l 膽汁酸的應(yīng)用歷史
1.1 飼料行業(yè)的發(fā)展與國內(nèi)外應(yīng)用情況
膽汁酸的應(yīng)用是隨著脂肪的應(yīng)用被推廣的，反過來，它又推動了脂肪的廣泛應(yīng)用。
出于對效率的追求，國外養(yǎng)殖業(yè)對能量的要求一直十分強(qiáng)烈，隨著50年代動物油脂在美國飼料業(yè)中的應(yīng)用及逐步加量，乳化劑的應(yīng)用也得到逐步提高。然而，一般的乳化劑，由于沒有生物活性，不能為腸道上皮細(xì)胞所識別，表現(xiàn)為，雖然能乳化脂肪，卻不能提高油脂吸收率。
到上世紀(jì)80年代，膽汁酸作為一種具有生物活性的飼料用脂肪乳化劑被開發(fā)，隨即得到推廣。從而，脂肪這種高能物質(zhì)，在飼料中得以廣泛應(yīng)用，作為全部或部分取代乳清粉等高價(jià)格能量物質(zhì)的替代品或取代糖蜜等傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)能量的替代品，在飼料業(yè)中廣泛應(yīng)用。從而使應(yīng)用大劑量脂肪的飼料企業(yè)，在全美達(dá)到100％。
我國的飼料行業(yè)由于早期養(yǎng)殖狀況，對效率的追求遠(yuǎn)沒有國外企業(yè)熱心，長時(shí)間滿足在低質(zhì)低價(jià)的水平上，但是由于近幾年畜牧行業(yè)的競爭逐步白熱化，養(yǎng)殖的效率問題，已直接推到了飼料行業(yè)的面前。
進(jìn)入本世紀(jì)后，出于對低價(jià)格高能量物質(zhì)盼探討，油脂的應(yīng)用在國內(nèi)飼料中逐步加大，而尋找一種合適的乳化劑，已成為進(jìn)取性企業(yè)的共識。磷脂作為能量在飼料中的應(yīng)用，其作用已得到肯定，但是，作為乳化劑，還是有先天不足的毛病。(1)磷脂本身是一種油脂，量大時(shí)，本身吸收就很問題，更不用說乳化脂肪，提高消化率了。(2)磷脂在腸道中，不具備生物活性，與參與肝腸循環(huán)的膽汁酸不可同日而語一句話，磷脂不被腸道上皮細(xì)胞識別，因此，不具備提高、幫助脂肪吸收的能力。終于，在本世紀(jì)初，人們開始注意到膽汁酸這種具備生物活性的脂肪乳化劑了。
1.2 國內(nèi)飼料理念的改革-效率-膽汁酸受到重視
我國的飼料行業(yè)起步較晚，只有幾十年的歷史，但是，也正因?yàn)槠鸩捷^晚，而一開始就形成了自己的特色。
國外飼料行業(yè)，特別是美國企業(yè)，往往把飼料的工業(yè)化生產(chǎn)作為重點(diǎn)。在配方指導(dǎo)上，較死板地把畜禽看作簡單的具有蛋白債轉(zhuǎn)化能力的“容器”，而熱衷于將各飼料組分調(diào)節(jié)和平衡，以靜態(tài)的補(bǔ)充所需組分為主。
我國的飼料行業(yè)在配方上的指導(dǎo)思想，早期受這種思路影響較大。但進(jìn)入上世紀(jì)90年代后，我國飼料行業(yè)已進(jìn)入了生化時(shí)代。開始把畜禽看作活的動物，動態(tài)的來對待蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化問題了。
蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化在熱力學(xué)上說并不是自發(fā)過程。這個(gè)過程能量的消耗是關(guān)鍵。早期的飼料由于養(yǎng)殖行業(yè)對養(yǎng)殖效率的不重視，能量問題并沒有突出的表現(xiàn)出來，但是整個(gè)畜牧業(yè)競爭逐漸激烈，出于對效率的重新認(rèn)識，飼料行業(yè)開始重視能量。
