肉毒堿在動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)上的研究及應(yīng)用VIP

1、肉毒堿在動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)上的研究及應(yīng)用肉毒堿(Carnitine，CN)又稱為肉堿，L肉堿，是存在于動(dòng)物組織，植物和微生物中的一種類維生素營養(yǎng)物質(zhì)。1905年，Guleuitsch和Kriberg在肌肉提取物中發(fā)現(xiàn)了肉毒堿成分；1927年，Tomita和Sendju發(fā)現(xiàn)了其化學(xué)結(jié)構(gòu)：3羥三甲基銨丁酸，分子量為161.2；1948年，F(xiàn)raenkel發(fā)現(xiàn)了大黃粉蟲幼蟲的生長有一種必需營養(yǎng)素，屬于維生素B族，稱為VBt；1952年，Garter等證實(shí)：維生素Bt就是肉毒堿并發(fā)現(xiàn)了它的生物作用；1958年，F(xiàn)ritz發(fā)現(xiàn)了肉毒堿在哺乳動(dòng)物脂肪酸代謝中的主導(dǎo)作用。80年代以后，國內(nèi)外陸續(xù)有文章報(bào)道，肉毒堿用

2、于畜禽和魚蝦飼料有促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育，改善肉質(zhì)品味等作用。 1肉毒堿的營養(yǎng)機(jī)制 1.1肉毒堿能夠攜帶長鏈脂肪酸通過線粒體膜促進(jìn)脂肪酸的氧化(Fritz等，1963；Bray等，1980)。能量底物的長鏈脂肪酸的氧化是在線粒體內(nèi)的氧化區(qū)域進(jìn)行的，由于脂肪酸本身不能穿透線粒體膜，需要轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)將其帶入線粒體內(nèi)，肉堿是脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞線粒體內(nèi)的唯一載體，在動(dòng)物的新陳代謝中發(fā)揮著重要作用。 1.2肉毒堿能夠提高飼料蛋白的利用率。肉毒堿在生物體內(nèi)主要是在肝臟和腎臟中，由一個(gè)賴氨酸和三個(gè)蛋氨酸在酶的催化和Vc、二價(jià)鐵離子、尼克酸以及VB6參與下合成的，合成條件苛刻，如果VB6、尼克酸或Vc其中任一不足，都會(huì)

3、使合成受阻。以植物蛋白為主的飼料往往蛋氨酸不足，可利用的賴氨酸又缺乏，而Vc在全價(jià)飼料中添加量也不足，這樣經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物組織中肉毒堿缺乏，而且植物產(chǎn)品的肉毒堿含量很低，甚至沒有(Mitchell，1978；Brum，1983)，所以在某種情況下，會(huì)造成動(dòng)物生長緩慢，抗病抗應(yīng)激能力減弱。通過添加肉毒堿，一方面可滿足機(jī)體需要；另一方面(北京營養(yǎng)源研究所王明鵬等，1996)可節(jié)約部分蛋氨酸和賴氨酸及少量Vc，相對(duì)提高了賴氨酸和蛋氨酸在飼料蛋白質(zhì)中的水平。肉毒堿的添加起到平衡氨基酸的作用，從而提高飼料蛋白的利用率。 1.3以?；舛緣A的形式能夠及時(shí)運(yùn)出一些支鏈，短鏈?；欣诎被峒澳芰康恼４x。一

4、些支鏈?；橇涟彼?，異亮氨酸和纈氨酸的代謝物，支鏈?；募皶r(shí)運(yùn)出有利于這些氨基酸的正常代謝(Bohles等，1984)；另外短鏈?；贿\(yùn)到膜外起到調(diào)節(jié)線粒體內(nèi)外酰基CoA與CoA-SH的比例(Bieber等，1982)，為細(xì)胞質(zhì)中脂肪酸合成提供乙酰基原料，從而促進(jìn)能量進(jìn)一步代謝。1.4肉毒堿參與清除體內(nèi)過量非生理性的酰基及乳酸(Carroll等，1992)，防止動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生過量氨的毒性，并可能作為生物抗氧化劑清除自由基，提高動(dòng)物免疫力以及抗病抗應(yīng)激能力。1.5肉毒堿對(duì)脂溶性維生素及鈣、磷的吸收也起一定的促進(jìn)作用。1.6另外，試驗(yàn)表明：肉毒堿參與精子的成熟過程并與精子的活力、密度及成活率有正相關(guān)

