甜菜碱代替蛋氨酸在生产中的应用

甜菜碱的营养作用和效果甜菜碱(Betaine)是首先在欧洲被发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名，但其功效直到二十世纪七十年代才渐被认识。

甜菜碱普遍存在于动植物体内，是动物代谢的中间产物，在营养物质的代谢中起着十分重要的作用，近年来，欧美一些国家相继在畜禽生产和水产养殖中进行了大量的研究，证实了甜菜碱是动物机体内重要的甲基供体，参与氨基酸和脂肪的代谢，调节动物体内渗透压，具有促进生长、改善胴体组成、提高肉质、提高水产饵料的诱食性等功效。

随着甜菜碱化学合成方法的进一步成熟，生产成本不断降低，已广泛应用于畜禽配合饲料中，在水产饲料和观赏动物饲料中使用也已十分普遍，大量试验研究表明，甜菜碱是一种无毒、害、无污染的新型多功能添加剂。

一、甜菜碱的理化特性。

(一)、甜菜碱的化学结构甜菜碱是—种季铵型生物碱，又名甘氨酸甜菜碱、三甲基甘氨酸等，化学名称为N-N-N-三甲基甘氨酸内盐，分子式C5H11NO2,分子量117.15，其化学结构与氨基酸、胆碱相似(二)、甜菜碱的理化特性纯品天然甜菜碱为微棕色流动性结晶粉末，能耐高温，熔点293℃；合成纯品甜菜碱则为白色或淡黄色结晶粉末，熔点301℃～305℃；有较强的吸水性，极易潮解，并释放出三甲胺；在水中极易溶解(160g／100g水)，易溶于甲醇，微溶于乙醇，在氯仿或乙醚中不溶。

(三)、甜菜碱的安全性甜菜碱本身是动物体内的代谢中间产物，经大量实验证明，甜菜碱及其盐类无毒、无害、无污染，其小鼠半数致死量(LD50)在11，000m9／kg，对动物无致畸、致癌、致突变作用，是公认的安全物质。

二、甜菜碱的生产工艺(一)、天然提取法甜菜糖蜜是提取天然甜菜碱的主要原料，提取工艺主要有两种，一是离子交换法，此方法是将稀释的糖蜜流经强阳离子交换树脂柱和其它成份分离而留在柱内，后用稀氨水洗脱甜菜碱，洗脱液再流经强阴出了交换树脂，洗出液经蒸发、脱色、结晶、过滤制得甜菜碱；另一种普遍使用的方法是离子排斥法，此方法是将糖蜜导入填充有聚乙烯-二乙烯树脂的色谱分离柱(树脂交联二乙烯苯5.5％，柱温80℃左右，料液流速接近色谱系统临界速度)，用水洗脱色谱分离树时，盐、糖及甜菜碱依次排出得以分离，再将收集液经蒸发、浓缩、三段结晶、过滤制得纯度约98％的无水或一水甜菜碱。

甜菜碱的营养作用和应用效果Revised as of 23 November 2020甜菜碱的营养作用和应用效果甜菜碱(Betaine)是首先在欧洲被发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名，但其功效直到二十世纪七十年代才渐被认识。

甜菜碱普遍存在于动植物体内，是动物代谢的中间产物，在营养物质的代谢中起着十分重要的作用，近年来，欧美一些国家相继在畜禽生产和水产养殖中进行了大量的研究，证实了甜菜碱是动物机体内重要的甲基供体，参与氨基酸和脂肪的代谢，调节动物体内渗透压，具有促进生长、改善胴体组成、提高肉质、提高水产饵料的诱食性等功效。

随着甜菜碱化学合成方法的进一步成熟，生产成本不断降低，已广泛应用于畜禽配合饲料中，在水产饲料和观赏动物饲料中使用也已十分普遍，大量试验研究表明，甜菜碱是一种无毒、无害、无污染的新型多功能添加剂。

一、甜菜碱的理化特性(一)、甜菜碱的化学结构甜菜碱是—种季铵型生物碱，又名甘氨酸甜菜碱、三甲基甘氨酸等，化学名称为N-N-N-三甲基甘氨酸内盐，分子式C5H11NO2,分子量，其化学结构与氨基酸、胆碱相似。

