1、中国牛业科学 2023,49(1):61-63,67China Cattle Science综述综述胍基乙酸在反刍动物上的研究进展郭文伟1,佟垚毅1,王浩程1,刘宏凯1,高君平1,孙茂红1*,岳春旺1*,高勇2,李素霞3(1 河北北方学院动物科技学院,河北 张家口 075000;2 三步育肥(北京)饲料研发中心有限公司,北京 102206;3 河北省承德市畜牧工作站,河北 承德 067000)摘要:胍基乙酸是一种氨基酸衍生物,也是一种重要的新型营养性饲料添加剂,其在国内外的应用效果已被普遍认可。本文从胍基乙酸的生理功能、对牛羊的生长性能和对牛羊屠宰性能及肉品质等方面进行了综述,得出了胍基乙酸能
2、够提高反刍动物生产性能和屠宰性能及改善肉品质的结论,但也发现针对不同品种、性别和年龄等方面仍缺乏生产及机理性的研究。关键词:胍基乙酸;反刍动物;生产性能;屠宰性能;肉品质中图分类号:S823文献标识码:A文章编号:1001-9111(2023)01-0061-03收稿日期:2022-10-27修回日期:2022-12-18基金项目:河北省现代农业技术体系肉牛产业创新团队高效养殖岗(HBCT2018130202);肉牛杏鲍菇菌渣饲料的开发技术研究与示范(202103B030)作者简介:郭文伟(1997),男,硕士研究生,主要从事反刍动物营养与养牛科学研究。*通讯作者:孙茂红(1971),女,教授
3、,博士,硕士生导师,主要从事反刍动物营养与养牛科学研究。岳春旺(1969),男,教授,博士,硕士生导师,主要从事反刍动物营养与养牛科学研究。胍基乙酸(guanidineacetic acid,GAA)又称肌乙酸、N-咪基甘氨酸,是由甘氨酸和 L-精氨酸形成,是一种天然存在于动物体内的氨基酸衍生物,可增强神经和肌肉等组织功能。生产中合成的胍基乙酸是一种白色或微黄色无味粉末状物,可溶于水,熔点为280 284。胍基乙酸的稳定性较好,在动物体内代谢后可以排出体外,室温下能够保存 2 年1-2。现对胍基乙酸在反刍动物上的应用综述如下。1胍基乙酸的生理功能1 1对胰岛素代谢的影响胍基乙酸最早发现于动物试
4、验中,有研究报道胍基乙酸可以促使胰岛素地分泌。额外的补充胍基乙酸以及衍生物,能够刺激啮齿类动物的胰腺来分泌胰岛素,并且刺激所分泌重要原因可能为胍基团,使胰岛素的分泌增强。Ostojic3 研究表明胍基乙酸刺激胰岛素分泌的具体机制可能是由于胍基乙酸分子的极性能影响胰岛细胞膜去极化,并通过蛋白激酶 A 和蛋白激酶 C 来增强靶细胞膜表面胰岛素受体的活性,从而激活胰岛素信号的通路。胰岛素主要是为了降低血糖,因此通过补充胍基乙酸使血浆中的葡萄糖水平降低。由此可见胍基乙酸可以作用于胰岛素保持体内地相对平衡,从而达到维持动物体内血糖稳态。1 2对能量代谢的影响目前,在动物生产中胍基乙酸作为饲料添加剂,可以
5、在酶的催化作用下可以内源性地合成肌酸(creatine,Cr),主要作用是在肌酸激酶(creatine ki-nase,CK)的作用下形成磷酸化肌酸(P-creatine,PCr),参与三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)循环4。肌酸通常处于肌细胞当中,肌酸与肌肉密切相关且增加肌肉中的浓度,也是机体储存能量的重要场所,磷酸肌酸与肌酸之间相互转化为供能的过程。额外添加胍基乙酸能够使细胞的能量代谢提供关键物质,同时也可使肌肉、脑组织中的能量需求得到改善。胍基乙酸也是动物体内合成肌酸的唯一前体物,通常的话,肌酸是采食动物性蛋白饲料当中获得,也可自身合成,而对于自身就匮乏
6、肌酸的植物性蛋白饲料来说,因此需通过采食或内源性合成来获得额外补充肌酸。由于饲料中禁止添加动物性蛋白,内源性合成的肌酸仅占机体所需的一半5,并且 GAA 比肌酸稳定且价格更低,因此在牲畜中补充GAA 已被评估为肌酸的替代品。1 3其它生理功能胍基乙酸除了促进胰岛素的分泌和对能量代谢有影响外,还具有其他生理功能,包括影响神经调节6、改变精氨酸的代谢以及影响机体氧化和抗氧化系统7-8。肌酸在肌肉组织能量代谢中起着重要作用,动物体内的肌酸和磷酸肌酸每天约有 1 6%不可逆的转化为肌酐,并通过尿液排出体外9,这也增加了对肌酸合成的需求10。2胍基乙酸对牛羊的生长性能影响胍基乙酸已有较多报道的是猪和家禽
