《甜菜碱的应用》PPT课件

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1、甜菜碱的应用潍坊祥维斯化学品有限公司王磊手机:18653607281Email:wanglei@sunwincn.com内容提要一、甜菜碱概述二、甜菜碱的生产工艺三、甜菜碱的作用机理四、甜菜碱的应用效果一、甜菜碱概述甜菜碱(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逐渐被认识。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。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℃。甜菜碱具有较强的吸水性，在水中极易溶解

2、(160g／100g水)，易溶于甲醇，微溶于乙醇，在氯仿或乙醚中不溶。理化性质：分子式为C5H1102N,分子量为117.15甜菜碱分子结构比较简单，与蛋氨酸、胆碱的化学结构比较相似,其化学结构如图所示：化学结构：CH3｜CH3－N+－CH2－COO-｜CH3甜菜碱分子结构的独特性：◆分子内电荷分布均衡，呈电中性◆含有三个活性甲基，是高效的甲基供体甜菜碱的安全性：甜菜碱是动物体内的代谢中间产物。大量实验证明，甜菜碱无致畸、致癌、致突变作用，是公认的安全物质。汪以真等2002年对盐酸甜菜碱的研究发现：雌、雄小鼠LD50值：5.84g/kg；雌性大鼠LD50值：6.81g/kg雄性大鼠LD5

3、0值：5.84g/kg根据急性毒性分级标准，证明为实际无毒类物质。二、甜菜碱的生产工艺天然物质提取法：制糖工业过程中产生的废糖蜜中甜菜碱含量达3 %～8 %，是用于提取甜菜碱的主要原料；60～70年代产生的离子交换提取法，使甜菜碱回收率达到70 %左右，芬兰成立了当时世界上唯一生产销售饲料甜菜碱的Calter公司。80年代初，芬兰科学家应用色谱法创造了离子排斥提取法，可制得纯度约98 %的无水或一水甜菜碱，回收率约70 %～80 %。提取法的缺陷生产成本过高产量受原料限制很难在饲料中广泛应用化学合成法：以三甲胺和氯乙酸为原料，反应合成，然后采用重结晶等方法分离提纯制得产品。优点不结块不吸

4、潮流散性好原料易得成本较低规模化生产1、提供活性甲基，节约蛋氨酸和胆碱甲基做为一个化学基团（-CH3），它能够结合在DNA上某些特定部位，这个甲基和DNA结合过程叫甲基化，相反，甲基从DNA上脱落的过程就叫做去甲基化。甲基是合成蛋氨酸、肉碱、肌酸、磷脂、肾上腺素，核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）等所必需的（Baker等1985;Frontien等,1994）。甲基化反应在神经系统、免疫系统、泌尿系统和心血管系统中起重要作用。三、甜菜碱的作用机理动物自身不能合成甲基，必须由食物中摄取；富含甲基的物质称为“甲基供体”,易参与此反应的甲基（即有效甲基),是与氮原子或硫原子连在一起的甲

5、基，如甜菜碱、蛋氨酸、胆碱等。甜菜碱、胆碱、蛋氨酸三者之间的关系胆碱在代谢中的主要作用：★提供甲基，用于高半胱氨酸合成蛋氨酸或胍基醋酸形成肌酸等；★作为卵磷脂、某些缩醛磷脂的组分，构成和维持细胞结构；★用以合成神经递质乙酰胆碱。蛋氨酸在代谢中的主要作用：★作为必需氨基酸(EAA)直接用于蛋白质合成。★蛋白质合成过程中还需要半胱氨酸，而后者也必须由蛋氨酸转化而来。★蛋氨酸提供甲基，用于合成磷脂酰胆碱、肌酸、肉碱等,调节机体代谢过程。作为有效的甲基供体，替代蛋氨酸的供甲基作用。通过甲基化反应合成内源性蛋氨酸。甜菜碱通过两个途径节约蛋氨酸乙酰胆碱（神经递质）胆碱线粒体胆碱甜菜碱甜菜碱磷脂酰胆碱

6、（脂蛋白成分）磷脂酰丝氨酸CH3CH3蛋氨酸蛋白质合成高半胱氨酸半胱氨酸β-CSBHMT甲基循环ATPS-腺苷蛋氨酸甲基化反应（核酸、氨基酸、脂肪代谢）CH3S-腺苷高半胱氨酸CH32、促进机体脂肪代谢，减少胴体脂肪沉积甜菜碱参与机体内脂肪的代谢，可以促进脂肪的分解利用，抑制脂肪的沉积，因而具有减少体脂沉积的作用。甜菜碱能抗脂肪肝，降低动物肝脏中脂肪的含量。⑴提高肌肉和肝脏中肉碱的含量，促进脂肪酸的β氧化★肉碱是赖氨酸的一种衍生物，是赖氨酸经甲基化后，再进一步修饰而成。甜菜碱通过以下3个途径参与脂肪代谢：甜菜碱-CH3S-腺苷蛋氨酸肉碱-CH3赖氨酸β-氧化部位：肝脏及其他组织的线粒体基

7、质中脂肪酸在体内氧化时在羧基端的β-碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，既乙酰CoA，该过程称作β-氧化。β-氧化的过程a、脂肪酸的活化线粒体外OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶OR-C-SCoAATPADP(AMP+2Pi)脂酰肉碱辅酶Aβ-氧化线粒体膜内侧外侧肉碱脂酰转移酶I肉碱脂酰转移酶IIb、脂肪酸从线粒体膜外至膜内的转运脂酰辅酶A肉碱脂酰肉碱辅酶A肉碱脂酰辅酶A⑵甜菜碱—CH3磷脂酰胆碱磷脂酰乙