甜菜堿研究應(yīng)用進(jìn)展--轉(zhuǎn)載

lijing521 · 發(fā)表于 2010-8-20 09:05:59

　　甜菜堿研究應(yīng)用進(jìn)展

　　[日期：2006-04-04] 來源：未知作者：未知 [字體：大中小]

　　甜菜堿(Betaine)是在歐洲被發(fā)現(xiàn)的,主要存在于甜菜糖的糖蜜中，其效應(yīng)直到七十年代才被發(fā)現(xiàn)。近年來甜菜堿作為飼料添加劑,在歐洲十分盛行，每年甜菜堿的需求量約達(dá)1萬噸以上。甜菜堿在動植物體內(nèi)普遍存在，并在物質(zhì)代謝中起重要作用，比如體內(nèi)必需物質(zhì)的合成，脂肪和氮的代謝，脂肪轉(zhuǎn)移運(yùn)輸?shù)确矫妗?br /> 　　1 甜菜堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)及理化特性
　　甜菜堿的化學(xué)名稱為1-羧基-N,N,N-三甲基乙內(nèi)酯，分子式為(CH3)3N+CH2COO-,化學(xué)結(jié)構(gòu)上與氨基酸相似，屬于季胺堿類物質(zhì)，外觀為流動性，微棕色結(jié)晶性粉末，熔點(diǎn)293℃，極易溶于水，易溶于甲醇。
　　2 甜菜堿的功能
　　甜菜堿具有多種功能，作為甲基供體，具有促進(jìn)動物脂肪代謝，緩和應(yīng)激，調(diào)節(jié)滲透壓、增進(jìn)食欲、穩(wěn)定維生素、預(yù)防球蟲病、提高飼料利用率等功效。
　　2.1 甲基供體
　　生物體內(nèi)甲基轉(zhuǎn)移的概念越來越引人注意，所謂甲基轉(zhuǎn)移就是指甲基供體的去甲基反應(yīng)，未反應(yīng)甲基碳離子的轉(zhuǎn)移反應(yīng)及甲基受體的甲基吸附作用。一般認(rèn)為動物體內(nèi)自己不能合成甲基，需要食物中具有富含甲基物質(zhì)，這類物質(zhì)稱為“甲基供體”，最易參與此反應(yīng)的甲基群(即有效甲基)，是與氮原子或硫原子連在一起的甲基，象甜菜堿、膽堿、蛋氨酸等。
　　Virtanen認(rèn)為，甜菜堿可用來替代部分膽堿，做為甲基供體的來源，氯化膽堿在體內(nèi)先轉(zhuǎn)化成甜菜堿，才能開始提供甲基;并且日糧中許多化合物，象離子載體，可以抑制膽堿在線粒體內(nèi)的氧化作用，使甲基的利用率降低，故此直接使用甜菜堿更有效。
　　2.2 促進(jìn)脂肪代謝，抑制脂肪肝
　　將甜菜堿和膽堿分別添加到成分相同的基礎(chǔ)日糧中，做對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明使用甜菜堿的幼禽，體內(nèi)的脂肪量低于飼用膽堿的幼禽，而且肉質(zhì)疏松，味道更可口。芬蘭的CALTER公司在美國進(jìn)行了甜菜堿和蛋氨酸效果的對比實(shí)驗(yàn)(基礎(chǔ)日糧成分相同)，結(jié)果表明飼用甜菜堿的幼禽，體內(nèi)脂肪的增量低于飼用蛋氨酸幼禽，而且肉量提高了3.7%。Saunderson等人的實(shí)驗(yàn)也得出了同樣的結(jié)論。
　　2.3 調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透壓
　　Bangnasco等人認(rèn)為，哺乳類動物的腎臟延髓中，會自動積累甜菜堿，協(xié)助細(xì)胞緩解由于滲透壓加大而產(chǎn)生的高滲尿，Nakasishi，Yancey認(rèn)為腎臟中甜菜堿是由鈉泵運(yùn)輸?shù)摹?br /> 　　膽堿在應(yīng)激狀態(tài)下不能大量合成甜菜堿，為適應(yīng)機(jī)體對甜菜堿的需要，在飼料中加入甜菜堿，以適應(yīng)應(yīng)激狀態(tài)下，甜菜堿所充當(dāng)?shù)臐B透壓保護(hù)體的功能，可能比節(jié)省一些蛋氨酸更重要。
　　2.4 甜菜堿與膽堿、蛋氨酸、維生素B12之間的代謝關(guān)系(見附圖)
　　甜菜堿和蛋氨酸、膽堿一樣，都是食物中甲基的主要供應(yīng)源。甜菜堿可為高半胱氨酸的甲基化反應(yīng)生成蛋氨酸提供甲基，因此，在動物飼料中添加甜菜堿，可以減少飼料中蛋氨酸的添加量。
　　飼料中的蛋氨酸的添加量達(dá)到0.1%-0.5%時，動物的食欲就會減弱，而如果使用甜菜堿代替部分蛋氨酸添加到飼料中，則可避免或減少過量蛋氨酸引起的不良反應(yīng)。在使用甜菜堿取代膽堿或蛋氨酸時需要了解注意以下幾點(diǎn)：(1)飼料原料中含有多少膽堿和蛋氨酸;(2)飼料原料中本身固有的膽堿和蛋氨酸作為甲基供體的物質(zhì)有多少究竟可用甜菜堿來置換。
　　3 甜菜堿做為甲基供體