脂肪是能量的首選，但是水溶性極差。機(jī)體的一切代謝，都是在水溶液中進(jìn)行的。酶的活性，也要在水溶液中表達(dá)。因此，脂肪必須乳化。
在對乳化劑的探求中，我們發(fā)現(xiàn)：(1)未乳化的高脂肪飼料會導(dǎo)致脂肪瀉。(2)乳化后的脂肪，如果不能被腸道及時(shí)的吸收，將以脂肪的形式進(jìn)入大腸，在造成浪費(fèi)的同時(shí)依舊會引起菌群失調(diào)型脂肪瀉。(3)膽汁酸可以解決以上問題。假汁酸具有特殊的生物活性，可以被腸上皮細(xì)胞識別，而且能與脂肪酸形成脂肪酸一膽汁酸復(fù)合物，故而可提高脂肪吸收率。(4)膽汁酸沒有種、屬的特異性一在動物界， 它基本上是通用的。
2 膽汁酸的作用機(jī)理與生物活性
2.1 肝腸循環(huán)與膽汁酸的識別
資料顯示：脊椎動物膽汁中的膽汁酸(bile acid)按結(jié)構(gòu)可分為兩大類：一類為游離型膽汁酸，包括膽酸(chocacid)、脫氧膽酸(deoxychohc acid)、鵝脫氧膽酸(chenodeoxy cholicacid)和少量的石膽酸(htho chalic acid)；另一類是上述游離膽汁酸與甘氨酸或牛磺酸結(jié)合的產(chǎn)物為結(jié)合型膽汁酸。主要包括甘氨膽酸、甘氨鵝脫氧膽酸、牛磺膽酸及牛磺鵝脫氧膽酸等。一般結(jié)合型膽汁酸水溶性較游離型大，PK值降低，這種結(jié)合使膽汁酸鹽更穩(wěn)定，在酸或Ca2 存在時(shí)不易沉淀出來。
從來源上分類可分為初級膽汁酸和次級膽汁酸。肝細(xì)胞內(nèi)，以膽固醇為原料直接合成的膽汁酸稱為初級膽汁酸，包括膽酸和鵝脫氧膽酸。初級膽汁酸在腸道中受細(xì)菌作用．進(jìn)行7一a脫羥作用生成的膽汁酸，稱為次級膽汁酸(secondary bile acid)，包括脫氧膽酸和石膽酸。
綜上所述，膽汁酸并不是一種純凈物，而是由一系列的分支結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合物。其乳化功能表現(xiàn)于親油基與親水基的存在。
膽汁酸的前體是膽固醇，在肝臟膽汁酸被源源不斷的合成，然后進(jìn)入膽囊形成膽汁。動物進(jìn)食后由于腦部信號，肝汁酸進(jìn)入小腸，然后乳化脂肪。當(dāng)乳化的脂肪被水解為甘油與脂肪酸后，膽汁酸與脂肪酸形成脂肪酸一膽汁酸復(fù)合物。
對動物體而言，膽汁酸并不是一種廉價(jià)易得的產(chǎn)物。故而機(jī)體有完整的體系識別并回收它一在小腸上細(xì)胞上已發(fā)現(xiàn)膽汁特定的結(jié)合位點(diǎn)，可以將膽汁酸．并同時(shí)將脂肪酸運(yùn)人體內(nèi)。
在膽汁酸被運(yùn)人體內(nèi)前，膽汁酸有可能被腸道微生物修飾，而改變某些非關(guān)鍵性基因，變?yōu)榇渭壞懼帷＿@個(gè)過程，對膽汁酸的活性和膽汁酸的肝腸循環(huán)沒有影響。膽汁酸進(jìn)入血液后，在肝臟富集， 與新合成的膽汁酸一起進(jìn)入膽囊，開始下一輪的肝腸循環(huán)。由于自身分泌量不足，在一個(gè)消化過程中，肝腸循環(huán)往往進(jìn)行數(shù)次。這樣也會造成較大流失的機(jī)會。
肝腸循環(huán)是由體內(nèi)一體外兩個(gè)半環(huán)構(gòu)成的一個(gè)開放性結(jié)構(gòu)。也正因?yàn)樗审w外(腸道內(nèi))和體內(nèi)(血液，器官內(nèi))的路線同時(shí)存在，才得以實(shí)現(xiàn)膽汁酸對脂肪活性的表達(dá)。
2.2 對能量的需求使膽汁酸的應(yīng)用成為必然
由肝腸循環(huán)我們看出，膽汁酸存在較大的流失，必然會造成不足，但是，真正制約膽汁酸含量的因素，并不在此。
