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1L－肉碱项目资料一、L－肉碱的概况1、L－肉碱的简介：肉毒碱(Carnitine)，简称肉碱，化学名称为β－羟基－γ－三甲基氨基丁酸(β—hydroxy－γ－butyrobetaine)，是一类非蛋白氨基酸。分子式为[(CH3)3－N＋－CH2CH(OH)CH2－CO0-]，相对分子质量为161.2。肉碱的性质类似于胆碱，常以盐酸盐的形式存在。其盐酸盐从乙醇中析出呈针状，是一种白色、极易吸潮的固体；熔点为210—212℃，在水中的溶解度为2500g/L，稳定性较好，可在pH3～6溶液中放置1年以上而不变质，在200℃以上仍稳定，其饱和键和极性官能团有良好的水溶性和吸湿性，溶于热乙醇、甲醇，微溶于冷乙醇，不溶于丙酮、苯和醚。肉碱有D－型和L－型，其中只有L－肉碱(L－Carnitine)具有生理活性，又称维生素BT。2、肉碱在体内的合成动物体内L－肉碱的生物合成需要两种氨基酸(赖氨酸、甲硫氨酸)和3种维生素(烟酸、抗坏血酸和维生素B)，经过六步反应合成，其中最后一步为限速反应，严格地限制在动物的肝、肾组织中。首先是富含赖氨酸的蛋白质在蛋白质甲基化酶的催化下，由S一腺苷蛋氨酸供给甲基将多肽链中的赖氨酸转化为S－三甲赖氨酸，随后通过体内蛋白酶水解生成三甲赖氨酸，三甲赖氨酸再通过四步酶促反应合成肉碱。在此过程中，还需要烟酸、维生素C、维生素B、Fe的参与，其中维生素C对肉碱合成速度影响最大。合成一分子的肉碱需一分子赖氨酸和三分子蛋氨酸，赖氨酸提供碳链和氮原子，蛋氨酸提供甲基。肌肉组织中含量虽然较高，但其并不能合成L－肉碱，而要依赖于来自肝、肾的血液输送。虽然动物自身能够合成L－肉碱，但是从食物摄取也是重要来源。L－肉碱多存在于肉类食品中，蔬菜、果实中几乎没有。因为谷物中赖氨酸含量很少，并且煮、烤会破坏谷物中的赖氨酸，从而使素食者合成L－肉碱的能力遭到破坏，因而素食者常常会有L－肉碱缺乏的危险。另外，人或其它哺乳动物也有可能因先天性或代谢性疾病引起体内肉碱缺乏。因此，补充L－肉碱同补充其它维生素及矿物质一样重要。3、肉碱的吸收、转运、代谢2饲料中的肉碱通过主动转运在小肠细胞中被吸收，被吸收的量约为饲料中总量的50％～80％。吸收的L－肉碱约50％在小肠细胞中乙酰化，游离肉碱和乙酰肉碱进入血液被转运送到体内不同的器官和组织中。体细胞内肉碱的含量是细胞外液中的10～100倍。只有很小量的L－肉碱在体内进行分解代谢：L－肉碱通过肾脏(大量被重吸收)由尿中排泄。在哺乳动物，大量的L－肉碱以游离的形式和酰基肉碱的形式在乳中分泌。二、L－肉碱的生理功能1促进线粒体脂肪酸的氧化，特别是长链脂肪酸的氧化动物体内能量主要来源于脂肪和碳水化合物的氧化。脂肪酸须进入线粒体内才能进行氧化分解供能，但无论脂酰CoA或游离脂肪酸都不能直接通过线粒体内膜进入线粒体，只有以酰基肉碱的形式方能进入。这是肉碱最主要的生理作用。2调节线粒体内酰基CoA／CoA的比率肉碱有利于清除正常或异常代谢而积聚在线粒体和组织中的短链或中链脂肪酰基。β－氧化过程中产生的短链或中链脂肪酰基CoA，通过酰基转移反应生成酰基肉碱，酰基肉碱则在酶的作用下运出线粒体和细胞，进入循环系统，从而一方面起到调节线粒体酰基CoA／CoA比率的作用。3维持膜的稳定肉碱能消除线粒体膜上过量的长链脂肪酰基，维持膜的稳定。体外实验证明，大鼠随着年龄的增大其肝线粒体膜电位降低，给大鼠服用肉碱或在分离线粒体中加入肉碱，可以防止膜电位的降低。也可以认为，肉碱是一种抗氧化剂，它通过防止铁螯合物的形成捕捉自由基，当初级抗氧化防御屏障不能保证完全消除自由基时，肉碱作为长链脂肪酰基的载体，参与膜修复过程中膜磷脂的去酰化一重酰化，有利于膜的及时修复，起到次级抗氧化防御屏障的作用。4对异常氨代谢的动物有保护作用药理剂量的肉碱对有异常氨代谢的动物有保护作用。肉碱不仅能防止尿素酶诱导的慢性氨中毒，而且也能防止乙酸氨诱导的急性氨中毒。