(二)、甜菜碱的理化特性纯品天然甜菜碱为微棕色流动性结晶粉末，能耐高温，熔点293℃；合成纯品甜菜碱则为白色或淡黄色结晶粉末，熔点301℃～305℃；有较强的吸水性，极易潮解，并释放出三甲胺；在水中极易溶解(160g／100g水)，易溶于甲醇，微溶于乙醇，在氯仿或乙醚中不溶。

(三)、甜菜碱的安全性甜菜碱本身是动物体内的代谢中间产物，经大量实验证明，甜菜碱及其盐类无毒、无害、无污染，其小鼠半数致死量(LD50)在11，000m9／kg，对动物无致畸、致癌、致突变作用，是公认的安全物质。

二、甜菜碱的生产工艺(一)、天然提取法甜菜糖蜜是提取天然甜菜碱的主要原料，提取工艺主要有两种，一是离子交换法，此方法是将稀释的糖蜜流经强阳离子交换树脂柱和其它成份分离而留在柱内，后用稀氨水洗脱甜菜碱，洗脱液再流经强阴出了交换树脂，洗出液经蒸发、脱色、结晶、过滤制得甜菜碱；另一种普遍使用的方法是离子排斥法，此方法是将糖蜜导入填充有聚乙烯-二乙烯树脂的色谱分离柱(树脂交联二乙烯苯％，柱温80℃左右，料液流速接近色谱系统临界速度)，用水洗脱色谱分离树时，盐、糖及甜菜碱依次排出得以分离，再将收集液经蒸发、浓缩、三段结晶、过滤制得纯度约98％的无水或一水甜菜碱。

甜菜碱及其在临床中的应用章文（新乡医学院/ 河南医学高等专科学校附属医院，河南新乡453003）摘要：甜菜碱是一种三甲基甘氨酸，在生理上是一种重要的渗透保护剂和甲基供体。

近几年研究发现，甜菜碱在多种疾病中具有重要作用。

本文对甜菜碱的生理、药理作用及其临床应用进行综述。

关键词：甜菜碱；渗透保护剂；甲基供体；同型半胱氨酸本文引用格式：章文 . 甜菜碱及其在临床中的应用[J]. 智慧健康 ,2019,5(21):115-116.0 引言甜菜碱是一种天然物质，广泛分布在麦麸、小麦胚芽、菠菜、甜菜、微生物和水生无脊椎动物等动植物中，因为它看起来像甘氨酸，有三个额外的甲基，因此甜菜碱也被称为三甲基甘氨酸。

膳食甜菜碱的摄入是人体甜菜碱的重要来源，甜菜碱主要分布在肾脏、肝脏和大脑中。

除了膳食摄入外，甜菜碱还可以在体内由胆碱合成。

甜菜碱的生理意义，一方面，甜菜碱作为甲基供体在甜菜碱- 同型半胱氨酸甲基转移酶（BHMT）催化下，使同型半胱氨酸形成蛋氨酸，主要发生在肝脏和肾脏；另一方面，甜菜碱是基本的渗透保护剂，主要积聚在肾脏、肝脏和大脑的细胞中，在高渗透环境下保护细胞、蛋白质和酶不受损害。

1 甜菜碱的生理功能1.1 甜菜碱的渗透保护作用高渗透可导致细胞内水分流出体积减小，不利于细胞存活。

因此，为了平衡高渗透和保护细胞免于萎缩或死亡，细胞需要积聚不同类型的渗透保护剂，如甜菜碱、牛磺酸、山梨醇、无机盐等等。

甜菜碱与其他渗透保护剂相比，一方面能降低水分子溶解蛋白质的能力，稳定蛋白质结构；其次，甜菜碱可以增加细胞的细胞质体积和含水量，以防止高渗条件下的脱水收缩。

因此大量研究表明，小到细菌，大到脊椎动物，细胞都需要吸收甜菜碱作为渗透保护剂，当组织处于高参状态时，可以补充额外甜菜碱来对抗渗透压力。

1.2 甜菜碱作为甲基供体甲基化是动物体内必不可少的生化过程，如 DNA 和蛋白质的甲基化等。

甜菜碱作为甲基供体在甜菜碱同型半胱氨酸甲基转移酶（BHMT）的作用下，向同型半胱氨酸转甲基生成蛋氨酸和二甲基甘氨酸。

甜菜碱的营养作用和效果甜菜碱(Betaine)是首先在欧洲被发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名，但其功效直到二十世纪七十年代才渐被认识。

