L-肉碱作为饲料添加剂的应用现状及发展趋势
                                杭军1田素清2   
(1山西省阳高县畜牧服务中心草原饲料管理站,山西阳高038100;2山西省天镇县畜牧局)
    摘要:L-肉碱是一种具有多种生理功能和生物活性的新型无公害添加剂,对动物体来说,补充肉碱与补充其它维生素及矿物质具有同样的重要性。目前已在水产动物、猪、禽中应用并受到普遍关注,众多研究表明,在养殖动物中添加适当的L-肉碱可以提高动物饲料利用率,提高生产性能,改善产品品质,提高动物的抗病力。L-肉碱作为一种具有多种功能的营养保健剂,将会具有更为广阔的发展前景。
    关键词:L-肉碱   饲料添加剂    应用现状
    中图分类号:S816.7文献标识码:A文章编号:1008-0414(2006)03(下)-0025-03
    L-肉碱(carnitine)又称肉毒碱,维生素BT,是赖氨酸、蛋氨酸的衍生物,常以盐酸盐的形式存在,其化学结构和性质类似于胆碱。目前国内外对肉碱的研究和应用已相当广泛,如把肉碱作为机能性食品添加剂,添加于婴儿、老年人及运动员、高强度作业者的食品或饮料中,或用于肥胖者以及糖尿病患者的食品等。在临床上肉碱具有改善心肌缺血状况和心律失调、降低心室纤维性颤动、减少心肌梗塞引起的心损伤等。还有研究认为L-肉碱对高血脂、急性氨中毒和神经系统疾病也有效果。其中应用最普遍的是L-肉碱作为饲料添加剂添加到动物饲料或饵料中,从而起到促进动物生长、改善动物生产性能的作用。
    1·关于肉碱的研究简史
    肉碱是1905年由俄国科学家Gulewitsh和Krimberg从肌肉抽提物中发现并提取的,1927年Tomita和Sendiu证实了其分子结构。1948年Fraenkel发现了大黄粉虫(Tenebriomolitor)幼虫的生长需要一种生长因子并将其命名为维生素BT。1952年美国伊利诺斯州大学的Carter等从酵母、动物肝脏中获得了肉碱的结晶体,定名为Carnitine,并确证维生素BT就是肉碱。1959年Friz发现了肉碱在脂肪代谢(β-氧化)中起关键作用。美国的《化学文摘》于1953年将肉碱列在VitaminB的索引栏目下,从而开始了世界范围内的广泛研究。到目前为止,已有许多专家认为,对动物体来说,补充肉碱与补充其它维生素及矿物质具有同样的重要性。肉碱作为动物体的一种必需的营养成分,对动物机体具有重要的生化功能和营养价值。1985年在芝加哥的国际营养学会上L-肉碱被定为是一种多用途的营养剂,1993年美国食品及药品管理局专家委员会又确认L-肉碱为G.R.A.S(公认安全无毒的),其原料及制剂均被美国药典第二十二、二十三版收载。
    2· L-肉碱作为饲料添加剂的应用现状
    2.1用作水产动物饲料添加剂
    L-肉碱在水产动物养殖中已经取得了十分显著的应用效果。刘万涵等(1998)在对不同种类的鱼虾试验中发现,添加100 mg/kg L-肉碱的鱼试验组增重率为11%～63%,饵料系数下降9%～52.84%。虾试验组增重率为10.70%～100%,饵料系数下降6.87%～10%。对补充肉碱的鲤鱼的肉质进行评价,发现试验组的粗蛋白质提高3.02%,含脂率下降5.42%,必需氨基酸比例、必需氨基酸指数、蛋白质3项指标试验组均高于对照组,差异极显著,并且可食部分比例提高4.7%。Burtle在12 g鲶鱼饲料中添加0.1%的肉碱,于28℃水温下饲养12周,试验鱼苗的平均日增重为0.74 g,比对照组0.6 g高7.25%。在鲤鱼、虹鳟鱼饲料中添加100 mg/kg的肉碱,其平均增重率可达18.7%～32.3%。日本曾报道:在鳗鱼、对虾饵料中添加10 mg/kg的L-肉碱可以提高其生长率。不同的研究者报道,在鲤鱼、草鱼、团头鲂饵料中添加10 mg/kg的L-肉碱,可以提高其生长速度。
