甜菜堿的作用機理及在養殖業中的應用

曹錦萍

甜菜堿的作用機理及在養殖業中的應用

(作者：山東省畜禽良種推廣中心 250022(俁世忠)；山東農業大學動物科技學院 271018(祝平))

　　摘要：甜菜堿用作飼料添加劑在國外已有近20年的歷史，近幾年在我國愈來愈受到動物營養專家的重視。并在畜禽養殖業的應用方面取得了較明顯的成績。本文就甜菜堿的化學結構、理化特性、營養生理作用以及在畜禽業中的應用等作了較為詳細的敘述，以供大家借鑒。

　　甜菜堿在動物體內普遍存在，甜菜是含甜菜堿最多的植物。近年來，甜菜堿在畜禽業中應用愈來愈受到重視。這是因為甜菜堿在生物機體代謝中可提供活性甲基，與半胱氨酸構成甲基轉移酶，參與甲基反應，故有“生命甲基化劑”之稱。另外，具有提供活性甲基功能的還有氯化膽堿和蛋氨酸。但甜菜堿做為無毒、無污染、無殘留的新型營養再分配劑，克服了β-–腎上腺素能激動劑等營養再分配劑引起的應激大、殘留嚴重、肉質下降等一系列弊端。

　　1甜菜堿化學結構及理化特性

　　甜菜堿化學名為三甲基甘氨酸，系一種季氨型生物堿，分子式C5H12NO2，分子量為117.5，分子結構具有兩個特點：一是電荷在分子內分布呈中性；二是具有三個活性甲基。其外觀呈流動性、微棕色結晶粉末，味道甘甜，易吸潮，能溶于水和醇，水溶液呈中性，熔點293℃，能耐200℃以下的高溫，具有很強的抗氧化性能。此外，甜菜堿還具有保濕性。

　　2甜菜堿的營養生理作用機制

　　2.1甜菜堿為機體提供高效的活性甲基   經過多年研究發現，甜菜堿做為動物體內的一種中間代謝產物，間接參與了動物蛋白質和脂肪代謝。從其生理作用機制來看，甜菜堿在動物體內是通過提供甲基，合成多種營養物質間接參與體內的許多生理代謝過程。甲基是合成蛋白質、肉堿、肌酸、磷脂、腎上腺素、核糖核酸和脫氧核糖核酸等動物體眾多具有重要生理活性的物質所必須的基團，而動物體主要甲基供體之一的膽堿不能提供甲基，需要通過細胞線粒體將其轉化為甜菜堿后，才能具有供甲基能力，合成脂蛋白、氨基酸等物質，因此，當飼料中膽堿供應不足時，添加甜菜堿有部分替代膽堿的作用。日糧中適當的補充甜菜堿可以替代另一主要甲基供體－蛋氨酸的供甲基作用，從而節約蛋氨酸，提高蛋白質利用率。甜菜堿提供甲基的能力還可以促進動物體內肉堿的合成，提高脂肪代謝強度。

　　2.2甜菜堿抑制脂肪沉積，提高產肉量及肉的品質

　　早期研究表明，甜菜堿具有一定的抗脂肪效應，日糧中添加甜菜堿，會使生長雞體內脂肪下降，蛋白質含量增加。甜菜堿能提供甲基給甲基氨基乙醇而生成膽堿，膽堿在酯類代謝中發揮重要作用，從而促進脂肪酸氧化和磷脂的生成，提高酯類的運轉速度，甜菜堿通過促進體內磷脂的合成，一方面減低了肝臟中的脂肪酶的活性，另一方面，有促進肝臟中載脂蛋白的合成，其中極低密度脂蛋白是用來運載內源性甘油三酯的主要載體蛋白，促進肝中脂肪的遷徙，從而降低肝中甘油三酯的含量。

　　2.3 甜菜堿參與氨基酸、蛋白質代謝

　　甜菜堿與蛋氨酸的代謝有密切的關系，一方面甜菜堿通過提供甲基降低蛋氨酸的供甲基消耗；另一方面，甜菜堿通過增加高半胱氨酸－S－甲基轉移酶活性，促進了高半胱氨酸的轉化，具有凈增蛋氨酸的功效。據研究，甜菜堿能使動物肝臟和肌肉中粗蛋白含量、RNA/DNA比率顯著升高，而血清尿酸含量明顯下降，這說明甜菜堿促進了體內蛋白質合成，降低了蛋白質的分解，使組織中蛋白質沉積增加，其機制可能是甜菜堿通過增強機體的甲基代謝，加速了RNA的加工和修飾過程。

