甜菜碱在养猪业的应用未来
摘 要:甜菜碱作为一种高效的甲基供体,具有多种功能,文中综述甜菜碱的生理功能和在养猪业中的应用,认为甜菜碱可有效的替代部分蛋氨酸和胆碱,具有广阔的发展前景。 近年来,甜菜碱在饲料中的开发应用研究有了很大发展。甜菜碱的生产技术也由生物提取发展到化学合成,并投入工业化大规模生产。甜菜碱广泛存在与动植物体内,植物中以甜菜的含量最多。甜菜碱在动物体内作为一种高效活性甲基供体,在甲基代谢中起重要的营养调控作用,可取代部分蛋氨酸和胆碱,具有促进脂肪代谢、改善饲料的适口性,缓和热应激,调节机体的渗透压,提高腹泻药的疗效,并可维护维生素预混料的稳定性,显著提高畜禽生长性能,降低胴体脂肪、增加瘦肉率和改善胴体品质等功能。甜菜碱是一种无毒、无污染、无残留的新型营养再分配剂,克服了β-肾上腺素能激动剂等营养再分配剂引起的应激大、残留严重、肉质下降等一系列弊端。
1甜菜碱的生理功能
1.1作为甲基供体,可部分取代胆碱和甲硫氨酸
甲基是动物体内各种物质代谢所不可缺少的重要物质,动物本身不能合成甲基,必须由饲料供给。目前普遍采用的甲基供体是甜菜碱、胆碱和蛋氨酸。胆碱在线粒体中转化为甜菜碱后才能提供甲基,但该反应即使在理想条件下也很难达到很高的转化率。蛋氨酸可以直接为生物体提供活化的甲基,但造价很高且添加量受限制。而甜菜碱提供甲基不受上述因素的影响,所以甜菜碱可部分取代胆碱和甲硫氨酸为动物代谢过程提供活性甲基。
1.2促进脂肪代谢,抑制脂肪沉积
早期研究表明,甜菜碱具有一定的抗脂肪肝效应。它一方面可以节约部分胆碱,另一方面又可通过自身代谢循环促进胆碱的合成,进而促进磷脂类物质的生成,完善与脂蛋白合成有关的细胞内膜的形成,从而使肝脏中VLDL合成增加,使甘油三酯迁移速度加快。冯杰(1996)研究发现,甜菜碱可提高肥育猪肝脏卵磷脂含量,而血清胆固醇含量明显下降,这表明甜碱可影响肝脏的脂质代谢,从而改变脂蛋白比例,并具有一定的抗脂肪肝作用。
1.3缓和应激,调节渗透压
甜菜碱可以通过调节渗透压来维持肠道正常结构和功能,是渗透压激变的缓冲物质。当组织细胞渗透压发生变化时,甜菜碱能被细胞吸收,防止水分流失及盐类的进入,具有稳定酶活性及生物大分子功能,以调节细胞渗透压和离子平衡,防止腹泻引起的高血钾症,维持营养吸收功能,提高在恶劣环境下的饲料转化率,减少腹泻发生。
1.4改善饲料适口性,提高饲料转化率
甜菜碱是水产动物诱食剂的主要成分,能够改善饲料的适口性,帮助解决病鱼、病虾对药饵的拒食问题, 补充处于应激状态下的鱼虾摄食量不足。因为甜菜碱具有甜味和鱼虾敏感的鲜味,还具有适合鱼类嗅觉和味觉感受器的化学结构,此外,甜菜碱还能增强氨基酸对鱼的味觉感受,增强氨基酸的诱食效果。利用甜菜碱独特的味觉刺激作用来增加鱼类的摄食量,对改善饵料转化率和降低成本具有重要意义。
1.5防止维生素氧化,保持饲料中维生素效价
甜菜碱近中性且耐高温,在配合饲料及预混合饲料生产和贮存过程中对维生素有保护作用。在饲料制造或贮藏过程中,添加剂中的氯化胆碱可以造成大部分维生素效价的下降。而甜菜碱理化性质稳定,具有很强的抗氧化性和保湿性,能够较好地维护预混料中维生素的活性。Fragrance (1991) 研究发现甜菜碱还能增强饲料中维生素的稳定性。如果在预混料中使用甜菜碱代替氯化胆碱,那么对于保持饲料或预混料中维生素的效价将起到积极作用。有研究表明,甜菜碱对维生素A和B1的稳定性有很好的保护作用,对VK和VB6也有一定的保护作用,在高温时表现得尤为突出。
