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L-肉堿在飼料工業(yè)中的應(yīng)用研究

2020-09-11 15:11:13      點(diǎn)擊:

肉堿學(xué)名γ-三甲胺-β-羥丁酸,它的結(jié)構(gòu)與甜菜堿以及膽堿相似,是一種類維生素營(yíng)養(yǎng)素。肉堿是長(zhǎng)鏈脂肪酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行β-氧化所必需的,它的分子量為162 , 分為左旋和右旋兩種異構(gòu)體。由于肉堿乙酰轉(zhuǎn)移酶和肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶的相互競(jìng)爭(zhēng)性抑制了D-肉堿乙酰轉(zhuǎn)移酶的活性,因此,D-肉堿不具有生理活性,實(shí)際發(fā)揮作用的只有L-肉堿。L-肉堿主要存在水產(chǎn)動(dòng)物骨骼肌和心肌中,且成年水產(chǎn)動(dòng)物的肝、腎和腦可利用賴氨酸、蛋氨酸、煙酸、維生素B6、維生素C以及二價(jià)鐵離子合成肉堿。因此,一般情況下,成年水產(chǎn)動(dòng)物很少出現(xiàn)肉堿缺乏,但在幼體時(shí)期,由于生長(zhǎng)速度過快,水產(chǎn)動(dòng)物需要的肉堿量遠(yuǎn)大于機(jī)體自身的合成量,因此,此時(shí)其飼料中必須添加一定量的肉堿。L-肉堿是一種水溶性氨基酸,性能穩(wěn)定,能耐200℃以上的高溫,因此,在配制飼料時(shí),我們可以忽略因飼料加工而造成的肉堿損失。同時(shí),肉堿基本無毒,它的毒性與氨基酸接近,各種試驗(yàn)表明,L-肉堿的半致死量可達(dá)6 000mg/kg以上。因此,肉堿是一種安全的綠色添加劑。

1 L-肉堿的生物學(xué)功能

1.1參與長(zhǎng)鏈脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和β-氧化,調(diào)節(jié)能量代謝

脂肪酸的β-氧化是在肝臟和其它組織的線粒體β-氧化區(qū)內(nèi)進(jìn)行的。長(zhǎng)鏈脂肪酸不能直接進(jìn)入線粒體內(nèi)膜,它必須先經(jīng)脂酰CoA活化為長(zhǎng)鏈脂酰CoA,長(zhǎng)鏈脂酰CoA再以肉堿為載體才能進(jìn)入線粒體的β-氧化區(qū),從而使脂肪酸氧化得以進(jìn)行。因此,當(dāng)在飼料中添加肉堿時(shí),機(jī)體內(nèi)的游離肉堿量提高,可以促進(jìn)線粒體內(nèi)的β-氧化,提高組織對(duì)脂肪酸的利用。

1.2 節(jié)約賴氨酸和蛋氨酸,降低體蛋白分解

L-肉堿主要是以蛋氨酸和三甲基賴氨酸為原料合成的,因此,飼料中添加L-肉堿能減少內(nèi)源性L-肉堿的合成,節(jié)約部分賴氨酸和蛋氨酸,降低體蛋白的分解,增加體內(nèi)蛋白質(zhì)的含量。

1.3 防止機(jī)體代謝性中毒

Harpey等認(rèn)為,當(dāng)肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí),破壞肌肉細(xì)胞膜的短鏈?;鵆oA化合物在肌肉細(xì)胞中積累,?;鈮A可移去這些化合物并將它們從尿液中排出或作為能量利用,防止體內(nèi)?;^量而產(chǎn)生毒性,從而起到保護(hù)細(xì)胞膜的作用。

1.4 提高飼料利用率

L-肉堿能夠調(diào)節(jié)胃腸功能,促進(jìn)胃液、腸液的分泌,提高消化酶的活力,從而提高飼料的利用率。L-肉堿能提高肥育豬的消化活力和蛋白質(zhì)的消化率,顯著提高仔豬對(duì)干物質(zhì)、粗蛋白和粗脂肪的消化率。

 2 在飼料中的應(yīng)用研究

2.1 作為水產(chǎn)動(dòng)物詞料添加劑

L一肉堿在水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖中已經(jīng)取得了十分顯著的應(yīng)用效果。劉萬涵等在對(duì)不同種類的魚蝦試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),添加100mg/kg L-肉堿的魚試驗(yàn)組增重率為11%-63%,餌料系數(shù)下降9%-2.84%。試驗(yàn)組增重率為10.70%-100%,餌料系數(shù)下降6.87% -10%。對(duì)補(bǔ)充肉堿的鯉魚的肉質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組的粗蛋自質(zhì)提高3.02%,含脂率下降5.42%,必需氨基酸比例、必需氨基酸指數(shù)、蛋自質(zhì)3項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)組均高于對(duì)照組,差異極顯著,并且可食部分比例提高4.7%。Bnrtle在12g蛤魚詞料中添加0.1%的肉堿,于28℃水溫下飼養(yǎng)12周,試驗(yàn)魚苗的平均日增重為0.74 g,比對(duì)照組0.6 g高7.25%。在鯉魚、虹鮮魚詞料中添加100 mg/kg的肉堿,其平均增重率可達(dá)18.7%。還有研究報(bào)道:在鰻魚、對(duì)蝦餌料中添加10 mg/kg的L-肉堿可以提高其生長(zhǎng)率。不同的研究者報(bào)道,在鯉魚、草魚、團(tuán)頭魷餌料中添加10 mg/kg的L-肉堿,可以提高其生長(zhǎng)速度。

