γ-氨基丁酸的生物学功能及其在畜牧生产中的应用

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1、《品H工业》·2010年曩31邕第4期饲料一萄基丁酸硇生物学功鹾及其在畜牧生产巾昀应用陈黎龙江青艳肖世平摘要一氨基丁酸(GABA)是一种重要的功能性非蛋白质氨基酸，也是动物中枢神经系统内最主要的抑制性神经递质，具有镇静，抗应激，促进食欲，强肝健肾，调节内分泌等多种生物学功能，已经被广泛地应用于医药和功能性食品的开发中。近年来，在畜牧生产中的应用研究表明，GABA因其作用的高效性和使用的安全性，已经成为一种新型的绿色饲料添加剂。GABA在提高畜禽采食量，抗应激，促生长，提高饲料报酬等方面具有显著的作用。在实际使用时，为确保GABA能够高效稳定地发挥作用，

2、必须对GABA进行适当地处理，包括与某些活性组分(如牛磺酸)的互补搭配以及采取生化代谢的保护等措施，开发相应的以GABA为主要成分的复合型饲料添加剂产品，促进畜牧业和饲料工业的进步。关键词饲料添加剂；7-氨基丁酸；研究进展中图分类号$816．7一氨基丁酸(一aminobutyricacid，GABA)又名4一2GABA的生化代谢途径氨基丁酸、^y一氨酪酸，是一种重要的功能性非蛋白质GABA生物合成的主要途径是由L一谷氨酸(L—氨基酸，于1950年从哺乳动物脑提取液中被首次发Glu)经谷氨酸脱羧酶(GAD)催化脱羧而来，此反应需现，广泛分布于动物、植物和

3、微生物中【lJ。GABA是动要辅酶磷酸吡哆醛；在某些情况下，GABA也可由鸟物中枢神经系统内最主要的抑制性神经递质，其生理氨酸和丁二氨转化而来，但这些物质都是由Glu生成作用十分广泛，具有镇静，抗惊厥，调节食欲，改善肝的，所以说Glu是生物体内GABA的唯一来源[61。在哺脏、肾脏功能，调节激素分泌，降血压，抗衰老等多种乳动物神经细胞内，合成的GABA首先在GABA转氨生理活性，目前GABA已经被广泛地应用于人的医药酶(GABAT)的催化下形成琥珀酸半醛(SSA)，然后和保健食品工业中[2-5]。近年来，随着GABA合成制备SSA在琥珀酸半醛脱氢酶(S

4、SADH)催化下形成琥珀技术的进步以及生产成本的下降，GABA因其特殊的酸进入三羧酸循环，这些反应和GAD催化Glu脱羧生理调节作用，已越来越受到关注并广泛应用于畜禽反应一起，构成了Ol一酮戊二酸氧化成琥珀酸的另一养殖业和饲料工业中。条支路，称为GABA支路网(见图1)。1GABA的结构和理化特性GABA分子式为C4H9NO，相对分子量103．2，GABA是一种白色或近白色结晶性粉末，味微苦，无旋光性，极易溶于水，25℃时溶解度为130g／lOOml，易潮解，微溶于乙醇，不溶于其他常见有机溶剂，熔点202—204oC，但在195℃时即分解为吡咯烷酮和水

5、。异：长GABA作为氨基酸的一种，由于同时含有羧基和氨基，在水溶液中发生两性解离，解离情况取决于溶液的pH值，其pKc~H、pK分别为4．02和10．35，等电图1GABA的生化代谢途径点pI为7．19。3GABA的制备方法3．1化学合成法早在1883年，人们就已经掌握了GABA的化学合陈黎龙，江西农业大学动物科学技术学院，博士，330045，成法，主要是由邻苯二甲醛亚氨钾和氯丁氰在强烈江西南昌。条件下(180℃)反应，产物与浓硫酸一起回流，再经过结江青艳，华南农业大学动物科学学院。晶提纯而得。目前，通常采用的化学合成法是通过吡咯肖世平，江西天佳实业有

6、限公司。烷酮经氢氧化钠或氢氧化钾水解开环制得GABA。最收稿日期：2009—12—21近，张聪等(2009)n以丁内酯为起始原料，经过氯化酯化★江西省教育厅青年科学基金项目(GJJ09479)及南昌市科反应，生成4一氯丁酸甲酯，再经氨解和皂化反应制得技局科技支撑项目(洪财企[2008168号)GABA，总收率达57．9％。随着GABA化学合成工艺的不剂陈黎龙等：一氨基丁酸的生物学功能及其在畜牧生产中的应用断改进，GABA生产成本有所下降，纯度也不断提高。有利尿作用，能够使机体过剩的盐分从尿液排出；给3．2植物富集法老鼠喂食富含GABA的米胚芽后，其肾脏

7、基底膜细胞植物富集法主要是利用植物体内的GAD催化底坏死减少，尿素氮降低，说明GABA具有活肾功能[5J。物Glu脱去羧基后得到GABA，有两种形式：①植物4．4调节激素的分泌组织生长代谢富集，即培育能富集GABA的植物新品GABA对机体的内分泌功能有重要的调节作用，种，例如中国水稻研究所应用生物工程技术培育了水主要包括：①促进生长激素的分泌，调节神经内分泌稻新品种“基尔米”，GABA含量是普通大米的6倍。生长轴的功能，促进动物的生长发育；②影响孕酮、黄②离体植物组织应激代谢富集，即在外界应激条件包体生成素和催乳素的分泌，调节神经内分泌性腺轴的括温度、

8、压力、研磨、破碎和氧浓度等的作用下，植物功能，促进排卵和精子的获能，提高动物的繁殖性能；离体组