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甜菜堿，化學(xué)名為三甲基甘氨酸或三甲胺乙內(nèi)酯，屬兩性化合物，在水溶液中呈中性，白色棱狀或葉片狀結(jié)晶，熔點(diǎn)293℃，能耐低于200℃的高溫，具有很強(qiáng)的抗氧化性、保濕性。其水合式溶于水、甲醇和乙醇，微溶于乙醚。室溫下在空氣中極易吸潮而潮解，其味甘甜。分子結(jié)構(gòu)有2個(gè)特點(diǎn)：一是電荷在分子內(nèi)分布呈中性；二是具有3個(gè)活性甲基。
目前，市場(chǎng)上常見的甜菜堿主要有無水甜菜堿、甜菜堿鹽酸鹽、復(fù)合甜菜堿。
無水甜菜堿即天然甜菜堿，其提取以制糖過程中產(chǎn)生的廢糖蜜（含甜菜堿3%-8%）為主要原料，離子排斥提取法為提取工藝。經(jīng)用水洗脫色譜柱，鹽、糖及甜菜堿依次洗脫得以分離，收集甜菜堿洗脫液，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶和分離等可得純度為98%的無水或一水甜菜堿，回收率70%-80%。
復(fù)合甜菜堿含有玉米芯粉等載體，有效成分含量較低，但其吸濕性與無水甜菜堿相比大大降低，在飼料中尤其是水產(chǎn)料中具有緩釋性。
鹽酸鹽甜菜堿中含有24%左右的鹽酸成分，pH值在1-2之間，在飼料中添加具有補(bǔ)充胃酸的作用，但其具有苦澀味適口性很差，并且容易腐蝕設(shè)備。
甲基是合成蛋氨酸、膽堿、肌酸、磷脂、腎上腺素、核糖核酸和脫氧核糖核酸等具有重要生理作用物質(zhì)所必須的基團(tuán)，在免疫、神經(jīng)、泌尿、消化等系統(tǒng)中起著重要作用。甜菜堿是生物體內(nèi)最有效的甲基供體，動(dòng)物體內(nèi)甲基來源主要為甜菜堿、膽堿和蛋氨酸，三者理論上的供甲基能力為3.7︰1.6︰1，然而同位素研究證明，甜菜堿作為甲基供體效率高于膽堿12-15倍。
膽堿在線粒體中在VB12和核黃素的參與下可轉(zhuǎn)化為甜菜堿，金屬離子、離子型抗球蟲藥等可抑制膽堿在線粒體中的轉(zhuǎn)化。甜菜堿的轉(zhuǎn)甲基作用受到甲基轉(zhuǎn)移酶（BHMT）和β-胱硫醚合成酶（β-CYST）的雙向調(diào)控，即在機(jī)體甲基不足時(shí)，甜菜堿能顯著提高動(dòng)物肝中BHMT的活力，使高半胱氨酸接受甜菜堿的甲基，合成蛋氨酸；而在甲基滿足機(jī)體需要時(shí)，則通過提高β-CYST活性，促使高半胱氨酸通過轉(zhuǎn)硫途徑形成胱硫醚，使機(jī)體甲基代謝途徑處于穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡。高半胱氨酸只能由蛋氨酸在體內(nèi)代謝產(chǎn)生，因此甜菜堿不能取代蛋氨酸的作用，但能夠節(jié)省蛋氨酸用量。
Virtanen（1995）認(rèn)為，甜菜堿可用于替代部分膽堿，作為甲基供體的來源。許梓榮等（1998）研究表明，在豬飼糧中添加甜菜堿能顯著提高BHMT的活性，并增加了血液中蛋氨酸的含量。馮杰等（2001）以添加1000和1500mg/kg甜菜堿的飼糧分別飼喂生長肥育豬，增加了豬肝臟甜菜堿高半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶活力，生長期總活力與比活力1500mg/kg組分別增加23.08%和18.18%；肥育期則以1000mg/kg組更為明顯，總活力與比活力分別提高16.33%和15.63%并發(fā)現(xiàn)這兩種酶的變化與甜菜堿的添加量有關(guān)。
脂肪酸的合成主要以乙酰輔酶A（CoA）和還原型輔酶II（NADPH）為底物。檸檬酸-丙酮酸循環(huán)為脂肪酸的合成提供乙酰CoA，乙酰CoA羧化酶（ACC）催化形成丙二酰單酰CoA。
甜菜堿代謝可產(chǎn)生賴氨酸，為肉堿的合成提供骨架，同時(shí)可提供活性甲基作為合成原料，具有增加肉堿合成的能力。肉堿的活性形式為長鏈脂酞肉堿，即酸不溶肉堿，動(dòng)物機(jī)體內(nèi)甲基含量增高可促進(jìn)肉堿向酸不溶肉堿形式轉(zhuǎn)化。長鏈脂肪酸通過與肉堿結(jié)合為脂酰肉堿后才能向線粒體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行β-氧化，肝臟中游離肉堿合成量增多，使脂肪酸的運(yùn)載增強(qiáng)，從而促進(jìn)脂肪酸氧化，并由此反饋性地增強(qiáng)了豬不同階段脂肪分解酶的活力，加快脂肪分解。