5、。2肉毒堿在畜牧業(yè)上的研究及應(yīng)用在本世紀(jì)中期，當(dāng)國內(nèi)動(dòng)物營養(yǎng)界正為賴氨酸和蛋氨酸的工業(yè)化生產(chǎn)而奔波的時(shí)候，國外的營養(yǎng)界同行們已經(jīng)有了新的目標(biāo)肉毒堿。1958年，F(xiàn)ritz發(fā)現(xiàn)了肉毒堿在哺乳動(dòng)物脂肪代謝中的主要作用；Clarles.J通過對(duì)老鼠的研究認(rèn)為，低蛋白和低蛋氨酸條件下肉堿有促進(jìn)生長和抗脂肪肝作用。隨著工廠化集約式養(yǎng)殖的發(fā)展，為了滿足畜禽高繁殖率及快速生長需要，天然飼料中的肉毒堿含量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足動(dòng)物生長的營養(yǎng)需要，尤其是新生哺乳幼畜、應(yīng)激狀況下的禽畜，攝食低肉毒堿日糧和過量脂肪日糧的禽畜以及具有高生長潛力的優(yōu)良品種禽畜，都需要額外補(bǔ)充肉毒堿，才能發(fā)揮其更大的生長發(fā)育潛力。2.1肉毒堿

6、在豬營養(yǎng)上的研究及應(yīng)用新生豬必須適應(yīng)從母體胎盤的碳水化合物營養(yǎng)到高脂肪乳日糧的轉(zhuǎn)變，哺乳期間，仔豬需盡快提高氧化脂肪酸和酮體作為能量，代替碳水化合物的能力，因此新生仔豬日糧中含足夠的肉毒堿是很重要的(Borum，1978)。Schone等試驗(yàn)表明：飼料日糧中添加30mg/kg肉毒堿，斷奶仔豬飼料轉(zhuǎn)化率、腹瀉都得到改善。Weeden等(1990，1991)以及Glavez等(1996)研究認(rèn)為，添加肉毒堿能降低豬酮體脂肪，改善了仔豬35周飼料轉(zhuǎn)化率，提高生產(chǎn)性能。Owen等(1993)研究認(rèn)為，日糧中添加25mg/kg肉毒堿能增加豬體眼肌面積，降低背膘厚度和脂肪沉積率，而對(duì)生長性能無影響，這與W

7、eeden等(1990)報(bào)道以及Swith(1994)報(bào)道的結(jié)果相似。蔡輝益等(1998)報(bào)道，仔豬日糧中添加50mg/kg肉毒堿可顯著提高仔豬試驗(yàn)組結(jié)束體重、飼料轉(zhuǎn)化率和日增重。而Newton等(1988)報(bào)道，只有當(dāng)賴氨酸處于邊際性狀態(tài)時(shí)，肉毒堿才能對(duì)豬的相對(duì)增重有顯著影響。Schuhmacher等報(bào)道，當(dāng)賴氨酸或蛋胱氨酸的供應(yīng)是邊際性時(shí)，肉毒堿對(duì)豬體重和飼料轉(zhuǎn)化率的影響要比氨基酸供應(yīng)到需要時(shí)要明顯得多。所以肉毒堿可以補(bǔ)償由于賴氨酸或蛋氨酸缺乏所造成的不良影響。2.2肉毒堿在雞營養(yǎng)上的研究及應(yīng)用2.2.1肉毒堿在肉雞上的研究Lettner等(1991)試驗(yàn)證實(shí)：在肉雞日糧中添加一定量的肉毒

8、堿，飼料利用率有所提高，還可以大幅度降低死亡率；但Cartwright(1987)報(bào)道，肉毒堿對(duì)體重和飼料轉(zhuǎn)化率都無顯著影響，這與Leibeeseder(1992)和Barker等(1994)的結(jié)論一致，對(duì)于酮體性狀，上述三項(xiàng)試驗(yàn)都表明：肉毒堿對(duì)腹脂沉積沒有顯著影響。然而，索玉芳等(1996)對(duì)肉雞的研究發(fā)現(xiàn)，肉毒堿與煙酸比較，對(duì)飼料利用率、體重、產(chǎn)蛋量沒有明顯的差別，但是肉毒堿顯著降低了蛋黃中的膽固醇含量；另外肉種雞中添加50mg/kg和100mg/kg肉毒堿，孵化率分別提高了4%和2.9%。2.2.2肉毒堿在蛋雞上的研究蔡輝益等(1998)試驗(yàn)表明：在蛋雞日糧中添加肉毒堿(25mg/kg5

