趙瑜等

長期以來人們就得知，來自甜菜的天然態(tài)甜菜堿能夠給商業(yè)性動物生產者帶來顯著的經濟效益（圖1）。就豬而言，尤其是初生仔豬，該化合物能夠作為豬體內的滲透調節(jié)劑和甲基供體。

中圖分類號：S816.79 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2015）09-0013-03

甜菜堿最恰當?shù)拿枋鍪歉拾彼岬娜谆苌?，其相對大量地天然存在于水生無脊椎動物和甜菜中。來自甜菜糖蜜和酒精糟液的天然態(tài)甜菜堿在動物生長的關鍵階段如何發(fā)揮其特殊的功效？同時天然態(tài)甜菜堿是如何比合成甜菜堿產生更多的價值？

1 甜菜堿的雙重功效

要理解甜菜堿如何提高飼料的營養(yǎng)價值，重要的是要了解其二個關鍵功效：

作為滲透調節(jié)物質——甜菜堿的雙極兩性離子結構和電荷中和特性使其很容易地與水結合形成氫鍵。因其容易被吸收，天然態(tài)甜菜堿能夠有效地提高細胞內的滲透壓。在不增加細胞內離子水平的情況下，動物只需動用較少的能量就能維持細胞內的水量。因此，細胞內的酶活性和蛋白結構因此得以維持，進而它們能夠繼續(xù)發(fā)揮其正常的功能而不會受到滲透壓的影響。

作為甲基供體——甜菜堿能夠提供多種物質合成所需的甲基基團，這些物質包括：

肌酸和肉堿——對能量的產生具有重要作用；

生物膜——對細胞膜的正常功能和神經健康極為重要；

合成嘌呤和嘧啶——用于DNA的合成；

腎上腺素——一種應激激素；

DNA的甲基化。

甲基對免疫系統(tǒng)發(fā)揮其基本功能方面也是必不可少的。甜菜堿在甲基轉移循環(huán)中有望提供三個甲基，該循環(huán)是動物代謝中的一個重要過程：

甜菜堿是一種高效的甲基供體，能夠直接將甲基基團轉移給同型半胱氨酸以使其生成甲硫氨酸（這是甲硫氨酸再生的一個重要過程）。

膜磷脂和神經遞質乙酰膽堿等化合物的合成需要膽堿。膽堿也可以作為甲基供體，但是其必須先轉化為甜菜堿后才可以提供甲基。這種轉化效率只有55 %左右。

蛋氨酸可用于蛋白質的合成，也可在轉化為 S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosyl-methionine，SAM）后作為甲基供體。

膽堿、氯化物和蛋氨酸常被添加到動物飼料中作為甲基供體，但是天然態(tài)甜菜堿在提供甲基方面具有最高的生物活性和成本效益。

2 添加甜菜堿是必然的選擇

甜菜堿的雙重功效在受孕、妊娠、哺乳和肥育的各個階段都能提高動物的生產性能。在斷奶期間，生理應激導致的仔豬脫水是養(yǎng)豬生產者面臨的重要挑戰(zhàn)。天然態(tài)甜菜堿作為一種滲透調節(jié)劑通過其作用模式，通過維持細胞內水和離子的平衡，從而能夠增強水分的保持和吸收，并減少能量的消耗。

炎熱的夏季會導致母豬的繁殖能力下降，甜菜堿作為一種滲透調節(jié)劑能夠特別有效地增加母豬的能量供應，提高母豬繁殖能力。

研究表明，在飼料中添加天然態(tài)甜菜堿能夠改善動物腸道張力（圖2），而熱應激等不利因素會導致動物腸道彈性變差。當環(huán)境溫度升高時，血液會優(yōu)先流向皮膚以利于散熱。這會導致流向胃腸道的血液減少，這反過來又會影響消化以及降低營養(yǎng)的消化率。

應激會導致生長豬腸道結構改變，如果不加以控制的話，進而會降低腸道的收縮能力。天然態(tài)甜菜堿對動物的腸道結構和免疫系統(tǒng)會產生有益的作用。其對維持動物腸道完整性的有利作用能夠保護動物免受與球蟲病或腸道內其他不良微生物增殖引發(fā)的脫水環(huán)境，而脫水可能會損害動物的生產性能。

