【科普问答】说说您在使用甜菜碱过程中遇到的问题

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说说您在使用甜菜碱过程中遇到的问题

　　—畜牧人科普问答活动

　　甜菜碱的使用一直是饲料行业关注的热点，网友对甜菜碱使用的相关问题格外关心，因此近日我们在甜菜碱类专区推出了“说说您在使用甜菜碱过程中遇到的问题!”这个调查。
　　调查以论坛首页每日推荐的形式发起，自2010年11月22日-24日止，期间得到了广大网友的支持，共计收到50多个主题帖，提出的问题也涵盖很多方面，从中我们筛选出一些具有代表性的问题，请潍坊祥维斯化学品有限公司的相关专家给大家一一解答。
　　今后，论坛将不定期举办类似活动，期待大家的参与。

　　

　　调查内容(问题集锦)如下：
　　问题来源：中国畜牧人网站各位网友

　　问题一：请教甜菜碱的生产工艺?
　　答：反应原理：
　　1、 ClCH2COOH+NaOH→ClCH2COONa+H2O
　　2、 ClCH2COONa+(CH3)3N→(CH3)3N+CH2COO-+NaCl
　　中间是严格的控制过程，温度、压力、摩尔比、加料速度、ph值等等。
　　2式反应完成后，就生成了甜菜碱以及主要副产品NaCl，此时将甜菜碱从反应液中完全提取出来，干燥、包装，就得到了所谓纯品甜菜碱，市场上常叫做无水甜菜碱，含量可达98%以上。因为甜菜碱具有易吸潮、结块特性，有的生产厂家进行了防潮处理，所以市场上常见有含量为96%、93%、91%的无水甜菜碱剂型;因为甜菜碱具有极高的水溶性，在国外一些地区，还可见甜菜碱水溶液剂型，以饮水的方式喂给畜禽，主要目的是缓解雏禽、幼畜应激、腹泻的发生率，促进畜禽健康，提高成活率。
　　无水甜菜碱与副产品的分离、提纯技术含量高，设备昂贵，能耗也高，所以纯品甜菜碱售价远高于甜菜碱盐酸盐，因此在饲料生产中尚未得到广泛应用。
　　为了降低成本生产了甜菜碱盐酸盐，就是在2式反应完成后，控制摩尔比，ph值等等一系列环节滴加盐酸进去，以共价键的形式与甜菜碱结合，生成甜菜碱盐酸盐，此时分离提纯的过程相对较为简单，成本低，这就是为什么现在甜菜碱盐酸盐广泛应用的原因。纯品甜菜碱盐酸盐也具有吸潮、流动性较差的缺点，目前市场上98%甜菜碱盐酸盐都具有这样的缺陷，流散性不好，使用起来不方便，添加到饲料中混合均匀度得不到保障。针对这些问题，潍坊祥维斯化学品有限公司开发生产了赛维碱，甜菜碱盐酸盐含量为95%，具有不吸潮、不结块、流散性好等特点，几年来已在饲料生产中得到广泛应用。

　　问题二：请教天然甜菜碱和合成甜菜碱的区别?
　　答：两者之间最大的区别在于所谓来源的不同，一种是从天然物质中提取的，如甜菜碱可以从甜菜制糖以后的糖渣中进行提取，这也是甜菜碱得名的由来;另一种是化工合成的，用到的主要原料为氯乙酸和三甲胺。有人认为天然的物质就是好的，其实这里面存在着很大的偏见，拿天然甜菜碱来说，从糖渣中提取甜菜碱的过程本身就是一个工业加工过程，免不了使用萃取剂等一些化学原料。从本质上来讲两者是完全相同的，分子式都是C5H11NO2，如果两种产品都能做到百分之百的纯品，那从理论上讲它们是毫无差别的。现实中，无论天然甜菜碱抑或是合成甜菜碱都做不到百分之百的纯度，所以，质量的好坏关键在于控制环节。举例来说，我们出口到美国的医药级甜菜碱就是化工合成的，而国外一些天然甜菜碱只能作为饲料添加剂来使用，而达不到医药级标准。所以说关键在于重金属、副产品、有毒有害物质的控制，而不是来源。

