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甜菜碱的生物学功能及其在猪生产中的应用

                        甜菜碱的生物学功能及其在猪生产中的应用
                                       单冬丽
                        (甘肃省畜牧兽医研究所,甘肃平凉744000)
    [摘要] 本文就甜菜碱的生物学功能,影响甜菜碱作用效果的因素及其在猪生产中的应用作一综述。
    [关键词] 甜菜碱;生物学功能;猪生产
    [中图分类号] S816.7 [文献标识码] A [文章编号] 1004-3314(2014)06-0010-05
    甜菜碱是一种季胺型生物碱, 广泛存在于动植物中,尤以甜菜废糖蜜中含量最高。研究发现,甜菜碱具有促进畜禽生长、改善胴体品质的功效。本文就甜菜碱的生物学功能及其在猪生产中的应用作一综述。
    1· 甜菜碱的生物学功能
    1.1 作为甲基供体
    目前分分快三开奖结果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, 该氧化过程需要维生素B12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。Finkelstein 等(1982)对鼠的研究证实, 甜菜碱在肝脏中发挥甲基供体的作用,并受甜菜碱-高半胱氨基转移酶(BHMT)对胱硫醚β 合成酶(β-CYST)调控,分分快三开奖结果中添加甜菜碱可使大鼠肝脏BHMT 和β-CYST 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。许梓荣和冯杰(1998)研究报道,在猪日粮中添加甜菜碱能显著提高BHMT 的活性,并增加了血液中蛋氨酸的含量。冯杰和余东游(2001)研究表明, 以添加1000 mg/kg 和1500 mg/kg 甜菜碱的日粮饲喂生长育肥猪,可提高猪肝脏甜菜碱高半胱氨酸甲基转移酶活力,1500 mg/kg 组生长期总活力与比活力分别提高了23.08%和18.18%,育肥期则以1000 mg/kg 组更为明显,总活力与比活力分别提高16.33%和15.63%; 并发现这两种酶的变化与甜菜碱的添加量有关, 认为甜菜碱在肝脏BHMT 和β-CYST 双重调控下,可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。许梓荣和占秀安(1998)报道,甜菜碱与蛋氨酸和胆碱都是动物机体内的甲基供体,但甜菜碱分子结构中有3 个活性甲基基团(而蛋氨酸和胆碱只具有一个甲基),其提供甲基的效率显著高于蛋氨酸和胆碱。因此分分快三开奖结果中添加一定量的甜菜碱, 可以替代用于甲基供体的蛋氨酸和胆碱。
    1.2 促进脂肪代谢
    甜菜碱从仔猪阶段就发挥了提高胴体瘦肉率,降低体脂的功效。余东游和许梓荣(2000b) 研究报道, 在仔猪分分快三开奖结果中添加800 mg/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%,说明在仔猪阶段,甜菜碱主要是通过增加脂肪分解的途径,降低胴体脂肪。王敏奇等(2001)研究发现, 在生长猪分分快三开奖结果中添加1000 mg/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分别提高30.91%和20.68%;提示甜菜碱可通过增强猪体脂肪动员,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。许梓荣和冯杰(1998)研究认为,对于肥育猪, 甜菜碱是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, 并推测前者作用大于后者。