肉碱和甜菜碱营养生理作用比较
18中国饲料2001年第12期
肉碱和甜菜碱营养生理作用比较
北京市营养源研究所曾端
肉碱和甜菜碱都是动物体内天然存在的物 质,它们与动物体内其他一些碱性化合物一起被 统称为生物碱.由于肉碱和甜菜碱分子结构类 似,对动物的营养生理作用也有某些相近之处,容 易使人产生混淆,本文从生理生化角度对肉碱和 甜菜碱的分子结构,生理作用机制,营养作用等方 面逐一加以比较
1肉碱和甜菜碱的分子结构
1.1肉碱分子结构肉碱和甜菜碱都是带有一 个三甲基胺结构的化合物肉碱化学名称为S一 羟基一7一三甲胺基丁酸,分子式为c7HI6n,分 子量为162,是B族维生素的类似物,称为维生素 Br.肉碱的分子结枸为:uH
cH广一CH广一CH2—,o0.
l
rN
脂肪酸脂酰辅酶A
1.2甜菜碱分子结构甜菜碱化学名称为三甲 胺乙内酯,分子式为c5Hl2NO2,分子量为1l8,也 c}【.
是一种类维生素,分子结构为:一—一
2肉碱和甜菜碱生理作用机制
2l肉碱生理作用机制早在20世纪中期,人
们就发现肉碱与动物脂肪代谢密切相关.脂肪酸
作为动物体内的主要能量物质,其释放能量的场
所是细胞线粒体.而含能量高的长链脂肪酸不能
单独进入线粒体中,必需通过载体的转运,这个唯
一
的载体就是肉碱.其作用机制如图1所示.
肉碱将脂肪酸转运进人线粒体后,从脂酰肉
碱上脱下重新成为肉碱和脂酰辅酶A,其中脂酰
辅酶A在移位酶的作用下进入线粒体口一氧化
图1肉碱的生理作用机制
区,完成氧化分解释放出能量,而肉碱穿出线粒体多年的研究发现,甜菜碱作为动
物体内一种代谢
又重复转运脂肪酸中间产物,间接参与动物蛋白质和脂肪代谢.其 2.2甜菜碱生理作用机制甜菜碱最早发现是作用机制如图2所示. 从甜菜糖蜜中分离出的一种天然营养物质.经过甜菜碱在动物体内的主要作用是
通过提供甲
合成磷脂酰胆碱一参与体内脂肪运输
替代蛋氨酸
合成半胱氨一参与置白质代谢
酸等氨基酸
薰誊差墨謦一参与脂肪代谢供甲基合成一,…
内碱
图2甜菜碱的生理作用机制
基,合成多种营养物质间接参与体内的许多生理过程.甲基是合成动物体众多具有
重要生理活性
2001年第J2期中国饲料
物质所必需的基团.而动物体内的主要甲基供体
之一胆碱不能直接提供甲基,需要通过细胞
线粒体将其转化为甜菜碱后才具有供甲基能力, 合成脂蛋白,氨基酸等物质.因此当饲料中胆碱 供应量不足时,添加甜菜碱有部分替代胆碱的作 用动物体内另一主要甲基供体——蛋氨酸,为 动物饲料中限制性氨基酸之一.因此曰粮中适当 补充甜菜碱可以部分替代蛋氨酸的供甲基作用. 从而节约蛋氩酸,提高饲料蛋白质利用率.甜菜 碱提供甲基的能力,还可以促进动物体内肉碱的 合成,提高脂肪代谢强度,从而间接参与动物脂肪 代谢.