　　2.4甜菜堿做為調節滲透壓的物質

　　甜菜堿對滲透壓的激變具有緩沖作用。當外界滲透壓發生激變時，甜菜堿能被細胞吸收以維持正常的滲透壓平衡，同時防止細胞中水分的流失和鹽類的侵入。仔豬腹瀉或家禽感染球蟲病常會導致動物脫水和腸道離子及滲透壓的失調。這時機體對甲基的需要量增加，因此此時機體需要甲基化反應，以建立免疫防衛機制。此外，甜菜堿通過提高細胞膜Na/K泵的功能有效的防止水分的損失，防止腹瀉引起的高血鉀癥，對維護和穩定動物腸道離子平衡和機能起到非常重要的作用。

　　2.5甜菜堿具有抗應繳和提高免疫力的效應

　　甜菜堿有明顯的鎮靜作用，增強巴比妥的催眠作用和抗傷害性刺激及解熱作用。雞體極易感染球蟲，影響腸道離子平衡，抗球蟲藥雖然能改變寄生蟲細胞的離子濃度而殺死寄生蟲，但同樣影響了宿主細胞，尤其是腸道離子濃度從而影響腸道正常功能。而甜菜堿提供甲基作為細胞滲透保護劑，能維持動物細胞正常的滲透壓，防止細胞中水分流失導致的脫水，穩定腸道離子平衡。從而提高雞體的抵抗力。

　　2.6甜菜堿對神經內分泌的影響

　　研究發現，甜菜堿能顯著提高育肥豬血清中生長激素水平。甜菜堿通過提高甲基，有助于天氡氨酸同N－甲基－天氡氨酸（NMDA）受體的轉換，另一方面，甜菜堿在轉甲基過程中形成甘氨酸促進了NMDA受體的激活，這樣甜菜堿通過激活下丘腦NMDA受體，增強了下丘腦的內分泌機能，從而促進了下丘腦激素的釋放。下丘腦激素又作用于腺垂體腺苷酸環化酶－cAMP－蛋白激酶系統，促進腺垂體釋放GH、FSH和LH等激素。

　　2.7 甜菜堿對飼料中維生素的穩定作用

　　維生素的穩定性差，易受光、熱、濕的影響，隨時間的延長也會逐漸損耗，尤其是在飼料加工、儲運過程中，大多數維生素都或多或少在效價上存在降低現象。此外，氯化膽堿由于吸水性大，酸性強，往往是影響破壞維生素的主要原因。而甜菜堿具有較強的保濕性，能增強維生素的穩定性，防止脂溶性維生素A、D、E、K的氧化，保護其效價。研究表明，在雞用預混料中分別對甜菜堿和氯化膽堿進行維生素穩定試驗，發現在20～25℃時，甜菜堿能提高維生素A、K3、B1、B6在貯存過程中的穩定性，并發現溫度愈高，甜菜堿的作用性愈強，用甜菜堿成功全部代替日糧中膽堿是較經濟實用的方法。

　　3 甜菜堿在養殖業中的應用

　　3.1 在養禽業中的應用

　　3.1.1 促進機體生長

　　配合飼料中天然膽堿的含量足夠家禽所必需的膽堿需要量，甲基供體部分完全能由甜菜堿取代，據K.R.Lowry等報道，雞膽堿需要量的75％必須供給，25％可由甜菜堿代替。Gius等（1950）發現，雛雞體內維生素B不足時，添加甜菜堿的促生長優于膽堿。James（1993）證實，在基礎日糧成分相同的情況下，添加甜菜堿對肉雞促生長，提高飼料利用率的效果是蛋氨酸的23倍。在瑞典，添加0.06％甜菜堿，其促生長和提高飼料轉化率的效果與0.11％蛋氨酸的相同。添加2.0kg/t時，其效果明顯優于添加等量的蛋氨酸的效果。應強調的是，甜菜堿節約蛋氨

