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甜菜碱对禽畜的作用

浏览次数: 日期:2013-10-31

       甜菜碱(Betaine)是一种天然化合物,这种物质因最初从甜菜中提取而得名,它用作饲料添加剂已有50多年的历史。因其在动物的蛋白质与脂肪代谢等方面的重要作用而倍受关注,并得到了广泛的应用。
一、甜菜碱的结构和性质
       甜菜碱又名三甲基甘氨酸, 分子式为C5H11NO2, 分子量117.15,属季胺类生物碱。甜菜碱纯品为白色晶体,有甜味和特殊的蛋白质味;纯品甜菜碱极易潮解,而盐酸盐不易潮解;甜菜碱属无毒物,半数致死量为18.14g/kg。甜菜碱的分子结构具有独特性,一是电荷在分子内的分布呈中性,二是它含有三个活性甲基,这种结构上的特殊性决定了甜菜碱的性质和在动物营养代谢上的独特功能。

二、甜菜碱的作用机理
       甲基是动物体内各种物质代谢不可缺少的重要物质,动物本身几乎不能合成甲基,必须由饲料供给。甜菜碱是最有效的甲基供体,它的三个甲基基团都可作为有效的活性甲基。其中一个使高半胱氨酸甲基化,形成内源蛋氨酸和二甲基苷氨酸,内源蛋氨酸通过形成S-腺苷蛋氨酸释放甲基,二甲基甘氨酸通过释放甲基形成5-甲基四氢叶酸,而5-甲基四氢叶酸又是高半胱氨酸合成蛋氨酸的甲基供体。甜菜碱就是通过甜菜碱-高半胱氨酸甲基转移反应,参与蛋白质、脂肪等物质的代谢,在神经系统、免疫系统、泌尿系统和心血管系统中起重要作用。
三、甜菜碱与胆碱、蛋氨酸的关系
甜菜碱、胆碱和蛋氨酸都是可以作为甲基供体,但蛋氨酸和胆碱在提供甲基之前都必须进行活化,才能作为甲基供体。胆碱必须先被运入线粒体内,经两步氧化反应被转变为甜菜碱,方能使其甲基容易转移。另有研究表明,在对高半胱氨酸作为蛋氨酸前体的效力进行定量时发现,是甜菜碱而不是胆碱增强了高半胱氨酸到蛋氨酸的转化。在配合饲料中因离子载体类抗球虫药以及其它化合物干扰,抑制胆碱进入线粒体内的运输系统,故胆碱在线粒体内转化率极低。        
虽然蛋氨酸也能提供甲基,但是机体通过动用蛋氨酸来提供甲基的前提条件是没有足够数量的甜菜碱或胆碱来供应活性甲基。换言之,如果甜菜碱或胆碱能提供充足的活性甲基,机体就可以节约更多的蛋氨酸参加包括蛋白质合成在内的其它代谢活动。而蛋氨酸也必须经甲基循环转变成S-腺苷蛋氨酸,才能作为甲基供体。所以,甜菜碱是通过二个途径节约蛋氨酸:一是作为甲基供体,替代蛋氨酸的供甲基作用;二是通过甲基化反应合成内源性蛋氨酸。
四、甜菜碱在饲养与饲料工业中的主要功用
1、作为高效的甲基供体,替代蛋氨酸和胆碱的供甲基功能。
芬兰糖业比较了甜菜碱和蛋氨酸对肉鸡生长性能的影响,在仔鸡和大鸡的玉米豆粕型日粮中,试验组分别添加0、0.5、1.0、1.5g/kg甜菜碱和蛋氨酸。结果表明,添加甜菜碱组的增重显著高于添加蛋氨酸组。日本丸红株式会社(1995)在美国所做的试验则表明,如果肉仔鸡开食料和育成料的蛋氨酸含量分别确保在0.4%和0.35%以上,就增重和饲料转化率而言,0.5公斤甜菜碱相当于1公斤蛋氨酸。在蛋氨酸不足的日粮中,补加甜菜碱有节约蛋氨酸的作用,但在肉仔鸡前期日粮中必须保证含有0.35%以上的蛋氨酸。
2、促进脂肪代谢,提高瘦肉率,防止脂肪肝,增强免疫功能。
     甜菜碱通过促进体内磷脂的合成,一方面降低了肝脏中脂肪合成酶的活性,另一方面又促进了肝脏中载脂蛋白的合成,促进了肝中脂肪的迁移,降低了肝脏中甘油三酯的含量,有效地防止了肝中脂肪蓄积。并通过促进脂肪的分解和抑制脂肪的合成双重作用来降低体脂的沉积。
江西赣江地区水产研究所报道,甜菜碱对降低草鱼肝脏脂肪含量有显著作用,在草鱼长期投喂配合饲料、无青饲料补充的情况下,添加甜菜碱能很好地预防营养缺乏导致的脂肪肝病。
