中國水產(chǎn)門戶網(wǎng)報(bào)道甜菜堿(Betaine)是一種天然化合物，這種物質(zhì)因最初從甜菜中提取而得名，目前，甜菜堿在化工、印染、日化、醫(yī)藥、食品、飼料等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。但其最重要的應(yīng)用是在飼料工業(yè)中作為營養(yǎng)型添加劑，它用作飼料添加劑已有50多年的歷史。也因其在動物的蛋白質(zhì)與脂肪代謝等方面的重要作用而倍受關(guān)注，并得到了廣泛的應(yīng)用。

    1 甜菜堿及其作用機(jī)理

    1.1 甜菜堿的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

    甜菜堿又名三甲基甘氨酸，分子式為C5H11N02，屬季胺類生物堿。甜菜堿純品為白色晶體，有甜味和特殊的蛋白質(zhì)味；純品甜菜堿極易潮解，而鹽酸鹽不易潮解；甜菜堿屬無毒物，半致死量為18.14g／kg。甜菜堿的分子結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特性，一是電荷在分子內(nèi)的分布呈中性，二是它含有三個活性甲基，這種結(jié)構(gòu)上的特殊性決定了甜菜堿的性質(zhì)和在動物營養(yǎng)代謝上的獨(dú)特功能。

    1.2 甜菜堿的作用機(jī)理

    甲基是動物體內(nèi)各種物質(zhì)代謝不可缺少的重要物質(zhì)，動物本身幾乎不能合成甲基，必須由飼料供給。甜菜堿是最有效的甲基供體，它的三個甲基團(tuán)都可作為有效的活性甲基。其中一個使高半胱氨酸甲基化，形成內(nèi)源蛋氨酸和二甲基苷氨酸，內(nèi)源蛋氨酸通過形成S一腺苷蛋氨酸的釋放甲基，二甲基甘氨酸通過釋放甲基形成5一甲基四氫葉酸，而5一甲基四氫葉酸又是高半胱氨酸合成蛋氨酸的甲基供體。甜菜堿就是通過甜菜堿一高半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，參與蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)的代謝，在神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)中起重要作用。

    2 甜菜堿在水產(chǎn)動物中的作用

    2.1 用作誘食劑，促進(jìn)動物攝食

    閻希柱(1996)報(bào)道，飼料中添加0.8％、1.0％的甜菜堿時(shí)，羅非魚的日增重分別較對照組提高28.68％和29.48％，攝食時(shí)間縮短了1／3。北京朝陽區(qū)水產(chǎn)局鯉魚試驗(yàn)表明，將比例為0.1％、0.2％、0.3％的甜菜堿和0.1％的甜菜堿復(fù)合劑添加相同的基礎(chǔ)飼料中，與對照組相比，鯉魚的日增重分別提高16.5％、17.4％、21.5％、34.6％，說明在飼料中添加對其復(fù)合劑對鯉魚均有促生長作用，其中復(fù)合劑效果更佳。閻有利等(1994)報(bào)道，甜菜堿以0.3％--0．5％的比例添加到鯉魚飼料中，增重提高41.78％--49.32％，餌料系數(shù)分別降低14.13％----24.16％。

    甜菜堿不僅可提高飼料的適口性，使魚類攝食量增加，而且大大縮短了攝食時(shí)間，并降低餌料系數(shù)。閻希柱等(1996)研究表明，尼羅羅非魚攝食添加甜菜堿飼料會導(dǎo)致腸道及肝中蛋白酶、淀粉酶活性升高，這樣既提高飼料的利用率又減少了殘餌對水質(zhì)的污染。此外，甜菜堿可加速蝦蟹的生理性蛻殼，有利于蝦蟹的生產(chǎn)性能(NeIson，1989)。

    2.2 緩解應(yīng)激，提高動物抵抗應(yīng)激的能力

    各種應(yīng)激反應(yīng)嚴(yán)重影響水生動物采食和生長，降低成活率，甚至引起死亡。甜菜堿通過促進(jìn)體內(nèi)高半胱氨酸向蛋氨酸的轉(zhuǎn)化，降低體內(nèi)高半胱氨酸的含量。高半胱氨酸是一種興奮性氨基酸，也是腦內(nèi)7一氨基丁酸(GABA)合成酶——谷氨酸脫羧酶(GAD)的抑制劑(Hammond等，1981)，甜菜堿通過降低體內(nèi)高半胱氨酸的含量而減輕其對GAD活性的抑制，有利于腦內(nèi)GABA的合成，從而使中樞抑制作用加強(qiáng)，從而起到緩解應(yīng)激的作用。

    Freed等(1979)研究發(fā)現(xiàn)，甜菜堿有抗小鼠高半胱氨酸、戊四氮和電驚厥發(fā)生的作用。許德義等(1986)的藥理研究表明，甜菜堿具有明顯的鎮(zhèn)靜作用。Hall(1995)報(bào)道，甜菜堿可減輕經(jīng)長途運(yùn)輸?shù)呐５膽?yīng)激反應(yīng)，提高運(yùn)輸后體重恢復(fù)的速度。Cinton(1989)報(bào)道，飼料中添加甜菜堿可促進(jìn)疾病或應(yīng)激狀態(tài)下水生動物的攝食。Nelson(1991)試驗(yàn)表明，甜菜堿有助于鮭魚抗10％以下的冷應(yīng)激，是越冬期魚類的理想飼料添加劑。王燕等(1998)發(fā)現(xiàn)甜菜堿有助于魚類抵抗因長途運(yùn)輸造成的應(yīng)激。王等人將經(jīng)長途運(yùn)輸?shù)?000尾草魚苗分別放人條件相同的A塘和B塘，A塘的草魚飼料中添加0.3％甜菜堿，B塘的草魚飼料中未添加甜菜堿，結(jié)果發(fā)現(xiàn)A塘的草魚苗在水中表現(xiàn)活躍、進(jìn)食快，未發(fā)現(xiàn)魚苗死亡；而B塘的魚苗進(jìn)食緩慢，死亡率4.5％。