　　酸的效果與飼料中蛋氨酸、粗蛋白和能量水平有關。飼料中蛋氨酸超過0.1％－0.5％時，動物食欲就會減弱，而用甜菜堿替代部分蛋氨酸，則可減緩過量所引起的不良反應。

　　3.1.2促進雞體脂肪代謝，改善胴體品質

　　飼用甜菜堿的幼禽脂肪分布比較分散，肉質疏松，腹脂減少，胸肌率提高，味道可口。通過添加雞體明顯提高肌紅蛋白含量，改善肉色，增加肌酸、肌酸酐含量和肌肉大理石紋評分等指標，改善肉質風味。美國的生產結果表明， 玉米－豆粕型飼料中添加甜菜堿對提高肉雞胸肌率，減少腹脂沉積的效果優于蛋氨酸。肌間脂肪、肌酸酐和肉堿是衡量肉質風味的主要指標，后3項都是甲基化產物。對0～4周齡肉雛雞的研究表明，與對照組相比，添加甜菜堿，肌間脂肪和胸肌粗脂肪各有提高，與添加蛋氨酸組相比，上述兩項指標也都有所提高。

　　3.1.3 提高抗球蟲和抗腹瀉的能力

　　感染球蟲病的肉雞，其蛋白質、碳水化合物的消化不充分，脂血素吸收受阻，機體抵抗力下降，易感染其它疾病（Teng 等，1981）。甜菜堿能提高鹽霉素抗球蟲的療效，使腸道受損程度降低，。肉雞感染球蟲病時，添加甜菜堿（1.5kg/t）能明顯提高抗球蟲病的效果，促進肉雞生長，而蛋氨酸和膽堿則無此效果。Matthews等（1995）證實，55mg/kg莫能菌素能有效的防止感染球蟲病雞死亡，但不能改善飼料利用率，而55mg/kg莫能菌素＋0.1％甜菜堿，卻能明顯提高肉雞的飼料利用率。

　　3.2在養豬業中的應用

　　3.2.1做為減肥劑

　　芬蘭、澳大利亞和美國所作的試驗結果表明，在60～95kg肥育豬飼料中，添加1.0～2.0kg/t甜菜堿，明顯降低豬背膘厚度，顯著增加眼肌面積，越到生長后期效果越明顯；當添加量為1.25kg/t時，飼喂2周后背膘厚度幾乎不再增加，而對照組則呈不斷增加趨勢。澳大利亞Bung公司研究結果表明，添加甜菜堿1.0kg/t可顯著提高胴體瘦肉率。但對育肥豬的作用效果存在性別差異，提高瘦肉率的效果小母豬優于閹公豬。通過添加促進脂肪分解，減少體脂沉積，改善了肉質風味。

　　3.2.2 對豬生長的影響

　　甜菜堿對早期斷奶仔豬具有防止腹瀉的作用，斷奶時仔豬遭受的一大應激，常導致采食量減少、腹瀉和生長性能下將，甚至死亡。眾多研究表明，在斷奶仔豬飼糧中添加甜菜堿后，它會主動進入腸道組織細胞，維持腸道的正常機能，有效的防止腹瀉，并可提高采食量和日增重。許梓榮等（1998 ），汪以真等（1999）報道，在玉米－豆粕型飼糧中添加甜菜堿可明顯提高豬血清中的生長激素（GH）的含量，具有促進生長的作用。甜菜堿現已廣泛應用于畜禽業中，但有關甜菜堿對豬采食量、日增重和飼料利用效率影響的研究結果報道不一。

　　綜上所述，其應用效果與日糧種類、膽堿和蛋氨酸水平、甜菜堿產品類型、添加劑量和飼養階段等因素有關。甜菜堿是具有應用價值和前景廣泛的飼料添加劑，它的使用不僅可以降低飼料成本、提高生產性能，為養殖戶帶來巨大的經濟效益，而且甜菜堿廠廢液是提取甜菜堿的主要原料，應用甜菜堿又是變廢為寶，合理利用自然資源。

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來源：《養殖技術顧問》2007年10期

學農愛農

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薩拜迪

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