胆碱的化学名称是β-羟乙基-三甲基胺羟化物,无色粘性较强的液体,易吸潮,溶于水,分子式为C5H5O2N。胆碱虽属B族维生素,但不参与酶系统,不具有维生素特有的催化作用。胆碱在动物营养中主要有4个功能:①防止脂肪肝:胆碱作为卵磷脂的成分可促进肝脏脂肪酸以卵磷脂的形式被运输,而且还可以提高脂肪酸本身在肝脏内的氧化利用,从而防止脂肪在肝脏里过多的积累;②细胞结构的构成和维持:胆碱是卵磷脂、鞘磷脂和缩醛磷脂等磷脂的组成成分,磷脂是细胞膜脂肪层和软骨质的重要成分,因此有预防禽类胫骨粗短症的功能;③神经传导:胆碱是构成乙酰胆碱的主要成分,乙酰胆碱是副交感神经终端释放的神经递质,从而使神经刺激由交感神经的突触前到突触后纤维的传递成为可能;④可作为活性甲基的来源:如与高半胱氨酸形成蛋氨酸、与胍基乙酸结合生成肌酸,还可以与其它物质合成肾上腺素等激素。
胆碱的工业产品主要是氯化胆碱,目前工业中90%用作饲料添加剂,其中有70%~90%氯化胆碱水溶液和50%~60%的固体产品。1g 氯化胆碱相当于0.87g 胆碱,但由于氯化胆碱添加剂的使用量大,在实际生产中常忽略二者间的差数。
鸡日粮中是否需要添加胆碱,虽已经近70年的研究,至今看法不一,这主要涉及到以下几个方面。
1 鸡对胆碱的需要量
鸡对胆碱的需要量一直是动物营养学家所研究的课题,这种需要量随品种、生长阶段、饲养方式、环境因素及添加目的的不同而不同。现将近年来我国国家标准、NRC标准及各著名公司所推荐的需要量列于表1。
2 胆碱在鸡体内的合成
科学上利用完整动物或在体外用肝切片方法均已证实胆碱的生物合成,其分子中乙醇胺来源于丝氨酸或甘氨酸,甲基来源于蛋氨酸。胆碱也可由卵磷脂降解产生。研究表明,胆碱主要在肝脏中合成,因为其它组织中没有发现使磷脂酯乙醇胺甲基化的微粒系统(Milton等,1984)。Griffith等(1968)Juke(1971)认为雏鸡不能合成甲基乙醇胺和二甲基乙醇胺。但Neshein等(1967)认为雏鸡肝脏能合成甲基乙醇胺且能从S-腺苷蛋氨酸接受甲基形成胆碱。雏鸡之所以缺乏胆碱,不是缺乏合成胆碱的能力,而是因为合成速度不能满足动物的需要。鸡合成胆碱的速度随着年龄的增长而加快,8周龄后的鸡很难发现出现胆碱的缺乏症。Henning等(1983)发现产蛋鸡合成胆碱的能力是相当大的,他在试验中发现蛋中胆碱仅有7%来自饲料,有93%来自鸡体或肠道,而且机体中胆碱含量在产蛋期间还增加了,Fragner(1964)报道了大多数细菌能够产生胆碱。
3 胆碱的饲料来源
饲料中的胆碱主要以卵磷脂的形式存在,游离的胆碱或神经鞘磷脂含量不到10%。饲料中胆碱含量由于各国试验条件、试验手段以及原料来源不同,所报道的胆碱含量有所差异,这个值一般在10%左右(沈红等,1998)。从不同数据来源看,胆碱含量(mgkg):黄玉米:440~662;大豆粕:2743~2916;小麦麸:1077~2088;鱼粉:3978~4036。按这个值计算以玉米一豆粕为主的典型商品日粮含胆碱量在1100mg/kg~1400mg/kg之间,这个值与NRC所规定的标准相近。
4 饲料中胆碱可利用性评价
饲料中胆碱的可利用性也是影响家禽日粮中是否需要添加胆碱的一个重要因素。研究表明,饲料中卵磷脂和神经鞘脂在小肠的近端和中部被降解为胆碱,但一些卵磷脂完整地进入胸导管(Chan,1984),摄入的胆碱一些被完整吸收,一些被肠道微生物酶降解为三甲胺(De La Huerga等,1952)。相对而言,以卵磷脂形式食入的三甲胺数量是很少的。
Fritz等(1967)用鸡检定法测得大豆饼粉(SBM)中含有丰富的可利用胆碱,可达2546mg/kg;Moli-toris等(1976)用生长测定法测得8日龄生长鸡对大豆产品中胆碱的生物学利用率为60%~75%。但这种方法存在质疑,因为虽然以胆碱作为第一限制性营养物质,但生长同时也受其它营养成分的影响,尤其是蛋氨酸和蛋白质。Menten等(1996)用斜率比测得大豆粕中胆碱的利用率接近100%;而王吉峰(1997)用玉米淀粉-酪蛋白为基础日粮,用斜率比和标准曲线法测得的豆粕中胆碱的可利用率为46%;Koche(1979)测得玉米中胆碱的可利用性为100%。
5 胆碱是否能节省蛋氨酸用量