甜菜碱普遍存在于动植物体内，是动物代谢的中间产物，在营养物质的代谢中起着十分重要的作用，近年来，欧美一些国家相继在畜禽生产和水产养殖中进行了大量的研究，证实了甜菜碱是动物机体内重要的甲基供体，参与氨基酸和脂肪的代谢，调节动物体内渗透压，具有促进生长、改善胴体组成、提高肉质、提高水产饵料的诱食性等功效。

随着甜菜碱化学合成方法的进一步成熟，生产成本不断降低，已广泛应用于畜禽配合饲料中，在水产饲料和观赏动物饲料中使用也已十分普遍，大量试验研究表明，甜菜碱是一种无毒、害、无污染的新型多功能添加剂。

一、甜菜碱的理化特性。

(一)、甜菜碱的化学结构甜菜碱是—种季铵型生物碱，又名甘氨酸甜菜碱、三甲基甘氨酸等，化学名称为N-N-N-三甲基甘氨酸内盐，分子式C5H11NO2,分子量117.15，其化学结构与氨基酸、胆碱相似(二)、甜菜碱的理化特性纯品天然甜菜碱为微棕色流动性结晶粉末，能耐高温，熔点293℃；合成纯品甜菜碱则为白色或淡黄色结晶粉末，熔点301℃～305℃；有较强的吸水性，极易潮解，并释放出三甲胺；在水中极易溶解(160g／100g水)，易溶于甲醇，微溶于乙醇，在氯仿或乙醚中不溶。

(三)、甜菜碱的xx甜菜碱本身是动物体内的代谢中间产物，经大量实验证明，甜菜碱及其盐类无毒、无害、无污染，其小鼠半数致死量(LD50)在11，000m9／kg，对动物无致畸、致癌、致突变作用，是公认的安全物质。

二、甜菜碱的生产工艺(一)、天然提取法甜菜糖蜜是提取天然甜菜碱的主要原料，提取工艺主要有两种，一是离子交换法，此方法是将稀释的糖蜜流经强阳离子交换树脂柱和其它成份分离而留在柱内，后用稀氨水洗脱甜菜碱，洗脱液再流经强阴出了交换树脂，洗出液经蒸发、脱色、结晶、过滤制得甜菜碱；另一种普遍使用的方法是离子排斥法，此方法是将糖蜜导入填充有聚乙烯-二乙烯树脂的色谱分离柱(树脂交联二乙烯苯5.5％，柱温80℃左右，料液流速接近色谱系统临界速度)，用水洗脱色谱分离树时，盐、糖及甜菜碱依次排出得以分离，再将收集液经蒸发、浓缩、三段结晶、过滤制得纯度约98％的无水或一水甜菜碱。

甜菜碱在猪营养上的作用核心提示：甜菜碱广泛存在于动植物体内。

植物中以甜菜的含量最多。

甜菜碱在动物体内作为一种高效活性甲基供体，在甲基代谢中起重要的营养调控作用，可取代部分蛋氨酸和胆碱，具有促进脂肪代谢，改善饲料的适口性，缓和热应激，甜菜碱广泛存在于动植物体内。

植物中以甜菜的含量最多。

甜菜碱在动物体内作为一种高效活性甲基供体，在甲基代谢中起重要的营养调控作用，可取代部分蛋氨酸和胆碱，具有促进脂肪代谢，改善饲料的适口性，缓和热应激，调节机体的渗透压，提高腹泻药的疗效，并可维护维生素预混料的稳定性，显著提高畜禽生长性能，降低胴体脂肪、增加瘦肉率和改善胴体品质等功能。

