利用天然甜菜堿獲得更好的飼料轉(zhuǎn)化率

飼料中甜菜堿對動物的生產(chǎn)性能會產(chǎn)生許多積極的作用。最近利用源自甜菜蜜糖的甜菜堿進(jìn)行的一系列研究，探索了這種天然來源的甜菜堿是否能夠替代肉雞飼料中一定數(shù)的蛋氨酸。

甜菜堿（Betaine，BET）或者三甲基甘氨酸是一種具有兩性離子結(jié)構(gòu)（雙極結(jié)構(gòu)的中性分子）的季銨類化合物。它首先發(fā)現(xiàn)于甜菜蜜糖汁中，隨后又在其他植物（菠菜）、動物（蝦、有殼水生動物）和微生物中被發(fā)現(xiàn)。在細(xì)胞線粒體中，BET在膽堿氧化酶的作用下由膽堿（Choline，CHOL）合成而來（Zhang等，2013）。在過去的幾年里，BET因其具有兩個(gè)主要的生理功能——滲透性和甲基供體，而在動物飼料行業(yè)被廣泛利用。本文將對甜菜堿的這兩個(gè)功能進(jìn)行簡要的討論。

1 滲透性

甜菜堿有助于維持細(xì)胞的容積（Klasing等，2002），并且能夠促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)水分的存留，因?yàn)樗徽J(rèn)為是一種非離子性滲透物（不像Na+和K+），這使得其能夠在不影響細(xì)胞正常功能的情況下在細(xì)胞內(nèi)積聚。此功能可發(fā)揮著重要的作用，尤其當(dāng)動物處于熱應(yīng)激狀態(tài)下時(shí)（Yancey等，1982），它能幫助動物恢復(fù)酸堿平衡，最終通過提高肌肉的持水能力來增加肉雞胴體的胸肌產(chǎn)量（Esteve-Garcia和Mack，2000）。在熱應(yīng)激狀態(tài)下，更多的BET會通過CHOL合成（Craig，2004），以盡量減少熱應(yīng)激產(chǎn)生的不良效應(yīng)。

2 甲基供體

甜菜堿可以作為甲基供體，將同型半胱氨酸轉(zhuǎn)化為蛋氨酸（Methionine，MET）。據(jù)Craig（2004）介紹，MET在被轉(zhuǎn)變?yōu)镾-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine，SAM）的過程中，能夠向體內(nèi)許多甲基化反應(yīng)（例如RNA、蛋白以及脂類的合成）提供一個(gè)甲基基團(tuán)（Yasuhiko等，1982；Wu等，2012）。隨后剩余的SAM分子變成S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylhomocysteine，SAH），最終形成同型半胱氨酸，而后者可用于氨基酸的合成（如半胱氨酸），或者通過BET重新甲基化為蛋氨酸，進(jìn)而啟動另一個(gè)循環(huán)模式。這就是為什么BET實(shí)際上不僅被認(rèn)為是蛋氨酸而且也被認(rèn)為是CHOL的備用營養(yǎng)物質(zhì)的原因，因?yàn)锽ET是在CHOL氧化酶的作用下由CHOL合成而來的。根據(jù)Pillai等（2006）的研究，當(dāng)向蛋氨酸不足的肉雞日糧中添加CHOL或者BET時(shí)，同型半胱氨酸重新甲基化率提高。