　　Sketal(1952)等人采用放射性同位素 14C對膽堿、甜菜堿和蛋氨酸化合物中的甲基作了標(biāo)記，對這些化合物中甲基提供的相對效價進(jìn)行了研究。在雛雞的結(jié)果研究發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸的甲基轉(zhuǎn)移相對效價比甜菜堿高一倍，甜菜堿相對效價比膽堿高12-15倍，此試驗(yàn)說明，膽堿只得到很低的甲基轉(zhuǎn)移效價，因而膽堿作為甲基供體價值并不高。飼料中添加膽堿價值主要還是在磷脂的合成上(Sketal 1953),甜菜堿能補(bǔ)充蛋氨酸的甲基供體的功能，使蛋氨酸可以作為甲基供體以外的用途。
　　4 甜菜堿對維生素穩(wěn)定性的影響
　　眾所周知，氯化膽堿是破壞飼料中維生素的主要因素之一，由于膽堿本身吸水性大，而且其氯化物酸性強(qiáng)，會使飼料中維生素很不穩(wěn)定，使用甜菜堿可以避免這種情況，飼料缺乏維生素B12，甜菜堿的甲基能參加甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，而氯化膽堿的甲基則不能。
　　5 甜菜堿的毒性
　　過量進(jìn)食甜菜堿，動物會出現(xiàn)昏迷，運(yùn)動失調(diào)，呼吸異常和外觀不整齊等，口服半數(shù)致死量平均為1.18g/kgBW;一般來講，甜菜堿對人體和環(huán)境無害，大部分甜菜堿在人體內(nèi)被代謝，分解時產(chǎn)生的氮對環(huán)境負(fù)荷極其微小。
　　6 甜菜堿在養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用
　　甜菜堿作為水產(chǎn)飼料添加劑最為廣泛，甜菜堿味甜，添加后魚蝦喜食，同時提高魚蝦生長速度。
　　薛永瑞(1995)報道，以魚粉10%，豆餅20%，菜籽餅10%，次粉35%，玉米16%，酵母8%，無機(jī)鹽多維素1%作基礎(chǔ)日糧飼喂鯉魚，分別添加甜菜堿0.1%，0.2%，0.3%和0.1%的甜菜堿復(fù)合劑，經(jīng)6周飼喂后，不添加的對照組僅增重44.2%，而以上各組增重分別為51.5%，51.9%，53.7%，59.5%。簡福全介紹，澳大利亞科研人員將40頭青年母豬分成兩組，喂給5MJDE/kg(0.54g可利用賴氨酸/MJDE)的飼料自由采食，試驗(yàn)組日糧中加0.125%的甜菜堿，對照組不添加，結(jié)果表明試驗(yàn)組屠宰時背膘厚度比對照組低15%，同時發(fā)現(xiàn)補(bǔ)飼甜菜堿的豬兩周后脂肪層幾乎不增加。此外，添加甜菜堿的豬生長加快，脂肪均勻。甜菜堿在蠶業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用也很廣泛，遼寧蠶科所在飼料中添加甜菜堿對天柞、桑蠶均有增絲效果。
　　甜菜堿在肉雞生產(chǎn)上以不同劑量取代蛋氨酸，無論在生產(chǎn)效能還是經(jīng)濟(jì)效益方面都取得了較好的效果，但在蛋種雞方面上的應(yīng)用目前報道較少。
　　7 甜菜堿在今后研究中需進(jìn)一步探討的問題
　　7.1 一般而言，甜菜堿可取代蛋氨酸總需要量的20-25%
　　也就是說，在玉米—豆粕型飼糧中，只需添加適量的甜菜堿，而無須再補(bǔ)充蛋氨酸，就可滿足動物的需要，理論上二者的替換比例是1：3.7。盡管如此，仍然有人提出異議，Jacksons認(rèn)為，甜菜堿提供不穩(wěn)定甲基促使同型胱氨酸向蛋氨酸轉(zhuǎn)化這一作用沒有實(shí)際意義，因?yàn)樘烊伙暳现型碗装彼岷枯^低。
　　7.2 促使蛋白質(zhì)的合成
　　甜菜堿促使蛋白合成表現(xiàn)在肉雞胸肌量增加上，關(guān)于這以不同一點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果不盡相同，Virtanen和Rosi(1995)報道，甜菜堿比氨基酸更有效提高胸肌量。但Schutte(1997)試驗(yàn)卻表明甜菜堿沒有蛋氨酸對胸肌量的影響大，而Koufides(1994)又得到甜菜堿代替蛋氨酸對胸肌量無影響的結(jié)論。
　　7.3 提高抗球蟲藥的療效
　　甜菜堿對滲透壓激變具有緩沖作用，同時也能提高細(xì)胞膜Na-K泵的功能，從而很好的保持腸道上皮功能，保證抗球蟲要的療效。Willian認(rèn)為甜菜堿的增強(qiáng)抗球蟲藥效力方面的作用可能是甜菜堿真正具有的價值的領(lǐng)域，但研究此方面進(jìn)展的并不多。
　　綜上所述，就目前的研究情況來看，甜菜堿的主要功效有誘食作用，提供活性甲基參與機(jī)體代謝，對滲透壓激變起緩沖作用，維持維生素的穩(wěn)定性等