研究发现在给致死剂量的乙酸氨前30min，先给小鼠服用肉碱，发现保护组小鼠存活率显著提高，其血液尿素水平持续增高，1h后达到并维持最高水平；而未用肉碱保护的小鼠，15min内全部3死亡。肉碱具有成为人类治疗各种氨中毒的药物的潜能。5满足机体对L－肉碱的需要，提高机体对蛋白质的利用效率L－肉碱在生物体内的合成需消耗1个赖氨酸和3个蛋氨酸，并需在酶及维生素C、铁、烟酰胺、吡哆醇的参与下进行。合成1g的L－肉碱需消耗2．78g蛋氨酸，而常规饲料中必需氨基酸赖氨酸和蛋氨酸的含量很低，且多属于限制性氨基酸，所以添加肉碱可满足机体对肉碱的需要，抑制肉碱的内源合成，节约蛋氨酸、赖氨酸，相对提高饲料蛋白质中赖氨酸和蛋氨酸的水平，起到平衡氨基酸、提高饲料蛋白质利用率的作用，同时还可节约维生素C、维生素B，提高动物的生长性能和抗病力。6排出体内过量的或非生理性酰基，以消除酰基积累导致的代谢毒性，防止肌肉和血液中含有过量的丙酮酸盐导致的肌肉疲劳和痛性痉挛等现象发生体内过量的脂酰辅酶A能抑制线粒体内三羧酸循环和β－氧化的正常进行。肌肉运动过程中产生的乙酰基和其他短链酰基辅酶A化合物往往在肌肉细胞中积累，破坏肌肉细胞膜，而酰基肉碱可移去这些化合物，并通过尿排出，保护肌肉细胞膜。肌肉运动过程中，过量的丙酮酸盐可转化为乳酸盐，导致肌肉和血液中乳酸盐含量升高，引起肌肉疲劳痉挛，而L－肉碱则可使丙酮酸盐转化为乙酸盐，减少乳酸盐生成，防止体内酰基过量而产生毒性，并具有生物抗氧化作用，提高机体的免疫力。7对公畜禽繁殖力的影响附睾和精子中含丰富的L－肉碱，L－肉碱对精子的成熟起重要作用，体外成熟精子的配合力依赖于葡萄糖、果糖、丙酮酸、乳酸的氧化，而精子中高浓度L一肉碱、乙酰肉碱能够将丙酮酸转化为乙酰辅酶A，并通过三羧酸循环氧化供能以维持精子活力。8其他作用对脂溶性维生素及钙、磷的吸收有促进作用；影响棕色脂肪组织的生热作用；存储被激活的乙酰基单位；促进ATP转运到线粒体内膜；转移乙酰基单位进入酵母线粒体；促进动物胃液、胰液的分泌，增强消化与吸收，提高氨基酸的利用率，改善动物机体的新陈代谢功能，促进动物生长，增强动物抗病能力。三、L－肉碱在动物生产中的应用情况大多数情况下，动物体内生物合成加上从饲料中摄取的L－肉碱可满足其正常需4要。然而在下列情况下易引起肉碱的缺乏：(1)新生与哺乳幼畜(尤其是早熟幼畜)体内肉碱合成功能还未发育完善，合成的数量很有限，因而易导致肉碱缺乏(2)植物性饲料原料比例过高，因植物性饲料原料中肉碱含量很低，含量一般在10mg／kg左右；(3)饲料中脂肪含量过高；(4)动物处于应激状态时(如处于寒冷环境、仔猪早期断奶等)，消耗能量多，脂肪分解增加。因此，在这种情况下，为满足畜禽快速生长及高繁殖性能需要，需在日粮中添加L一肉碱。大量研究证明，日粮中添加L一肉碱有利于促进幼年畜禽的生长，提高饲料利用率，节约蛋白饲料，减少畜禽体脂含量，提高胴体瘦肉率，改善肉质等。其在动物生产中的主要功能表现为：（1）促进生长，提高饲料利用率。（2）改善产品质量，降低胴体脂肪含量。（3）提高繁殖性能。（4）提高动物抗应激能力。（5）提高产蛋率和孵化率，改善蛋的品质（6）节约饲料蛋白，提高饲料蛋白利用率。具体如下:1肉碱的仔猪阶段的应用仔猪初生时可以从母体内获得相当量的肉碱贮备。而早期断奶仔猪阶段体内合成的肉碱就不能满足生长发育的需要，特别是超早期断奶仔猪，会缺乏肉碱。因此断奶仔猪日粮中必须含有足够的肉碱。仔猪断奶后生长缓慢和较高的死亡率一直是养猪业的一个严重问题，据报道50％的死亡多发生在断奶后3d以内，而且已经证实能量不足是造成死亡的主要原因之一。因此，在这一时期添加肉碱可能对提高断奶仔猪能量利用率有很大的效果。研究也表明，刚断奶仔猪利用高养分日粮中脂肪有困难，而肉碱能改善刚断奶仔猪对脂肪的利用。在断奶仔猪日粮中添加肉碱的多数研究表明，添加L一肉碱可以提高仔猪的增重，改善饲料转化率，降低采食量，减少体内的脂肪沉积率，提高仔猪的抗病抗应激能力。