2甜菜碱在养猪生产中的应用
2.1提高生产性能
动物生长速度的快慢与生长密切相关的生长激素(GH)、胰岛素样促生长因子( IGF-1) 和胰岛素的分泌量有关。国内外研究表明, GH具有促进动物体内蛋白质沉积、骨骼生长, 降低脂肪沉积等功能,甜菜碱属于含甲基的氨基酸,甲基氨基酸具有提高营养物质转化效率的作用, 其增加机体氮沉积与生理阶段有关。甲基氨基酸含有甲基, 而甲基在蛋白质代谢中具有重要的作用, 甲基是肉碱、磷脂、肾上腺素和核酸等多种重要生理物质合成的必需成分, 由于动物本身又不能合成甲基,因此, 必须提供外源的甲基供体,以满足动物整体甲基代谢的需要。此外,甲基是一些酶和神经递质的组成成分,甜菜碱是甜菜碱-高半胱氨酸甲基转移酶的作用底物之一,与β-胱硫醚合成酶的调控相关联,甜菜碱通过这两个酶的作用双重调控肝脏的甲基代谢;甜菜碱显著提高仔猪的白蛋白水平、生长猪血清总蛋白含量。 Lstachly等报道, 血清总蛋白含量与肌肉率呈正相关,总蛋白含量升高表明蛋白质合成代谢加强,而白蛋白升高则说明肝脏具有较强的蛋白质合成能力。血清尿素氮下降,说明体内氨基酸分解减弱,氮贮留增加,留存时间延长,意味试验猪蛋白质沉积增加。甲基氨基酸显著提高猪不同阶段血清中GH和IGF-1水平。近年研究表明,下丘脑-垂体-肝脏构成的生长轴是调控动物生长的中心环节。GH是调节哺乳动物生长的关键因素,血清中GH水平与猪的生长呈正相关。甜菜碱可显著促进垂体合成和释放GH。垂体分泌的GH不是直接起作用的, 而是通
过IGF-1介导的。IGF-1还能直接促进细胞的生长,增加机体对氨基酸的摄取与利用,促进蛋白质和RNA的合成,增加肌肉的生长,还可以与其它生长因子协同促进成骨细胞、脂肪细胞和胶质细胞的增殖与分化。 Fryburg 等研究指出,IGF-1可以加强骨胳肌细胞间氨基酸和葡萄糖转运,增加骨胳的血液供应,促进蛋白质合成增加,抑制肌蛋白分解。甜菜碱提高了猪血清IGF-1水平,其机理可能在于甲基氨基酸促进了GH的分泌, GH与肝脏GH受体结合后进而剌激肝脏IGF-1合成与释放。Palmer 等报道GH能在转录水平调节IGF-1基因表达。cAMP作为一种重要的第二信使,许多激素通cAMP促进基因转录和催化蛋白质磷酸化,甜菜碱只对垂体cAMP有影响。可见甜菜碱只在垂体水平起作用,促进蛋白质同化、加速生长除生长激素IGF-1轴外,还受下丘脑-腺垂体-甲状腺轴的影响。甜菜碱对生长猪阶段T3和T4水平有提高作用,说明甜菜碱对甲状腺素的调节受生理阶段其它因素的影响。试验发现在基础日粮中添加600mg/kg的甜菜碱喂断奶仔猪,日增重提高11.73 %,采食量提高9.39 %,料重比降低2.19 %;血清中GH和IGF-1水平分别提高46.15 %和38.4 %,对血清中T3,T4则无显著影响[12]。邹晓庭(2002)在猪上做的实验表明,日粮中添加1000 mg/kg甜菜碱对猪各阶段的生长均有促进作用,对生长猪的效果最为理想,平均日增重提高了13.20% (P
2.2改善胴体性状
甜菜碱能够促进肌肉增长和蛋白质增加,促进脂肪代谢和抑制脂肪沉积,从而提高猪胴体瘦肉率,降低背膘厚。在猪生长的不同阶段,甜菜碱影响脂肪代谢的作用机理可能不同。余东游等在仔猪饲料中添加800 mg/kg的甜菜碱,仔猪瘦肉率提高4.08%,背最长肌面积提高6.58 %,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比值分别上升了6.41%和9.57%,且肝脏中游离肉碱和酸不溶肉碱含量分别增加了
