β-丙氨酸的生理功能及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

齊 博 武書(shū)庚 王 晶 齊廣海 張海軍

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)開(kāi)放試驗(yàn)室，生物飼料開(kāi)發(fā)國(guó)家工程研究中心，北京100081)

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β-丙氨酸的生理功能及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

齊 博 武書(shū)庚 王 晶 齊廣海 張海軍*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)開(kāi)放試驗(yàn)室，生物飼料開(kāi)發(fā)國(guó)家工程研究中心，北京100081)

β-丙氨酸是一種不參與蛋白質(zhì)合成的氨基酸，為肌肽、鵝肌肽等肌源活性肽合成的前體物，作為增強(qiáng)肌肉耐力的運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床營(yíng)養(yǎng)。研究表明，β-丙氨酸可提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，調(diào)控肌肉生長(zhǎng)和肌源活性肽含量，改善肉品質(zhì)量。本文旨在對(duì)β-丙氨酸的來(lái)源和代謝、生理功能及其在動(dòng)物生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行綜述，為β-丙氨酸在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)調(diào)控和生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

β-丙氨酸；肌源活性肽；生理功能；動(dòng)物生產(chǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，對(duì)肉制品的品質(zhì)要求逐年提高，消費(fèi)者不僅關(guān)注肉制品的營(yíng)養(yǎng)特性，對(duì)其維護(hù)健康的功能特性也提出了更高要求。目前，肉制品的開(kāi)發(fā)還處于初級(jí)階段，新型品種較少，因此，開(kāi)發(fā)功能性肉制品對(duì)于肉類(lèi)食品發(fā)展具有重要的意義。肉、蛋、奶是人類(lèi)主要的動(dòng)物蛋白質(zhì)來(lái)源，肉類(lèi)中特別是禽肉中含有豐富的功能性肽—咪唑二肽(肌肽及其衍生物鵝肌肽)[1]。β-丙氨酸是最簡(jiǎn)單的β型氨基酸，是人和哺乳動(dòng)物內(nèi)源咪唑二肽合成的限制性氨基酸[2-4]，具有增加肌肉中咪唑二肽含量、提高抗氧化能力、增強(qiáng)肌肉的緩沖能力和抗疲勞等作用[3,5]。近年來(lái)隨著生產(chǎn)成本的降低，人們開(kāi)始研究β-丙氨酸在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用。已有研究表明，畜禽生產(chǎn)中合理利用β-丙氨酸，可以調(diào)節(jié)肌肉生長(zhǎng)、改善動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)[6]。本文就β-丙氨酸的來(lái)源和代謝、生理功能及其在動(dòng)物生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，為β-丙氨酸在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和參考。

1 β-丙氨酸的來(lái)源和代謝

β-丙氨酸是自然界中存在的唯一一種β型氨基酸，不參與蛋白質(zhì)的合成，不僅是尿嘧啶和胞嘧啶的分解代謝產(chǎn)物，還是組成泛酸、輔酶A等的成分，與組氨酸等結(jié)合形成肌肽及其衍生物鵝肌肽(存在于動(dòng)物肌肉中)。β-丙氨酸在豆科植物的根瘤、茶葉、哺乳類(lèi)的腦水解物中以游離狀態(tài)存在。天冬氨酸在細(xì)菌天冬氨酸脫羧酶的作用下脫羧可生成β-丙氨酸。

1.1 來(lái)源

動(dòng)物體內(nèi)的β-丙氨酸主要來(lái)源于肝臟，以尿嘧啶和胞嘧啶的分解、肌肽的水解、L-天冬氨酸的脫羧3種方式為主(圖1)，其中主要來(lái)源于嘧啶的分解。