7、中的应用。例如在饲喂家禽中以玉米和豆粕为基础饲粮,观察到添加 GAA 可以改善增重、饲料转化率和胸肉产量11-12。He 等13 发现在猪饲粮中添加 GAA,同时也证明能够改善饲料转化率、胴体重和瘦肉率。2014 年,我国批准将 GAA 列为一种新型饲料添加剂,允许在畜禽饲料中添加。本文现对胍基乙酸在反刍动物上的应用总结如下:2 1胍基乙酸对肉牛的生长性能影响研究报道指出,磷酸肌酸大量存在肌肉和神经组织中,较少的部分存在脂肪组织中,额外补充胍基乙酸,能够促进能量转移到肌肉组织中,这有利于明显改善肉牛的体型,可降低肉牛多余的脂肪,并转换成瘦肉,从而使背宽和臀部更加结实丰满。Ardalan等14
8、研究发现,为缺乏蛋氨酸日粮的肉牛额外添加15 g/d 的胍基乙酸,能够有效地促进肌酸合成,从而缓解因蛋氨酸缺乏导致的生长速度过慢的负面效应。Lis 等15 在安格斯公牛日粮中添加不同水平的GAA,平均日增重与干物质采食量均显著提高。Liu等16 研究结果表明,在日粮中添加 0 6 g/kg GAA,安格斯公牛的平均日增重显著高于对照组。王子苑等17 研究表明添加胍基乙酸的试验组平均日增重显著提高,料重比降低,但对试验组肉牛的平均日采食量影响不大。邱明科18 研究发现,在日粮中添加400 g/t GAA,西门塔尔杂交肉牛的平均日增重、日采食量较对照组相比显著提高,料重比显著降低;并且也提高肉牛机
9、体的抗氧化能力,改善肉牛的生长性能,增收经济效益。王小利等19 研究发现,在肉牛饲粮中添加 400 mg/kg 或 800 mg/kg GAA,显著提高了肉牛的抗氧化能力。Ardalan 等20 研究发现,荷斯坦小牛饲粮中添加不同水平的 GAA,荷斯坦小牛血浆中肌酸的浓度得到显著提高,同时也增加 GAA 肾脏的滤过,血液中精氨酸浓度升高,原因可能是额外添加 GAA 会减少体内合成所需精氨酸的消耗。2 2胍基乙酸对肉羊的生长性能影响胍基乙酸在改善经济动物生长性能的报道较多,晁 雅 琳 等21 研 究 表 明 在 滩 羊 日 粮 中 添 加0 04%、0 08%和 0 12%剂量的 GAA,发现添
10、加0 08%和 0 12%GAA 能够显著提高滩羊的平均日增重且降低料重比。孙志辉等22 研究表明,在日粮中添加 1 000 g/t GAA,安徽白山羊平均日增重较对照组比显著提高。杨昊23 研究发现,在饲粮中添加1 500 mg/kg GAA 可提高羔羊的肌酸和肌酐的浓度,同时提高了羔羊的日增重并且降低料重比。李秀丽24 研究表明,试验组的平均日增重显著高于对照组,料重比也显著降低。原因可能是日粮中补充胍基乙酸给肌细胞内蛋白质的合成提供能量,促进生长11。试验表明添加胍基乙酸后发病率低于对照组,且一周内的治愈率较高,说明胍基乙酸能够提高羊的免疫力,原因可能是与胍基乙酸可以提高畜禽的抗氧化能力
11、有关25-26。而且胍基乙酸在大脑起一定影响作用,影响-氨基丁酸的分泌,而-氨基丁酸可促进下丘脑分泌促生长激素释放激素,从而可达到垂体分泌更多的生长激素3,来促进动物生长。上述试验结果均表明,在日粮中添加 GAA 可显著提高羊的日采食量和平均日增重,降低料重比。3胍基乙酸对牛羊屠宰性能及肉品质影响3 1胍基乙酸对肉牛屠宰性能及肉品质的影响评定肉品质的重要指标有感官指标、理化指标和营养成分27。辛均平28 研究发现,饲粮中添加0 2%GAA 降低了锦江黄牛背最长肌的亮度值和半腱肌的滴水损失,显著提高背最长肌的红度值和黄度值。Qu 等29 研究发现,在晋江公牛日粮中分别添加 0%、0 05%、0