　　问题三：甜菜碱的使用对象有哪些?另外如何选择甜菜碱产品，应该从哪些方面考虑?
　　答： 甜菜碱具有的作用有：a为畜禽生长提供高效的活性甲基，可部分替代蛋氨酸和胆碱节省养殖成本;b减少脂肪沉积，预防脂肪肝，提高瘦肉率;c缓解应激，维持渗透压平衡，提高机体细胞对高盐、高渗环境的耐受能力;d保护肠道，减少腹泻，提高抗球虫药的疗效;e对鱼虾有良好诱食作用，增强鱼虾抗渗透压激变的能力。
　　甜菜碱在畜、禽、反刍动物、水产动物生产中应用均可获得良好的效果。以98%甜菜碱盐酸盐为例，建议添加量如下：

产品	添加量（kg/吨全价料）
98％盐酸甜菜碱	畜、禽：0.5～1.5；反刍：0.5～2.5；水产：1～15

　　仅用以部分替代蛋氨酸时：在全价料中，按照98%甜菜碱盐酸盐与蛋氨酸1：1.5～2的比例，替代饲料中固体蛋氨酸添加量的20～30%，或由营养专家酌情增减。
　　那么如何选用甜菜碱呢?目前市场上的甜菜碱良莠不齐，假货、含量不足的产品层出不穷。建议大家一是选用大厂家的产品，品质相对会更有保证;二是选择更容易进行真假鉴别的剂型，复合甜菜碱加了大量载体对于检测干扰很大;三是选择使用方便，流散性好，在饲料中混合均匀度高的产品;四是选用性价比更高的产品，要记住我们要买的是甜菜碱而不是一些不知道名堂的所谓增效剂，而白白浪费了金钱。

　　问题四：高纯度的甜菜碱很容易吸潮给使用带来不便，尤其在夏天更严重。在预混合时甜菜碱的浓度含量高对混合机腐蚀非常严重。如何解决这个问题?
　　答：吸湿是很多物质经常发生的现象，甜菜碱也是如此。
　　吸湿原理：
　　物质在贮存过程中或多或少会从空气中吸收一定量的水分，这种性质即吸湿性(Hygroscopicity)。亲水性成分的吸湿速度公式为：
　　dW/dt=KA(PA-P)......................... (1)
　　式(1)中，w 为吸收水分的物质重量;t为时间;dW/dt为吸湿速度;K为吸湿速度常数;A为物质表面积;PA为大气中水蒸气压;P为亲水性成分吸水所形成的饱和溶液的蒸气压。若PA >P则发生吸湿，若PA <P则发生干燥，PA relative="P则达吸湿平衡，吸湿速度为零，此时PA所对应的大气相对湿度，称为该物质的临界相对湿度(Critical" humidity，CRH)。不同的物质各有其相应的CRH值，故可用CRH值作为吸湿性大小的指标，即CRH值越大，越不易吸湿，CRH值越小，越易吸湿。而甜菜碱的CRH值就比较小。一般物质在周围环境湿度低于临界相对湿度时，吸湿量很低并很快达到平衡;但在高于临界相对湿度的条件下，会大量吸湿一直到达饱和，有的甚至产生液化现象。　　由吸湿原理可知，物质的吸湿从热力学的角度看包含着吸湿是否发生及发生的程度，从动力学的角度看则包含吸湿速度。因此，防潮首先要考虑能否防止吸湿的发生，一旦吸湿不可避免，就要考虑能否减慢吸湿速度以确保在保质期内保持物质的稳定。
　　选择适宜辅料，减小吸湿量，防止吸湿。甜菜碱与辅料如干燥剂形成不发生作用的混合物时，其吸湿量具有加和性，即总吸湿量约等于各成分的百分含量同单独吸湿量乘积之和。因此，对于容易吸湿的甜菜碱，应选择不易吸湿的辅料，减小制剂的总吸湿量，降低吸湿程度。