β-丙氨酸還可通過(guò)化學(xué)合成法[7]和微生物轉(zhuǎn)化法[8]合成?；瘜W(xué)合成法主要有丙烯腈氨化水解法，丙烯酸經(jīng)氨化生成β-氨基丙腈，在酸性或堿性環(huán)境下水解產(chǎn)生β-丙氨酸；但該工藝會(huì)產(chǎn)生大量無(wú)機(jī)鹽，產(chǎn)品純度較低，產(chǎn)量少。微生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)β-丙氨酸，利用大腸桿菌和谷氨酸棒桿菌，L-天冬氨酸α-脫羧酶基因重組表達(dá)，重組酶可轉(zhuǎn)化L-天冬氨酸生成β-丙氨酸，分批加入底物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，當(dāng)酶量為3000U/g時(shí)，100g/L的L-天冬氨酸底物轉(zhuǎn)化率達(dá)97.8%；此過(guò)程設(shè)備簡(jiǎn)單、條件溫和、副產(chǎn)物少、便于純化，產(chǎn)量多，具備工業(yè)化生產(chǎn)的要求，正在得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

①：環(huán)胞嘧啶脫氨酶cytosine ring deaminase；②：二氫嘧啶脫氫酶dihydrouracil dehydrogenase；③：二氫嘧啶酶dihydropyrimidinase；④：β-尿酰丙酸酶β-ureidopropionase；⑤：酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶β-alanine-α-ketoglutarate transaminase；⑥：β-丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶 β-alanine-pyruvate transaminase；⑦：丙醛酸脫氫酶malonate semialdehyde dehydrogenase；⑧：丙醛酸脫羧酶malonate semialdehyde decarboxylase；⑨：乙醛脫氫酶acetaldehyde dehydrogenase；⑩：乙醛脫氫酶acetaldehyde dehydrogenase；：琥珀酸乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶succinyl-acetoacetyl-CoA transferase；：丙二酸半醛脫氫酶malonate semialdehyde dehydrogenase；：乙酰輔酶A羧化酶acetyl-CoA carboxylase；：丙二酸單酰輔酶A羧化酶malonyl-CoA carboxylase；：乙醛脫氫酶aldehyde dehydrogenase；：乙酰輔酶A水解酶acetyl-CoA hydrolase；：乙酰輔酶A合成酶acetyl-CoA synthetase；：3-乳酸乙酯脫氫酶3-hydroxypropionate dehydrogenase；：乙酰輔酶A合成酶acetyl-CoA synthetase；：3-乳酸乙酯脫氫酶3-hydroxypropionate dehydrogenase；：烯酰水合酶enovl-CoA hydratase；：丁酰輔酶A脫氫酶butvrvl-CoA dehvdrogenase；：丙酰輔酶A還原酶 propionyl-CoA reductase；：L-天冬氨酸α-丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶L-aspartic acid-α-alanine transaminase；：肌肽分解酶arnosine lytic enzyme；：肌肽合成酶carnosine synthetase；CO2：二氧化碳；NH3：氨氣；H2O：水；H2S：硫化氫；NADPH：還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate；NADP+：輔酶Ⅱnicotinamide adenine dinucleotide phosphate；NAD：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸nicotinamide adenine dinucleotide；NAD+：輔酶Ⅰnicotinamide adenine dinucleotide；NADH：還原型輔酶Ⅱreduced nicotinamide adenine dinucleotide；Glu：谷氨酸glutamic acid；Ala：丙氨酸alanine；ATP：三磷酸腺苷adenine triphosphate；AMP：腺嘌呤核苷酸adenosine monophosphate；PPI：肽酰脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶peptidyl prolylcis/trans isomerase；COA-SH：輔酶A coenzyme A；SUCC-COA：琥珀酰輔酶A succinyl CoA；ADP：二磷酸腺苷adenosine diphosphate；SUCC：琥珀酸鹽succinate；FAD：黃素腺嘌呤二核苷酸flavin adenine dinucleotide；FADH2：reduced flavin adenine dinucleotide。

