常 磊 趙全成 曲登峰 高 翔 鄭州市獸藥飼料監(jiān)察所 鄭州 450052
牛磺酸(Taurine)即β-氨基乙磺酸,是一種含硫的非蛋白氨基酸,因于1827年首次由德國科學(xué)家Tiedemann和Gmelin從牛膽汁中分離獲得,故又被稱為牛膽堿、牛膽素。研究表明?;撬岵粌H能提高神經(jīng)傳導(dǎo)和視覺功能,還具備調(diào)節(jié)脂類消化吸收、調(diào)節(jié)機體分泌、保護機體細(xì)胞、提高機體免疫等功能,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和食品等行業(yè)。
1.1 ?;撬釋ι窠?jīng)系統(tǒng)的影響 ?;撬嵩谀X內(nèi)的含量豐富,分布廣泛,是神經(jīng)系統(tǒng)中含量最多的游離氨基酸之一,在動物大腦皮層、小腦及嗅球等區(qū)域均有分布。?;撬峋哂猩窠?jīng)營養(yǎng)、促進神經(jīng)生長發(fā)育及神經(jīng)損傷保護作用,牛磺酸治療還可以提高視神經(jīng)組織中MMP-2、MMP-9的表達,從而對視神經(jīng)再生修復(fù)起到促進作用[1]。在?;撬釋逛X致大鼠神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞?凋亡及過氧化損傷試驗中,喬夢[2]選用60只健康雄性SPF級Wistar大鼠進行試驗,結(jié)果表明?;撬崮軌蛴行м卓逛X染毒所致大鼠神經(jīng)系統(tǒng)過氧化損傷及細(xì)胞凋亡,對大鼠神經(jīng)系統(tǒng)具有一定的保護作用。牛磺酸作為神經(jīng)遞質(zhì),可維持細(xì)胞內(nèi)外離子的穩(wěn)定,并能降低由于外界不良因素造成的神經(jīng)毒性作用,而作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的營養(yǎng)因子,則可促進神經(jīng)生長發(fā)育及再生[3],具有神經(jīng)保護作用。
1.2 ?;撬釋χ|(zhì)代謝的影響 ?;撬岷湍懰岷铣膳;悄懰岷箅S膽汁排入消化道,促進脂肪乳化,增加脂肪酶的生物學(xué)活性,并可協(xié)助中性脂肪、膽固醇以及脂溶性維生素等其他脂溶性物質(zhì)的消化吸收。對于?;撬釋δ懝檀汲练e的影響,張劍鋒[4]發(fā)現(xiàn)0.005%?;撬崤c低聚木糖或益生菌復(fù)配飼喂蛋雞,均可以顯著降低蛋黃膽固醇和甘油三酯含量,從膽固醇合成和沉積的角度改善蛋雞脂類代謝。在?;撬釋Φ半u體內(nèi)脂類代謝影響試驗中,于昱[5]選取504羽59周齡海蘭褐蛋雞進行試驗,結(jié)果表明日糧中添加牛磺酸能顯著降低68周齡蛋雞血清總膽固醇、甘油三酯含量;顯著提高64周齡及68周齡蛋雞血清高密度脂蛋白膽固醇含量;其中以添加0.005%牛磺酸調(diào)節(jié)蛋雞脂類代謝的效果最佳。
1.3 ?;撬釋?xì)胞的保護作用 ?;撬釋C體細(xì)胞,如肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞、紅細(xì)胞等均具有一定的保護作用。研究表明,?;撬岵粌H可以參與細(xì)胞膜磷脂代謝,維持細(xì)胞內(nèi)外滲透壓,還可以調(diào)控細(xì)胞鈣離子的轉(zhuǎn)運和動態(tài)平衡,清除自由基過氧化損傷等。此外,在?;撬釋9C2心肌細(xì)胞缺氧/復(fù)氧損傷保護試驗中,韓暢暢[6]選用大鼠做試驗,結(jié)果表明大鼠心肌細(xì)胞株H9C2進行缺氧/復(fù)氧后,可引發(fā)細(xì)胞凋亡,而經(jīng)過?;撬犷A(yù)處理1 h后,凋亡率有顯著性降低,起到抗凋亡作用。