汪以真和许梓荣(2001)对生长猪和育肥猪分别饲喂含1000 mg/kg 和1500 mg/kg 甜菜碱的日粮,生长猪和育肥猪背膘厚分别降低14.82%和14.93%、脂肪率分别降低5.76%和11.51%,背最长肌肌肉粗脂肪含量分别提高36.00% 和17.66%;血清生化指标分析表明:生长猪和育肥猪脂肪酶活性分别提高10.49%和7.50%,血清游离脂肪酸含量分别提高20.16%和13.43%, 说明甜菜碱加强了猪体脂动员。崔波等(2011) 在玉米-豆粕型日粮基础上添加不同水平的蛋氨酸螯合铬(以铬计,0、200、400 μg/kg) 和甜菜碱(0、1000、1250 mg/kg) 饲喂三江白猪生长肥育猪,发现甜菜碱与蛋氨酸螯合铬均可降低育肥猪血清甘油三酯、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, 并且以复合形式添加效果较好,二者存在一定的交互效应。
    1.3 调节渗透压, 缓解应激反应
    Rudolph 等(1986)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能力,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,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,进而提高了分分快三开奖结果养分的消化利用率(Hanson 等,1994)。Linderman 等(1986)试验表明, 仔猪断奶后1 周内各种消化酶水平显著下降,甜菜碱起到了保护胃肠道内环境平衡,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分分快三开奖结果养分的消化率, 减少腹泻率,进而促进断奶仔猪快速生长。
    2 ·甜菜碱在猪生产中的应用
    2.1 断奶仔猪
    甜菜碱对断奶仔猪具有诱食功效,可以缓解断奶应激反应,改善消化机能,增加采食量,提高日增重和分分快三开奖结果利用率,降低腹泻率。许梓荣等(1999c)研究认为,添加不同剂量甜菜碱均可提高断奶仔猪采食量、日增重和分分快三开奖结果报酬,以600、800 mg/kg 添加组效果最为明显,采食量分别增加9.39%和8.71%, 日增重分别提高11.73%和11.82%,料重比分别降低2.19%和2.79%,腹泻率分别降低23.94%和33.80%,且显著降低了血清氮含量, 有效地改善了断奶仔猪对分分快三开奖结果中养分的表观消化率和十二指肠内容物中总蛋白水解酶的活力;显著提高了血清中生长激素(GH)、类胰岛素生长因子-I(IGF-I)水平和血清总铁结合力,推测血清中IGF-I 水平的提高可能是甜菜碱促进断奶仔猪生长的主要原因;此外添加800 mg/kg 甜菜碱明显改善了断奶仔猪的胴体组成。余东游和许梓荣(2000b)试验表明,在仔猪分分快三开奖结果中添加800 mg/kg甜菜碱,使仔猪瘦肉率提高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%。张怀东等(2002)研究表明,在日粮中添加1000 mg/kg 甜菜碱饲喂仔猪, 日增重提高12.7%,料重比下降8.98%, 血清中总蛋白和白蛋白含量分别提高8.58% 和9.86% , 尿素氮含量下降16.22%。董冠等(2012)在断奶后1 周仔猪基础日粮中添加600、900、1200 mg/kg 甜菜碱,饲喂28 d后,仔猪的日均采食量和日均增重显著提高,血清生长激素和胰岛素样生长因子Ⅰ的含量显著增加;600 mg/kg 甜菜碱显著降低了血清尿素氮和低密度脂蛋白含量, 但日粮中添加甜菜碱对血清中总蛋白、白蛋白、甘油三酯、胆固醇、高密度脂蛋白含量和代谢酶的活性无显著影响; 可见日粮中添加甜菜碱可以提高断奶仔猪的生长性能, 促进蛋白质的沉积和脂肪代谢,其中以600 mg/kg 添加量效果最好。