1.2 代謝

β-丙氨酸的代謝主要在大腦和肌肉中，代謝的初級(jí)產(chǎn)物為丙二酰半醛(malonate semialdehyde，MS)，正常代謝時(shí)最終產(chǎn)物為乙酸[9]。

肝臟中合成的β-丙氨酸，通過(guò)牛磺酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(taurine transporter，TauT)和質(zhì)子耦合氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(proton coupling amino acid transporter，PAT)轉(zhuǎn)運(yùn)以及血液循環(huán)到達(dá)組織器官，在酶的作用下產(chǎn)

生肌肽及MS發(fā)揮相應(yīng)的作用。由圖1可以看出，MS可直接產(chǎn)生乙酰輔酶A或脫羧生成乙醛。研究表明，β-丙氨酸在動(dòng)物體內(nèi)主要依靠咪唑二肽發(fā)揮作用，咪唑二肽具有緩沖肌肉pH、抗疲勞、抗氧化、改善記憶功能等生物學(xué)作用[10-13]。表1為不同種類(lèi)動(dòng)物產(chǎn)品中咪唑二肽含量?？梢?jiàn)，在肉制品中，家禽胸肌中咪唑二肽含量較高。

表1 動(dòng)物產(chǎn)品中咪唑二肽的含量Table 1 The content of imidazole dipeptide in animal products[1] μmol/g

2 β-丙氨酸的生理功能

β-丙氨酸是咪唑二肽合成的唯一限制性氨基酸，是一種潛在的功能性氨基酸。目前發(fā)現(xiàn)，β-丙氨酸具有多種生理功能：作為神經(jīng)遞質(zhì)或者激素調(diào)節(jié)器，調(diào)控體內(nèi)新陳代謝；作為多種活性物質(zhì)(輔酶A和泛酸等)的中間代謝物；對(duì)抗疲勞，提高機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力；改善記憶，抗衰老等作用。因其多種生理功能，β-丙氨酸已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。

2.1 作為神經(jīng)遞質(zhì)

在哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中，β-丙氨酸作為大腦神經(jīng)遞質(zhì)，可以合成神經(jīng)系統(tǒng)二肽(肌肽、鵝肌肽)。有研究表明，在骶髓后連合核膜(the sacral dorsal commissural nucleus，SDCN)上，β-丙氨酸能夠激活調(diào)控氯離子通道的系統(tǒng)[2]，可作為一種活化士的寧敏感的甘氨酸受體[14]。體外試驗(yàn)表明，β-丙氨酸作為一種神經(jīng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，能夠激活γ-氨基丁酸A型受體和甘氨酸受體，這兩種受體是孕酮或類(lèi)固醇激素的重要調(diào)節(jié)器，調(diào)控機(jī)體代謝[15]。β-丙氨酸還可作為鉛解毒劑，其解毒機(jī)制可能與神經(jīng)遞質(zhì)功能有關(guān)[16]。

2.2 作為活性物質(zhì)中間代謝物

β-丙氨酸是多種活性物質(zhì)的關(guān)鍵中間體。植物和微生物都能自行合成泛酸，但是動(dòng)物卻不能自行合成，外源添加β-丙氨酸能夠促進(jìn)泛酸和輔酶A的形成[17]。在促進(jìn)昆蟲(chóng)色素的形成時(shí)，β-丙氨酰多巴胺合成酶(N-β-alanyldopamine synthase，BAS)將β-丙氨酸轉(zhuǎn)移至多巴胺形成N-β-丙氨酰多巴胺(N-β-alanyldopamine，NBAD)，減少黑色素在體表的沉積，從而改變昆蟲(chóng)外殼顏色，NBAD為鳳蝶翅膀黃色色素的主要成分[18]。另外，N-β-丙氨酰去甲腎上腺素(N-beta-alanylnorepinephrine，NBANE)和NBAD是節(jié)肢動(dòng)物殼質(zhì)骨化的前體，β-丙氨酸是合成NBANE和NBAD的底物[19]，能促進(jìn)動(dòng)物殼質(zhì)骨化。