8.98%、13.82%;但对皮下脂肪组织中苹果酸脱氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶活力无显著影响;认为仔猪阶段甜菜碱主要是通过增强脂肪分解的途径,达到降低胴体脂肪的效果。在生长猪饲料中添加1000 mg/ kg的甜菜碱,瘦肉率提高7.15%,背膘厚和板油重分别下降14.81%和25.53 %,背最长肌中粗脂肪含量提高35.98%,肝脏粗脂肪含量降低17.63%; 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分别提高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中重新分配体脂的作用。在肥育猪饲料中添加1750mg/kg的甜菜碱,瘦肉率提高3.31%,胴体脂肪率降低12.49 %;肝脏中游离肉碱含量增加30.18 %,显著降
低了皮下脂肪苹果酸脱氢酶活力。因而认为甜菜碱通过加强脂肪分解和部分抑制脂肪合成,达到降低胴体脂肪的功效,推测前者作用大于后者。对肥育猪饲喂1g/kg的盐酸甜菜碱日粮,胴体瘦肉率提高8.92%,眼肌面积增大10.85%,脂肪率、板油重和背膘厚分别下降16.62%、16.06%和16.19%。邢军(1999)在肥育猪上做的实验表明:添加甜菜碱0.15%对猪的瘦肉率有提高,背膘厚也有提高,眼肌面积提高了26.1%,在肉质上也有改善,瘦肉率也提高了
6.46%,背最长肌肌纤维直径提高了16.3%。
2.3改善肌肉品质
色、香和味是评定肉质的3个重要指标。猪肉的颜色主要取决于肌肉中肌红蛋白的含量,肌红蛋白含量高的肌肉,其色泽鲜艳、红润。香味与肌肉中脂肪含量密切相关,增加肌肉中粗脂肪即肌内脂肪的含量能提高肉的柔嫩度、多汁性和香味。鲜味主要来源于肌苷酸和鲜味氨基酸(如谷氨酸等),尤其是肌苷酸,它是味精鲜味的50多倍。添加甜菜碱明显增加了肥育猪背最长肌中肌酸、肌酸酐、酸不溶肉碱和肌红蛋白含量,皆以1750 mg/kg 组效果明显,分别提高了38.63%、33.33%、53.53%和14.80%,背最长肌脂肪含量增加了18.45%,大理石纹评分提高了8.28%,试验组肉色评分有升高趋势。因而证实甜菜碱改善了猪肉的色、香和味,从而有效地改善了猪肉的品质。在饲料中添加1000 mg/kg的甜菜碱,使肥育猪背最长肌中肌红蛋白、肌内脂肪和肌苷酸含量分别提高了14.88 %、17.66 %和21.79 %。对肥育猪饲喂含1g/kg 的盐酸甜菜碱的日粮,肌肉颜色和大理石纹评分分别提高8.24%和11.39 %;肌肉中粗脂肪、肌红蛋白、肌酸和肌酐酸含量分别提高17.05%、15.10%、16.80% 和21.33%。
有报道表明,饲料中添加甜菜碱能降低猪背膘中粪臭素的含量。Shetie等在作甜菜碱与胆碱的对比试验时发现,饲用甜菜碱的幼禽,体内脂肪的分布比较散,因而肉质较松,味道更可口。据澳大利亚研究报道,添加0.125%的甜菜碱能使肥育猪体内脂肪分布均匀,背膘厚度降低约15%左右,并且提高了胴体瘦肉率,其中1 000 mg/kg组最明显,胴体瘦肉率提高了5.17%,脂肪降低了18.27%眼肌面积增加3.129%;背最长肌、股二头肌及半膜肌的重量分别增大了10.84%、11.02%和22.87%;1750 mg/kg组的背最长肌脂肪含量增加18.54%,而肝脏脂肪含量则呈下降趋势。
