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牛磺酸是具有簡樸化學(xué)結(jié)構(gòu)的含硫氨基酸,它以游離形式大量存在于人和哺乳動(dòng)物幾乎所有的贓器中,其中以腦、心臟和肌肉組織中含量最高,是人及動(dòng)物的重要營養(yǎng)物質(zhì)。人和動(dòng)物必須從外界攝取一定量的?;撬?,但也能通過粒細(xì)胞代謝L一半胱氨酸或其他方式合成一定量的?;撬?,但是合成的量很有限。因此,美國、日本等發(fā)達(dá)國家早已規(guī)定在全部嬰幼兒乳制品中添加牛磺酸,目前我國?;撬岬哪晟a(chǎn)量為 10000 t左右,絕大部分用于出口。現(xiàn)就?;撬嵩趧?dòng)物營養(yǎng)中的作用研究作一綜述。
1 牛磺酸生產(chǎn)技術(shù)
1.1 生物提取法 用生物原料生產(chǎn)?;撬崾峭ㄟ^牛膽汁水解或?qū)踬\、蛸、珠母貝等海產(chǎn)品用水提取后再濃縮而得?;撬?。牛膽汁中牛磺酸的含量雖高,但它與膽汁酸結(jié)合成牛磺膽酸的形式存在,不能簡樸地分離提取。生物提取法技術(shù)較成熟,工藝簡樸,但原料來源有阻,不易保質(zhì),不能滿意市場需求。
1.2 發(fā)酵法 日本研究者(1986)報(bào)道,將來源于牛肉的鏈球菌在含有15 g牛膽汁提取物和葡萄糖的培養(yǎng)基中37℃培養(yǎng)2 d,可以產(chǎn)45 g牛磺酸。據(jù)Nakanishi(1988)報(bào)道,將一株谷氨酸棒狀桿菌在含有葡萄糖、蛋白胨、KH2PO4、K2HPO4、MgSO4、生物素、酵母膏、尿素和維生素B1的培養(yǎng)基中28℃搖瓶發(fā)酵4d,最后?;撬岙a(chǎn)量為 870 mg/L。
1.3 乙醇胺法 在一定溫度下,將乙醇胺滴加到等摩爾的濃鹽酸中,通入氧化氫氣體至不再吸收為止,先制得中間體氯化氫一β一氯化接,將中間體用亞硫酸鈉磺化得粗品,粗品進(jìn)一步用活性碳處理,重結(jié)晶而得產(chǎn)品。
我國?;撬嵘a(chǎn)起步較晚,工藝還不完善,處十逐步改進(jìn)階段。其中一種用硫酸代替酸改進(jìn)?;撬岬暮铣晒に嚾〉幂^好效果。方法是在一定溫度下,將乙醇胺滴加到硫酸中,使乙醇胺成鹽,經(jīng)酯化而先制得中間體硫酸一β一硫酸銨,然后將所得中間體用亞硫酸鈉磺化,經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾得粗品,然后將粗品通過活性炭吸附、重結(jié)晶而得白色晶體產(chǎn)品,其?;撬岷看笥?8%,總收率可達(dá)50%~55%,海內(nèi)目前多采用此法。
德國Pauluty(1985)用氯化亞砜在等量的羧酸存在下,于60℃與乙醇胺鹽酸鹽反應(yīng)7 h,產(chǎn)率高達(dá) 99.1%,反應(yīng)條件暖和,產(chǎn)品純度高,但反應(yīng)尾氣回收困難,易污染環(huán)境.腐蝕設(shè)備。
丁學(xué)杰(1991)用氯化、磺化兩步進(jìn)行,先在鹽酸中滴加乙醇胺,然后用氯化氫氣體制得氫氯化一β一氧化銨晶體,收率為 76.1%,然后濃縮,用乙醇結(jié)晶、精制,收率為63%,兩步制備牛磺酸的總收率為47.9%,純度為98.8%。
1.4 乙撐亞胺法 乙撐亞胺與亞硫酸鈉直接反應(yīng).一步合成?;撬幔磻?yīng)暖和,沒有副產(chǎn)物,精制方便,純度達(dá)99.4%,產(chǎn)出率達(dá)88.9%,但缺點(diǎn)是乙撐亞胺沸點(diǎn)低、毒性大、易聚會(huì)爆炸、不易保存。為克服這一缺點(diǎn),可用乙醇胺催化脫水環(huán)化法生產(chǎn)乙撐亞膠。
2 ?;撬岬纳飳W(xué)功能
2.1 牛磺酸與金屬元素的相互作用 鋅缺乏導(dǎo)致?;撬岱置谠龆啵@兩種物質(zhì)都是生物膜穩(wěn)定劑。硫酸亞鐵可損害蛙視網(wǎng)膜的觀桿細(xì)胞的外圍部分,從而導(dǎo)致細(xì)胞液的膨脹、聚集和破裂。鋅和?;撬岬南嗷プ饔每勺柚惯@種后果的產(chǎn)生,而不影響由鐵產(chǎn)牛的膜的過氧化程度。此外,低濃度(2.5%)的牛磷酸可以促進(jìn)腸道對(duì)鋅的吸收。
2.2 參與膽酸的合成,促進(jìn)脂肪和脂溶性物質(zhì)的吸收 動(dòng)物體內(nèi)的?;撬崾歉闻K合成膽酸的一種成分,它的含量多少能影響膽酸中?;撬岷透拾彼岬谋壤H祟愋律鷥耗懰嵋耘;撬釣橹?,成人占1/4。另外,食物中添加?;撬峥梢种颇懡Y(jié)石形成,促進(jìn)膽汁排泄。
