甜菜碱的营养作用和效果

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1、甜菜碱的营养作用和效果甜菜碱(Betaine)是首先在欧洲被发现的,它主要存在于甜菜糖的糖蜜中,故而得名,但其功效直到二十世纪七十年代才渐被认识。甜菜碱普遍存在于动植物体内,是动物代谢的中间产物,在营养物质的代谢中起着十分重要的作用,近年来,欧美一些国家相继在畜禽生产和水产养殖中进行了大量的研究,证实了甜菜碱是动物机体内重要的甲基供体,参与氨基酸和脂肪的代谢,调节动物体内渗透压,具有促进生长、改善胴体组成、提高肉质、提高水产饵料的诱食性等功效。  随着甜菜碱化学合成方法的进一步成熟,生产成本不断降低,已广泛应用

2、于畜禽配合饲料中,在水产饲料和观赏动物饲料中使用也已十分普遍,大量试验研究表明,甜菜碱是一种无毒、害、无污染的新型多功能添加剂。  一、甜菜碱的理化特性。  (一)、甜菜碱的化学结构  甜菜碱是—种季铵型生物碱,又名甘氨酸甜菜碱、三甲基甘氨酸等,化学名称为N-N-N-三甲基甘氨酸内盐,分子式C5H11NO2,分子量117.15,其化学结构与氨基酸、胆碱相似  (二)、甜菜碱的理化特性  纯品天然甜菜碱为微棕色流动性结晶粉末,能耐高温,熔点293℃;合成纯品甜菜碱则为白色或淡黄色结晶粉末,熔点301℃~305℃;

3、有较强的吸水性,极易潮解,并释放出三甲胺;在水中极易溶解(160g/100g水),易溶于甲醇,微溶于乙醇,在氯仿或乙醚中不溶。  (三)、甜菜碱的安全性  甜菜碱本身是动物体内的代谢中间产物,经大量实验证明,甜菜碱及其盐类无毒、无害、无污染,其小鼠半数致死量(LD50)在11,000m9/kg,对动物无致畸、致癌、致突变作用,是公认的安全物质。  二、甜菜碱的生产工艺  (一)、天然提取法  甜菜糖蜜是提取天然甜菜碱的主要原料,提取工艺主要有两种,一是离子交换法,此方法是将稀释的糖蜜流经强阳离子交换树脂柱和其它

4、成份分离而留在柱内,后用稀氨水洗脱甜菜碱,洗脱液再流经强阴出了交换树脂,洗出液经蒸发、脱色、结晶、过滤制得甜菜碱;另一种普遍使用的方法是离子排斥法,此方法是将糖蜜导入填充有聚乙烯-二乙烯树脂的色谱分离柱(树脂交联二乙烯苯5.5%,柱温80℃左右,料液流速接近色谱系统临界速度),用水洗脱色谱分离树时,盐、糖及甜菜碱依次排出得以分离,再将收集液经蒸发、浓缩、三段结晶、过滤制得纯度约98%的无水或一水甜菜碱。  (二)、化学合成法  一般采用氯乙酸和三甲胺为原料在液碱中进行常压反应,后经离子交换洗脱出甜菜碱母液,经蒸

5、馏、盐酸酸化、浓缩、结晶、过滤成甜菜碱盐酸盐:或母液经浓缩、脱盐、吸附处理后再制得纯甜菜碱吸附剂产品。目前市场上常见的产品大多为甜菜碱盐酸盐,其有效成份含量为75%左右。  化学合成的主要反应如下:  (CH3)3N十ClCH2COOH+NaOH—(CH3)3十CH2C00-+NaCL+H20(CH3)3N+CH2C00-+HCL—[(CH33N+CH2COO-]?HCL(甜菜碱盐酸盐)  三、甜菜碱的营养功能  (一)、是动物体内重要的甲基供体  甜菜碱在畜禽养殖上的应用为人们所重视,是因为甜菜碱在动物体代谢

6、中可提供活性甲基,与高半胱氨酸构成甲基转移酶,并参与甲基化反应,故有“生命甲基化剂”之称。  具有提供活性甲基功能的还有胆碱和蛋氨酸,但甜菜碱提供甲基的能力是胆碱的数倍之多,是蛋氨酸的3.8倍。  1、甜菜碱和胆碱的关系:胆碱在提供甲基时必须先在线粒体内氧化成甜菜碱,才能发挥作用,该氧化反应易被镍、钴、铁盐抑制,在核黄素缺乏及有抗球虫药时也会使该反应受到抑制,即胆碱提供甲基的能力下降,而甜菜碱转化甲基不受影响。Sketol(1953)等证明,胆碱提供甲基的价值不高,饲料中添加胆碱的主要营养作用还是在磷脂的合成和

7、乙酰胆碱的合成上。  2、甜菜碱和蛋氨酸的关系:甜菜碱在甜菜碱—高半胱氨酸甲基转移酶的作用下,将甲基供给高半光胱氨酸形成蛋氨酸,Dubnoff(1949)证明此反应相当迅速。形成的蛋氨酸活化后为其它一些代谢(如肌酸的合成、DNA的甲基化等)提供甲基,此类反应只有蛋氨酸能充当申基供体,这说明蛋氨酸被经常消耗(Pesti,1981)。  所以,甜菜碱能部分替代蛋氨酸,一般替代比例理论上可达3倍,但在实际使用时常为2倍,即1千克甜菜碱(纯晶计)可替代2千克蛋氨酸(纯品计)。  (二)、能调节体内渗透压,缓和应激作用 

8、 渗透压在应激情况下,动物体为维持平稳的渗透压平衡,防止细胞中离子浓度激变,需要有渗透压缓冲物质的存在。而甜菜碱是生物最主要的渗透压缓冲物质,当外部渗透压升高时,细胞开始吸收甜菜碱,以维持正常的渗透压平衡,同时防止细胞中水份流出和盐份入侵,并提高细胞的钠、钾泵功能,以维持渗透压的平衡。但细胞自己合成甜菜碱的量有限,所以遇到缺水、长期腹泻、水环境盐份较高等渗透压应激时,有必要从外源补充甜

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