孫瑞媛[7]在牛磺酸對熱應(yīng)激致肉雞主動脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷保護試驗中證實,添加一定濃度的牛磺酸能夠增強主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的抗氧化能力,抑制主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡。
1.4 ?;撬釋に胤置诘挠绊?大量試驗表明,?;撬嵩诩谞钕?、腎上腺、性腺等內(nèi)分泌器官正常機能運轉(zhuǎn)中發(fā)揮著積極的調(diào)節(jié)作用。在牛磺酸對雌性大鼠生殖激素分泌及卵泡發(fā)育試驗中,牟藤[8]指出?;撬釋Σ煌l(fā)情周期大鼠促性腺激素釋放激素、泌乳素、促黃體生長素、雌二醇和孕酮的分泌均有一定的刺激作用;?;撬峥赏ㄟ^增加卵巢中促卵泡刺激素受體和促黃體生成素受體的數(shù)量,促進性激素合成關(guān)鍵酶的表達來促進雌激素的合成與分泌。對于甲狀腺激素的分泌,?;撬嵬瑯泳哂写龠M作用,進而增強機體的代謝能力。
1.5 ?;撬釋γ庖呦到y(tǒng)的影響 ?;撬嵩诹馨图?xì)胞和中性粒細(xì)胞中的含量非常豐富,分別占兩類細(xì)胞游離氨基酸總量的50%和76%。?;撬岵粌H對淋巴細(xì)胞具有保護作用,還能有效促進其增殖。據(jù)劉曉軍[9]報道,長期使用缺乏?;撬岬氖澄镂关垥鹭垯C體免疫系統(tǒng)的廣泛變化,與補充組相比,其白細(xì)胞總數(shù)顯著減少;功能研究表明,多核白細(xì)胞發(fā)生呼吸鏈中斷,對表皮葡萄球菌的吞噬作用和細(xì)胞內(nèi)殺滅作用明顯減弱,B細(xì)胞區(qū)出現(xiàn)成熟和不成熟淋巴細(xì)胞,T細(xì)胞區(qū)動脈周圍出現(xiàn)淋巴細(xì)胞的耗竭,并發(fā)生輕微的進行性血管外溶血。另據(jù)費東亮[10]報道,在熱應(yīng)激條件下,日糧中添加一定水平的?;撬崮軌蝻@著提高小腸黏膜中SIgA的含量,進而保護腸黏膜,維持和增強腸道免疫力,從而緩解熱應(yīng)激對肉雞機體的損傷。大量試驗證實,?;撬崤c免疫功能密切相關(guān),在免疫調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著不可替代的作用。
牛磺酸廣泛存在于動物的組織、細(xì)胞內(nèi),其中哺乳動物組織細(xì)胞中神經(jīng)、肌肉及腺體?;撬岬暮枯^高,而在大多數(shù)植物及其果實或細(xì)菌中則幾乎不存有牛磺酸。天然?;撬岱稚ⅰ⒘可?,大量的牛磺酸獲取還得靠化學(xué)合成。目前國內(nèi)合成?;撬岬耐緩街饕袃煞N,一種是以乙醇胺為原料,經(jīng)硫酸酯化,亞硫酸鈉還原得到?;撬?;另一種是以環(huán)氧乙烷為原料,經(jīng)亞硫酸鈉開環(huán)加成,在高溫高壓下與氨反應(yīng)合成?;撬?。兩種途徑各有利弊,也有試驗性文章對目前的合成方式進行優(yōu)化改進,如據(jù)何曉強[11]試驗結(jié)果表明,以乙醇胺為原料,在改性催化劑的作用下,經(jīng)分子內(nèi)脫水和與亞硫酸氫銨開環(huán)加成兩步反應(yīng)制備?;撬?,乙醇胺的轉(zhuǎn)化率達93.2%,選擇性84.6%,?;撬峥偸章蔬_到73%(以乙醇胺計),工藝優(yōu)于乙醇胺酯化法和環(huán)氧乙烷法。周彩榮等[12]用亞硫酸銨代替亞硫酸鈉作為磺化反應(yīng)的原料,在含氨氣體存在下與2-氨基乙醇硫酸酯進行磺化反應(yīng),?;撬岬囊淮谓Y(jié)晶率可達67.94%,純度接近100%。
