甜菜堿最恰當(dāng)?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(dòng)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(dòng)物生長的關(guān)鍵階段如何發(fā)揮其特殊的功效？同時(shí)天然態(tài)甜菜堿是如何比合成甜菜堿產(chǎn)生更多的價(jià)值的？

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(jià)值，重要的是要了解其二個(gè)關(guān)鍵功效：

●作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)——甜菜堿的雙極兩性離子結(jié)構(gòu)和電荷中和特性使其很容易地與水結(jié)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(xì)胞內(nèi)的滲透壓。在不增加細(xì)胞內(nèi)離子水平的情況下，動(dòng)物只需動(dòng)用較少的能量就能維持細(xì)胞內(nèi)的水量。因此，細(xì)胞內(nèi)的酶活性和蛋白結(jié)構(gòu)因此得以維持，進(jìn)而它們能夠繼續(xù)發(fā)揮其正常的功能而不會(huì)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(zhì)合成所需的甲基基團(tuán)，這些物質(zhì)包括：

○肌酸和肉堿——對能量的產(chǎn)生具有重要作用；

○生物膜——對細(xì)胞膜的正常功能和神經(jīng)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(yīng)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(zhuǎn)移循環(huán)中有望提供三個(gè)甲基，該循環(huán)是動(dòng)物代謝中的一個(gè)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(tuán)轉(zhuǎn)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(gè)重要過程)。

◆膜磷脂和神經(jīng)遞質(zhì)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(zhuǎn)化為甜菜堿后才可以提供甲基。這種轉(zhuǎn)化效率只有55 ％左右。

◆蛋氨酸可用于蛋白質(zhì)的合成，也可在轉(zhuǎn)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(dòng)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(gè)階段都能提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。在斷奶期間，生理應(yīng)激導(dǎo)致的仔豬脫水是養(yǎng)豬生產(chǎn)者面臨的重要挑戰(zhàn)。天然態(tài)甜菜堿作為一種滲透調(diào)節(jié)劑通過其作用模式，通過維持細(xì)胞內(nèi)水和離子的平衡，從而能夠增強(qiáng)水分的保持和吸收，并減少能量的消耗。

炎熱的夏季會(huì)導(dǎo)致母豬的繁殖能力會(huì)下降，甜菜堿作為一種滲透調(diào)節(jié)劑能夠特別有效地增加母豬的能量供應(yīng)，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(dòng)物腸道張力(圖2)，而熱應(yīng)激等不利因素會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物腸道彈性變差。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，血液會(huì)優(yōu)先流向皮膚以利于散熱。這會(huì)導(dǎo)致流向胃腸道的血液減少，這反過來又會(huì)影響消化以及降低營養(yǎng)的消化率。

應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致生長豬腸道結(jié)構(gòu)改變，如果不加以控制的話，進(jìn)而會(huì)降低腸道的收縮能力。天然態(tài)甜菜堿對動(dòng)物的腸道結(jié)構(gòu)和免疫系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生有益的作用。其對維持動(dòng)物腸道完整性的有利作用能夠保護(hù)動(dòng)物免受與球蟲病或腸道內(nèi)其他不良微生物增殖引發(fā)的脫水環(huán)境，而脫水可能會(huì)損害動(dòng)物的生產(chǎn)性能。

較高豬腸道韌性產(chǎn)生的另一個(gè)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(xiàn)可以顯著提高動(dòng)物產(chǎn)值。母豬飼料中補(bǔ)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(chǎn)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(dòng)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(guān)重要。

天然態(tài)甜菜堿對動(dòng)物生產(chǎn)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(jià)值，在美國，豬流行性腹瀉(Porcine EpidemicDiarrhoea，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(jià)值超過了50美元。早期快速的生長經(jīng)濟(jì)上非常有意義——在斷奶期間仔豬體重每增加1 kg，生產(chǎn)周期就會(huì)減少4d～5d。

營養(yǎng)師應(yīng)該檢查供應(yīng)設(shè)備的可用性，以確保能準(zhǔn)確提供甜菜堿的數(shù)量和安全地取代價(jià)格昂貴的蛋氨酸和膽堿，以便既能省錢又可提高動(dòng)物生產(chǎn)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(xué)合成態(tài)甜菜堿產(chǎn)品，如鹽酸甜菜堿(betaine hydrochloride)，最近的研究已經(jīng)被證明兩者在提高動(dòng)物生產(chǎn)性能方面存在著顯著的差異。

在比較兩者的滲透調(diào)節(jié)功時(shí)，這種差異被發(fā)現(xiàn)是極其顯著的。作為體內(nèi)一種高效的滲透調(diào)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(yàn)表明，天然態(tài)甜菜堿的水溶性約是鹽酸甜菜堿的3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(huì)減少細(xì)胞攝入的甜菜堿數(shù)量，降低其作為滲透調(diào)節(jié)劑和甲基供體的功效。鹽酸甜菜堿的高氯含量也會(huì)破壞細(xì)胞水平衡，干擾甜菜堿重要的滲透調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致墊料潮濕以及動(dòng)物生產(chǎn)性能變差。

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

4.已被證明甜菜堿能提高經(jīng)濟(jì)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(chǎn)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(qiáng)抗熱應(yīng)激能力和支持腸道結(jié)構(gòu)是天然態(tài)甜菜堿在試驗(yàn)中表現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)。這些功效已經(jīng)在母豬、仔豬和生長肥育豬上得到證實(shí)的事實(shí)，表明可以在養(yǎng)豬生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用天然態(tài)甜菜堿，以提高豬的生產(chǎn)性能，并降低生產(chǎn)成本。

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