2.3 增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力，對(duì)抗疲勞

β-丙氨酸可作為肌肽(肌肉緩沖劑)合成的前體物，是極少數(shù)具有科學(xué)依據(jù)的運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)劑，已廣泛應(yīng)用于臨床研究[20]。肌肽可作為肌肉中非碳酸鹽型的質(zhì)子緩沖劑，減少高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)引起的骨骼肌酸中毒，但緩沖時(shí)間可能有限[21]。臨床研究表明，年輕志愿者連續(xù)23d每天服用β-丙氨酸6.4g，肌肽含量顯著升高[22-23]；相關(guān)研究也表明，補(bǔ)充β-丙氨酸對(duì)于60s以?xún)?nèi)的運(yùn)動(dòng)無(wú)效果，對(duì)60～240s的運(yùn)動(dòng)有強(qiáng)大的正面效果，對(duì)于240s以上的運(yùn)動(dòng)效果更加明顯[24]。β-丙氨酸作為膳食補(bǔ)充劑具有抗疲勞的效果，目前每年約有100t的β-丙氨酸作為膳食補(bǔ)充劑[25]。大學(xué)生足球運(yùn)動(dòng)員連續(xù)30d服用β-丙氨酸4.5g/d，其主觀(guān)疲勞感明顯降低，表明β-丙氨酸能夠緩解疲勞尤其是高強(qiáng)度無(wú)氧運(yùn)動(dòng)疲勞[20]。β-丙氨酸還能提高運(yùn)動(dòng)員內(nèi)分泌激素量，提高訓(xùn)練總量和耐受能力，阻力訓(xùn)練后立即、15和30min后補(bǔ)充β-丙氨酸(4.8g/d)，結(jié)果表明，立即和15min后補(bǔ)充β-丙氨酸可使生長(zhǎng)激素含量顯著增加，所有補(bǔ)充β-丙氨酸組皮質(zhì)酮含量均顯著增加[26]。

2.4 其他作用

β-丙氨酸能夠影響昆蟲(chóng)體內(nèi)抗寒機(jī)制，調(diào)控機(jī)體溫度[19]；具有改善記憶的能力；對(duì)老人有一些潛在的健康益處，比如抗衰老等作用[27]。

3 β-丙氨酸在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

β-丙氨酸可提高動(dòng)物飼料轉(zhuǎn)化率，從而提高生產(chǎn)性能；增加肌肉中肌源活性肽的含量，提高肌肉抗氧化能力，改善肉品質(zhì)，增加體內(nèi)?；撬岬南?。

3.1 提高生產(chǎn)性能

目前β-丙氨酸對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能影響的報(bào)道結(jié)果并不一致。在家禽上的研究稍多，但其確切影響尚無(wú)定論。有研究表明，2日齡肉仔雞每天口服β-丙氨酸(22mmol/kg)2次，連續(xù)5d，可降低采食量，提高飼料效率[28]，但隨后類(lèi)似的劑量反應(yīng)試驗(yàn)中，連續(xù)5d給2日齡肉雞口服0.176、0.880、4.400、22.000mmol/kg的β-丙氨酸對(duì)生產(chǎn)性能無(wú)任何影響[29]。早期的研究發(fā)現(xiàn)飼糧中添加2.5%的β-丙氨酸可顯著降低肉仔雞的采食量，提高飼料效率[8]；4周齡肉仔雞飼喂添加1%和2%的β-丙氨酸的飼糧4周，體增重顯著降低，且2%的β-丙氨酸組采食量顯著降低，但飼料效率無(wú)顯著變化[30]。研究也表明，飼料中添加500mg/kg的β-丙氨酸有提高鯉魚(yú)體增重和飼料轉(zhuǎn)化率的趨勢(shì)[31]；飼糧添加1.2%的β-丙氨酸對(duì)小鼠的生產(chǎn)性能無(wú)顯著影響[32]；飼糧添加0.225%的β-丙氨酸對(duì)豬的生產(chǎn)性能無(wú)顯著影響[33]。β-丙氨酸能提高動(dòng)物生產(chǎn)性能可能是由于β-丙氨酸可作為神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)激素的分泌進(jìn)而調(diào)控動(dòng)物生長(zhǎng)，但也受動(dòng)物種類(lèi)、飼養(yǎng)管理方式、環(huán)境以及采食β-丙氨酸方式等影響。因此，β-丙氨酸對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響還有待深入研究。