12、10%、0 20%、0 40%的 GAA,发现添加 0 20%GAA 增加肌肉的黄度值、红度值及背最长肌,并且改善了肉质。3 2胍基乙酸对肉羊屠宰性能及肉品质的影响张建新等30 研究表明,饲粮中添加 900 mg/kgGAA 羔羊的胴体重、净肉重均显著高于其它试验组。蔡文洁31 研究表明,添加 1 500 mg/kg GAA 能够提高哈萨克羊的胴体重和屠宰率,降低骨比例。刘博等32 研究表明,在日粮中添加 0 08%GAA,舍饲滩羊的屠宰率、净肉率、肌内脂肪含量和大理石花纹评分较对照组相比显著提高,尾脂和胴体脂肪较对照组相比显著降低。任国栋等33 研究表明,在日粮中添加 900 g/kg GA
13、A,小尾寒羊杂交羊的眼肌面26中国牛业科学第 49 卷积、净肉重较对照组相比显著提高,失水率显著降低,原因可能是由于 GAA 在机体内转化为肌酸,加速合成肌肉中的 ATP,促进肌动蛋白的合成、使肌内脂肪组织能量供给加强,同时也能减少线粒体的自由基产生,并获得更好的肉色和肌肉品质34。刘笑梅等35 研究发现,饲粮中添加900 mg/kg GAA 显著提高了羔羊的胴体重并且影响了宰后 24 h 的背最长肌 pH,原因可能是由于饲粮中补充 GAA 后,羔羊肌肉中的肌酸含量增多,糖酵解的发生得到延缓,乳酸的积累减少,使得肌肉中的 pH 值得到提高。综上所述,日粮中添加 GAA 可显著提高牛羊的肉品质和
14、产肉率,降低皮下与内脏脂肪含量,改善了肉品质。4结论在生产中,添加胍基乙酸不但可以提高牛羊的生长性能,还可以改善宰后 pH、滴水损失、剪切力和降低脂肪等肉质指标。但目前胍基乙酸在反刍动物生产中的应用仍处于起步阶段,尤其是针对不同品种、年龄和生产目的下,胍基乙酸对反刍动物应用及机理上的试验研究还有待进一步开展。参考文献:1李文娟,王彦芦,王炜康,等 胍基乙酸对畜禽生产性能与肉品质的调控作用研究进展 J 中国畜牧杂志,2021,57(1):1-5 2王亚君,刘晓晨 胍基乙酸生物学功能及在动物生产上的应用J 饲料研究,2020,43(3):150-153 3 0STOJIC S M Guanidin
15、oacetic acid as a perform-enhancing agentJ Amino Acids,2016,48(8):1867-1875 4BACELOS P,STEFANELLO S T,MAUIZ J L,et al Crea-tine and the liver:Metabolism and possible interactions J Min-i ev Med Chem,2016,16(1):12-18 5TOSSENBEGE J,ADEMACHE M,NMETH K,et al Di-gestibility and metabolism of dietary guan
16、idino acetic acid fed tobroilersJ Poultry Sci,2016,95(9):2058-2067 6NEU A,NEUHOFF H,TUBE G,et al Activation of GABAAreceptors by guanidinoacetate:A novel pathophysiological mecha-nismJ Neurobiol Dis,2002,11(2):298-307 7DILGE N,BYANT A,ONIKPAYNE L,et al Dietaryguanidino acetic acid is an efficacious replacement for arginine foryoung chicks J Poult Sci,2013,92(1):171-177 8YAZDIF T,GOLIAN A,ZAGHI H,et al Effect of wheat-soydiet nutrient density and guanidine acetic acid supplementation onperformanc