牛磺酸的生理功能及其在豬養殖中的應用

常 磊 趙全成 曲登峰 高 翔 鄭州市獸藥飼料監察所 鄭州 450052

牛磺酸（Taurine）即β-氨基乙磺酸，是一種含硫的非蛋白氨基酸，因于1827年首次由德國科學家Tiedemann和Gmelin從牛膽汁中分離獲得，故又被稱為牛膽堿、牛膽素。研究表明牛磺酸不僅能提高神經傳導和視覺功能，還具備調節脂類消化吸收、調節機體分泌、保護機體細胞、提高機體免疫等功能，現已被廣泛應用于醫藥和食品等行業。

1 牛磺酸的生理功能

1.1 牛磺酸對神經系統的影響 牛磺酸在腦內的含量豐富，分布廣泛，是神經系統中含量最多的游離氨基酸之一，在動物大腦皮層、小腦及嗅球等區域均有分布。牛磺酸具有神經營養、促進神經生長發育及神經損傷保護作用，牛磺酸治療還可以提高視神經組織中MMP-2、MMP-9的表達，從而對視神經再生修復起到促進作用[1]。在牛磺酸對抗鋁致大鼠神經系統細胞?凋亡及過氧化損傷試驗中，喬夢[2]選用60只健康雄性SPF級Wistar大鼠進行試驗，結果表明牛磺酸能夠有效拮抗鋁染毒所致大鼠神經系統過氧化損傷及細胞凋亡，對大鼠神經系統具有一定的保護作用。牛磺酸作為神經遞質，可維持細胞內外離子的穩定，并能降低由于外界不良因素造成的神經毒性作用，而作為中樞神經系統的營養因子，則可促進神經生長發育及再生[3]，具有神經保護作用。

1.2 牛磺酸對脂質代謝的影響 牛磺酸和膽酸合成牛磺膽酸后隨膽汁排入消化道，促進脂肪乳化，增加脂肪酶的生物學活性，并可協助中性脂肪、膽固醇以及脂溶性維生素等其他脂溶性物質的消化吸收。對于牛磺酸對膽固醇沉積的影響，張劍鋒[4]發現0.005%牛磺酸與低聚木糖或益生菌復配飼喂蛋雞，均可以顯著降低蛋黃膽固醇和甘油三酯含量，從膽固醇合成和沉積的角度改善蛋雞脂類代謝。在牛磺酸對蛋雞體內脂類代謝影響試驗中，于昱[5]選取504羽59周齡海蘭褐蛋雞進行試驗，結果表明日糧中添加牛磺酸能顯著降低68周齡蛋雞血清總膽固醇、甘油三酯含量；顯著提高64周齡及68周齡蛋雞血清高密度脂蛋白膽固醇含量；其中以添加0.005%牛磺酸調節蛋雞脂類代謝的效果最佳。

1.3 牛磺酸對細胞的保護作用 牛磺酸對機體細胞，如肝細胞、心肌細胞、紅細胞等均具有一定的保護作用。研究表明，牛磺酸不僅可以參與細胞膜磷脂代謝，維持細胞內外滲透壓，還可以調控細胞鈣離子的轉運和動態平衡，清除自由基過氧化損傷等。此外，在牛磺酸對H9C2心肌細胞缺氧/復氧損傷保護試驗中，韓暢暢[6]選用大鼠做試驗，結果表明大鼠心肌細胞株H9C2進行缺氧/復氧后，可引發細胞凋亡，而經過牛磺酸預處理1 h后，凋亡率有顯著性降低，起到抗凋亡作用。孫瑞媛[7]在牛磺酸對熱應激致肉雞主動脈內皮細胞損傷保護試驗中證實，添加一定濃度的牛磺酸能夠增強主動脈內皮細胞的抗氧化能力，抑制主動脈內皮細胞的凋亡。

1.4 牛磺酸對激素分泌的影響 大量試驗表明，牛磺酸在甲狀腺、腎上腺、性腺等內分泌器官正常機能運轉中發揮著積極的調節作用。在牛磺酸對雌性大鼠生殖激素分泌及卵泡發育試驗中，牟藤[8]指出牛磺酸對不同發情周期大鼠促性腺激素釋放激素、泌乳素、促黃體生長素、雌二醇和孕酮的分泌均有一定的刺激作用；牛磺酸可通過增加卵巢中促卵泡刺激素受體和促黃體生成素受體的數量，促進性激素合成關鍵酶的表達來促進雌激素的合成與分泌。對于甲狀腺激素的分泌，牛磺酸同樣具有促進作用，進而增強機體的代謝能力。

1.5 牛磺酸對免疫系統的影響 牛磺酸在淋巴細胞和中性粒細胞中的含量非常豐富，分別占兩類細胞游離氨基酸總量的50%和76%。牛磺酸不僅對淋巴細胞具有保護作用，還能有效促進其增殖。據劉曉軍[9]報道，長期使用缺乏牛磺酸的食物喂貓會引起貓機體免疫系統的廣泛變化，與補充組相比，其白細胞總數顯著減少；功能研究表明，多核白細胞發生呼吸鏈中斷，對表皮葡萄球菌的吞噬作用和細胞內殺滅作用明顯減弱，B細胞區出現成熟和不成熟淋巴細胞，T細胞區動脈周圍出現淋巴細胞的耗竭，并發生輕微的進行性血管外溶血。另據費東亮[10]報道，在熱應激條件下，日糧中添加一定水平的牛磺酸能夠顯著提高小腸黏膜中SIgA的含量，進而保護腸黏膜，維持和增強腸道免疫力，從而緩解熱應激對肉雞機體的損傷。大量試驗證實，牛磺酸與免疫功能密切相關，在免疫調節方面發揮著不可替代的作用。