3.2 調(diào)控肌肉中咪唑二肽含量

肌肽是一種內(nèi)源功能性二肽，主要存在于骨骼肌和胸肌中[34]，具有穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)pH、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化、清除自由基、調(diào)節(jié)Ca2+等生物活性。研究表明，飼糧中添加0.5%的β-丙氨酸，可提高肉仔雞腿肌肌肽含量45%，添加1%可提高胸肌肌肽含量20%[35]。通過(guò)飲水補(bǔ)充β-丙氨酸(1.2%)，小鼠脛骨前肌中肌肽含量提高了160%(6.47mmol/kg vs. 2.48mmol/kg)，而直接補(bǔ)充高劑量肌肽(1.8%)組脛骨前肌中肌肽含量?jī)H提高了30%(3.22mmol/kg vs. 2.48mmol/kg)，說(shuō)明飲水中添加β-丙氨酸提高肌肽的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于飲水中直接添加肌肽[32]。Tomonaga等[29-30]研究表明，攝取β-丙氨酸的方式(飲水或采食)可能會(huì)對(duì)組織中肌肽含量產(chǎn)生一定的影響，肌肽含量增加可能是由于體內(nèi)組氨酸含量較多，合成肌肽的速率主要受β-丙氨酸影響，外源添加β-丙氨酸有利于提高肌肽合成酶米氏常數(shù)(Km)值，增加肌肽含量。新近研究表明，飼喂β-丙氨酸的肉仔雞肌肉咪唑二肽含量顯著提高，并且其肌肉在加熱處理后，鵝肌肽濃度可增加1倍[36]。以上結(jié)果提示，飼喂β-丙氨酸調(diào)控動(dòng)物肌肉中咪唑二肽含量可在肌肉脫離機(jī)體后仍進(jìn)一步發(fā)揮作用，具體機(jī)制有待深入研究。

肌肽含量因性別、組織器官不同而不同，攝入相同的丙氨酸，雄性動(dòng)物胸肌中肌肽含量提高的比例比雌性動(dòng)物高[37-38]；1%和2%的β-丙氨酸能顯著提高肉仔雞腦中肌肽和鵝肌肽含量，對(duì)淺胸肌、深胸肌、股二頭肌中肌肽和鵝肌肽含量無(wú)顯著影響[29]。β-丙氨酸可促進(jìn)鯉魚(yú)生長(zhǎng)，但不影響肌肽和鵝肌肽含量，原因可能是魚(yú)類(lèi)對(duì)肌肽的儲(chǔ)存少，不敏感[31]。β-丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體TauT、PAT1等基因的表達(dá)以及不同動(dòng)物對(duì)肌肽的敏感程度不同都會(huì)影響肌肽的合成過(guò)程。

有研究表明，在對(duì)抗大鼠因高脂飼糧引起的炎癥反應(yīng)或代謝應(yīng)激方面發(fā)揮作用的是血漿肌肽而不是肌肉肌肽[39]；人在攝入純肌肽、牛肉、雞肉或雞湯后，血漿中均檢測(cè)不到肌肽，而血漿鵝肌肽顯著升高，尿中肌肽和鵝肌肽含量增加數(shù)10倍，表明攝入的咪唑二肽在血漿中被肌肽酶快速代謝，經(jīng)尿液排出體外[40]?？梢?jiàn)，機(jī)體不同部位咪唑二肽含量和比例不同。動(dòng)物采食β-丙氨酸后，血液、肝臟、肌肉等組織器官中咪唑二肽的代謝路徑和關(guān)鍵產(chǎn)物有待深入研究，這也是揭示β-丙氨酸功能組織器官特異性的基礎(chǔ)。因此，β-丙氨酸對(duì)不同動(dòng)物體內(nèi)咪唑二肽含量的影響還需深入研究。