Pesti等（1979）指出，在典型的玉米—大豆型肉雞日糧中，CHOL的含量不足以向細(xì)胞提供所需數(shù)量的甲基化化合物。因?yàn)?，眾所周知該化合物是磷脂和?xì)胞膜合成中的一個(gè)重要營養(yǎng)物質(zhì)元素，也是神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿合成中的一個(gè)重要營養(yǎng)物質(zhì)元素（Rompala和King，1995；Stryer，1995），當(dāng)乙酰膽堿氧化成BET時(shí)，實(shí)際上就偏離了它的基本作用（Kidd等，1997）。肉毒堿是由SAM提供的甲基基團(tuán)形成的產(chǎn)物之一，這就是為什么BET被認(rèn)為是抗脂肪肝物質(zhì)的原因（Jahanian和Rahmani，2008），因?yàn)樗g接地參與了脂肪代謝。肉毒堿是脂肪酸氧化的必需輔助因子，像酰基肉毒酯類物質(zhì)一樣能促進(jìn)長鏈脂肪酸穿過線粒體膜（Borum，1983）。在肝臟中，高濃度的甜菜堿能夠促進(jìn)脂肪酸氧化，結(jié)果可以減少脂肪組織中可利用的長鏈脂肪酸數(shù)量，因此可降低腹部脂肪含量（Zhan等，2006）?，F(xiàn)今市場上有兩種來源的BET，最常見的一種是從甜菜蜜糖（制糖工業(yè)的副產(chǎn)物）中提取的無水甜菜堿，但最近合成的BET氫氯化物也供應(yīng)市場。據(jù)文獻(xiàn)記載，兩種來源的BET具有相同的營養(yǎng)特性[根特大學(xué)（2010），未發(fā)表]。然而，還需要進(jìn)行更多的研究以通過向MET或者CHOL不足、或者兩者都缺乏的日糧中添加BET后，比較這兩種來源BET的生理效應(yīng)。

3 蛋氨酸

考慮到蛋氨酸是家禽營養(yǎng)中的第一限制性氨基酸，它在家禽體內(nèi)不能合成，因此必須通過向日糧添加來滿足家禽對總含硫氨基酸的需求。蛋氨酸除了具有甲基供體和半胱氨酸前體（它是肉毒堿和谷胱甘肽的前體，可以保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激的影響）的特性之外，也是結(jié)構(gòu)蛋白的主要成分，并且與免疫系統(tǒng)中蛋白質(zhì)的合成有關(guān)（Grimble，2006）。在過去的幾年中，在飼料配方中添加合成MET成為一個(gè)重要的關(guān)注點(diǎn)。游離MET主要以DL-蛋氨酸或者蛋氨酸羥基類似物兩種形式添加到日糧中。

盡管BET不能完全代替家禽日糧中的這些化合物（Kidd等，1997；Metzler-Zebeli等，2009），但是當(dāng)日糧缺乏這些物質(zhì)時(shí)可以部分代替它們（Zhan等，2006；Attia等，2005）。由于BET、CHOL和MET之間在代謝上存在互作關(guān)系，多項(xiàng)研究已經(jīng)在肉雛雞上展開，以調(diào)查向CHOL或MET不足、或者兩者都缺乏的日糧中添加BET的生理功效。這些研究獲得了各不相同結(jié)果，大部分是由于BET和/或者CHOL的添加量、所選BET種類、總含硫氨酸使用量、環(huán)境條件、其他條件上所測得響應(yīng)參數(shù)等因素造成的。

4 肉雞上的研究

在此基礎(chǔ)上，最近一項(xiàng)試驗(yàn)在荷蘭開展，目的是確定向缺乏MET和CHOL的日糧中添加BET的畜牧學(xué)效應(yīng)——對生長期（10～28日齡）肉雛雞生產(chǎn)性能的影響，同時(shí)比較四種不同來源的BET的作用。兩種來源的甜菜堿ActiBeet?VC和ActiBeet?L（以下稱產(chǎn)品1和產(chǎn)品2）由Agrana公司通過色譜分離法從甜菜蜜糖中獲得。這種工藝能使該公司將蜜糖分成三個(gè)不同的部分：天然的、富含甜菜堿的和脫糖的。此項(xiàng)研究對四種產(chǎn)品進(jìn)行了檢測，它們分別是ActiBeet?VC（含40 %天然甜菜堿的添加劑）、ActiBeet?L-（糖）甜菜蜜糖（部分脫糖，含40 %天然甜菜堿）、產(chǎn)品C（96 %脫水甜菜堿——天然產(chǎn)物）和產(chǎn)品D（70.7 %甜菜堿氫氯化物——合成物）。此研究由荷蘭的一家飼料研究所進(jìn)行——840羽1日齡Ross308肉雞分配入7個(gè)處理中，每個(gè)處理設(shè)6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)20羽肉雞，共42個(gè)雞欄；公雞和母雞在10～28日齡時(shí)分開圈養(yǎng)，日糧處理組成見表1。