2 牛磺酸分布與制備

牛磺酸廣泛存在于動物的組織、細胞內，其中哺乳動物組織細胞中神經、肌肉及腺體牛磺酸的含量較高，而在大多數植物及其果實或細菌中則幾乎不存有牛磺酸。天然牛磺酸分散、量少，大量的牛磺酸獲取還得靠化學合成。目前國內合成牛磺酸的途徑主要有兩種，一種是以乙醇胺為原料，經硫酸酯化，亞硫酸鈉還原得到牛磺酸；另一種是以環氧乙烷為原料，經亞硫酸鈉開環加成，在高溫高壓下與氨反應合成牛磺酸。兩種途徑各有利弊，也有試驗性文章對目前的合成方式進行優化改進，如據何曉強[11]試驗結果表明，以乙醇胺為原料，在改性催化劑的作用下，經分子內脫水和與亞硫酸氫銨開環加成兩步反應制備牛磺酸，乙醇胺的轉化率達93.2%，選擇性84.6%，牛磺酸總收率達到73%（以乙醇胺計），工藝優于乙醇胺酯化法和環氧乙烷法。周彩榮等[12]用亞硫酸銨代替亞硫酸鈉作為磺化反應的原料，在含氨氣體存在下與2-氨基乙醇硫酸酯進行磺化反應，牛磺酸的一次結晶率可達67.94%，純度接近100%。

牛磺酸的生產企業大多分布于日本、美國等發達國家和地區，我國生產牛磺酸的企業數量少，產量低，且產品多用于出口，其他的多用于醫藥和食品添加劑，作為飼料添加劑使用則較少。

相較于國外的成熟技術，目前國內牛磺酸的合成與分離技術依然有很大的發展潛力，牛磺酸的使用推廣還遠不如國外。

3 牛磺酸在豬生產中的應用

牛磺酸對豬的作用，主要集中于促進腸道健康以及提高飼糧利用率。劉悅等[13]選取96頭21日齡斷乳的去勢杜洛克×長白×約克夏雜交公豬進行試驗，分別飼喂添加了0、0.3%、1.5%、3%牛磺酸的飼糧，結果表明飼糧中添加0.3%牛磺酸對仔豬的生長和健康有一定的促進作用；與對照組相比，飼糧中添加0.3%牛磺酸能降低仔豬腹瀉指數29%（P＜0.05）；飼糧添加0.3%牛磺酸能顯著降低仔豬1～14 d、15～28 d和1～28 d的料肉比（P＜0.05）。陳松等[14]同樣證實，日糧中添加牛磺酸不僅可以提高斷乳仔豬日增重，改善日采食量和料重比，還可以有效提高鈣、磷、干物質、有機物的消化率，改善腸道吸收功能。尚芳[15]選取48頭28±1日齡斷乳仔豬進行試驗，同樣得出一定劑量（0.1%）的牛磺酸可以提高鈣、磷、干物質、有機物的消化率，調節腸道吸收功能，以及改善仔豬斷乳后4周內的腹瀉指數和腹瀉頻率。另一方面，張小龍[16]證實，牛磺酸還能夠有效緩解早期斷乳仔豬的斷乳應激反應，且以0.1%牛磺酸+0.6%谷氨酰胺添加效果最好。

此外，牛磺酸還有助于提高豬的繁殖性能。李方方等[17]試驗得出：（1）種公豬飼糧中長期添加牛磺酸可以增強種公豬的性欲，提高精液品質；（2）牛磺酸可以促進FSH、LH和T的分泌，提高血清中FSH、LH和T的含量；（3）牛磺酸可以提高種公豬精漿TAOC含量，減少MDA含量，提高SOD和GSH-PX活力，總體提高精漿的抗氧化能力；（4）牛磺酸的適宜添加水平為6 g/kg。

據陳釗[18]報道，牛磺酸對母豬哺乳期的生產性能亦具有促進作用，母豬采食量增加，仔豬斷乳個體重、日均增重、成活率有所提高，但與部分前期報道結果不完全一致，需要進一步驗證。

4 展 望

我國作為養豬大國和豬肉品消費大國，豬的養殖在畜牧生產中占據著舉足輕重的地位，但牛磺酸在豬生產中的應用研究還不夠全面和深入。特別是仔豬腹瀉問題，已是影響生豬養殖的重要威脅之一，如果牛磺酸能夠很好地解決仔豬腹瀉的發生，對生豬養殖來說意義非凡。

作為動物的條件性必需氨基酸，飼料中添加適宜劑量的牛磺酸應該是安全有效的，但目前牛磺酸在畜牧養殖生產中的研究還不夠，比如牛磺酸對畜禽生產性能的確切影響、作用機理；牛磺酸在畜禽不同生長階段的適宜添加劑量、與其他日糧搭配的互作效應、日常添加有無最高限量要求等仍需大量的試驗來提供參考；另外，牛磺酸生產工藝的改進等均有待進一步研究。

隨著飼料行業全面禁抗時代的臨近，飼料添加劑朝著綠色環保高效的方向發展已是一種趨勢，牛磺酸的生理功能決定了它在飼料生產領域必將會占有重要的一席之地。