付興周,李 東,路志芳(.安陽工學院 生物與食品工程學院,河南 安陽 455000;.滑縣畜牧局,河南 滑縣 456400)
γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一種重要的功能性非蛋白質(zhì)氨基酸,廣泛分布于動物、植物和微生物中[1]。γ-氨基丁酸是動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)最主要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),具有鎮(zhèn)靜、抗應(yīng)激、促進食欲、增強機體免疫力、降血壓、抗衰老等多種重要的生物學功能[2]。目前γ-氨基丁酸已廣泛應(yīng)用于功能性食品、藥品和化妝品工業(yè)中[3]。有關(guān)γ-氨基丁酸作為飼料添加劑在家禽飼料中的應(yīng)用還處于探索階段[4-5]。本文對γ-氨基丁酸的來源及理化性質(zhì)、生物學功能、γ-氨基丁酸對家禽生產(chǎn)和產(chǎn)品品質(zhì)的影響以及家禽飼料中添加γ-氨基丁酸的發(fā)展前景等進行簡要綜述,以期為其進一步研究開發(fā)提供參考。
γ-氨基丁酸廣泛分布于動物、植物和微生物體內(nèi),植物如豆屬、參屬、中草藥等的種子、根莖和組織液中。在動物體內(nèi)幾乎只存在于神經(jīng)組織中,其中腦組織中的含量大約為0.1~0.6 mg/g組織,濃度最高的區(qū)域為大腦中黑質(zhì),但動、植物體內(nèi)含量都很少。目前主要利用一些安全性較高的微生物如乳酸菌、酵母菌以及曲霉菌等進行發(fā)酵生產(chǎn),具有成本低、周期短、工藝簡單和安全性高等優(yōu)點[6]。
γ-氨基丁酸分子式為C4H9NO2,相對分子量103.2,是一種白色結(jié)晶性粉末,微苦,無旋光性,極易溶于水,25 ℃時溶解度為130 g/100 mL,易吸濕,微溶熱乙醇,不溶于苯、乙醚等其他常見有機溶劑,熔點202~204 ℃[2]。
γ-氨基丁酸在動物體內(nèi)由L-谷氨酸在谷氨酸脫氫酶(GAD)的作用下生成,作為動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),γ-氨基丁酸通過與其A型受體結(jié)合增加神經(jīng)元細胞膜對Cl-的通透性,引起細胞超極化,產(chǎn)生突觸后抑制效應(yīng),從而具有鎮(zhèn)靜神經(jīng),促進睡眠的作用[5],其鎮(zhèn)靜作用可以減少動物的活動量,促進肉用動物體質(zhì)量增加速度。
γ-氨基丁酸具有顯著的促進動物食欲作用,其機理如下:①γ-氨基丁酸可以促進阿片肽等促食欲神經(jīng)肽的分泌;②抑制α-MSH等抑制食欲神經(jīng)肽的分泌,提高動物的食欲;③作為機體重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),γ-氨基丁酸可選擇性抑制動物下丘腦的飽感中樞,從而提高采食量;④γ-氨基丁酸還可通過調(diào)節(jié)動物的味覺而促進食欲[7]。在家禽生產(chǎn)中可以通過提高采食量來促進其生長和生產(chǎn)。
γ-氨基丁酸作為中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜劑,可抑制腦干呼吸中樞的整合作用,使呼吸頻率減慢,從而減少活動量和產(chǎn)熱量,降低代謝率,以此來緩解高溫對動物帶來的熱應(yīng)激[8]。γ-氨基丁酸可以抑制腦干呼吸中樞的整合作用使呼吸頻率減慢,緩和動物在熱應(yīng)激時的熱性喘息,降低熱應(yīng)激條件下肉仔雞的料肉比,增加體質(zhì)量,提高肉仔雞的存活率[9]。
研究發(fā)現(xiàn),γ-氨基丁酸可增強黏膜免疫功能,促進消化吸收,提高動物機體免疫力[10];李超等[11]在愛拔益加肉雞日糧中添加50 mg/kgγ-氨基丁酸,可引起血漿皮質(zhì)類固醇水平下降,提高機體的免疫機能;黃輝龍等[12]研究表明,在蛋鴿日糧中添加40 mg/kgγ-氨基丁酸顯著提高了蛋鴿血清中免疫球蛋白IgA、IgG和補體C3水平,提高機體的免疫力。由此可見,γ-氨基丁酸可增強機體免疫能力。
γ-氨基丁酸還具有降血壓、抗衰老、調(diào)節(jié)激素分泌、預(yù)防動脈粥樣硬化和降低血漿膽固醇等心血管系統(tǒng)疾病、控制哮喘、保護肝腎、抗驚厥、抗焦慮、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、預(yù)防肥胖、鎮(zhèn)痛、催眠、預(yù)防皮膚老化和解酒消臭等作用[2]。