2.4刺激味觉,促使诱食
甜菜碱系季胺型生物碱,它能刺激动物的嗅觉和味觉,促使摄食。怀明艳研究报道:2000mg/kg组能明显提高生长猪的采食量7.14%。
2.5保护维生素免受破坏,提高维生素的效价
由于甜菜碱呈中性,具有抗氧化的特性,因此在加入饲料中就会避免维生素,特别是脂溶性维生素VA,VD,VE,VK在饲料加工或存放过程中效价降低,因而具有防止氧化,促进其在体内的吸收的功效。在常温下,以鸡用预混料进行的试验表明,甜菜碱对维生素K3和维生素B1的稳定性有很好的保护作用,对维生素E 也有一定的保护作用,而且这种效果在温度升高时表现得更为突出。据Gillis公司研究报告,若在预混料中添加氯化胆碱,维生素E的效价在4周后从86%降到18%,而甜菜碱则可以代替氯化胆碱,对饲料中的维生素的效价保护有积极的作用。Gillis 在采用低浓度VB2的饲料饲养试验中,甜菜碱组的鸡增重大于胆碱组。在VB2缺乏的情况下,甜菜碱仍能参与甲基转移反应。因此可以认为在猪饲料上也应该有同样的效果。
2.6保护肠道上皮细胞,缓解断奶仔猪应激反应
断奶是仔猪所遭受的一大应激,常导致采食量减少、腹泻和生长性能下降,甚至死亡。腹泻是影响断奶仔猪生长发育的首要因素。有试验表明, 添加甜菜碱能提高断奶仔猪采食量和生长速度,这可能是甜菜碱抗腹泻, 保护肠道功能的间接体现。直接反映甜菜碱这一功效的报道还未见到。甜菜碱是渗透压激变的缓冲物质, 可作为细胞的渗透保护剂。Virtamen认为, 在饲料中加入甜菜碱,以适应应激状态下组织和机体由于渗透压变化而造成的大量需求。甜菜碱能提高生物体细胞对干旱、高湿、高盐和高渗环境的耐受力, 稳定酶活性及生物大分子功能。甜菜碱能有效地防止细胞水分损失,提高Na-K泵的功能,防止腹泻引起的高血钾症,从而调节动物肠道的水分和离子平衡,维护肠道功能,减缓腹泻的发生。
甜菜碱可以仔猪断奶后由于受食物和环境变化的影响, 出现消化酶水平显著下降, 采食减少,生长缓慢,发生腹泻等应激现象。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有渗透保护作用。据报道,当仔猪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,维持和稳定胃肠道环境的离子平衡和微生物区系,使受断奶应激的仔猪胃肠道内微生物区系中有益菌占主导地位,有害菌不会大量繁殖,缓解断奶仔猪消化酶分泌量的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,促进十二指肠绒毛的生长和发育,从而改善断奶仔猪消化机能,提高饲料中养分的消化与利用,增加采食量,显著降低腹泻,促进断奶仔猪快速生长。
3展望
近年来随着人民生活水平的提高,对瘦肉率的需求不断增加。我国地方品种猪普遍具有繁殖率高,肉质好的优点,但背膘略厚,生长缓慢。在进行猪的杂交改良工作中,甜菜碱对提高我国瘦肉型猪的日增重和胴体瘦肉率,降低活体背膘厚度,改善胴体性状,增强商业优势具有很大意义。应当继续加强研究工作,探索甜菜碱对猪的作用机理、适宜添加剂量和影响因素等问题,尽快推广应用,促进养猪业的迅速发展。
