脂类的消化和吸收都需要胆盐、磷脂等乳化剂的协助。
脂类的消化吸收过程 （引自Kerr et al., 2015)在这个过程中，消化（甘油三酯酶解成2个脂肪酸+1个甘油一酯）其实很快的，限制性步骤是「混合微团」（micelle）的形成。这时候，就有人专空子啦 --- 既然大部队行动缓慢，短链脂肪酸 (short chain fatty acids, 2-6个碳的）和中链脂肪酸 (medium chain fatty acids, 6-12个碳的）仗着自己小小一个、身手敏捷，可以直接被小肠细胞吸收，不去跟长链脂肪酸挤，自然省事省时；而进入小肠细胞后，短链脂肪酸往往就直接被肠细胞用掉了；长链脂肪酸和甘油一酯必需重新合成甘油三酯，再进入循环，这个过程是需要耗能耗时的；而中链脂肪酸呢，则不需要被重新合成甘油三酯，直接就能穿过基底膜进入循环。所以我们会发现，脂肪酸链越短，消化吸收利用就越容易，脂肪酸的吸收速度基本上是与碳链长度呈负相关的。
长链 vs. 短中链脂肪酸的消化吸收对比 （引自Sitrin, 2014) 
再来一张，中短链脂肪酸的旅程多么直接简单 😄 除了碳链长度之外，脂肪酸的饱和程度也是影响营养价值的重要因素之一 --- 一般而言，不饱和脂肪酸越多，或者说「不饱和：饱和脂肪酸比」 (Unsaturated: Saturated, 也简称为 U:S ratio) 在一定程度上越高，消化吸收就越好。准确的机制未知，但这应该还是与「双键结构」有关：不饱和脂肪酸之间的空间更大，与乳化剂和脂肪酶的接触面更大；的确，有研究认为，不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸更容易形成混合微团 (micelles have a higher affinity to PUFA)。不饱和：饱和脂肪酸比 (U:S) 越高，在小猪和育肥猪中的消化能越高 （图引自Kerr et al., 2015)吸收之后，当身体需要脂肪来供能的时候，脂肪酸便会主要通过「beta氧化过程」 (beta-oxidation)，生成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环，最终生成ATP，提供能量。还记得生化课里讲的脂肪酸的beta-氧化过程吗？两个碳两个碳挨个地切，一直切到没有碳原子为止，切一轮就产生一次NADH\FADH2\乙酰辅酶A，自然，碳链越长，能产生的ATP就越多。
脂肪酸的beta-氧化过程（图片来自网络）
RCO = 玉米油；SAB1/SAB2 = 不同的硬脂酸混合物；TW = 牛油；PF = poultry fat；DDGSCO = DDGS 油。RBV = 与玉米油相比的ralative bioavailabiity value.🔗 http://dx./10.3382/ps/pex028 而当身体不需要脂肪来供能时，它便会到脂肪组织沉积下来，形成体脂储能。一般来说，摄入的脂肪酸是什么样，沉积的脂肪酸就是什么样，所以在考虑胴体的脂肪质量的时候必需要考虑日粮中的油脂组成，多不饱和脂肪酸好是好，但也不能太多 （这里有讲过：猪肉的脂肪品质和营养调控，40年经验的营养师怎么看？）。讲完这个过程，就很清楚了 --- 任何来源的油脂是不同脂肪酸的混合物，不同油脂之所以营养价值不同，其根本就是脂肪酸结构的差异 --- （在此基础上可再加上对肉品的考虑）
常见油脂来源的组成（橘色 = 单不饱和脂肪酸，黄色 = 多不饱和脂肪酸，绿色 = 饱和脂肪酸；数据来自USDA National Nutrient Database; )
比如，大豆油中不饱和脂肪酸居多，约80%，相比而言，牛油中饱和脂肪酸更多，约50%，因此单胃动物对豆油的消化吸收率高于牛油。而椰子油中虽然饱和脂肪酸很高，但因为大多是中链脂肪酸（8:0， 10:0， 12:0， 14：0），所以消化吸收率也高。大家应该都有这样的经历，一包薯片没吃完放在那儿，过几天想起来闻一闻，哇塞好酸！很多时候，油脂本来是好油脂，可惜岁月往往不静好哇，在加工和贮存的过程中它却出了问题，导致进入动物口中的油脂质量不佳。这个问题叫做「酸败」 (rancidification)，