?;撬岬纳a(chǎn)企業(yè)大多分布于日本、美國等發(fā)達國家和地區(qū),我國生產(chǎn)?;撬岬钠髽I(yè)數(shù)量少,產(chǎn)量低,且產(chǎn)品多用于出口,其他的多用于醫(yī)藥和食品添加劑,作為飼料添加劑使用則較少。
相較于國外的成熟技術(shù),目前國內(nèi)?;撬岬暮铣膳c分離技術(shù)依然有很大的發(fā)展?jié)摿?,牛磺酸的使用推廣還遠不如國外。
?;撬釋ωi的作用,主要集中于促進腸道健康以及提高飼糧利用率。劉悅等[13]選取96頭21日齡斷乳的去勢杜洛克×長白×約克夏雜交公豬進行試驗,分別飼喂添加了0、0.3%、1.5%、3%?;撬岬娘暭Z,結(jié)果表明飼糧中添加0.3%?;撬釋ψ胸i的生長和健康有一定的促進作用;與對照組相比,飼糧中添加0.3%牛磺酸能降低仔豬腹瀉指數(shù)29%(P<0.05);飼糧添加0.3%?;撬崮茱@著降低仔豬1~14 d、15~28 d和1~28 d的料肉比(P<0.05)。陳松等[14]同樣證實,日糧中添加?;撬岵粌H可以提高斷乳仔豬日增重,改善日采食量和料重比,還可以有效提高鈣、磷、干物質(zhì)、有機物的消化率,改善腸道吸收功能。尚芳[15]選取48頭28±1日齡斷乳仔豬進行試驗,同樣得出一定劑量(0.1%)的?;撬峥梢蕴岣哜}、磷、干物質(zhì)、有機物的消化率,調(diào)節(jié)腸道吸收功能,以及改善仔豬斷乳后4周內(nèi)的腹瀉指數(shù)和腹瀉頻率。另一方面,張小龍[16]證實,?;撬徇€能夠有效緩解早期斷乳仔豬的斷乳應(yīng)激反應(yīng),且以0.1%?;撬?0.6%谷氨酰胺添加效果最好。
此外,?;撬徇€有助于提高豬的繁殖性能。李方方等[17]試驗得出:(1)種公豬飼糧中長期添加?;撬峥梢栽鰪姺N公豬的性欲,提高精液品質(zhì);(2)?;撬峥梢源龠MFSH、LH和T的分泌,提高血清中FSH、LH和T的含量;(3)?;撬峥梢蕴岣叻N公豬精漿TAOC含量,減少MDA含量,提高SOD和GSH-PX活力,總體提高精漿的抗氧化能力;(4)?;撬岬倪m宜添加水平為6 g/kg。
據(jù)陳釗[18]報道,?;撬釋δ肛i哺乳期的生產(chǎn)性能亦具有促進作用,母豬采食量增加,仔豬斷乳個體重、日均增重、成活率有所提高,但與部分前期報道結(jié)果不完全一致,需要進一步驗證。
我國作為養(yǎng)豬大國和豬肉品消費大國,豬的養(yǎng)殖在畜牧生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的地位,但牛磺酸在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究還不夠全面和深入。特別是仔豬腹瀉問題,已是影響生豬養(yǎng)殖的重要威脅之一,如果?;撬崮軌蚝芎玫亟鉀Q仔豬腹瀉的發(fā)生,對生豬養(yǎng)殖來說意義非凡。
作為動物的條件性必需氨基酸,飼料中添加適宜劑量的?;撬釕?yīng)該是安全有效的,但目前?;撬嵩谛竽琉B(yǎng)殖生產(chǎn)中的研究還不夠,比如?;撬釋π笄萆a(chǎn)性能的確切影響、作用機理;?;撬嵩谛笄莶煌L階段的適宜添加劑量、與其他日糧搭配的互作效應(yīng)、日常添加有無最高限量要求等仍需大量的試驗來提供參考;另外,?;撬嵘a(chǎn)工藝的改進等均有待進一步研究。
隨著飼料行業(yè)全面禁抗時代的臨近,飼料添加劑朝著綠色環(huán)保高效的方向發(fā)展已是一種趨勢,?;撬岬纳砉δ軟Q定了它在飼料生產(chǎn)領(lǐng)域必將會占有重要的一席之地。