甜菜碱是一种无毒、无污染。

无残留的新型营养再分配剂，克服了β-肾上腺素能激动剂等营养再分配剂引起的应激大、残留严重、肉质下降等一系列弊端(王明远，1995)。

1 甜菜碱的理化特性甜菜碱(betaine)又名甘氨酸三甲基内盐，是一种无毒、无害的天然化合物一季胺型生物碱。

呈白色棱粒状或叶片状结晶，分子式5H12N2，分子量为118，熔点293℃。

其味甘甜，是一种类似于维生素的物质。

它具有很强的保湿性，室温下极易吸湿而潮解。

水合式溶于水，溶于甲醇和乙醇，微溶于乙醚。

甜菜碱化学结构牢固，可耐200℃高温，并具有很强的抗氧化性。

经毒性试验证明，甜菜碱属于无毒产品。

Du Vigneaud(1939)发现，甜菜碱在动物代谢中可部分代替蛋氨酸和胆碱提供活性甲基，并证实具有甲基供体功能的营养素还有胆碱和蛋氨酸。

2 甜菜碱的生理作用机制(图略)3 甜菜碱的营养作用国外学者认为，甜菜碱主要作为高效甲基供体加速动物机体细胞β-氧化及某些蛋白质基因的转录，从而降低动物机体脂肪和提高蛋白质的沉积。

甜菜碱可促进猪的生长、改善胴体品质。

甜菜碱通过对脂肪合成关键酶的抑制导致脂肪合成减少，脂肪沉积相对降低;同时通过提高肉碱含量，加速脂肪的β-氧化，增强脂肪的分解。

甜菜碱促进肌肉生长和蛋白质增加，主要是通过生长激素(GH)和胰岛素样生长因子-l(IGF-1)的调控间接完成的(怀明燕，1997;许梓荣等，1999)。

甜菜碱的生理功能及其在生长肥育猪中的应用黄晶;郑云林【摘要】@@ 猪肉作为饮食习惯中不可或缺的产品越来越受到人们的重视.最大限度的追求瘦肉率,减少脂肪和胆固醇含量一直是半个世纪以来遗传育种的首要目标,并取得了很大的成功.但瘦肉率的提高对猪肉品质和风味已经产生了负面影响.如何保持高瘦肉率而又不影响猪肉品质成为了人们新的追求目标.【期刊名称】《广东饲料》【年(卷),期】2010(019)003【总页数】3页(P25-27)【作者】黄晶;郑云林【作者单位】艾格菲实业有限公司&厦门百世腾牧业有限公司,厦门,361024;艾格菲实业有限公司&厦门百世腾牧业有限公司,厦门,361024;江西农业大学动物科学,南昌,330045【正文语种】中文【中图分类】S816.7猪肉作为饮食习惯中不可或缺的产品越来越受到人们的重视。

最大限度的追求瘦肉率，减少脂肪和胆固醇含量一直是半个世纪以来遗传育种的首要目标，并取得了很大的成功。

但瘦肉率的提高对猪肉品质和风味已经产生了负面影响。

如何保持高瘦肉率而又不影响猪肉品质成为了人们新的追求目标。

研究人员发现甜菜碱（Betaine）参与动物体内甲基代谢，在高半胱氨酸生成蛋氨酸的循环中起重要作用（许梓荣等，1998）。

它不仅具有提高畜禽生长性能、改善胴体品质、缓和应激的功效，还具有改善饲料的适口性、维护维生素的稳定性、调节渗透压等多种功能，是新型的营养再分配剂（张冬梅，2009；郭建凤等，2007）。