    2.2用做猪饲料添加剂
    2.2.1应用于初生仔猪:Coffey等(1991)
    研究表明,2日龄的乳猪饲喂低L-肉碱的日粮,降低了肝脏、血浆中的L-肉碱水平和棕榈酸的氧化,当给21日龄仔猪喂以高L-肉碱日粮时,其生长速度快于低L-肉碱的日粮组。Borum(1981)报道在初生仔猪日粮中添加L-肉碱可以帮助仔猪提高氧化脂肪酸和酮体作为能源的能力,从而更好地适应从胎盘的碳水化合物营养过渡到高脂肪的母乳营养。Kempen等(1993)发现,当以中等链长的脂肪酸作为能源,并且其含量超过初生仔猪代谢需要的50%的时候,L-肉碱使脂肪酸的氧化率提高了20%。
    2.2.2应用于断奶仔猪:Kerner(1984)
    报道刚断奶的仔猪合成L-肉碱的量很低,因此,在这一阶段利用L-肉碱提高能量利用效率具有很大的潜力。Mahan(1991);Tokach等(1995)研究表明,刚断奶仔猪利用高营养浓度日粮中的脂肪有困难,这可能通过添加L-肉碱加以解决。Owen等(1994)报道,在早期断奶仔猪日粮中添加L-肉碱能减少胴体脂肪沉积和提高饲料转化率。Fremaut(1993)发现L-肉碱具有减小断奶应激的影响,同时改善生长参数的作用。有研究认为,L-肉碱在仔猪断奶后马上就能提高生产性能。但另一些研究表明,L-肉碱是在断奶3～4周后才提高仔猪的生产性能(Weeden等,1991;Galvez等,1996)。Galvez等(1996)认为这可能是由于母猪乳中和仔猪生物合成的L-肉碱在仔猪体内大量积累的结果。Hoffman等(1993)在3日龄仔猪日粮中添加L-肉碱后并未发现能提高增重和饲料转化率。Owen等(1996)认为造成以上差异的原因可能是由于不同的日粮组成和营养水平。如Newton等(1992)发现当日粮中含高水平赖氨酸时,在仔猪日粮中添加L-肉碱对生产性能是不利的。L-肉碱是由赖氨酸和蛋氨酸合成的,因此添加L-肉碱可能具有节约赖氨酸和蛋氨酸的作用。但Han等(1998)研究发现,添加L-肉碱使表观饲料利用率提高,但差异不显著,总能和干物质的消化率改善,但并未发现L-肉碱有节约赖氨酸的作用。
    2.2.3应用于母猪:Hahus等(1975)报道,L-肉碱能通过母鼠的乳汁传递给幼鼠,并且优先在氧化脂肪酸的组织中积累。Schiff等(1979)也报道,新生婴儿血浆中L-肉碱水平主要依赖于外源L-肉碱的摄入。因而,通过饲料给哺乳母猪补充L-肉碱应该能提高L-肉碱在乳汁中的含量。Musser等(1997)在试验中发现饲喂母猪50 mg/kg L-肉碱有减少断奶到发情天数的趋势。然而最近有人认为在泌乳期母猪日粮中添加L-肉碱可能会因加强脂肪酸分解产能的效率而减少肌肉蛋白质的分解代谢。美国明尼苏达大学研究小组报道,在泌乳母猪日粮中添加100 mg/kg L-肉碱,使肌肉蛋白质降解减少而脂肪分解增加,但未改变母猪采食量、母猪失重和乳汁成分。
    2.2.4应用于公猪和肥育猪:L-肉碱可增强公猪的体质,促进猪的性成熟和活动能力。对于肥育猪,一般都能够合成足够的肉碱,可满足生长发育的需要,但由于肉碱可以加速脂肪分解,提高脂肪能量的利用,并减少糖元分解,因而生产中常采取添加肉碱的方式以提高胴体瘦肉率,而且在屠宰前添加L-肉碱还具有降低屠宰应激、改善肉质的效果。Bonomi在肥育猪饲粮中分别添加100 mg/kg、200 mg/kg与300 mg/kg的L-肉碱直至其体重达到160 mg/kg为止,结果与未添加组相比,其日增重分别提高5.97%、7.46%与10.45%;饲料转化率分别提高6.00%、8.85%与12.75%;胴体产量分别提高4.12%、4.52%与.22%;大腿肉重量分别提高7.00%、8.00%与13.55%;肉中蛋白的体外消化率分别提高3.84%、4.59%与8.00%。