将甜菜碱和胆碱分别添加到成分相同的基础日粮中,结果表明,饲用甜菜碱的幼禽,体内的脂肪量低于饲用胆碱的幼禽,且体内脂肪分布均匀,肉质更佳。Shette (1993)的试验也得出了相同的结论。芬兰糖业公司在美国做的甜菜碱和蛋氨酸效果的对比试验(基础日粮成分相同)结果表明,饲用甜菜碱的肉仔鸡体内脂肪的增量低于饲用蛋氨酸的肉仔鸡,而且增重提高了3.7%。Saundemon(1990)试验证明,日粮中添加甜菜碱,会使生长鸡体脂肪下降,蛋白质含量增加。许梓荣等(1998)报道,甜菜碱能显著提高肉用雏鸡肌肉和肝脏中游离肉碱的含量。
3、提高抗球虫药的疗效
     盐霉素、莫能霉素等离子载体类抗球虫药对家禽体内的离子平衡有影响,使肠道功能和营养吸收效率降低。由于甜菜碱对体内渗透压激变有缓冲作用,和离子载体类抗球虫药一起使用,能够保护肠道细胞的正常功能和营养吸收,提高离子载体类抗球虫药的疗效。同时还能保持粪便较低的含水率,对改善鸡舍卫生也有好处。
4、作水产诱食剂
      甜菜碱具有甜味和鱼虾敏感的鲜味,以及适合鱼类嗅觉和味觉感受器的化学结构,并增强其他氨基酸的味感受效应,是理想的诱食剂。美国波士顿大学学者测定大螯虾腿部化学感受器的协调性表明,甜菜碱是最大的刺激物。在饲料中拌入0.1%-0.3%的甜菜碱,对所有的鱼类及虾等甲壳类动物的嗅觉和味觉均有强烈的刺激作用;张阳军(1990)用添加甜菜碱的饲料喂罗氏沼虾,结果也表明甜菜碱对嗅觉和味觉都有较好的诱惑力。
甜菜碱的诱食作用不仅能够提高饲料适口性,增加鱼类摄食量,而且大大缩短了摄食时间。这样既节省饲料、提高饲料利用率,又避免了因未吃完的饲料沉底腐败造成的水体污染。
5、甜菜碱具有抗应激和提高免疫力的作用 
     甜菜碱是渗透压激变的缓冲物质。当细胞外界渗透压发生激变时,细胞可以从外界吸收甜菜碱, 以维持正常的渗透压平衡,同时防止细胞中水分流出和盐类的侵入。同时甜菜碱能提高细胞膜的钾、钠泵功能,可保证肠道粘膜细胞的正常功能和营养吸收。甜菜碱的这种对渗透压激变的缓冲作用对维持应激状态(如仔猪腹泻,水产动物换水、蜕壳等)下正常的生理功能有重要作用。芬兰制糖的几项试验证明,添加甜菜碱2KG/吨配合料能减少仔猪因断奶而造成的应激反应,提高断奶期仔猪的采食量和生长速度。
补饲甜菜碱可提高鱼虾尤其是幼虾、鱼苗的成活率。甜菜碱有利于海洋生物维持体内较低的盐浓度,不断补充细胞的水分,发挥渗透调节作用,使淡水鱼苗适应向海水环境的转变。Fred等(1979)报道,甜菜碱有明显的镇静作用,增强巴比妥钠的催眠作用,它通过促进体内高半胱氨酸向蛋氨酸的转化,降低体内高半胱氨酸的含量,减轻其对谷氨酸脱毁酶活性的抑制,有利于脑内Y—氨基丁酸的合成,从而使中枢抑制作用加强。 
6、提高脂溶性维生案A、D、E、K的稳定性
     饲料生产的贮运过程中,大部分维生素或多或少地存在效价降低的现象,在预混料和配合饲料中,氯化胆碱对维生素稳定性影响最大。甜菜碱具有较强的保湿性能,能增强维生案稳定性,防止维生案A、D、E、K、B1、B6的贮存损失,温度越高,时间越长效果越明显。配合饲料中添加甜菜碱代替氯化胆碱能较好的保持维生素效价,减少经济损失。
7、改善饲料效率
   甜菜碱添加到饲料中可促进家禽生长并增加体重和产蛋量。pesti(1979)在以王米和豆粕为主的饲粮中,添加0.23%的甜菜碱,使21日龄肉鸡日增重提高14.53%,料肉比降低5.56%。Eprotm(1986)在含蛋氨酸O.35%的饲粮中添加甜菜碱622mg/kg,使24—36周龄母鸡的总产蛋数提高2%,料蛋比降低2%。

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