什么是酸败？就是油脂要么被「氧化」、要么被「水解」的反应过程，其中氧化也可分为由自由基激发的「自动氧化」 或者是由微生物产生的酶来催化的「微生物氧化」。酸败其实是一个自然的过程，环境中肯定会存在氧气、水、和微生物嘛！但这个过程的直接后果就是好好儿的油脂被降解了、破坏了 (degradation\decomposition)，此为「败」；而降解后的反应产物包括一系列有异味的醛、酮、烃、酯、醇等化合物，使之出现不好闻的酸味儿，此为「酸」。油脂酸败的三种反应：水解、自动氧化、微生物氧化 （图片引自youtube: Sabaq foundation)在这三种反应中，水解酸败就跟消化时的水解一样，把脂肪酸从甘油骨架中分解出来，成了游离脂肪酸，这些游离脂肪酸又可能继续被氧化；而对酸败负主要责任的当属「自动氧化」（也被成为过氧化反应， lipid peroxidation） --- 而因为双键的不稳定、易被氧化，这个反应自然主要发生在不饱和脂肪酸中。不饱和程度越高，越容易氧化酸败。
氧化酸败的三个阶段
不饱和程度越高，越容易发生氧化酸败 （引自Kerr et al., 2015)
那么，油脂酸败会造成什么样的后果呢？对应我们上面讲过的营养价值，可以看出 ---
前面讲到，必需脂肪酸都是不饱和脂肪酸，是氧化酸败的主要受害者。必需脂肪酸少了没了，如上所述，生物膜流动性等重要的生理功能将受到影响。这也许是最严重的后果。酸败后，部分油脂的结构已经都被破坏掉了，成了醛啊酮啊这些中间产物，自然也无法提供本来应提供的能量，这部分油脂的消化吸收也无从谈起了。
坏掉的味道大家都不喜欢，于是饲料的适口性降低，动物采食降低，甚至出现拒食或中毒。这是最明显的后果。
油脂酸败会破坏不饱和脂肪酸，慢慢儿就没了（图中呈下降趋势的深蓝色线即代表不饱和脂肪酸；引自Kerr et al., 2015) 还有一些其它影响，比如影响免疫机能、影响肉品，其实理解它们的原理，这些都是自然而然的后果，这里就不展开了。最终体现在生产上的，便是动物的生产、健康和屠宰性能的下降。
油脂酸败后，颜色会逐渐加深 --- 各位家里的炒菜油要是颜色变了，就别用了哟！ 不幸的是，油脂酸败这个现象是很常见的，甚至可以说是必定会发生的。那么，营养师们在软件里给原料的能值和必需脂肪酸水平，是否能够真的在动物层面实现呢？所以哇，油脂的贮存和品控非常重要。我们可以在饲料中加入各类抗氧化剂（比如维生素E）来缓解油脂酸败；即便如此，油脂品质的评估也是必不可少的品控环节。
油脂的评估有很多指标，其原理除了看本身的化学特性，就是看酸败反应发生没、发生可能性大不、发生的程度如何。这里列出一些供参考：- 味道和颜色：这是最直观的评估办法，闻着不对看着不对，基本上就不好了；
- 总脂肪酸含量：这就是油脂的主要贡献嘛，得大于90% （剩下的应该主要是甘油）；
- 游离脂肪酸含量：油脂难免会含一些游离脂肪酸，但多了的话，是不是已经水解酸败了？还是少点好。
- 不饱和：饱和脂肪酸比 (U:S)：看看不饱和程度如何，发生氧化酸败的概率高不；
- 不可溶杂质和不可皂化物：它们无法提供营养价值，越低越好；
- 水分：水分高，发生水解酸败的可能性越大，所以水分要控制在1%以内；
- Total MIU：就是把水分 (moisture) + 不可溶杂质 (insolubles) + 不可皂化物(unsaponifiables) 加到一起考虑，不超过2%最好；
- 酸价：看有没有因为酸败产生游离的脂肪酸，所以希望它越小越好；
- 过氧化值（peroxide value）：过氧化物是在「自动氧化」反应的前期产生的，它会加速氧化酸败；不过，看上上图的粉红色线或下图的点点可以看到它的走势，所以低呢不代表没有发生反应，但总之还是低点儿好。
- 丙二醛值：这位“醛”同学就是氧化酸败的反应产物代表，不想要它不想要它。但是跟上面的过氧化值一样，在反应进程中有一个曲线，所以也不是越低越好，要结合其它检测指标来看。
- 茴香胺值 (p-Anisidine value)： 因为茴香胺可以与醛和酮反应，所以可以用它来测醛、酮的含量。
随着氧化酸败的进程，过氧化物和醛会先升高后降低，而酸会一路上升（引自Shurson et al., 2015)
推荐的油脂品质指标水平 （引自Azain, 2001)
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