較高豬腸道韌性產生的另一個有利作用是，在屠宰加工摘除腸道過程中可以盡最大的可能減少腸道的破裂以及由破裂引發(fā)的腸道食糜污染胴體的可能性。

此外，甜菜堿對甲基化的貢獻可以顯著提高動物產值。母豬飼料中補充甜菜堿可以降低妊娠損失，改善母豬繁殖性能，增加后續(xù)胎次的窩產仔數(shù)（圖3）。甜菜堿還可以使各年齡段的豬節(jié)省維持能，使更多的新陳代謝能量用于增加胴體瘦肉和提高動物的活力。這種功效在需要更多維持能量的仔豬斷奶期至關重要。

天然態(tài)甜菜堿對動物生產性能的積極作用使得其在美國等市場上具有極其有用的價值，在美國，豬流行性腹瀉（Porcine Epidemic Diarrhoea，PED）的暴發(fā)已影響了豬的存欄數(shù)，而且每頭母豬的斷奶仔豬價值超過了50美元。早期快速的生長經濟上非常有意義——在斷奶期間仔豬體重每增加1 kg，生產周期就會減少4 d～5 d。

營養(yǎng)師應該檢查供應設備的可用性，以確保能準確提供甜菜堿的數(shù)量和安全地取代價格昂貴的蛋氨酸和膽堿，以便既能省錢又可提高動物生產性能。

3 天然態(tài)甜菜堿與合成態(tài)甜菜堿的比較

企業(yè)宣稱與天然態(tài)甜菜堿有相似生物活性的化學合成態(tài)甜菜堿產品，如鹽酸甜菜堿（betaine hydrochloride），最近的研究已經被證明兩者在提高動物生產性能方面存在著顯著的差異。

在比較兩者的滲透調節(jié)功能時，這種差異被發(fā)現(xiàn)是極其顯著的。作為體內一種高效的滲透調節(jié)物，非常重要的是甜菜堿能夠迅速并完全溶于水。對比試驗表明，天然態(tài)甜菜堿的水溶性約是鹽酸甜菜堿的三倍，其溶于水的速度是鹽酸甜菜堿的兩倍以上。鹽酸甜菜堿較低的水溶性會減少細胞攝入的甜菜堿數(shù)量，降低其作為滲透調節(jié)劑和甲基供體的功效。鹽酸甜菜堿的高氯含量也會破壞細胞水平衡，干擾甜菜堿重要的滲透調節(jié)功能，導致墊料潮濕以及動物生產性能變差。

利用體外腸道細胞模型進行的進一步研究表明，與天然態(tài)甜菜堿相比，鹽酸甜菜堿會對腸道屏障產生消極的影響，會顯著降低跨膜電阻值以及降低細胞ATP含量。腸上皮細胞間較差的緊密連接，會導致抗原突破腸道的屏障，引發(fā)強烈的破壞性炎癥反應。與對照組和天然態(tài)甜菜堿組相比，鹽酸甜菜堿也會顯著增強細胞的炎癥反應，這從IL-8產生顯著增加上可以得到證明。

4 已被證明甜菜堿能提高經濟效益

總之，有大量證據(jù)表明在豬飼料中添加甜菜堿具有重要的作用。研究還表明使用天然態(tài)甜菜堿產生的效益優(yōu)于合成態(tài)甜菜堿。

改善胴體組成、提高瘦肉率、降低維持能需求量、增強抗熱應激能力和支持腸道結構是天然態(tài)甜菜堿在試驗中表現(xiàn)出的主要優(yōu)點。這些功效已經在母豬、仔豬和生長肥育豬上得到證實的事實，表明可以在養(yǎng)豬生產中廣泛應用天然態(tài)甜菜堿，以提高豬的生產性能，并降低生產成本?！酢?/p>

原題名：Betaine supplementation for better pig productivity （英文）

原作者：Dave Hall [美國Danisco（丹尼斯克）動物營養(yǎng)大客服經理]