目前早期断奶仔猪的肉碱需要添加量以50～200mg/kg为宜。2肉碱在母猪日粮中的应用日粮中添加肉碱可以提高母猪的繁殖性能以及后代胴体品质。研究表明，在母猪产前10d到断奶期间每头每天添加250mg肉碱，结果使哺育期缩短1％，母猪断奶后第一次发情的时间缩短11％，仔猪死亡率降低18％，仔猪13增重提高6％，断奶窝重增加8．4％。德国Harmeye(1993)研究了在母猪妊娠84d开始至仔猪断奶期间，饲料中补充肉碱(50mg/kg)对哺乳母猪和仔猪的影响，结果仔猪出生重不受影响，但仔猪5断奶重提高8.89％，哺育期缩短1.43％，仔猪日增重提高11.93％，母猪断奶后再次发情的时间缩短8％。最近研究表明，泌乳期母猪13粮中添加肉碱可能会因为增强脂肪酸分解供能，而减少肌肉蛋白质的分解，从而提高瘦肉率。瑞士沙龙公司的推荐量为40mg/kg。3肉碱在肥育猪日粮中的应用肉碱在肥育猪日粮中主要用作减肥剂，以提高胴体瘦肉率，改善肉质。肉碱可以增加脂肪的分解、减少必需氨基酸的分解，具有减少脂肪沉积、提高瘦肉生长的效果，在屠宰前添加肉碱还可以降低屠宰应激，改善肉质。据报道，给肥育猪日粮中添加肉碱100，200，300mg/kg饲喂至体重160kg出栏，可以使猪增重分别提高5．97％，7．46％，10．45％，使饲料转化率分别改善60％，88％，12．5％；都提高了胴体、前腿肉、后腿肉、眼肌的重量；添加300mg/kg的肉碱使胴体、前腿肉、后腿肉、眼肌的重量分别提高7．22％，20．77％，13．55％，18．11％。Owen等(1994)在肥育猪日粮中添加25mg/kg的肉碱可以显著增加眼肌面积，降低脂肪沉积率。肥育猪阶段，肉碱在日粮中添加量以50～150mg/kg为宜。4肉碱在家禽日粮中的应用家禽饲料中肉碱含量一般为1O～2Omg/kg，对于生产性能高的品种应该再予补充。在玉米－豆粕型肉用仔鸡日粮中添加肉碱后，体增重、死亡率和饲料转化率均有所改善，肝脏中脂肪含量减少。研究表明，肉碱除了刺激脂肪酸氧化、促进体增重的作用外，还有节约蛋白质、增加氮储留的作用，并且降低死亡率。添加肉碱25～50mg/kg可以提高蛋鸡的产蛋性能，对其他生产性能有改善的趋势。蛋鸡、肉仔鸡、肉鸡日粮中的推荐量为50mg/kg，雏鸡(1周龄)日粮中推荐量为150mg/kg。5肉碱在水产养殖业的应用综合大量研究发现，在鱼类饲料中添加一定量的肉碱，可提高鱼类的增重率，降低养殖鱼体脂和提高鱼类肉品质，节约饲料蛋白质和提高蛋白质利用率，并能降低饵料系数，增加氮储，减少水体中NH3－N含量和降低鱼类死亡率以及提高鱼类的繁殖率。研究表明，鱼饲料中添加肉碱的量应不少于200mg/kg，以达到使用效果。四、L－肉碱在动物生产的推荐使用量畜禽、水产动物对饲粮添加L_肉碱的反应，受其的性别与体重，饲粮中添加脂6肪水平、粗蛋白质及赖氨酸与蛋氨酸含量，肉碱添加量与添加期长短及后续等效应因素的影响。L－肉碱在畜禽生产的推荐使用量如下：品种推荐使用量公猪250mg/头.天母猪（产仔前10天至仔猪断乳）40mg/kg饲料孤乳猪代乳料300－500mg/kg代乳粉早期断乳仔猪（小于28天）50mg/kg饲料正常断乳仔猪（大于或等于28天）30－50mg/kg饲料肥育猪30－50mg/kg饲料雏鸡（1周龄）150mg/kg饲料种用母鸡50mg/kg饲料肉用仔鸡50mg/kg饲料产蛋鸡50mg/kg饲料鲤鱼、罗非100－400mg/kg饲料鲑鱼、鲫鱼300－1000mg/kg饲料鲇鱼300mg/kg饲料草鱼鱼苗200-250mg/kg饲料小罗非鱼500mg/kg饲料幼鳗300-400mg/kg饲料甲鱼300-500mg/kg饲料罗氏沼虾150-250mg/kg饲料中等草鱼100-200mg/kg饲料中等罗非鱼200-350mg/kg饲料成鳗400-500mg/kg饲料鳊鱼100-400mg/kg饲料对虾200-400mg/kg饲料7五、L－肉碱在其他方面的应用：1健康消脂，用