2.3 牛磺酸對(duì) Ca2+的調(diào)節(jié)作用 ?;撬釋?duì)肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞、紅細(xì)胞等都具有保護(hù)作用。牛磺酸在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、視網(wǎng)膜、血小板和心臟等組織器官中起滲透調(diào)節(jié)作用;?;撬釋?duì) Ca2+有調(diào)節(jié)作用,低Ca2+時(shí)促進(jìn)Ca2+的內(nèi)流,高Ca2+時(shí)減少Ca2+內(nèi)流和增加Ca2+與細(xì)胞的親和力,以降低游離鈣水平;?;撬釁⑴c細(xì)胞膜主要成分磷脂的代謝,具有直接膜穩(wěn)定作用,并對(duì)抑制溶酶體內(nèi)組織蛋白酶的漏出;?;撬峋哂星宄踝杂苫⒖怪|(zhì)過氧化損傷效應(yīng)。
2.4 ?;撬釋?duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用 ?;撬崾切律鷦?dòng)物腦中含量最豐富的游離氨基酸。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的?;撬嶂饕植加诖竽X皮層、小腦、海馬及嗅球等區(qū)域。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和突觸細(xì)胞中?;撬岬暮孔顬樨S富。?;撬峥烧{(diào)節(jié)體液的紊亂,對(duì)某些激素如生長素和催乳素的分泌有調(diào)節(jié)作用;?;撬峥墒谷四X神經(jīng)細(xì)胞增殖,促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞突觸的形成,加速神經(jīng)細(xì)胞的分化成熟過程。
3 ?;撬嵩趧?dòng)物營養(yǎng)中的作用
3.l 牛磺酸在禽營養(yǎng)中的作用 日糧中添加相宜水平的?;撬?,可不同程度地提高雞的生產(chǎn)性能。Martin等(1972)研究表明,添加 0.l%?;撬峥纱龠M(jìn)肉雞早期增重。Anderson等(1975)研究表明,雛雞日糧中增加 0.75 %?;撬幔湓缙冢?~3周齡)體重增加 20. 5%,飼料轉(zhuǎn)化率提高7.2%。Campbell等(1989)研究發(fā)現(xiàn),肉公雛飼料中添加0.05%、0.l%、0.2%牛磺酸,其猝死和總死亡率下降,3~6周齡料肉比隨?;撬崽砑铀蕉€性下降,但不影響3~6周齡體重和0~3周齡的料肉比。Linda Stuff(1991)在肉公維和仔火雞飼料中添加 5 %、10%油脂后再添加 0.8 %?;撬?,7周齡時(shí)料肉比顯著降低(P<0.01),脂肪沉積得到改善,但未見對(duì)體重的影響。Blair等(1991)報(bào)道,l日齡肉仔雞日糧中添加0.3%牛磺酸后,21日齡增重明顯,但添加0.6%?;撬釋?duì)其增重有負(fù)面影響。
3.2 牛磺酸在水產(chǎn)方面的應(yīng)用 ?;撬崾俏r、蟹的餌料誘食劑,在蝦料中添加?;撬釀t以促進(jìn)蝦的采食。牛磺酸對(duì)貝類有許多特別功能:可作為能量的貯存,時(shí)調(diào)節(jié)細(xì)胞的可激發(fā)性,可通過滲透排泄減少體內(nèi)過多的硫化物積聚。上海水產(chǎn)大學(xué)邱高峰博士等以不同氨基酸單獨(dú)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有4種氨基酸對(duì)蝦、蟹有促攝食作用,分別是?;撬?。天冬酰胺、脯氨酸和甘氨酸,其中?;撬釋?duì)許多海產(chǎn)類動(dòng)物都有促進(jìn)攝食作用。 4 結(jié) 語 隨著?;撬嵘a(chǎn)技術(shù)的不斷完善和對(duì)?;撬釥I養(yǎng)機(jī)理研究的進(jìn)展,?;撬岜貙⒃趧?dòng)物養(yǎng)殖中發(fā)揮越來越大的作用。
文章來源:北京華牧偉業(yè)科技有限公司
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