甜菜堿能夠顯著提高機(jī)體生長激素（GH）和胰島素樣生長因子Ⅰ（IGF-Ⅰ），從而促進(jìn)了組織中蛋白質(zhì)的沉積，提高胴體瘦肉率。另外，添加甜菜堿提高了肝和腺垂體中環(huán)腺苷酸（CAMP）的含量，第二信使水平提高，促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄并通過激活依賴CAMP-蛋白激酶，催化蛋白質(zhì)磷酸化，從而使能量動(dòng)員增加并促進(jìn)蛋白酶分泌。蛋白質(zhì)的生物合成是以mRNA為模板進(jìn)行的，而以DNA為模板轉(zhuǎn)錄成RNA必須經(jīng)過加工和修飾作用，對(duì)其甲基化是一種重要的修飾作用。
甜菜堿含量不足，甘氨酸和絲氨酸將經(jīng)過磷脂化途徑可以形成甜菜堿，消耗體內(nèi)氨基酸。飼糧中添加甜菜堿不僅可以節(jié)約蛋氨酸用量、增加體內(nèi)膽堿、肉堿等載體蛋白的含量，而且其代謝可產(chǎn)生賴氨酸、甘氨酸、絲氨酸。馮杰和懷明燕等報(bào)道，甜菜堿使生長肥育豬血清中游離蛋氨酸、精氨酸、纈氨酸、亮氨酸、甘氨酸和絲氨酸的含量呈上升趨勢(shì)。
甜菜堿可顯著提高豬不同階段血清中GH和IGF-Ⅰ水平。許梓榮等（1998）、汪以真等（1999）認(rèn)為其作用機(jī)制為：甜菜堿可以增加血清中精氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和甘氨酸等的量及血清中氨基酸總量，而血清中這幾種氨基酸的增加，均作用于腹內(nèi)側(cè)核，與該區(qū)域受體集合，從而刺激生長激素的分泌。
盡管有研究表明，禽類的生長調(diào)控機(jī)制與哺乳動(dòng)物存在差異，即哺乳動(dòng)物個(gè)體生長發(fā)育變化，主要是GH依賴型的，而禽類則大多數(shù)是非依賴型的，外周血液中的GH水平和垂體基因的表達(dá)水平與禽類的生長并不呈正相關(guān)。但當(dāng)家禽營養(yǎng)狀況顯著改善時(shí)，肉雞血液中的GH和IGF-Ⅰ水平同時(shí)升高，能促進(jìn)肉雞的生長。
甜菜堿能促進(jìn)動(dòng)物攝食，提高餌料的適口和利用率。甜菜堿廣泛分布于魚類餌料生物中，很多魚類的味覺系統(tǒng)對(duì)這種物質(zhì)高度敏感。大量研究表明，甜菜堿對(duì)鯽魚、河豚魚、紅鰭東方鲀、多佛鰨魚、異育銀鯽、蝦、羅氏沼蝦有誘食作用，加快攝食速度減少水質(zhì)污染。
甜菜堿對(duì)滲透壓的激變具有緩沖作用，維持細(xì)胞滲透壓平衡。當(dāng)組織滲透壓發(fā)生變化時(shí)，甜菜堿能被細(xì)胞吸收，防止細(xì)胞水分流失及鹽類的進(jìn)入，提高細(xì)胞Na-K泵功能，調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道的水分的離子平衡、維護(hù)腸道功能，減緩腹瀉的發(fā)生。
飼料中添加甜菜堿可幫助家禽避免脫水并保持采食量，從而顯著改善家禽的飼料利用率和體增重。家禽控制自身水平衡的機(jī)制會(huì)消耗大量能量，而甜菜堿則有助于家禽有效地保留水分。
維生素的穩(wěn)定性差，易受光、熱、濕的影響，隨時(shí)間的延長也會(huì)逐漸損耗，大多數(shù)維生素都或多或少在效價(jià)上存在降低現(xiàn)象。甜菜堿為兩性化合物，在水溶液中呈中性，具有很強(qiáng)的抗氧化性能，防止脂溶性維生素A、D、E、K的氧化，保護(hù)其效價(jià)，在飼料的加工與貯存過程中對(duì)維生素有保護(hù)作用。
球蟲病是養(yǎng)雞業(yè)的一大重要疾病，近年來發(fā)現(xiàn)這類抗球蟲藥的效果越來越差，球蟲已表現(xiàn)出越來越強(qiáng)的抗藥性。甜菜堿可提高聚醚類等抗生素的增重，甜菜堿與聚醚類抗生素合用，可以降低聚醚類抗生素的毒性反應(yīng)，特別是對(duì)聚醚類抗生素與其它抗菌藥物聯(lián)合應(yīng)用時(shí)所產(chǎn)生的不良反應(yīng)有減弱或消除作用。
來源：東北飼料信息