甜菜碱在养猪业的应用未来
摘 要:甜菜碱作为一种高效的甲基供体,具有多种功能,文中综述甜菜碱的生理功能和在养猪业中的应用,认为甜菜碱可有效的替代部分蛋氨酸和胆碱,具有广阔的发展前景。 近年来,甜菜碱在饲料中的开发应用研究有了很大发展。甜菜碱的生产技术也由生物提取发展到化学合成,并投入工业化大规模生产。甜菜碱广泛存在与动植物体内,植物中以甜菜的含量最多。甜菜碱在动物体内作为一种高效活性甲基供体,在甲基代谢中起重要的营养调控作用,可取代部分蛋氨酸和胆碱,具有促进脂肪代谢、改善饲料的适口性,缓和热应激,调节机体的渗透压,提高腹泻药的疗效,并可维护维生素预混料的稳定性,显著提高畜禽生长性能,降低胴体脂肪、增加瘦肉率和改善胴体品质等功能。甜菜碱是一种无毒、无污染、无残留的新型营养再分配剂,克服了β-肾上腺素能激动剂等营养再分配剂引起的应激大、残留严重、肉质下降等一系列弊端。
1甜菜碱的生理功能
1.1作为甲基供体,可部分取代胆碱和甲硫氨酸
甲基是动物体内各种物质代谢所不可缺少的重要物质,动物本身不能合成甲基,必须由饲料供给。目前普遍采用的甲基供体是甜菜碱、胆碱和蛋氨酸。胆碱在线粒体中转化为甜菜碱后才能提供甲基,但该反应即使在理想条件下也很难达到很高的转化率。蛋氨酸可以直接为生物体提供活化的甲基,但造价很高且添加量受限制。而甜菜碱提供甲基不受上述因素的影响,所以甜菜碱可部分取代胆碱和甲硫氨酸为动物代谢过程提供活性甲基。
1.2促进脂肪代谢,抑制脂肪沉积
早期研究表明,甜菜碱具有一定的抗脂肪肝效应。它一方面可以节约部分胆碱,另一方面又可通过自身代谢循环促进胆碱的合成,进而促进磷脂类物质的生成,完善与脂蛋白合成有关的细胞内膜的形成,从而使肝脏中VLDL合成增加,使甘油三酯迁移速度加快。冯杰(1996)研究发现,甜菜碱可提高肥育猪肝脏卵磷脂含量,而血清胆固醇含量明显下降,这表明甜碱可影响肝脏的脂质代谢,从而改变脂蛋白比例,并具有一定的抗脂肪肝作用。
1.3缓和应激,调节渗透压
甜菜碱可以通过调节渗透压来维持肠道正常结构和功能,是渗透压激变的缓冲物质。当组织细胞渗透压发生变化时,甜菜碱能被细胞吸收,防止水分流失及盐类的进入,具有稳定酶活性及生物大分子功能,以调节细胞渗透压和离子平衡,防止腹泻引起的高血钾症,维持营养吸收功能,提高在恶劣环境下的饲料转化率,减少腹泻发生。
1.4改善饲料适口性,提高饲料转化率
甜菜碱是水产动物诱食剂的主要成分,能够改善饲料的适口性,帮助解决病鱼、病虾对药饵的拒食问题, 补充处于应激状态下的鱼虾摄食量不足。因为甜菜碱具有甜味和鱼虾敏感的鲜味,还具有适合鱼类嗅觉和味觉感受器的化学结构,此外,甜菜碱还能增强氨基酸对鱼的味觉感受,增强氨基酸的诱食效果。利用甜菜碱独特的味觉刺激作用来增加鱼类的摄食量,对改善饵料转化率和降低成本具有重要意义。
1.5防止维生素氧化,保持饲料中维生素效价
甜菜碱近中性且耐高温,在配合饲料及预混合饲料生产和贮存过程中对维生素有保护作用。在饲料制造或贮藏过程中,添加剂中的氯化胆碱可以造成大部分维生素效价的下降。而甜菜碱理化性质稳定,具有很强的抗氧化性和保湿性,能够较好地维护预混料中维生素的活性。Fragrance (1991) 研究发现甜菜碱还能增强饲料中维生素的稳定性。如果在预混料中使用甜菜碱代替氯化胆碱,那么对于保持饲料或预混料中维生素的效价将起到积极作用。有研究表明,甜菜碱对维生素A和B1的稳定性有很好的保护作用,对VK和VB6也有一定的保护作用,在高温时表现得尤为突出。