9、0mg/kg)顯著提高了產(chǎn)蛋率(3.89%5.03%)和產(chǎn)蛋量(5.49%7.73%)，并且具有改善蛋料比的趨勢，但對(duì)蛋雞比重、消耗飼料量無顯著影響。2.3肉毒堿在其他方面的研究及應(yīng)用據(jù)Tassinari報(bào)道，在犢牛日糧中添加100mg/(kg.d)肉毒堿，不僅提高了平均日增重，飼料轉(zhuǎn)化率和酮體質(zhì)量；而且還促進(jìn)了牛對(duì)日糧中脂肪的利用和葡萄糖的代謝作用。而在奶牛上Lacount曾先后做過3次試驗(yàn)，結(jié)果不相同；1995年，第一次試驗(yàn)表明：肉毒堿改善了脂肪的消化率，但對(duì)產(chǎn)奶量及飼料的攝入量未產(chǎn)生影響；1996年，第二次試驗(yàn)：每天給牛補(bǔ)充7g肉毒堿，不僅未能提高飼料轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)奶量，而且對(duì)奶成分及營養(yǎng)物

10、質(zhì)的消化率也沒有得到明顯改善；1996年，第三次試驗(yàn)每天向奶牛真胃注入12g肉毒堿，產(chǎn)奶量和營養(yǎng)物質(zhì)的消化率都得到了提高。另外，肉毒堿還能提高羊羔的增重和飼料的轉(zhuǎn)化率，并且可增加肉的嫩度。在馬上使用，肉毒堿還可提高馬的競技能力。 3肉毒堿在水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)上的研究及應(yīng)用水產(chǎn)動(dòng)物本身能在組織和肝臟中合成肉毒堿，但隨著水產(chǎn)高密度、集約化養(yǎng)殖中全價(jià)配合飼料的使用，體內(nèi)合成的肉堿遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足魚、蝦、鱉快速生長的需要，這樣在某些情況下可能造成魚體脂肪代謝受阻，吃食減少，運(yùn)動(dòng)減弱，成活率降低。在夏季生長高峰期間，含脂肪高的魚容易死亡，因此在水產(chǎn)動(dòng)物飼料中仍需要額外添加肉毒堿，才能滿足水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物安全快速生長

11、的需要。國外，日本曾報(bào)道采用添加10105肉毒堿分別對(duì)尼羅河帚齒魚、日本鰻鱺、對(duì)蝦和魚飼養(yǎng)100d后，增重率、成活率均有不同程度的提高，異常率有所下降。國內(nèi)對(duì)肉毒堿的研究起步于80年代，應(yīng)用于90年代。北京市營養(yǎng)源研究所首先人工合成混旋肉堿并應(yīng)用于水產(chǎn)動(dòng)物飼料作添加劑，商品名稱為魚蝦四號(hào)(含活性物質(zhì)肉毒堿10%)。近2年，進(jìn)口的L肉毒堿也開始在我國試用作飼料添加劑。從1983年至今，在魚類、甲殼類、爬行類以及哺乳類等幾十個(gè)養(yǎng)殖品種的飼料中做添加試驗(yàn)，均取得了十分顯著的應(yīng)用效果；另外中國農(nóng)科院飼料所用左旋肉毒堿飼養(yǎng)歐鰻和美洲鰻方面也取得了相同的效果。3.1肉毒堿在普通魚類營養(yǎng)上的研究及應(yīng)用湖北省

12、水產(chǎn)研究所(1985)在網(wǎng)箱養(yǎng)殖鯉魚魚種試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，餌料中添加0.1%魚蝦四號(hào)(主要活性物質(zhì)為肉毒堿)，結(jié)果鯉魚肌肉粗蛋白提高3.02%，含脂率下降5.42%，蛋氨酸17種氨基酸含量都有不同程度的提高，鯉魚可食部分增加了4.7%，營養(yǎng)物質(zhì)得到了改善。石振寬等(1998)在用魚蝦四號(hào)養(yǎng)殖鯉魚節(jié)約飼料蛋白的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，飼料中添加0.1%魚蝦四號(hào)有明顯的促生長作用，在正常蛋白質(zhì)下試驗(yàn)組比對(duì)照組增重28.11%；低蛋白下試驗(yàn)組比對(duì)照組增重22.87%。在草魚生長方面，曹俊明等(1997)認(rèn)為，草魚飼料中添加魚蝦四號(hào)能提高草魚相對(duì)生長率，降低餌料系數(shù)，并不會(huì)影響試驗(yàn)草魚全魚和肌肉的粗蛋白質(zhì)水平，可降低1