胆碱、甜菜碱能否取代或节省蛋氨酸已成为目前动物营养研究上的一大热点问题。在动物体内,胆碱可氧化生成甜菜碱,甜菜碱供给高半胱氨酸甲基使其生成蛋氨酸,但这种关系对动物营养实际意义不大因为天然蛋白质的中间代谢产物高半胱氨酸是很少的(Ruiz,1983)。最近研究表明:蛋氨酸、胆碱、甜菜碱各有其不同或不能相互替代的功能,只有当它们被用作甲基供体时方可相互替代(StefanMack等1999)。所以,研究三者的相互关系的实际意义在于搞清楚日粮中究竟需要多少蛋氨酸满足动物蛋白质合成的需要,以及最佳甲基来源及其需要量。这些问题尚存很大的争议。
6 影响胆碱添加效果的因素
不同的试验效果差别很大,这些差异的原因可能与日粮的氨基酸水平、蛋白质含量、能量浓度、叶酸及VB12水平及其它因素有关。
多数研究者一致认为,日粮蛋白质含量低以及(或者)含硫氨基酸临界缺乏,则添加蛋氨酸和胆碱都可表现有益作用。然而,尽管在这种情况下添加这两种养分都可提高鸡的产蛋量,但看来只有蛋氨酸才有增大蛋重的作用(Workel,1998)。在商品生产条件下若采用蛋氨酸+胱氨酸含量高(0.70%)的日粮,则对胆碱的需要量就会相对较低;相反,若采用蛋氨酸+胱氨酸含量较低(0.53%)的日粮,则对胆碱的需要量就会相对较高。当喂能量和高水平日粮的集约化家禽因采食量低,使得胆碱摄入不足,因此高能日粮对胆碱需要量大。
因为叶酸和维生素B12在胆碱合成、代谢以及甲基转移中起着重要作用,所以胆碱的需要量在很大程度上取决于叶酸和维生素B12的营养。研究表明,在叶酸或维生素B12缺乏的条件下,胆碱的需要量显著增加。
Ruiz等(1983)报道,老龄蛋鸡,不论体重如何,当喂给含有足够蛋氨酸的玉米一豆粕日粮,即使有胆碱补充,其需要量也很少。Neishein等(1969)和March(1989)也有过类似的报道。
7 胆碱对预混料中维生素的破坏作用
研究表明,氯化胆碱是维生素的主要破坏因素之在某些情况下可能成为最主要的制约性的破坏因素。氯化胆碱具有强烈的吸湿性,能大量吸收空气中的水分和二氧化碳,为水解、氧化还原等创造基本条件;此外,作为一种季铵盐类,氯化胆碱在其所处的环境中有氢氧根存在时(哪怕是少量)还会表现出较强的碱性,而事实上几乎所有的饲料(包括预混料)都存在这种情况。如果还有金属离子存在时,二者协同作用可能表现出较强的破坏作用。总的来说,水分继发作用产生的碱性与金属离子的协同作用等共同构成了胆碱破坏作用的内在机理(杨敏,1996)。据刘当慧等(1994)报道,在 40℃下密封贮藏 30d 复合预混料中不加氯化胆碱的VA、VC存留率为83.3%和100%(微量元素经预处理),而当复合预混料中加入氯化胆碱且无机盐不作任何处理(含水硫酸盐)时,则VA、VC存留率分别为0.67%和0%,当微量元素包被处理后,VA、VC存留率分别达76.8%~82.9%和21.5%~33.7%。胆碱对 VA、VD3、VK、VB6和泛酸钙等的稳定性也有极大的影响。
目前,人们通过对氯化胆碱载体的选择或采用晶体微囊进行包被处理的办法来防止氯化胆碱的吸潮结块,并已取得了很好的效果,但由于导致成本的增加,还没有得到普遍推广。
8 结语
综上所述,氯化胆碱作为一种维生素类的饲料添加剂,已愈来愈被养鸡户广泛的使用,但鸡饲料添加氯化胆碱的作用和效果、配合因素影响以及除饲料外是否还必须依靠补充来供给及使用目的等问题,不论在营养上,还是在实际应用中都还有一些争议据调查和有关文献报道,实际生产中谨慎的做法是在玉米一豆粕型日粮中添加足量的蛋氨酸以满足蛋白质合成的需要,同时添加适量的胆碱以满足脂类代谢、磷脂合成及甲基的需要。添加的方法主要有同微量元素、维生素一起构成预混料或单独将其添加到全价料中。因此,向日粮中添加胆碱可被看作是以防天然胆碱含量不稳定的一种措施。但这种“保险"措施却忽略了添加氯化胆碱带来的负面效应,即对维生素严重破坏和易使饲料吸潮、结块不易贮存造成养分的损失。
可见,氯化胆碱在生产实际中的应用还存在盲目性,应从多种角度出发来考虑氯化胆碱添加的必要性或添加量,才能满足当今激烈的竞争条件下用最低生产成本实现最大生产性能的迫切要求。因此,有必要在理论上和实践中对氯化胆碱的添加效应做进一步探索和研究。