3.3 改善肌肉品質(zhì)

β-丙氨酸可以提高肌纖維密度和肌肉嫩度，減小肌纖維直徑，降低肌肉剪切力，減輕脂肪氧化和應(yīng)激作用，改善肌肉品質(zhì)。研究表明，飼糧中添加0.12%的β-丙氨酸，顯著提高肉仔雞胸肌中慢肌和快紅肌肌球蛋白重鏈基因mRNA的相對(duì)表達(dá)量，顯著降低快白肌肌球蛋白基因mRNA的相對(duì)表達(dá)量，顯著增加42d腿肌纖維密度，減小肌纖維面積和肌纖維直徑[41]；β-丙氨酸(2%)還能提高肉仔雞腿肌中慢速氧化型纖維/快速氧化型纖維比例，提高肌肉嫩度，調(diào)控肌肉生長(zhǎng)[6]；1%的β-丙氨酸可降低胸肌剪切力和亮度(lightness，L*)值，肌肽濃度的增加可使鈣蛋白酶活化加快，從而加快肌肉熟化，提高肌肉嫩度，改善肉質(zhì)[42]。有報(bào)道指出β-丙氨酸與β-羥基-β-甲基丁酸聯(lián)合應(yīng)用可降低老齡、久坐大鼠肌肉蛋白降解，雖對(duì)肌肉功能無(wú)顯著改善，但不排除在極端條件下的有效性[43]。β-丙氨酸與其他調(diào)節(jié)肌肉代謝的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑(肌酸、β-羥基-β-甲基丁酸、N-氨甲酰谷氨酸等)在增加肉用動(dòng)物肌肉產(chǎn)量和改善肌肉品質(zhì)方面的協(xié)同作用及機(jī)理，可作為提高肉用畜禽產(chǎn)品品質(zhì)的有效途徑來(lái)系統(tǒng)研究。

3.4 提高肌肉抗氧化能力

β-丙氨酸能提高肌肽含量，減輕肌肉中脂質(zhì)過(guò)氧化，提高肌肉抗氧化能力。小鼠上的研究表明，β-丙氨酸能提高腓腸肌中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)活性，降低丙二醛(MDA)含量，提高骨骼肌的抗氧化能力[44]。研究也表明，肉仔雞飼糧中添加0.12%的β-丙氨酸能顯著降低42日齡胸肌MDA含量，提高GSH-Px活性[41]；β-丙氨酸(0.5%、1.0%)有降低肉仔雞胸肌MDA含量的趨勢(shì)[37]；β-丙氨酸能提高肌肉中肌肽含量，減緩脂肪氧化和降低飼養(yǎng)過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)激，提高機(jī)體的抗氧化能力[45]?？梢?jiàn)，β-丙氨酸能提高肌肉的抗氧化能力。

3.5 增加體內(nèi)牛磺酸的消耗

?；撬崾且环N含硫氨基酸，在體內(nèi)以游離的形式存在，不直接參與蛋白質(zhì)合成，但與體內(nèi)氨基酸代謝有關(guān)，因?yàn)樵谖沾x方面存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，β-丙氨酸能引起?；撬岬南腫26，46]。給小鼠注射β-丙氨酸，可引起小鼠腦和肌肉中牛磺酸的消耗[46-47]，β-丙氨酸作為?；撬嵋种苿┠軌蛟黾訖C(jī)體?；撬嵯?，但是以上研究均未發(fā)現(xiàn)動(dòng)物健康狀況發(fā)生變化。