2.2 用做豬詞料添加劑

2.2.1 應(yīng)用于初生仔豬:

Coffey等研究表明,2日齡的乳豬詞喂低L-肉堿的日糧,降低了肝臟、血漿中的L一肉堿水平和棕稠酸的氧化,當(dāng)給21日齡仔豬喂以高L-肉堿日糧時(shí),其生長(zhǎng)速度快于低L-肉堿的日糧組。Bornm報(bào)道在初生仔豬日糧中添加L-肉堿可以幫助仔豬提高氧化脂肪酸和酮體作為能源的能力,從而更好地適應(yīng)從胎盤的碳水化合物營(yíng)養(yǎng)過渡到高脂肪的母乳營(yíng)養(yǎng)。Kempen等發(fā)現(xiàn),當(dāng)以中等鏈長(zhǎng)的脂肪酸作為能源,并且其含量超過初生仔豬代謝需要的50%的時(shí)候,L-肉堿使脂肪酸的氧化率提高了20% 。

2.2.2 應(yīng)用于斷奶仔豬

Kerner報(bào)道剛斷奶的仔豬合成L-肉堿的量很低,因此,在這一階段利用L-肉堿提高能量利用效率具有很大的潛力。Mahan、Tokach等研究表明,剛斷奶仔豬利用高營(yíng)養(yǎng)濃度日糧中的脂肪有困難,這可能通過添加L-肉堿加以解決。Owen等報(bào)道,在旱期斷奶仔豬日糧中添加L一肉堿能減少胭體脂肪沉積和提高詞料轉(zhuǎn)化率。Fremant發(fā)現(xiàn)L-肉堿具有減小斷奶應(yīng)激的影響,同時(shí)改善生長(zhǎng)參數(shù)的作用。有研究認(rèn)為,L-肉堿在仔豬斷奶后馬上就能提高生產(chǎn)性能。但另一研究表明,L-肉堿是在斷奶3周后才提高仔豬的生產(chǎn)性能(Weeden等; Galvez等),Galvez等認(rèn)為這可能是由于母豬乳中和仔豬生物合成的L-肉堿在仔豬體內(nèi)大量積累的結(jié)果。

Hoffinan等在3日齡仔豬日糧中添加L-肉堿后并米發(fā)現(xiàn)能提高增重和詞料轉(zhuǎn)化率。Owen等認(rèn)為造成以上差異的原因可能是由于不同的日糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平。如Newton等發(fā)現(xiàn)當(dāng)日糧中含高水平賴氨酸時(shí),在仔豬日糧中添加L-肉堿對(duì)生產(chǎn)性能是不利的。L-肉堿是由賴氨酸和蛋氨酸合成的,因此添加L-肉堿可能具有節(jié)約賴氨酸和蛋氨酸的作用。但Han等研究發(fā)現(xiàn),添加L-肉堿使表觀飼料利用率提高,但差異不顯著,總能和干物質(zhì)的消化率改善,但并未發(fā)現(xiàn)L-肉堿有節(jié)約賴氨酸的作用。

2.2.3應(yīng)用于母豬

Hahus等報(bào)道,L-肉堿能通過母鼠的乳汁傳遞給幼鼠,并且優(yōu)先在氧化脂肪酸的組織中積累。Schiff等也報(bào)道,新生嬰兒血漿中L-肉堿水平主要依賴于外源L-肉堿的攝入。因而,通過飼料給哺乳母豬補(bǔ)充L-肉堿應(yīng)該能提高L-肉堿在乳汁中的含量。Musser等在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)飼喂母豬50 mg/kg L-肉堿有減少斷奶到發(fā)情天數(shù)的趨勢(shì)。然而最近有人認(rèn)為在泌乳期母豬日糧中添加L-肉堿可能會(huì)因加強(qiáng)脂肪酸分解產(chǎn)能的效率而減少肌肉蛋白質(zhì)的分解代謝。美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)研究小組報(bào)道,在泌乳母豬日糧中添加100 mg/kg L-肉堿,使肌肉蛋白質(zhì)降解減少而脂肪分解增加,但未改變母豬采食量、母豬失重和乳汁成分。

L-肉堿是一種多功能的飼料添加劑,安全有效。但在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用效果還存在差異,有待今后深入研究。

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