在生物長期進(jìn)化中，植食與雜食性動物的消化道與整個(gè)代謝機(jī)制，是以糖類為基礎(chǔ)發(fā)展的，它不可能因?yàn)轱暳吓浞降恼{(diào)整而自發(fā)形成較大變化，也應(yīng)說正是由于飼料配方的存在使膽汁酸相對不足，才是限制它的最大因素。
另外，養(yǎng)殖動物與自然動物處于兩個(gè)截然不同狀態(tài)，以邏輯斯蒂方程為例：
在生物能量上，自然動物往往能成長到第1II階段，而一般養(yǎng)殖動物在第1I階段末期已經(jīng)被宰殺了。也就是說養(yǎng)殖動物模型是以II期為模板建立，而自然動物模型是以III期為模板建立。因此在代謝調(diào)控，器官功能上，有較大的區(qū)別。
養(yǎng)殖動物模型往往會面臨由于發(fā)育成長帶來的器官功能問題。面對人工配制的飼料，養(yǎng)殖動物的各個(gè)器官，尤其是肝臟，都可能功能失調(diào)。這是膽汁酸含量不足的第二大原因。
鑒于此，給動物補(bǔ)充足夠的膽汁酸是必然的選擇。
2.3 生物活性覆抗菌性一小鼠試驗(yàn)
在做高脂肪小鼠喂養(yǎng)試驗(yàn)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)：(1)不加膽汁酸的對照組，出現(xiàn)30％~50％的間歇性腹瀉而試驗(yàn)組腹瀉在5％以下。(2)以糞便稀釋涂布培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)：一a 對照組活菌數(shù)(除大腸桿菌外)與試驗(yàn)組相比，高一個(gè)數(shù)量級。b對照組已明顯出現(xiàn)菌群失調(diào)。
那么我們能不能認(rèn)為膽汁酸具有抗菌性呢?答案是否定的。根據(jù)膽汁酸抑菌試驗(yàn)得到這樣的結(jié)果，lE常劑量的膽汁酸對G十與G一都沒有抗菌性。大劑量應(yīng)用時(shí)對G一有抑制作用。然而，從用量上看，這種抑制應(yīng)該看作膽汁酸影響營養(yǎng)代謝的平衡，與抗菌性無關(guān)。
膽汁酸沒有抗菌活性的基因，這在其結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)明顯。腸道正常微生物群只認(rèn)可糖類物質(zhì)。由于膽汁酸的加入，脂肪被大量吸收后，減少了腸道脂肪量，減輕了菌群失衡的可能性，這才是膽汁酸的作用，所以應(yīng)該說，所謂膽汁酸的抗菌性是脂肪利用率提高表現(xiàn)出來的。
3 研發(fā)過程及喂養(yǎng)試驗(yàn)
3.1 對能量作用認(rèn)識的深度
畜牧業(yè)就是蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化的行業(yè)。而蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化在熱力學(xué)上說，不僅合成代謝不能自發(fā)進(jìn)行，某些分解代謝也不能自發(fā)進(jìn)行。
我們知道，能量代謝，包括脂肪在內(nèi)，都會歸結(jié)到糖代謝上來，而膽汁酸對脂肪的影響在生物界是通用的，沒有種屬異性的。出于對能量，在尤其是脂肪的認(rèn)識，我們開始了我們的研發(fā)。
3.2 工藝上的可行性與先進(jìn)性
出于對安全的考慮一即確保無毒性物質(zhì)的殘留，我們一開始就選擇了提取而不是合成做為研究的工藝路線。而且小心地制定提取工藝，在各個(gè)環(huán)節(jié)上嚴(yán)格把關(guān)。而且出于對各組分配比更合理的考慮，尤是對雜質(zhì)的考慮，選擇牛羊膽汁作為研究提取原料。但是作為正常體重的牛，膽囊內(nèi)膽汁酸含量不過3~5g，羊更不必說了，從生產(chǎn)成本上講，生產(chǎn)膽汁酸似乎是不可能的。