    2.2 生长猪
    甜菜碱能够促进生长猪生长,提高瘦肉率。余东游和许梓荣(2004)在生长猪分分快三开奖结果中分别添加0、1000、1500、2000 mg/kg 甜菜碱,饲喂62 d,结果表明,添加1000 mg/kg 甜菜碱猪生长性能最佳, 日均采食量增加7.30%, 日增重提高13.20%, 料重比降低7.93%, 胴体瘦肉率提高7.15%,眼肌面积提高19.12%,背膘厚和板油重分别下降14.81%和25.31%; 猪血清GH、IGF-I、T3、T4水平分别升高101.76% 、44.75% 、26.53% 和16.83%;血清游离丝氨酸含量提高47.67%,背最长肌和肝脏中RNA 含量及背最长肌RNA/DNA比率分别升高12.60%、17.80%和19.79%;肝脏和腺垂体cAMP 含量提高47.53%和65.21%。研究认为,甜菜碱似作用于内分泌系统,通过提高血清中GH、IGF-I、T3和T4等激素水平,增加机体的氮贮留而促进猪的生长。胡忠泽等(2000)在生长肥育猪基础日粮中添加0.15%甜菜碱, 对日增重和料重比无显著影响,但能显著改善胴体品质,瘦肉率提高3.27%,眼肌面积增大8.23%,平均背膘厚度降低14.42%。郑黎等(2001)在玉米-豆粕型日粮中添加0.1 g/kg 甜菜碱, 有提高生长猪日增重和分分快三开奖结果转化率的趋势,对采食量无显著影响,不影响血清钙、镁、钾、钠、氯、尿素氮浓度。Fernandez-Fegares 等(2002)将生长期限饲猪日粮中甜菜碱含量从0%提高到0.5%, 胴体脂肪沉积、P3 脂肪高度和内脏重均下降, 而胴体总蛋白、蛋白沉积率、瘦肉率均提高。武英等(2006)在25 kg 左右的杜烟猪基础日粮中同时添加200 mg/kg 维生素E和1500 mg/kg 甜菜碱,饲喂至100 kg,日增重增加13.09% , 料重比降低0.65%, 背膘厚降低29.76%;背最长肌剪切力降低10.37%,肌内脂肪含量增加30.67%,对其他胴体、肉质性状、背最长肌氨基酸组成、鲜味氨基酸含量和必需氨基酸含量影响不显著。郭建风和武英(2007)在每100 kg生长猪基础日粮中分别添加100 g 甜菜碱和45 g维生素B,日增重分别提高72 g 和43.7 g,料重比分别降低6.14%和5.42%, 眼肌面积分别提高22.54% 和17.29%, 瘦肉率分别提高7.42% 和4.62% , 肌内脂肪含量分别提高10.71% 和23.93%, 背膘厚甜菜碱组降低14.18%。Schrama等(2008)研究发现,添加甜菜碱显著降低了生长猪产热量, 并有降低维持需要和提高能量贮存的趋势; 对照组与甜菜碱组产热量的差值和维持需要的差值随时间变化增加, 表明日粮中添加甜菜碱会影响生长猪体内的能量分配, 且不会影响猪对日粮和猪舍变化的适应性。
    2.3 育肥猪
    甜菜碱可以提高肥育猪生产性能,降低背膘厚度, 提高瘦肉比率, 改善肉品质量。Campbell(1995)发现甜菜碱以1500 mg/kg 剂量添加到分分快三开奖结果中,使肥育猪日增重提高7.24%,分分快三开奖结果转化率提高6.90%。许梓荣和冯杰(1998)研究表明,在分分快三开奖结果中添加1750 mg/kg 甜菜碱,肥育猪日增重提高13.32%,眼肌面积增加11.99%;添加1000 mg/kg 甜菜碱, 肥育猪胴体瘦肉率提高3.52%, 胴体脂肪率和背膘厚分别降低18.27%和15.67%。