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甜菜碱在健康养猪业上的研究与应用

文章作者:养殖产业 上传时间:2019-11-24

永利yl12311,甜菜碱系一种季胺型生物碱,国内外饲喂试验发现甜菜碱具有促进畜禽生长,改善胴体品质的功效,因此作为畜禽饲料添加剂使用。甜菜碱在养猪业上的研究与应用引起了普遍关注和重视。

1 甜菜碱的理化性质与安全性

甜菜碱为白色或微棕色结晶的化合物,其味甘甜,常温下容易潮解,保湿性强。化学名称为三甲基甘氨酸,分子式为C5H12N2,分子量为117.15,分子结构式中有3个甲基。甜菜碱能溶于水和甲醇,微溶于乙醚,熔点293℃,能耐200℃以下的高温,具有很强的抗氧化性能。甜菜碱有生物提取和化学合成两种,两者性质相同,但风味和含量有一定差异。生物提取的甜菜碱是一种天然、无毒害、无污染、无残留的饲料添加剂。汪以真等试验表明,盐酸甜菜碱属实际无毒类物质,无明显蓄积作用,无致突变性,是一种安全的饲料添加剂。张萍等测定提示硫代甜菜碱毒性极低,在临床使用剂量下,作为饲料添加剂长期使用不会引起毒性反应。

2甜菜碱的生物学作用

2.1、作为甲基供体

目前饲料中普遍采用的甲基供体是胆碱和蛋氨酸。胆碱只有在线粒体内转化成甜菜碱才能提供甲基,该氧化过程需要VB12和核黄素的参与,同时受Ni、Co和Fe离子的抑制,使甲基的利用率降低。Virtanen认为,甜菜碱可用于替代部分胆碱,作为甲基供体的来源。Mudd等和Finkelstein等研究证实,甜菜碱在肝脏中发挥甲基供体的作用,并受高半胱氨基转移酶和对胱硫醚β-合成酶调控,饲料中添加甜菜碱可使大鼠肝脏甜菜碱-高半胱氨酸甲基转移酶的胱硫醚β-合成酶活性产生变化,加速机体甲基代谢循环,导致甲基化产物合成增加。冯杰等以添加1000mg/kg和1500mg/kg甜菜碱的饲粮分别饲喂生长肥育猪,增加了猪肝脏甜菜碱高半胱氨酸甲基转移酶活力,生长期总活力与比活力1500mg/kg分别增加23.08%和18.18%,肥育期1000mg/kg组总活力与比活力分别提高16.33%和15.63%,认为甜菜碱在肝脏BHMT和β-CYST双重调控下,替代蛋氨酸为机体甲基化产物的合成提供甲基,从而产生节约蛋氨酸的效应。郑泽敦对生长猪和育肥猪采用低蛋白日粮分别添加甜菜碱饲喂,可获得与对照组相同的生长性能,用甜菜碱替代蛋氨酸对猪生长性能没有显着影响。甜菜碱分子结构中有3个活性甲基,其提供的甲基效率显着高于蛋氨酸和胆碱。因此饲料中添加一定量的甜菜碱,可以减少对胆碱和蛋氨酸的需要量,从而使饲料成本降低。