有研究表明β-丙氨酸能阻礙?；撬岬臄z取，減輕對(duì)Ca2+的調(diào)節(jié)作用[48]，這可能與?；撬徂D(zhuǎn)運(yùn)體(能夠同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)β-丙氨酸和?；撬?的爭(zhēng)奪有關(guān)。神經(jīng)生物學(xué)的研究表明，β-丙氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)可共用轉(zhuǎn)運(yùn)體[49-50]，因此β-丙氨酸可能對(duì)GABA的功能與攝食調(diào)控作用產(chǎn)生影響，但目前尚無(wú)相關(guān)動(dòng)物試驗(yàn)研究結(jié)果。在今后的研究中，我們可以利用系統(tǒng)生物學(xué)的方法來(lái)研究β-丙氨酸對(duì)動(dòng)物組織尤其是神經(jīng)組織?；撬岷虶ABA的影響及其作用機(jī)制。

4 小 結(jié)

綜上所述，β-丙氨酸可調(diào)控肌肉代謝，提高肌肉抗氧化能力，改善肉品質(zhì)，具有應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)的良好潛力。目前有關(guān)β-丙氨酸在動(dòng)物生產(chǎn)中作用機(jī)制的研究較少，尚需在以下幾方面進(jìn)一步開(kāi)展系統(tǒng)和深入研究：1)不同動(dòng)物飼糧中β-丙氨酸的適宜添加劑量，目前β-丙氨酸作為飼料添加劑的研究尚不充分，如增加肉雞肌肽含量的劑量范圍尚無(wú)定論；2)β-丙氨酸在機(jī)體不同部位發(fā)揮作用的途徑和機(jī)制；3)應(yīng)激或逆境條件下β-丙氨酸對(duì)畜禽的作用及其機(jī)制；4)β-丙氨酸與其他肌肉營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑混合應(yīng)用調(diào)控動(dòng)物肌肉代謝的效果?？梢?jiàn)，β-丙氨酸在動(dòng)物生產(chǎn)中的合理應(yīng)用、實(shí)用化技術(shù)以及通過(guò)肌肽在動(dòng)物機(jī)體中發(fā)揮作用的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究和探索。隨著人們對(duì)β-丙氨酸作用機(jī)制認(rèn)識(shí)的逐漸深入，β-丙氨酸在飼料工業(yè)和動(dòng)物生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)?huì)發(fā)揮更大的作用。

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(責(zé)任編輯 李慧英)

Physiological Function and Its Application in Animal Feeding of β-Alanine

QI Bo WU Shugeng WANG Jing QI Guanghai ZHANG Haijun*

(FeedResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,LaboratoryofFeedBiotechnologyofMinistryofAgriculture,NationalEngineeringResearchCenterofBiologicalFeed,Beijing100081,China)

β-alanine, a precursor involved in the formation of carnosine and anserine but not involved in the biosynthesis of protein, has been widely used as a nutritional supplement to strength muscle endurance in sport medicine field nowadays. It is reported that β-alanine can increase the growth performance, improve the meat quality through regulating the growth rate of muscle and content of muscle-derived active peptide. This paper reviewed the source and metabolism, physiological functions and the application in animal feeding of β-alanine in order to provide theoretical basis for its regulation of animal nutrition and application in animal feeding field.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2016, 28(4)：1027-1034]

β-alanine; muscle-derived active peptide; physiological function; animal feeding

10.3969/j.issn.1006-267x.2016.04.009

2015-10-26

家禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(CARS-PSTP)

齊 博(1991—)，男，陜西西安人，碩士研究生，從事單胃動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)。E-mail: qibohuhu@163.com

*通信作者：張海軍，副研究員，碩士生導(dǎo)師，E-mail: fowlfeed@163.com

S816.7

A

1006-267X(2016)04-1027-08

*Corresponding author, associate professor, E-mail: fowlfeed@163.com