汪以真等(2000)在分分快三开奖结果中添加1000 mg/kg甜菜碱,使肥育猪胴体脂肪率降低18.27%,胴体瘦肉率提高5.71%,猪背最长肌中肌红蛋白、肌肉脂肪和肌苷酸含量分别提高14.88%、17.66%和21.79%;猪肝脏中游离肉碱的含量提高16.5%,肌肉中酸不溶肉碱的含量以及酸不溶肉碱与游离肉碱比例分别提高35.21%和29.41%。说明甜菜碱在提高猪胴体瘦肉率的同时,还提高了猪肉的色、香和味, 从而有效地改善了肌肉品质。郑黎等(2001) 在玉米-豆粕型日粮中添加0.1 g/kg 甜菜碱饲喂生长肥育猪, 结果表明对生长育肥猪全期的生产性能无显著影响,但对胴体品质有所改善。王昕陟和刘家胜(2006) 在肥育猪日粮中添加0.125%甜菜碱,日增重比对照组提高11.7%,料重比降低0.23,背膘厚减少0.5 cm,眼肌面积和大理石纹评分均无显著差异。郭建风等(2007)研究表明, 在每100 kg 基础日粮中添加50、100、150 g甜菜碱饲喂育肥猪,能有效地促进商品猪生长,改善胴体品质, 以每100 kg 日粮添加100 ~ 150 g甜菜碱效果较为适宜; 其中每100 kg 日粮添加100 g 甜菜碱对促进生长、改善胴体品质的效果最好,日增重提高7.44%,料重比降低7.47%,眼肌面积增大9.56%, 背膘厚降低17.56%, 瘦肉率提高4.76%; 对肉品质的改善以每100 kg 日粮中添加100 g 和150 g 甜菜碱组效果较好,肉色评分分别提高14.55%、27.27%, 大理石纹评分分别提高9.09%、18.18%,肌内脂肪含量分别提高63.16%、21.05%,失水率分别降低32.98%、68.01%。边连全等(2009a)和张冬梅等(2009)在育肥猪日粮中添加甜菜碱和胆碱, 屠宰率和熟肉率增加, 屠宰24 h 后的pH 和大理石纹评分稍有增加, 背膘厚有所降低, 同时添加甜菜碱1500 mg/kg 和胆碱500 mg/kg 总体效果最好,甜菜碱和胆碱对胴体品质和肉品质无互作效应; 肉碱与甜菜碱均能显著改善育肥猪的生长性能及脂肪代谢指标, 二者仅在降低血清中甘油三酯上有交互作用; 肉碱添加水平对育肥猪背膘厚、眼肌面积、大理石纹和肝脏蛋白质含量影响显著, 甜菜碱添加水平对育肥猪背膘厚、肉色评分和肝脏粗脂肪含量影响显著,肉碱与甜菜碱对育肥猪的胴体组成、肉质和肝脏营养成分的影响不存在交互效应。崔波等(2009)研究报道, 在肥育猪日粮中添加甜菜碱与蛋氨酸螯合铬能增加肥育猪体蛋白质沉积, 复合添加效果优于单独添加,且二者之间存在交互作用。王中华和黄修奇(2011) 在日粮中分别添加500、1000、1500、2000 mg/kg 甜菜碱饲喂育肥猪30 d,试验2、3、4 组日均采食量、日增重、屠宰率、瘦肉率、肉色评分、大理石评分显著提高,背膘厚度显著降低;试验1 组各项指标均有所改善,但效果不显著。说明分分快三开奖结果中添加甜菜碱可提高育肥猪生长性能,改善胴体品质和肉品质,其中添加1500、2000 mg/kg的甜菜碱效果较为理想。马琳旭等(2012)试验表明, 在80 kg 左右的杜×长×大三元杂交猪日粮中添加0、500、1000、1500 mg/kg 甜菜碱饲喂41 d,可以不同程度地提高日增重和采食量,降低料重比,提高育肥猪PRKAG3 基因表达量,其中添加量为1500 mg/kg 效果最为明显。董冠(2012)研究发现, 在基础日粮中添加1000、1500、2000 mg/kg甜菜碱饲喂育肥猪30 d,可以提高采食量,促进育肥猪的生长; 对育肥猪脂肪代谢和蛋白沉积有促进作用, 能够有效提高育肥猪胴体品质, 其中1500 mg/kg 组效果最好。
    2.4 妊娠母猪