2甜菜碱在养猪生产中的应用
2.1提高生产性能
动物生长速度的快慢与生长密切相关的生长激素(GH)、胰岛素样促生长因子( IGF-1) 和胰岛素的分泌量有关。国内外研究表明, GH具有促进动物体内蛋白质沉积、骨骼生长, 降低脂肪沉积等功能,甜菜碱属于含甲基的氨基酸,甲基氨基酸具有提高营养物质转化效率的作用, 其增加机体氮沉积与生理阶段有关。甲基氨基酸含有甲基, 而甲基在蛋白质代谢中具有重要的作用, 甲基是肉碱、磷脂、肾上腺素和核酸等多种重要生理物质合成的必需成分, 由于动物本身又不能合成甲基,因此, 必须提供外源的甲基供体,以满足动物整体甲基代谢的需要。此外,甲基是一些酶和神经递质的组成成分,甜菜碱是甜菜碱-高半胱氨酸甲基转移酶的作用底物之一,与β-胱硫醚合成酶的调控相关联,甜菜碱通过这两个酶的作用双重调控肝脏的甲基代谢;甜菜碱显著提高仔猪的白蛋白水平、生长猪血清总蛋白含量。 Lstachly等报道, 血清总蛋白含量与肌肉率呈正相关,总蛋白含量升高表明蛋白质合成代谢加强,而白蛋白升高则说明肝脏具有较强的蛋白质合成能力。血清尿素氮下降,说明体内氨基酸分解减弱,氮贮留增加,留存时间延长,意味试验猪蛋白质沉积增加。甲基氨基酸显著提高猪不同阶段血清中GH和IGF-1水平。近年研究表明,下丘脑-垂体-肝脏构成的生长轴是调控动物生长的中心环节。GH是调节哺乳动物生长的关键因素,血清中GH水平与猪的生长呈正相关。甜菜碱可显著促进垂体合成和释放GH。垂体分泌的GH不是直接起作用的, 而是通
过IGF-1介导的。IGF-1还能直接促进细胞的生长,增加机体对氨基酸的摄取与利用,促进蛋白质和RNA的合成,增加肌肉的生长,还可以与其它生长因子协同促进成骨细胞、脂肪细胞和胶质细胞的增殖与分化。 Fryburg 等研究指出,IGF-1可以加强骨胳肌细胞间氨基酸和葡萄糖转运,增加骨胳的血液供应,促进蛋白质合成增加,抑制肌蛋白分解。甜菜碱提高了猪血清IGF-1水平,其机理可能在于甲基氨基酸促进了GH的分泌, GH与肝脏GH受体结合后进而剌激肝脏IGF-1合成与释放。Palmer 等报道GH能在转录水平调节IGF-1基因表达。cAMP作为一种重要的第二信使,许多激素通cAMP促进基因转录和催化蛋白质磷酸化,甜菜碱只对垂体cAMP有影响。可见甜菜碱只在垂体水平起作用,促进蛋白质同化、加速生长除生长激素IGF-1轴外,还受下丘脑-腺垂体-甲状腺轴的影响。甜菜碱对生长猪阶段T3和T4水平有提高作用,说明甜菜碱对甲状腺素的调节受生理阶段其它因素的影响。试验发现在基础日粮中添加600mg/kg的甜菜碱喂断奶仔猪,日增重提高11.73 %,采食量提高9.39 %,料重比降低2.19 %;血清中GH和IGF-1水平分别提高46.15 %和38.4 %,对血清中T3,T4则无显著影响[12]。邹晓庭(2002)在猪上做的实验表明,日粮中添加1000 mg/kg甜菜碱对猪各阶段的生长均有促进作用,对生长猪的效果最为理想,平均日增重提高了13.20% (P
2.2改善胴体性状
甜菜碱能够促进肌肉增长和蛋白质增加,促进脂肪代谢和抑制脂肪沉积,从而提高猪胴体瘦肉率,降低背膘厚。在猪生长的不同阶段,甜菜碱影响脂肪代谢的作用机理可能不同。余东游等在仔猪饲料中添加800 mg/kg的甜菜碱,仔猪瘦肉率提高4.08%,背最长肌面积提高6.58 %,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比值分别上升了6.41%和9.57%,且肝脏中游离肉碱和酸不溶肉碱含量分别增加了