2.2、促进脂肪代谢

甜菜碱从仔猪阶段就发挥其提高胴体瘦肉率,降低体脂的功效。余东游等在仔猪饲料中添加 800mg/kg甜菜碱,使仔猪背膘厚和腹脂率分别降低13.98%和27.59%,背最长肌中RNA含量和RNA/DNA比值分别上升6.41%和 9.57%,肝脏中游离肉碱和酸不溶肉碱含量分别增加8.98%和13.82%;反映了在仔猪阶段,甜菜碱主要是通过增加脂肪分解的途径,从而降低胴体脂肪。王敏奇等在生长猪饲料中添加1000mg/kg甜菜碱,背最长肌粗脂肪含量较对照组提高35.98%,肝脏粗脂肪含量降低17.63%;血清生化指标分析显示,甜菜碱使脂肪酶活性提高10.50%,游离脂肪酸含量提高20.16%,肌肉和肝脏中游离肉碱含量提高30.91%和 20.68%;揭示甜菜碱可能通过加强猪体脂肪动员,促进脂肪酸向肌肉组织转运和β-氧化,在降低背膘厚的同时,适度增加肌肉脂肪含量,从而发挥在脂肪组织和肌肉组织之中重新分配体脂的作用。许梓荣等认为对肥育猪,甜菜碱似通过影响肌肉中的肉碱及酸不溶肉碱的含量,而调节肌细胞线粒体中的β- 氧化作用,加强脂肪的分解作用,部分抑制脂肪合成,而达到降低胴体脂肪的功效,推测前者作用大于后者。汪以真等对生长猪和肥育猪分别饲喂含 1000mg/kg和1500mg/kg甜菜碱的饲粮,分别降低生长猪和肥育猪背膘厚14.82%和14.93%、脂肪率5.76%和11.51%,分别提高背最长肌肌肉粗脂肪含量36.00%和17.66%;血清生化指标分析表明:甜菜碱分别提高生长猪和肥育猪脂肪酶活性10.49%和7.50%,分别提高血清游离脂肪酸含量20.16%和13.43%,显示甜菜碱加强了猪体脂动员。Fernandez-Fegares等通过甜菜碱对生长期限饲猪营养利用和营养分配的影响表明,甜菜碱改变营养分配,导致胴体蛋白沉积提高,而胴体脂肪和内脏组织沉积减少。崔波等在玉米-豆粕型日粮基础上,添加不同水平的蛋氨酸螯合铬和甜菜碱饲喂三江白猪生长育肥猪,均可降低肥育猪血清甘油三酯、总胆固醇和胰岛素含量及FAS基因mRNA的表达水平,提高生长激素水平,认为甜菜碱与蛋氨酸螯合铬均能减少脂肪沉积,以复合添加效果较好,并存在一定的交互效应。

2.3、调节渗透压,缓解应激反应

Rudolph等研究证实,甜菜碱具有提高生物细胞抗高温、高盐和高渗透环境的耐受力,稳定酶活性及生物大分子功能的功效。甜菜碱有类似电解质的特征,在消化道受病原体侵入的状态下,对猪胃肠道上皮细胞具有渗透保护作用,且当仔猪因腹泻导致胃肠道失水和离子平衡失调时,甜菜碱能有效地防止水分损失,避免腹泻引起的高血钾症,以维持和稳定胃肠道环境的离子平衡(Gwyther 等,1989;Hanson等,1994),从而使受断奶应激的仔猪胃肠内微生物区系中有益菌占主导地位,有害菌不会大量繁殖,保护消化道内源性消化酶的正常分泌及其活力的稳定,进而提高了饲料养分的消化利用。Linderman等试验表明,仔猪断奶后一周内各种消化酶水平显着下降,甜菜碱起到了保护胃肠道内环境的平衡,排除了幼龄动物在应激状态下消化酶分泌量减少或酶活性降低等弊端,利于内源性消化酶的分泌和胃肠内消化酶活性的稳定,改善十二指肠绒毛的生长发育,从而提高断奶仔猪对饲料养分的消化率,减少腹泻率,进而促进断奶仔猪快速生长。许梓荣等在断奶仔猪饲粮中添加800mg/kg甜菜碱,干物质和粗蛋白表观消化率分别提高4.24%和6.45%,腹泻率较对照组降低33.80%;十二指肠内容物中总蛋白水解酶活力提高53.32%,脂肪酶和淀粉酶活力与对照组差异不显着;猪十二指肠微绒毛长度和密度均比对照组明显改善,其长度较对照组提高16.19%;结果提示饲粮中添加甜菜碱能明显改善断奶仔猪的消化机能,提高饲粮中养分消化与利用,其主要原因在于甜菜碱改善了断奶仔猪消化系的生长发育状况,进而影响了消化道内源性消化酶的分泌与活性。武志敏在断奶三江白猪玉米-豆粕型日粮基础上添加不同水平的甜菜碱(0、8000mg/kg、1000mg /kg)与苜蓿皂甙(0、15000mg/kg、2500mg/kg)饲养28d,对断奶仔猪日均采食量和日均增重有显着影响,肠道乳酸杆菌提高,大肠杆菌和沙门氏菌降低或显着降低,腹泻率均降低;血清中IgG提高,均可提高断奶仔猪外周血和免疫器官的T淋巴细胞数量。

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