1 甜菜碱的结构和性质甜菜碱又名甜菜素、三甲基甘氨酸，是一种季胺型生物碱。

分子式为C5H11O2N，分子量为117.5，化学结构式与氨基酸相似，具有活性甲基和两性电解质的结构。

其化学结构如图1 所示：图1 甜菜碱的结构式这种独特的化学结构决定了甜菜碱的性质和在动物营养代谢中的作用。

甜菜碱呈白色结晶，具有甜味，无毒，易潮解，能溶于水及醇，微溶于醚。

甜菜碱熔点为293 ℃，在200 ℃以下性质比较稳定，具有很强的抗氧化性。

蛋氨酸胆碱及甜菜碱在禽类营养中的关系时间：2011-09-16来源：作者：蛋氨酸作为禽类第一限制性氨基酸已成为共识。

作为一种必需氨基酸，动物自身不能合成或合成量较少，必须由外源日粮提供以维持动物生产所需。

普通玉米豆粕型饲料中的蛋氨酸含量有限，饲料中需要额外添加蛋氨酸来达到动物的需求量。

而目前市场上蛋氨酸的价格颇高，胆碱、甜菜碱作为蛋氨酸的部分替代品已广泛应用于饲料生产。

就蛋氨酸、胆碱及甜菜碱在家禽体内的代谢和功能关系进行综述。

1蛋氨酸、胆碱及甜菜碱的生理作用蛋氨酸为含硫氨基酸，化学名称为2-氨基-4-甲硫基丁酸，分子式为C5H11NO2S。

胆碱为（β-羟乙基）三甲基氨的氢氧化物，分子式为C5H15NO2S。

甜菜碱又名三甲基甘氨酸，分子式为C5H11NO2。

3者在结构上存在相似性。

1.1蛋氨酸的生理作用大多数动物，特别是禽类，体内不能合成蛋氨酸，或合成数量极少。

蛋氨酸在动物体内大部分参直接与蛋白质的合成，而当日粮中胱氨酸的量不足以满足动物合成蛋白所需时，蛋氨酸便会转化为合成蛋白质所需的半胱氨酸。

蛋氨酸另一个重要作用是给动物体内多种甲基化反应提供甲基。

甲基是合成若干具有重要生理作用的物质所必须的，如禽类合成尿酸的过程就需要蛋氨酸等氨基酸提供甲基。

蛋氨酸通过提供甲基参与动物机体的一系列甲基化反应，这些甲基化反应合成一些重要的代谢产物，包括胆碱、肉碱、肌酸、磷脂、肾上腺素、RNA和DNA等。

1.2胆碱的生理作用胆碱在动物体内胆碱主要以卵磷脂、溶血卵磷脂、磷酸胆碱、神经胆碱、乙酸胆碱等形式存在，游离胆碱含量很少。

胆碱是动物体内合成磷脂、卵磷脂的重要物质，并参与肝内合成脂肪运送到脂肪组织并贮藏，可以有效预防家禽的骨粗短腿病和脂肪肝。

胆碱在体内乙酰化后，以乙酰胆碱的形式参与体内神经活动。

胆碱的另外一个重要作用便是提供甲基参与合成蛋氨酸，另一方面胆碱也接受蛋氨酸用于合成胆碱所提供的甲基。

在这一过程中蛋氨酸既是甲基受体也是甲基供体。

动物生产 492020.10甜菜碱作为饲料添加剂在畜禽生产中的应用刘丽馥（大连市金普新区农业农村发展服务中心，辽宁 大连 116100）甜菜碱是从甜菜糖蜜中提取的一种天然营养物质，广泛存在于植物的根、茎、叶中，又名三甲基甘氨酸。