8.98%、13.82%;但对皮下脂肪组织中苹果酸脱氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶活力无显著影响;认为仔猪阶段甜菜碱主要是通过增强脂肪分解的途径,达到降低胴体脂肪的效果。在生长猪饲料中添加1000 mg/ kg的甜菜碱,瘦肉率提高7.15%,背膘厚和板油重分别下降14.81%和25.53 %,背最长肌中粗脂肪含量提高35.98%,肝脏粗脂肪含量降低17.63%; 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分别提高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中重新分配体脂的作用。在肥育猪饲料中添加1750mg/kg的甜菜碱,瘦肉率提高3.31%,胴体脂肪率降低12.49 %;肝脏中游离肉碱含量增加30.18 %,显著降
低了皮下脂肪苹果酸脱氢酶活力。因而认为甜菜碱通过加强脂肪分解和部分抑制脂肪合成,达到降低胴体脂肪的功效,推测前者作用大于后者。对肥育猪饲喂1g/kg的盐酸甜菜碱日粮,胴体瘦肉率提高8.92%,眼肌面积增大10.85%,脂肪率、板油重和背膘厚分别下降16.62%、16.06%和16.19%。邢军(1999)在肥育猪上做的实验表明:添加甜菜碱0.15%对猪的瘦肉率有提高,背膘厚也有提高,眼肌面积提高了26.1%,在肉质上也有改善,瘦肉率也提高了
6.46%,背最长肌肌纤维直径提高了16.3%。
2.3改善肌肉品质
色、香和味是评定肉质的3个重要指标。猪肉的颜色主要取决于肌肉中肌红蛋白的含量,肌红蛋白含量高的肌肉,其色泽鲜艳、红润。香味与肌肉中脂肪含量密切相关,增加肌肉中粗脂肪即肌内脂肪的含量能提高肉的柔嫩度、多汁性和香味。鲜味主要来源于肌苷酸和鲜味氨基酸(如谷氨酸等),尤其是肌苷酸,它是味精鲜味的50多倍。添加甜菜碱明显增加了肥育猪背最长肌中肌酸、肌酸酐、酸不溶肉碱和肌红蛋白含量,皆以1750 mg/kg 组效果明显,分别提高了38.63%、33.33%、53.53%和14.80%,背最长肌脂肪含量增加了18.45%,大理石纹评分提高了8.28%,试验组肉色评分有升高趋势。因而证实甜菜碱改善了猪肉的色、香和味,从而有效地改善了猪肉的品质。在饲料中添加1000 mg/kg的甜菜碱,使肥育猪背最长肌中肌红蛋白、肌内脂肪和肌苷酸含量分别提高了14.88 %、17.66 %和21.79 %。对肥育猪饲喂含1g/kg 的盐酸甜菜碱的日粮,肌肉颜色和大理石纹评分分别提高8.24%和11.39 %;肌肉中粗脂肪、肌红蛋白、肌酸和肌酐酸含量分别提高17.05%、15.10%、16.80% 和21.33%。
有报道表明,饲料中添加甜菜碱能降低猪背膘中粪臭素的含量。Shetie等在作甜菜碱与胆碱的对比试验时发现,饲用甜菜碱的幼禽,体内脂肪的分布比较散,因而肉质较松,味道更可口。据澳大利亚研究报道,添加0.125%的甜菜碱能使肥育猪体内脂肪分布均匀,背膘厚度降低约15%左右,并且提高了胴体瘦肉率,其中1 000 mg/kg组最明显,胴体瘦肉率提高了5.17%,脂肪降低了18.27%眼肌面积增加3.129%;背最长肌、股二头肌及半膜肌的重量分别增大了10.84%、11.02%和22.87%;1750 mg/kg组的背最长肌脂肪含量增加18.54%,而肝脏脂肪含量则呈下降趋势。