膽汁酸主要是從豬膽汁中提取的，這樣就為我們的生產(chǎn)提供了可行性。
綜上所述， 在整個(gè)過程中沒有應(yīng)用任何有毒性的有機(jī)溶媒。而且我們對膽汁酸復(fù)配前的檢測十分嚴(yán)格，不合格的產(chǎn)品，按我們技術(shù)部的檢測規(guī)定，是不會進(jìn)入復(fù)配工段的。嚴(yán)格的檢測為我們贏得和保證了我們在在本行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)性。
3.3 喂養(yǎng)試驗(yàn)以下是幾種養(yǎng)殖動物的膽汁酸喂養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果。
4 常見問題
4.l 到底在膽汁酸中哪種組分在起作用
我們知道，膽汁酸并不是一種純凈物。它由鵝脫氧膽酸、熊脫氧膽酸、石膽酸等多種物質(zhì)構(gòu)成。按產(chǎn)生先后分，又有初級膽汁酸與次級膽汁酸的區(qū)別。但是，各種膽汁酸在結(jié)構(gòu)上看，又十分類似，都有一個(gè)親油性的膽固醇類似結(jié)構(gòu)和一個(gè)親水性的羧基構(gòu)成，而它的生理活性，就由這兩個(gè)基因確定， 與修飾結(jié)構(gòu)無關(guān)。對于腸道上皮細(xì)胞的識別，膽汁酸是由在類似膽固醇的環(huán)狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。也與修飾結(jié)構(gòu)無關(guān)。膽汁酸像某些組分復(fù)雜的抗生素一樣，是這一類物質(zhì)在起作用，而很難說明，到底是它的哪一個(gè)組分更重要一些。這在有機(jī)物中情況比較普遍。
4.2 膽汁酸有沒有抗菌性
在結(jié)構(gòu)上看，膽汁酸沒有抗菌活性的基因。膽汁酸在正常生物體內(nèi)，是膽固醇代謝的產(chǎn)物，是對脂肪的利用起侮用的物質(zhì)，與抗菌性無關(guān)。在高脂肪飼料配方下，動物由于脂肪過多造成菌群失調(diào)而腹瀉。這叫做脂肪瀉。膽汁酸對脂肪瀉的緩解作用，是由于提高了脂肪作用率，減少脂肪在腸道的殘留造成的。
4.3 膽汁酸有沒有毒性
膽汁酸像膽固醇樣，是機(jī)體代謝產(chǎn)生的，和有一定生理活性的物質(zhì)。是一種無毒的有機(jī)物。當(dāng)膽汁酸在血液中含量過高時(shí)，會造成膽汁酸型血毒癥。但是，這是由于含量過多造成的，與膽汁酸是否有毒無關(guān)。這有點(diǎn)類似于葡萄糖與糖尿病的關(guān)系。
一般的講，在推薦用量的5倍以內(nèi)應(yīng)用，不會造成機(jī)體的不良反應(yīng)。另外，在提取工藝上，我們沒有引入有可能引起中毒的溶媒，也就不會因?yàn)槿苊綒埩粢鹬卸尽?
5 膽汁酸的展望
由于競爭白熱化， 國內(nèi)企業(yè)越來越重視效率，也就會越來越重視能量，目前有兩個(gè)原因影響飼料行業(yè)，使它接受膽汁酸。
5.1 國內(nèi)飼料行業(yè)配方理念的先進(jìn)性
國內(nèi)飼料行業(yè)，很早就開始以生物化學(xué)的觀點(diǎn)，來看待和處理所遇問題了，在我們眼中，動物是“活的”，而不是簡單的容器，這樣，膽汁酸這種高活性的脂肪乳化劑，就有了被接受的可能。
5.2 與國際接軌
養(yǎng)殖行業(yè)的出路必須是外銷。國際標(biāo)準(zhǔn)等制約因素，雖然會制約一些企業(yè)的發(fā)展，但也會促進(jìn)•些企業(yè)的進(jìn)步。進(jìn)而被國際上一些合理的配方習(xí)慣影響，這就是膽汁酸被接受的外部因素。