    2.3 調(diào)節(jié)滲透壓

    滲透壓激變的情況下，為維持滲透壓平衡，防止細(xì)胞中的離子濃度激變，需要有滲透壓緩沖物質(zhì)的存在。研究表明，線粒體、葉綠體中所含的高濃度的甜菜堿，在滲透壓激變時(shí)維持正常的細(xì)胞代謝發(fā)揮著重要的作用。

    甜菜堿是有效的滲透壓緩沖物質(zhì)，可作為細(xì)胞的滲透保護(hù)劑，能提高生物體細(xì)胞對干旱、高濕、高鹽和高滲環(huán)境的耐受力，防止細(xì)胞水分流失及鹽類的進(jìn)入(Ko等，1994)，提高細(xì)胞膜Na--K泵功能(Biggers，1993)，穩(wěn)定酶活性及生物大分子功能，以調(diào)節(jié)組織細(xì)胞滲透壓和離子平衡，維持營養(yǎng)吸收功能，增強(qiáng)魚、蝦等滲透壓激變(蝦類蛻變、魚類運(yùn)輸?shù)纫��?時(shí)耐受力，提高成活率。

    2.4 作為甲基供體，節(jié)約膽堿和蛋氨酸

    Du Vigneaud早于1939年發(fā)現(xiàn)甜菜堿在動物代謝中可提供活性甲基，并證實(shí)具有供甲基功能的還有膽堿和蛋氨酸。Ruiz等
(1983)通過放射標(biāo)記試驗(yàn)表明，甜菜堿、膽堿和蛋氨酸三者在體內(nèi)可相互轉(zhuǎn)化。

    Rumsey(1989)試驗(yàn)證明，虹鱒魚膽堿需要量的一半必須滿足，其余一半可由甜菜堿取代。張陽軍(1991)研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中用甜菜堿取代適量氯化膽堿，15天后羅氏沼蝦平均體長比不取代的對照組增加27.63％，飼料系數(shù)降低8％。

    2.5 參與脂肪代謝，預(yù)防脂肪肝

    眾多研究結(jié)果表明，甜菜堿能通過促進(jìn)脂肪分解、轉(zhuǎn)移和抑制脂肪生成兩方面來促進(jìn)脂肪代謝，減少脂肪肝的發(fā)生。

    江西贛州地區(qū)水產(chǎn)研究(1992)報(bào)道，甜菜堿對降低草魚脂肪肝有顯著作用，在草魚長期投喂配合飼料而無青飼料補(bǔ)充的情況下，添加甜菜堿能很好地預(yù)防營養(yǎng)缺乏導(dǎo)致的脂肪肝病。閻希柱等(1996)報(bào)道，飼料中添加甜菜堿后，尼羅羅非魚肉中的脂肪含量顯著下降。

    2.6 提高生產(chǎn)性能

    眾多養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)表明，飼料中添加一定量的甜菜堿能顯著提高水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生產(chǎn)性能。鄭榮恭(1991)報(bào)道，飼喂甜菜堿的虹鱒增重提高了23.5％，飼料系數(shù)降低14.01％；大西洋大馬哈魚增重提高31.9％，飼料系數(shù)降低20.8％。閆有利等(1994)報(bào)道，飼料中添加0.3％--0.5％甜菜堿，2月齡鯉魚的日增重提高41％--49％，餌料系數(shù)降低14％一24％。李詠梅等(1998)試驗(yàn)表明，飼料中添加0.3％甜菜堿純品或復(fù)配品，能明顯促進(jìn)羅非魚的生長，并降低餌料系數(shù)。常志洲等(1998)在河蟹餌料中添加1.5％甜菜堿，河蟹凈增重提高95.3％，成活率提高38％，可獲得較快的生長速度和較高的存活率。

    3 甜菜堿的前景展望

    甜菜堿耐高溫、存貯期長，還具有多種生理功能，能促進(jìn)動物蛋白質(zhì)和脂肪代謝，調(diào)節(jié)滲透壓，可直接轉(zhuǎn)換成甲基供體，作為水產(chǎn)動物誘食劑，能大大提高飼料的利用率和降低飼喂成本。還有研究發(fā)現(xiàn)甜菜堿還能增強(qiáng)飼料中的維生素的穩(wěn)定性(Fragrane等，1991)。隨著對甜菜堿研究的進(jìn)一步深入，甜菜堿將越來越得到人們的重視。

    在國外，甜菜堿已有十多年的生產(chǎn)和使用歷史，美國、德國、日本、芬蘭等國都已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，歐美國家已普遍將甜菜堿應(yīng)用于水產(chǎn)品和畜禽養(yǎng)殖。前幾年，國內(nèi)甜菜堿產(chǎn)品數(shù)量很少；近年來，甜菜堿的生產(chǎn)開發(fā)與推廣應(yīng)用已取得了較大的進(jìn)展。