所有的處理都采用相同的以玉米、小麥和大豆為主要成分的顆粒型基礎(chǔ)日糧（T1），CP水平為19.84 %，ME含量為3 000 kcal/kg。10～28日齡的試驗(yàn)結(jié)果見表2，所有處理中均未觀察到性別和處理之間的互作（P>0.05）。

5 不同產(chǎn)品的性能

表2顯示，添加BET的各日糧處理之間無差異，并且它們中添加DL-MET的三個(gè)處理之間也無差異（P>0.05）。然而，T7日糧組和對照日糧組的肉雞具有最接近的飼料轉(zhuǎn)化率（FCR，P>0.05）。當(dāng)測定矯正FCR（FCR按1.5 kg活重為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正）以比較肉雛雞生產(chǎn)性能時(shí)，也觀察到同樣的結(jié)果。經(jīng)計(jì)算得知，每100 g BWG（日增重）的變化被認(rèn)為會帶來3個(gè)點(diǎn)的FCR調(diào)整。從10～28日齡肉雞上觀察的結(jié)果表明，當(dāng)與對照組日糧或者添加DL-MET或CHOL組日糧相比時(shí)，產(chǎn)品1和產(chǎn)品2比其他兩種BET能夠使肉雞產(chǎn)生相同甚至更好的生產(chǎn)性能。換言之，此試驗(yàn)的結(jié)果表明，在已經(jīng)審過的日糧（M+C）/Lys比值（0.70和0.63）中，0.7 g/kg的DL-MET可以被等量的天然甜菜堿——無論是產(chǎn)品1、產(chǎn)品2還是產(chǎn)品C替代，且不會損害肉雞的生產(chǎn)性能，這意味著它們在研究的日糧（M+C）/Lys比值水平上能夠節(jié)約MET。然而，0.7 g/kg CHOL并不能替代等量的DL—MET。

6 替代某些蛋氨酸的潛力

這些結(jié)果證實(shí)了Rama Rao（2011）等的研究：他們利用0～42日齡Cobb 500公雞，通過與含（M+C）/Lys比值為0.71的正常日糧比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加 0.8 g/kg源自甜菜蜜糖的BET能夠代替（M+C）/Lys比值平均為0.64的日糧中0.7 g/kg的補(bǔ)充型MET。另外，Zhan等（2006）推斷，在MET為中等缺乏的肉雞生長期日糧中添加0.05 %的BET，在提高肉雞生產(chǎn)性能和胴體品質(zhì)上與MET相比具有相同的效果。與此相反，其他研究顯示BET并未能改善肉雞生產(chǎn)性能；Rostagno和Pack（1996）、Esteve-Garcia等（2000）和Lukic等（2012）指出，在不產(chǎn)生負(fù)面影響的前提下BET不可能代替MET?？傊?，BET可以替代肉雞日糧中一定量的MET。在此試驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)，在Lys 10.73 g/kg的日糧水平上，隨著日糧（M+C）/Lys比值從0.63增加到0.7，10～28日齡肉雞的生產(chǎn)性能也得到了提高。向（M+C）/Lys比值為0.63的日糧中添加BET，獲得了相似的生產(chǎn)性能。為了得出BET對MET的相對效應(yīng)，在MET缺乏水平上應(yīng)該使用斜率比法。

原題名：Better feed efficiency with naturally sourced betaine （英文）

原作者：Barbara Auer