13、.52個(gè)百分點(diǎn)的飼料蛋白質(zhì)。董再明等(1997)在魚蝦四號(hào)對(duì)團(tuán)頭魴稚魚期生長的影響試驗(yàn)中認(rèn)為，團(tuán)頭魴攝食0.1%魚蝦四號(hào)組其生長較快，與對(duì)照組比，增重率提高了27.32%，餌料系數(shù)降低20%。肉毒堿在普通魚類的研究都表明：肉堿能夠改善魚肉品質(zhì)，促進(jìn)魚類生長，節(jié)約飼料蛋白，提高增重率，另外肉毒堿還能提高魚的成活率，增強(qiáng)耐越冬能力和活魚的耐長途運(yùn)輸能力。3.2肉毒堿在特種水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)上的研究及應(yīng)用甲魚生長緩慢的主要障礙之一是脂肪代謝能力較弱，容易發(fā)生脂肪肝病，通過補(bǔ)充魚蝦四號(hào)(肉毒堿)能提高甲魚體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝，減少體內(nèi)脂肪積留，提高甲魚的成活率和耐越冬能力，加快生長速度。吳遵霖等(1997

14、)研究認(rèn)為，在甲魚飼料中添加魚蝦四號(hào)0.1%時(shí)，試驗(yàn)組比對(duì)照組多增重8%，添加魚蝦四號(hào)0.2%時(shí)，試驗(yàn)組比對(duì)照組多增重28%。在鰻魚養(yǎng)殖上，肉毒堿能加快鰻魚生長，改善鰻魚肉品質(zhì)，增強(qiáng)抗病抗應(yīng)激能力，減少僵鰻數(shù)量，降低餌料系數(shù)。許民強(qiáng)等(1997)對(duì)日本鰻鱺的研究中發(fā)現(xiàn)，餌料中添加10105肉毒堿，日本鰻鱺絕對(duì)增重增加68%，餌料系數(shù)降低8%；許民強(qiáng)等在歐鰻的研究上也取得了相似的結(jié)果，在歐鰻全價(jià)配合飼料中添加10105肉毒堿，其絕對(duì)增重比對(duì)照組分別提高了32.1%，餌料系數(shù)比對(duì)照組降低了38.5%。張為民等(1998)用肉毒堿飼喂美洲鰻的研究中發(fā)現(xiàn)，美洲鰻飼料中添加10105的肉毒堿，美洲鰻的絕

15、對(duì)增重提高了23.06%，料肉比降低了8.03%，肉毒堿能提高美洲鰻對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，減少了水中氨氮含量，改善了養(yǎng)殖條件，使美洲鰻的成活率有所提高。肉毒堿能提高對(duì)蝦的成活率和增重率，降低餌料系數(shù)，提早提高上市規(guī)格；在羅氏沼蝦的研究中也得到了同樣的結(jié)果。劉萬涵等(1998)總結(jié)了幾年來對(duì)羅氏沼蝦和對(duì)蝦的試驗(yàn)如表1： 表1蝦類餌料中添加肉毒堿增重試驗(yàn)生長指標(biāo)肉毒堿添加量增重率(%)餌料系數(shù)(%)成活率（）羅氏沼蝦對(duì)照組試驗(yàn)組01001002004.082.049596中國對(duì)蝦 對(duì)照組試驗(yàn)組0100100130.14.033.5370.275.3對(duì)照組試驗(yàn)組0100100117.13.733.27

16、782.5對(duì)照組試驗(yàn)組0100100110.7 4.514.2 79.186.7 蝦類平均增重39.48%，餌料系數(shù)降低20.87%。 4肉毒堿的生成肉毒堿可以通過生物學(xué)和化學(xué)合成兩種方法產(chǎn)生。肉毒堿的生物學(xué)方法主要指通過微生物發(fā)酵，目前國內(nèi)肉毒堿的生物合成尚未形成大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，化學(xué)合成仍是該產(chǎn)品的主要來源，化學(xué)合成的肉毒堿通過幾十年的生產(chǎn)試驗(yàn)和研究，在水產(chǎn)動(dòng)物生長方面都取得了與生物合成的肉毒堿具有同樣的效果。5肉毒堿的許多應(yīng)用尚待進(jìn)一步探討5.1在人類的營養(yǎng)研究國外的研究報(bào)道，肉毒堿能治療肥胖癥；嬰兒奶粉中添加適當(dāng)?shù)娜舛緣A能提高嬰兒對(duì)奶粉的吸收。而國內(nèi)未見到這方面的研究和報(bào)道。醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，肉毒堿對(duì)治療糖尿病、脂質(zhì)沉積性肌病、心肌疾病等疑難病癥是很有希望的治療藥物，但目前國內(nèi)外醫(yī)學(xué)在這方面上應(yīng)用也很少。5.2畜牧業(yè)在豬的營養(yǎng)研究及應(yīng)用上，肉毒堿能提高育肥豬生長，但對(duì)瘦肉豬提高瘦肉率的研究仍不具體，還有待進(jìn)一步研究。5.3海水魚的研究目前淡水魚使用肉毒堿的研究都已取得