微藻的营养成分主要包括蛋白质、碳水化合物、脂肪酸、维生素和色素等。一些富含蛋白质的微藻种类中几乎一半的生物量是蛋白质,且其氨基酸种类和含量均优于其它来源的蛋白质,可作为蛋白质饲料资源,具有替代动物饲料中传统大宗原料的潜力。再者,微藻中的碳水化合物主要以淀粉、葡萄糖、其它单糖和多糖的形式存在,这些丰富的膳食纤维,可促进动物肠道内有益菌的生长,抑制致病菌的繁殖和有害代谢产物的产生,提高机体健康水平。第三,微藻中的优势脂肪酸——长链多不饱和脂肪酸,包括ω-3 PUFAs和ω-6 PUFAs的营养性和功能性尤为值得关注,并开发成为生产高品质肉蛋奶的最佳饲料资源。第四,微藻中还含有多种生物活性物质,如色素类,改善畜禽产品品质的同时能够提升动物的抗氧化能力和免疫能力。最后,微藻中也含有丰富的维生素类和矿物质类,包括维生素A、维生素B、维生素E及钙、磷等营养成分。
猪生产所需的营养成分可来自形形色色的动植物资源,但最关键的营养需求还是能量和蛋白质。微藻中丰富的营养成分具有良好的营养价值,在不同生产时期的猪饲料中均可争得自己的一席之地,主要发挥提供饲料营养成分、促进消化和生产、提高免疫、预防疾病、改善产品品质等多种功能(图1)。
图1 微藻的饲料化应用(Gnanasekaran Dineshbabu等, 2019)
微藻可以促进断奶仔猪空肠绒毛发育,提高干物质和氮的表观总肠道消化率和回肠消化率(Kibria S等, 2019),促进仔猪生长。Hurbeyre等(2017)在28日龄断奶(体重9.1kg左右)的仔猪日粮中添加1%螺旋藻或1%小球藻后,断奶仔猪的平均日采食量、平均日增重、料重比及腹泻率均不受影响,但其空肠绒毛高度显著增加(P<0.05),日粮总能的总肠道消化率显著提高(P<0.05),且日粮干物质、有机质和中性洗涤纤维(NDF)的总肠道消化率有提高的趋势(P<0.10)。
虽然多数研究表明,断奶仔猪或育肥猪日粮中添加微藻对其平均采食量、平均日增重、料肉比及对肥育猪的胴体性状(包括屠宰率、胴体直长、背膘厚、眼肌面积、板油率和板油重)和肌肉的主要营养成分均没有显著的影响(刘志辉, 2022),这也恰巧说明微藻作为猪饲料资源可以有效地提供给猪只生产所需的营养成分,不会对其生长与生产产生毒副作用。在资源充足、性价比合适的情况下能够替代配方中的部分蛋白源和能量源饲料。然而,微藻并不甘愿只做一个提供基础营养的饲料资源,还生生活成了功能性添加剂,跻身在了畜牧行业的上游产业中。国内外的大多数研究均表明,微藻粉能够改善猪肉品质,显著提高猪肉产品中的DHA和ω-3 PUFAs含量(宫嘉泰等, 2022)。
猪肉中的脂肪酸类型受日粮脂肪酸类型的影响很大,因为猪对日粮中的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸经消化道吸收后不经氢化即可直接合成胴体脂肪(史清河等, 2000)。因此,饲料的脂肪酸组成很大程度上影响着猪肉产品的脂肪酸组成。Colm A. Moran等(2018)在体重约为117.1kg的生长猪日粮中添加1%富含DHA的裂殖壶菌(DHA含量:18.0g/100g),饲喂31天后屠宰检测背最长肌和背脂的脂肪酸组成。结果发现,背最长肌中的二十碳五烯酸、背最长肌与背脂中的DHA含量及ω-3 PUFAs含量均极显著地升高(P<0.001),同时背最长肌中ω-3/ω-6比也显著升高(P=0.001)。类似地,在100kg“杜×长×大”阉公猪日粮中添加0.3%裂殖壶藻粉(DHA含量:23.33%),显著地改变了肥育猪背最长肌中的脂肪酸组成(表1),包括且不限于单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、DHA和ω-3 PUFAs的含量(P<0.05)(刘志辉, 2022)。
微藻对机体的脂质代谢也具有一定的调节作用,能够降低血液和肝脏中甘油三酯(TG)和胆固醇(T-CHO)的含量(Ryan等, 2009),同时其多种活性物质具有抗氧化和抗炎活性(宫嘉泰等, 2022)。刘志辉(2022)研究发现,“杜×长×大”阉公猪日粮添加0.3%裂殖壶藻粉显著降低背最长肌和血清中的TG含量(P<0.05),且血清T-CHO和低密度脂蛋白(LDL)水平也显著降低(P<0.05)(图2),肝脏总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著提高(P<0.05)。
图2 裂殖壶藻粉对肥育猪血清生化指标的影响
在种猪阶段,微藻也发挥着积极的作用。研究发现,公猪日粮中添加微藻10周后,虽对其精液量、精子密度、精子活力和精子畸形率等精液品质没有显著地影响(P>0.05),且每次射精的有效精子数也没有差异(P>0.05),但精子中脂肪酸的组成发生了改变,其中DHA和ω-3 PUFAs含量极显著地增加(P<0.01),ω-6 PUFAs含量显著下降(P<0.05)(李俊, 2011),提高了精子的流动性(Saeid A等, 2013)。母猪妊娠后期(75天)日粮中添加裂殖壶藻(28.0g/d)降低了妊娠期母猪血清中的甘油三酯水平,提高仔猪初生重,但对母猪的繁殖性能并未产生影响(Posser等, 2018)。
综上,微藻在猪生产的各个阶段真可谓是各司其职,发挥重要的营养、功能或保健作用。促进断奶仔猪肠道发育,提高营养物质的消化吸收;促进育肥猪肌肉中DHA和ω-3 PUFAs的沉积,调节肠道有益菌数量,提高猪肉品质;促进母猪卵巢发育和公猪精子成熟,有益于种猪的健康生产。