    2.3用作禽饲料添加剂
    常用的家禽饲料中L-肉碱含量一般为10～20 mg/kg,对于生产性能高的品种应该再予以补充。如:
    2.3.1应用于肉鸡:占秀安等(2002)选用600只艾维茵公母混合雏,随机分为5组,分别饲以添加了0、25、50、75、100mg/kg的L-肉碱的玉米—豆粕型饲粮。饲养试验结束后进行屠宰测定,并分析胸肌的肉质指标。结果表明:50 mg/kg以上L-肉碱可显著提高胸肌率,降低腹脂率和皮脂评分(P<0.05);25 mg/kg以上L-肉碱可提高肉色的Huntera值(P<0.05),50 mg/kg、75 mg/kg L-肉碱可提高肌肉中肌苷酸和粗脂肪的含量(P<0.05),50 mg/kg L-肉碱还可提高肌肉中肌红蛋白含量(P<0.05)。高顺宾等、辛总秀、郑文波等的资料报道,宫下雅彦1989年在肉鸡饲料中分别添加5mg/kg、20 mg/kg和200 mg/kg的肉碱饲养5周,肉鸡体重相仿,而腹腔内的脂肪重量由对照组的100～102 g减少到78～91 g,脂肪下降了10%～20%,而且肉碱能明显抑制因脂肪代谢异常而引起的脂肪肝。然而,Cartwright(1987)、Leibeiseder(1992)和Baker等(1994)均发现,L-肉碱对肉鸡体重、饲料转化率和腹脂肪沉积并没有显著影响。这可能与动物品种、生理阶段、L-肉碱添加量和日粮的营养水平等多种因素有关。
    2.3.2应用于蛋鸡:有文献报道,在产蛋鸡日粮中添加L-肉碱,采食量、饲料转化率不受影响,产蛋量提高21%～27%。有研究发现,在蛋鸡日粮中添加25～50mg/kg L-肉碱,使产蛋率提高3.89%～5.03%,产蛋量提高5.49%～7.73%,并且具有改善蛋料比的趋势(蔡辉益等,1998)。在产蛋种禽饲料中添加L-肉碱60 mg/kg对种蛋的孵化有良好的作用。Leibeiseder(1992)在星布罗蛋鸡日粮中分别添加10、50和100 mg/kg L-肉碱,结果表明,添加L-肉碱可提高孵化率,其中以50 mg/kg效果最好,达87.5%～88.2%。
    2.3.3应用于肉鸭:雏肉鸭饲料在较低粗蛋白水平基础上添加L-肉碱30 mg/kg后,52日龄全部称重统计各项指标,进行经济效益分析,其胸肉规格提高一个商品等级,价格上涨2 000元/t。
    2.3.4应用于鸽子:Borghijs and DeWilde(1992)研究表明,添加L-肉碱对信鸽利用脂肪酸的能力具有显著影响,并推论说“,额外添加L-肉碱可提高驯鸽体内游离脂肪酸作为能源的利用率,并且在运动中保护肌肉膜”。Janssens and De Wilde(1994)对6对种鸽在孵化前5 d和孵化后5 d每天添加L-肉碱或者安慰剂,连续处理3个周期,所有的乳鸽在孵化后24日龄断乳。实验结果表明在种鸽日粮中使用L-肉碱,可以显著地提高乳鸽的体增重。亲鸽也在添加L-肉碱中得到了好处。在乳鸽断乳前,体重损失减少。添加L-肉碱的亲鸽要比添加安慰剂的亲鸽体重少减轻了13.5 g,由此推论在种鸽日粮中添加L-肉碱,可以促进乳鸽生长,减少亲鸽体重损失。Janssens and De Wilde(1995)调查了食用高能和低能日粮的鸽子添加L-肉碱的不同影响,结果也表明,添加L-肉碱的亲鸽有体重上升的趋势。
    总之,作为饲料添加剂,L-肉碱具有加快体内脂肪酸氧化、满足机体对能量的需求、减少自身蛋白用作供能的消耗、从而增加机体本身蛋白质(肌肉)的合成的作用,也就是能够提高动物的生长速率。同时L-肉碱还具有减少整个机体的脂肪含量,提高胴体瘦肉,改善肉的品质,提高养殖动物的免疫力、抗病能力与应激能力,提高养殖存活率的效应。