2.4刺激味觉,促使诱食
甜菜碱系季胺型生物碱,它能刺激动物的嗅觉和味觉,促使摄食。怀明艳研究报道:2000mg/kg组能明显提高生长猪的采食量7.14%。
2.5保护维生素免受破坏,提高维生素的效价
由于甜菜碱呈中性,具有抗氧化的特性,因此在加入饲料中就会避免维生素,特别是脂溶性维生素VA,VD,VE,VK在饲料加工或存放过程中效价降低,因而具有防止氧化,促进其在体内的吸收的功效。在常温下,以鸡用预混料进行的试验表明,甜菜碱对维生素K3和维生素B1的稳定性有很好的保护作用,对维生素E 也有一定的保护作用,而且这种效果在温度升高时表现得更为突出。据Gillis公司研究报告,若在预混料中添加氯化胆碱,维生素E的效价在4周后从86%降到18%,而甜菜碱则可以代替氯化胆碱,对饲料中的维生素的效价保护有积极的作用。Gillis 在采用低浓度VB2的饲料饲养试验中,甜菜碱组的鸡增重大于胆碱组。在VB2缺乏的情况下,甜菜碱仍能参与甲基转移反应。因此可以认为在猪饲料上也应该有同样的效果。
2.6保护肠道上皮细胞,缓解断奶仔猪应激反应
断奶是仔猪所遭受的一大应激,常导致采食量减少、腹泻和生长性能下降,甚至死亡。腹泻是影响断奶仔猪生长发育的首要因素。有试验表明, 添加甜菜碱能提高断奶仔猪采食量和生长速度,这可能是甜菜碱抗腹泻, 保护肠道功能的间接体现。直接反映甜菜碱这一功效的报道还未见到。甜菜碱是渗透压激变的缓冲物质, 可作为细胞的渗透保护剂。Virtamen认为, 在饲料中加入甜菜碱,以适应应激状态下组织和机体由于渗透压变化而造成的大量需求。甜菜碱能提高生物体细胞对干旱、高湿、高盐和高渗环境的耐受力, 稳定酶活性及生物大分子功能。甜菜碱能有效地防止细胞水分损失,提高Na-K泵的功能,防止腹泻引起的高血钾症,从而调节动物肠道的水分和离子平衡,维护肠道功能,减缓腹泻的发生。
甜菜碱可以仔猪断奶后由于受食物和环境变化的影响, 出现消化酶水平显著下降, 采食减少,生长缓慢,发生腹泻等应激现象。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有渗透保护作用。据报道,当仔猪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,维持和稳定胃肠道环境的离子平衡和微生物区系,使受断奶应激的仔猪胃肠道内微生物区系中有益菌占主导地位,有害菌不会大量繁殖,缓解断奶仔猪消化酶分泌量的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,促进十二指肠绒毛的生长和发育,从而改善断奶仔猪消化机能,提高饲料中养分的消化与利用,增加采食量,显著降低腹泻,促进断奶仔猪快速生长。
3展望
近年来随着人民生活水平的提高,对瘦肉率的需求不断增加。我国地方品种猪普遍具有繁殖率高,肉质好的优点,但背膘略厚,生长缓慢。在进行猪的杂交改良工作中,甜菜碱对提高我国瘦肉型猪的日增重和胴体瘦肉率,降低活体背膘厚度,改善胴体性状,增强商业优势具有很大意义。应当继续加强研究工作,探索甜菜碱对猪的作用机理、适宜添加剂量和影响因素等问题,尽快推广应用,促进养猪业的迅速发展。