3肉碱和甜菜碱的营养作用
肉碱和甜菜碱在动物体内的生理作用机制不 同,因此它们对动物的营养作用有差别. 3.1促生长作用肉碱和甜菜碱对各种动物均 有不同程度的促生长作用.饲料中添加肉碱后. 鳗鱼,对虾,蛳鱼的增重率较对照组提高25%以 上.从20世纪80年代起,北京市桑普生化公司 在全国范围内应用肉碱养殖鲤鱼,罗非鱼,虹鳟, 罗氏沼虾中国对虾等,其增重率存活率都有提 高,饲料系数较对照组也有较大幅度的下降. 国内外学者在对大西洋鲑,虹鳟,鲤鱼,河蟹 的养殖试验中,发现饲料中添加甜菜碱也能不同 程度地改善动物的增重率和饲料转化率.与肉碱 提高动物脂肪代谢能力而促生长不同,甜菜碱的 促生长效果似乎更多地体现在其作为一种诱食剂 上,通过增加摄食量来促进动物的生长. 3.2节约蛋氨酸提高饲料蛋白质利用率肉碱 和甜菜碱都有节约蛋氨酸,提高饲料蛋白质利用 率的功能,但作用机理不同肉碱在成年动物体
内可以由一个赖氨酸分子,三个蛋氨酸分子及 在维生素C,尼克酸,的共同参与下,经过一 系列酶的催化而合成.但幼小动物和哺乳动物体 内缺乏合成肉碱的关键酶,而且动物自身合成肉 碱需要消耗大量的营养物质和能量,对动物养殖 而言是不经济的.饲料中添加肉碱有节约蛋氨酸 及其他一些营养物质的作用,还可以提高动物脂 肪代谢强度,增加能量供应,减少蛋白质供能部 分,提高饲料蛋白质的利用率.
甜菜碱作为一种甲基供体.能部分替代蛋氨 酸提供甲基,起到节约蛋氨酸的作用,从而提高饲 料蛋白质的利用率.但是甜菜碱不能替代蛋氨酸 直接台成蛋白质,因此饲料中蛋氨酸含量不足添 加甜菜碱不能改善动物的生长状况
3.3降低动物体脂含量并抑制产生脂肪肝研
抑 究表明,肉碱和甜菜碱都有降低动物体脂含量,制产生脂肪肝的功能其中肉碱是直接作用于动 物体脂肪代谢过程,增加动物脂肪氧化分解的量; 甜菜碱对动物脂肪代谢的作用是问接的,一方面 甜菜碱提供甲基,部分替代胆碱合成磷脂酰胆碱, 促进肝脏脂肪转运,抑制肝脏脂肪蓄积,另一方面 甜菜碱提供甲基,部分替代蛋氨酸合成肉碱,促进 动物脂肪氧化分解,从而降低动物体脂含量.在 生产中,甜菜碱这种间接作用对动物脂肪代谢的 影响不如肉碱效果显着.
34提高动物抗应激能力肉碱和甜菜碱都有 提高动物抗应激能力的作用,但作用机理和作用 效果不同.对水产动物而言,肉碱是通过提高心 肌活力,增强耐缺氧能力,来提高动物的抗应激能
力.耐缺氧能力对于水产动物意义重大,现代水 产养殖业养殖密度大,养殖环境恶劣,养殖水体溶 氧水平较低,容易造成水产动物缺氧死亡.尤其 是在越冬,起捕,长途运输等高应激的环境条件 下,动物代谢失调.耗氧率增加,死亡率更高长 链脂肪酸是动物心肌的主要能量底物,饲料中适 当补充肉碱可以提高动物体长链脂肪酸的利用 率,增加能量供应,有效地提高心肌活力,促进动 物体内氧的摄取和运输,提高动物耐缺氧能力,从 而增强动物的抗应激能力.
甜菜碱提高动物抗应激能力的研究目前还不 多,通常认为甜菜碱作为甲基供体一方面促进体 内一种兴奋性氨基酸——高半胱氨酸含量降低, 从而对动物有镇静作用.有助于抗应激;另一方面 甜菜碱提供的甲基能维持动物细胞正常的渗透
提高如 压,防止细胞中水分流失导致的脱水死亡,淡水鱼类突然进入海水环境中这样一类应激的抵 抗能力.
肉碱和甜菜碱作为营养型的促生长剂.有各 自不同的特点,在养殖生产中,应该充分了解它们 的作用机制和作用效果,才能更好地进行应用. (参考文献略)
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