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,系壹種季氨型生物堿,分子式C5H12NO2,分子量為117.5,分子結構具有兩個特點:壹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,能溶於水和醇,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壹種中間代謝產物,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壹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後,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壹主要甲基供體-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甜菜堿抑制脂肪沈積,提高產肉量及肉的品質
早期研究表明,甜菜堿具有壹定的抗脂肪效應,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,壹方面減低了肝臟中的脂肪酶的活性,另壹方面,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,壹方面甜菜堿通過提供甲基降低蛋氨酸的供甲基消耗;另壹方面,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,使組織中蛋白質沈積增加,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,有助於天氡氨酸同N-甲基-天氡氨酸(NMDA)受體的轉換,另壹方面,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。下丘腦激素又作用於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,氯化膽堿由於吸水性大,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,並發現溫度愈高,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。
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