    3· L-肉碱在今后动物营养研究中发展的趋势
    饲料和饲料添加剂近几年发展迅速,但相应地也带来了很多问题。尤其是抗生素、激素类的大量应用以及随之带来的一系列问题,逐渐引起了人们的警觉。在动物饲养中,一方面人们要求动物生长迅速,以在最短的时间内生产、提供最多的产品;另一方面,人们又要求保证动物产品的质量和动物的健康。因此导致各种问题层出不穷,动物疾病发生率大大提高。如果一味追求生长速度和利润,难免会走入进退两难的境地。虽然目前的饲料和饲料添加剂仍处于十分火爆的局面,但根据笔者近几年来的观察和分析,认为“物极必反”,任何事物的发展都会有一个适宜的度,有高峰就一定会有低谷。将来的饲料市场必定会达到过度饱和,只有少加或不加添加剂的饲料才是好饲料,只有保持饲料的天然的风味和品质,才能保持动物的健康,动物才能生产出天然的食品。我们现在研究的目的是如何用一种或少量的几种添加剂来代替那众多的添加剂而起到同样的生产效果。L-肉碱作为一种具有多种功能的营养保健剂,如果能够代替其他类添加剂在饲料中单独应用的话,起到在降低成本作用的同时产生同样的生产效果,则将会具有更为广阔的发展前景。
参考文献
[1]刘万涵,陈菊芳,施文娟,等.肉毒碱与鱼虾增重关系的研究.中国饲料,1998(6):21～22
[2]Coffey,M.T.,and J.H.Britt.Effect ofinjecting beta carotene(BC)or 
vitam inA(VitA)on reproductive performance ofsows.J.Anim.Sci.1991,69(Supp1.1):360
[3]王玉萍,谭训刚,李翔太,等.肉碱的生理功能及其应用前景.生物技术通讯,2000(01):65～67
[4]冯宇,郭长江,高兰兴.体内肉碱来源及其对脂类代谢的影响.氨基酸和生物资源,1998(4):48～50
[5]邓跃林,冯定远.左旋肉碱的营养研究进展及在养猪生产中的应用.饲料博览,1999(8):4～7
[6]刘萍,边强.肉碱的临床研究。www.pharmadal.com 2002.11.10
[7]周小秋.肉毒碱对鲤鱼生长性能和耐运输能力的影响.饲料研究,2000(10):30～31
[8]向枭,唐龙碧.L-肉碱在水产动物营养中的作用.中国饲料,1999(18):18～19
[9]占秀安,许梓荣,毛红霞.L-肉碱对肉鸡生长性能、胴体组成和肉质的影响.浙江农业大学学报,2002(4):201～204
[10]高顺宾,戴贤君,沈立荣,等.L-肉碱的营养生理功能及其应用.饲料博览,1999(7):30～31[11]辛总秀.L-肉碱的生理功能及其应用.青海大学学报(自然科学版),2002(20):8
[12]郑文波,王振来.L-肉碱的研究进展及其应用.中国饲料工业协会,饲料添加剂专业委员会.第六届全国饲料添加剂学术暨新技术、新产品交流会论文集
[13]苟仕金,苟鸿鹰.肉碱的生理功能及应用效果.饲料博览,2000(5):39
[14]朱建平,朱建军.L-肉碱在肉鸭配合饲料中的应用.中国饲料,1999(22):14
[15]Borghijs and De Wilde.TheUniversity of Ghent,Belgium.
J.Vet.Nutr,1992(1):31
[16]Janssens and De Wilde.Poster fromSoc.Nutr.Physiol.Conference,
Gottingen,1995[17]Janssens and De Wilde.LectureESVIM Congress.
Brussels,Belgium,1994