能够加快脂肪代谢、调节机体的渗透压，可部分取代饲料中的蛋氨酸和胆碱，维持维生素预混料的稳定，提高生长性能。

因此，甜菜碱已作为饲料添加剂，被应用到畜禽殖业中。

1　甜菜碱的生理作用一方面，作为甲基供体在甜菜碱，在同型半胱氨酸甲基转移酶催化下，使同型半胱氨酸形成蛋氨酸，主要发生在肝脏和肾脏。

另一方面，甜菜碱是基本的渗透保护剂，在高渗透环境下保护细胞、蛋白质和酶不受损害，主要积聚在肾脏、肝脏和大脑的细胞中。

2　甜菜碱在养猪生产中的应用甜菜碱可以缓解仔猪断奶后的应激反应，具有诱食、增加采食量，提高饲料利用率等功效，能够减少出现腹泻情况。

研究人员在仔猪日粮中添加甜菜碱可提高仔猪的日采食量，提高仔猪的生长性能，加快仔猪生长。

张怀东等研究表明，在仔猪日粮中添加1000毫克/公斤的甜菜碱，仔猪日增重明显提高12%，血清中的总蛋白含量和白蛋白含量均提高8%以上，尿素氮含量减少16%。

余东游和许梓荣试验表明，在仔猪饲料中添加800毫克/公斤的甜菜碱，仔猪背膘厚和腹脂率明显降低，瘦肉率提高约4%。

董冠等在断奶后1周仔猪日粮中分别添加600毫克/公斤、900毫克/公斤、1200毫克/公斤等3种不同剂量的甜菜碱，饲喂28天，发现仔猪的日采食量和日增重明显提高，血清生长激素和胰岛素样生长因子I的含量明显提高，其中600毫克/公斤的甜菜碱添加量效果最好。

由此可见，在仔猪日粮中添加甜菜碱能够提高断奶仔猪的生长性能，促进蛋白质的沉积和脂肪的分解代谢。

许梓荣等研究认为，添加不同剂量的甜菜碱均能起到提高断奶仔猪的采食量和日增重的作用。

其中添加600毫克/公斤、800毫克/公斤的效果最为明显，采食量分别增加约9.4%和8.7%，日增重均提高了11%左右，且腹泻率明显降低。

甜菜碱与蛋氨酸蛋氨酸即CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)COOH是疏水氨基酸,它的侧链上带有一个非极性的甲硫醚基。

蛋氨酸是具有旋光性的化合物,分为L型和D型。

在动物体内L型易被肠壁吸收,D 型要经酶转化成L型后才能参与蛋白质的合成。

由于D型能够在动物体内转化成L型,所以饲料中可以使用DL混合型的蛋氨酸。

甜菜碱:王德萍(2009)采用55周龄巴布考克蛋鸡进行甜菜碱对蛋鸡生产性能和蛋品质影响的研究。

实验采用在其基础日粮中分别添加0、0. 5、1.0、1.5和2 g/kg的甜菜碱,观察其对蛋鸡生产性能的影响。

与对照组相比,在蛋鸡日粮中加入1.5g/kg的甜菜碱可极显著提高产蛋率8.13%,显著降低料蛋比8.10%,但是对蛋品质无显著影响。

孙龙生(2001)选用432只40周龄的罗曼蛋鸡进行实验,在基础日粮上添加0.4,0.8,1.2g/kg 甜菜碱,结果表明甜菜碱对蛋重显著影响,补充添加0.8个g/kg甜菜碱能够使蛋重增加3.57%,同时降低料蛋比8.44%,同时哈夫单位高于其他处理组。

郑长峰(1998)利用200日龄800羽罗曼蛋鸡研究分别饲喂含甜菜碱为0、500、1000、1500mg/kg的4种饲粮,研究甜菜碱对蛋鸡产蛋性能的影响及抗脂肪肝作用时发现,甜菜碱显著改进蛋鸡的产蛋性能,其中添加1000mg/kg产蛋率提高11.08%,料蛋比降低10.36%;蛋重随日粮中的甜菜碱递增呈上升趋势;甜菜碱具有降低破蛋和异常蛋的作用(P<0.05),可改进蛋品质,促进浓蛋白和蛋黄的合成(P<0.05),降低蛋黄中胆固醇的含量。

甜菜碱影响脂肪代谢,降低腹脂率和肝脏中脂肪含量(P<0.01),防止脂肪肝的发生。

戴德渊(2010)设计蛋鸡日粮总蛋氨酸0.43%,选用308 日龄海兰褐商品代蛋鸡7 500 只,分为5 组,第1组为对照组,为全部添加蛋氨酸,不加甜菜碱,即替代0%;第2、3、4 组为甜菜碱替代日粮总蛋氨酸的10%、20%、30%;第5 组甜菜碱替代日粮总蛋氨酸的41.86%,全部替代外加的蛋氨酸。