利用天然甜菜堿獲得更好的飼料轉化率

飼料中甜菜堿對動物的生產性能會產生許多積極的作用。最近利用源自甜菜蜜糖的甜菜堿進行的一系列研究，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構（雙極結構的中性分子）的季銨類化合物。它首先發現于甜菜蜜糖汁中，隨后又在其他植物（菠菜）、動物（蝦、有殼水生動物）和微生物中被發現。在細胞線粒體中，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因其具有兩個主要的生理功能——滲透性和甲基供體，而在動物飼料行業被廣泛利用。本文將對甜菜堿的這兩個功能進行簡要的討論。

1 滲透性

甜菜堿有助于維持細胞的容積（Klasing等，2002），并且能夠促進細胞內水分的存留，因為它被認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胞正常功能的情況下在細胞內積聚。此功能可發揮著重要的作用，尤其當動物處于熱應激狀態下時（Yancey等，1982），它能幫助動物恢復酸堿平衡，最終通過提高肌肉的持水能力來增加肉雞胴體的胸肌產量（Esteve-Garcia和Mack，2000）。在熱應激狀態下，更多的BET會通過CHOL合成（Craig，2004），以盡量減少熱應激產生的不良效應。

2 甲基供體

甜菜堿可以作為甲基供體，將同型半胱氨酸轉化為蛋氨酸（Methionine，MET）。據Craig（2004）介紹，MET在被轉變為S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine，SAM）的過程中，能夠向體內許多甲基化反應（例如RNA、蛋白以及脂類的合成）提供一個甲基基團（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，進而啟動另一個循環模式。這就是為什么BET實際上不僅被認為是蛋氨酸而且也被認為是CHOL的備用營養物質的原因，因為BET是在CHOL氧化酶的作用下由CHOL合成而來的。根據Pillai等（2006）的研究，當向蛋氨酸不足的肉雞日糧中添加CHOL或者BET時，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的含量不足以向細胞提供所需數量的甲基化化合物。因為，眾所周知該化合物是磷脂和細胞膜合成中的一個重要營養物質元素，也是神經遞質乙酰膽堿合成中的一個重要營養物質元素（Rompala和King，1995；Stryer，1995），當乙酰膽堿氧化成BET時，實際上就偏離了它的基本作用（Kidd等，1997）。肉毒堿是由SAM提供的甲基基團形成的產物之一，這就是為什么BET被認為是抗脂肪肝物質的原因（Jahanian和Rahmani，2008），因為它間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一樣能促進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脂肪酸氧化，結果可以減少脂肪組織中可利用的長鏈脂肪酸數量，因此可降低腹部脂肪含量（Zhan等，2006）。現今市場上有兩種來源的BET，最常見的一種是從甜菜蜜糖（制糖工業的副產物）中提取的無水甜菜堿，但最近合成的BET氫氯化物也供應市場。據文獻記載，兩種來源的BET具有相同的營養特性[根特大學（2010），未發表]。然而，還需要進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。

3 蛋氨酸

考慮到蛋氨酸是家禽營養中的第一限制性氨基酸，它在家禽體內不能合成，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，可以保護細胞免受氧化應激的影響）的特性之外，也是結構蛋白的主要成分，并且與免疫系統中蛋白質的合成有關（Grimble，2006）。在過去的幾年中，在飼料配方中添加合成MET成為一個重要的關注點。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），但是當日糧缺乏這些物質時可以部分代替它們（Zhan等，2006；Attia等，2005）。由于BET、CHOL和MET之間在代謝上存在互作關系，多項研究已經在肉雛雞上展開，以調查向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、環境條件、其他條件上所測得響應參數等因素造成的。

4 肉雞上的研究

在此基礎上，最近一項試驗在荷蘭開展，目的是確定向缺乏MET和CHOL的日糧中添加BET的畜牧學效應——對生長期（10～28日齡）肉雛雞生產性能的影響，同時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（以下稱產品1和產品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不同的部分：天然的、富含甜菜堿的和脫糖的。此項研究對四種產品進行了檢測，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）、產品C（96 %脫水甜菜堿——天然產物）和產品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行——840羽1日齡Ross308肉雞分配入7個處理中，每個處理設6個重復，每個重復20羽肉雞，共42個雞欄；公雞和母雞在10～28日齡時分開圈養，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日糧（T1），CP水平為19.84 %，ME含量為3 000 kcal/kg。10～28日齡的試驗結果見表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化率（FCR，P>0.05）。當測定矯正FCR（FCR按1.5 kg活重為標準進行校正）以比較肉雛雞生產性能時，也觀察到同樣的結果。經計算得知，每100 g BWG（日增重）的變化被認為會帶來3個點的FCR調整。從10～28日齡肉雞上觀察的結果表明，當與對照組日糧或者添加DL-MET或CHOL組日糧相比時，產品1和產品2比其他兩種BET能夠使肉雞產生相同甚至更好的生產性能。換言之，此試驗的結果表明，在已經審過的日糧（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——無論是產品1、產品2還是產品C替代，且不會損害肉雞的生產性能，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

這些結果證實了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，結果發現添加 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，在提高肉雞生產性能和胴體品質上與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性能；Rostagno和Pack（1996）、Esteve-Garcia等（2000）和Lukic等（2012）指出，在不產生負面影響的前提下BET不可能代替MET。總之，BET可以替代肉雞日糧中一定量的MET。在此試驗中，我們發現，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，獲得了相似的生產性能。為了得出BET對MET的相對效應，在MET缺乏水平上應該使用斜率比法。

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

原作者：Barbara Auer