目前γ-氨基丁酸廣泛應(yīng)用于食品、藥品及化妝品行業(yè),在畜牧業(yè)特別是家禽養(yǎng)殖業(yè)中的研究報道較少,其在畜牧業(yè)的應(yīng)用還處于探索階段。吳常信[13]將γ-氨基丁酸添加到肉雛雞前期(50、100 mg/kg)和后期(75、150 mg/kg)日糧中均能提高日增質(zhì)量和降低料肉比;李超等[11]在飼糧中添加50 mg/kgγ-氨基丁酸,研究其對愛拔益加肉雞生長性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),γ-氨基丁酸能顯著提高試驗全期肉雞的日增質(zhì)量和顯著降低料肉比;陳黎龍等[14]在崇仁麻雞日糧中分別添加30 mg/kgγ-氨基丁酸可使崇仁麻雞的日增質(zhì)量顯著提高,料肉比顯著降低;柯巖等[15]研究表明,在21日齡大骨雞基礎(chǔ)日糧中添加50 mg/kgγ-氨基丁酸可以極顯著提高平均日增質(zhì)量。蛋雞方面,陸桂平等[16]在青年伊莎蛋雞飼料中添加10 mg/kgγ-氨基丁酸進行長時間飼養(yǎng)試驗,結(jié)果表明,γ-氨基丁酸可顯著提高采食量和產(chǎn)蛋初期的產(chǎn)蛋率與蛋重;李愛學[17]在伊莎蛋雞的產(chǎn)蛋高峰期,向飼料中添加50 mg/kg γ-氨基丁酸可增加其采食量和攝食次數(shù)。這些研究表明,在肉雞、蛋雞日糧中添加適量的γ-氨基丁酸可提高其飼料利用率和生產(chǎn)性能,可能是通過提高其采食量、減少活動量、增強機體免疫力來實現(xiàn)的。
近年來,我國肉禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速,肉用家禽生產(chǎn)量提高的同時也伴隨著肉質(zhì)明顯下降的現(xiàn)象,已起了人們廣泛的關(guān)注,如何在保持肉用家禽高效生產(chǎn)的前提下進一步提高肉質(zhì)已成為急待解決的問題。劉德穩(wěn)等[18]在櫻桃谷SM3型商品肉鴨1~25日齡和26~45日齡期間基礎(chǔ)飼糧中分別添加120 mg/kg、150 mg/kgγ-氨基丁酸,結(jié)果表明,γ-氨基丁酸可以改善櫻桃谷肉鴨的胴體品質(zhì),顯著提高胸肌質(zhì)量5.50%,明顯地降低了肉鴨腹脂率和皮油率;鄭藝梅等[19]研究表明,飼料中添加100 mg/kgγ-氨基丁酸可以改善雞肉色澤、化學組成,提高持水性,降低雞肉pH,有效防止由于熱應(yīng)激引起的雞肉品質(zhì)下降。王巖等[20]研究報道,日糧添加25 mg/kgγ-氨基丁酸可以顯著提高21 d肉雞胸肌肌纖維直徑,促進早期肌肉生長;李慧[21]研究表明,在320日齡羅曼蛋雞飼糧中添加50 mg/kgγ-氨基丁酸與對照組相比,蛋殼強度、蛋白高度和哈氏單位均顯著提高,雞蛋蛋清和蛋黃中氨基酸含量均顯著提高,蛋黃中膽固醇含量顯著降低。以上表明,在家禽飼料中添加適量的γ-氨基丁酸可以改善禽肉、禽蛋品質(zhì),可能是通過其抗應(yīng)激、抗氧化、保護肝腎等間接作用而提高產(chǎn)品品質(zhì)的。
在家禽集約化、規(guī)?;曫B(yǎng)過程中,不可避免的會遇到各種應(yīng)激作用,其中最為常見的就是熱應(yīng)激,家禽沒有汗腺,在高溫環(huán)境或高溫季節(jié)可降低其生長和生產(chǎn)性能。夏磊等[22]研究表明,熱應(yīng)激條件下在28周齡嶺南黃肉種雞基礎(chǔ)飼糧中添加75 mg/kg γ-氨基丁酸可顯著提高肉種雞產(chǎn)蛋率、平均蛋重、種蛋受精率、孵化率和和初生雛體質(zhì)量,同時顯著降低料蛋比;羅曼蛋雞飼糧中添加50 mg/kg γ-氨基丁酸可顯著提高夏季高溫條件下蛋雞產(chǎn)蛋率、平均蛋重、料蛋比顯著降低[18];王書全等[23]在熱應(yīng)激蛋鵪鶉基礎(chǔ)日糧中添加50 mg/kgγ-氨基丁酸,蛋鵪鶉的產(chǎn)蛋率、蛋質(zhì)量、蛋殼強度、哈夫單位均能能顯著提高、料蛋比顯著降低;張禮[24]在熱應(yīng)激櫻桃谷SM3系肉鴨每t基礎(chǔ)日糧中添加100 ppmγ-氨基丁酸,料肉比極顯著降低;給持續(xù)高溫應(yīng)激肉雞分別飼喂γ-氨基丁酸含量為50 mg/kg的日糧,可顯著降低呼吸率和直腸溫度,提高內(nèi)分泌機能和免疫機能[25]。因此,飼喂適量γ-氨基丁酸可有效提高禽類對高溫環(huán)境的適應(yīng),有效緩解熱應(yīng)激帶來的負面效應(yīng),維持或提高其生長和生產(chǎn)性能。
γ-氨基丁酸作為一種功能氨基酸,可通過增加家禽采食量、鎮(zhèn)靜作用、提高家禽免疫力及抵抗生產(chǎn)過程中的熱應(yīng)激等,從而提高家禽生產(chǎn)性能和產(chǎn)品品質(zhì)。γ-氨基丁酸在禽產(chǎn)品中的富集和食用含有豐富γ-氨基丁酸的禽蛋和禽肉等禽產(chǎn)品對人體心血管系統(tǒng)疾病的預(yù)防等保健功能還需進一步研究。研發(fā)具有降血脂、降血壓等生理調(diào)節(jié)功能的畜禽產(chǎn)品,不僅有利于養(yǎng)殖業(yè)的縱深發(fā)展和農(nóng)產(chǎn)品的深加工,同時為人類提供豐富的功能性食品,滿足人們對食品生理調(diào)節(jié)功能的需求。
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