    分分快三开奖结果中添加甜菜碱,能提高母猪繁殖性能。钱利纯和许梓荣(2000)研究表明,在玉米-豆粕型日粮中添加500、1000、1500 mg/kg 盐酸甜菜碱饲喂妊娠母猪, 繁殖性能有不同程度的改善,窝产活仔数分别提高2.4、2.0、2.2 头,仔猪出生窝重分别提高11.11% 、32.24% 和30.95%;采食甜菜碱后母猪生理状态正常,分娩时无弱死胎,但其作用机理还不明了,甜菜碱是否能通过调控母猪生殖激素的分泌而提高产活仔数还有待研究。研究表明,甜菜碱能减少用于机体维持的能量, 并可将这部分能量转用到生产上。母猪受热应激影响,采食量减少,致使下一次的繁殖成绩下降, 这时在分分快三开奖结果中添加甜菜碱,就能弥补采食量减少,增加下一次产仔的能量供给(程伶,2004)。
    3· 影响甜菜碱作用效果的因素
    目前饲用甜菜碱有生物提取和化学合成两种类型,两者性质相同,但风味和含量有一定差异。不同甜菜碱产品产生的效应不同, 曹建国等(1999) 在金枫猪日粮中添加0.1%不同甜菜碱产品,结果表明,日增重提高2.56% ~ 5.58%,眼肌面积增加2.77% ~ 10.11% , 胴体瘦肉率提高0.12% ~ 6.02%,但对提高四腿比率、降低料重比和活体背膘厚度的效果不明显, 其中天然甜菜碱效果优于合成产品。
    分分快三开奖结果中甜菜碱添加剂量不同,对猪的作用效果不同。许梓荣和冯杰(1998)研究报道,在分分快三开奖结果中添加不同剂量甜菜碱,均提高了育肥猪的日增重,并随添加剂量的增加,日增重呈升高的趋势,日采食量、料重比均呈改善趋势。吴昊等(2000)在生长育肥猪日粮中分别添加1000、1250、1500、1750 mg/kg 的盐酸甜菜碱, 日增重分别比对照组提高3.50%、6.65%、7.71%和13.32%。
    分分快三开奖结果中氨基酸水平不同, 甜菜碱作用效果不同。Haydon 等(1995)研究发现,在低赖氨酸日粮(0.45 g/MJ 代谢能) 中添加甜菜碱可显著提高猪采食量和日增重,采食量提高14%,日增重提高22%;但在高赖氨酸日粮(0.62 g/MJ 代谢能)中添加甜菜碱则没有以上效果。余东游和许梓荣(2000a)试验发现,与未添加蛋氨酸组相比,分分快三开奖结果中添加800 mg/kg 甜菜碱, 仔猪日增重和采食量分别提高11.82% 和8.71%, 分分快三开奖结果转化率提高2.79%;而与添加蛋氨酸组相比则无显著差异。分分快三开奖结果中能量水平不同, 甜菜碱作用效果也不同。Sothern 等(1998)试验发现,在低能量或者低蛋白质育肥猪日粮中添加0.125%甜菜碱可以显著提高日增重、胴体长度、血清中总氮的浓度;而在基础日粮中添加0.125%甜菜碱差异则不显著。董冠(2012)在低能日粮(基础-2.5%DE 和基础-5.0%DE 日粮) 中添加1500 mg/kg 甜菜碱可以显著提高肥育猪的平均日采食量, 降低肥猪背膘厚度和肝内脂肪含量,但是对平均日增重、料重比、血清GH 和IGF-1 含量的影响不显著。表明甜菜碱不仅可以替代日粮中的部分能量, 还可以有效地促进机体蛋白沉积、脂肪代谢和改善胴体品质,其中5.0%低能组效果优于2.5%低能组。
    甜菜碱对生长猪的增重和胴体组成的影响上存在性别差异。Cera 和Schinkel(1995)研究发现,甜菜碱在提高采食量和日增重方面, 公猪或阉公猪优于小母猪;而在提高分分快三开奖结果转化率方面,小母猪优于公猪或阉公猪;在降低肥育猪背膘厚方面,阉猪效果优于小母猪。汪以真和许梓荣(1999)试验发现,饲喂添加1500 mg/kg 甜菜碱的日粮,使阉公猪、母猪的日增重分别提高10.30%和15.63%,瘦肉率提高3.01%和8.20%, 母猪的眼肌面积提高39.21%; 而阉公猪、母猪的背膘厚分别降低18.12%和10.83%,阉公猪、母猪GH 和IGF-I 含量分别提高62.5%和70.97%、74.33%和44.98%,结果说明甜菜碱在降低背膘厚的效果上, 阉公猪优于母猪;在促进生长和提高眼肌面积、胴体瘦肉率的效果上,母猪优于阉公猪。
    参考文献:略


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