　　问题五：甜菜碱的真实含量是多少?甜菜碱真的可以替代蛋氨酸吗?
　　答： 1、甜菜碱的含量取决于甜菜碱的剂型和厂家的生产工艺。比如无水甜菜碱的含量有98%、96%、93%、91%等;甜菜碱盐酸盐市场上有98%和95%含量的，理论上每种产品含有纯品甜菜碱的含量分别为0.98*117/153.5=74.7%和0.95*117/153.5=72.4%
　　2、关于甜菜碱能否替代蛋氨酸：首先讲甜菜碱替代蛋氨酸的说法是不严谨、不科学的。
　　蛋氨酸在代谢中的主要作用：作为必需氨基酸(EAA) 直接用于蛋白质合成。蛋氨酸提供甲基，用于合成磷脂酰胆碱、肌酸、肉碱等,调节机体代谢过程。
　　甜菜碱在代谢中作用：提供活性甲基，参与机体内的甲基化反应。调控体内脂肪和蛋白质代谢。缓解渗透压激变，抵抗应激等。
　　举个形象的例子：有两个人，甲可以洗衣、做饭，乙能够做饭、耕种，那么我们可以这样安排让甲去洗衣、做饭，而让乙去专心的耕种。蛋氨酸和甜菜碱都可以提供甲基，那么能否让甜菜碱代替蛋氨酸来提供甲基，而让更多的蛋氨酸去参与蛋白质的合成呢?答案是肯定的，甜菜碱通过两条途径实现了节约蛋氨酸的功能。一是作为有效的甲基供体，直接替代蛋氨酸的供甲基作用;而是参与体内的甲基循环，生成内源性蛋氨酸。具体的作用机制见下表。

　　问题六：禽用型甜菜碱产品和猪用型甜菜碱产品区别究竟在哪里呢?如何判定甜菜碱产品质量的好坏?
　　答：甜菜碱在猪、禽生产中均得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。如果要说甜菜碱在猪、禽饲料中使用的不同的话，那就是不同的阶段，不同的畜禽添加量会有所不同。实际上无论是在禽料中还是猪料中起作用的都是C5H11NO2，结构式为：

　　我认为根本不分什么禽用型甜菜碱和猪用型甜菜碱，不知市场上生产这类禽用型甜菜碱和猪用型甜菜碱的厂家对甜菜碱的结构做了怎样的改变或修饰，如果没有对结构进行改变，只是复配了其他活性成分，那就不应该再叫做什么甜菜碱，而且应该明确告诉使用者添加了何种成分，含量是多少，否则有误导消费者的嫌疑。
　　关于如何判定甜菜碱的好坏，最关键的一点是含量是否与标识一致;重金属、副产物、其他有毒有害物质的残留是否符合国家要求;产品外观是否一致，使用是否方便，主要指的是能否在饲料中混合均匀。只要能满足以上条件的甜菜碱产品就是品质优良的产品。

　　问题七： 请教：甜菜碱有副作用吗?
　　答：甜菜碱是一种广泛存在于动物、微生物、植物体内的代谢产物。在一些植物、微生物以及海洋无脊椎动物的体内大量存在。甜菜中甜菜碱的含量大约在1.9g/kg，人类大量食用的一些甲壳类动物的新鲜肌肉内甜菜碱的含量可达1-9g/kg，而一些软体类动物的体内甜菜碱的含量可达6-14g/kg。饲喂大马哈鱼添加了1.5%甜菜碱的试验日粮1-2个月，肌肉中甜菜碱的含量为0.7-0.9g/kg,而对照组甜菜碱含量为0.12-0.28g/kg。
　　甜菜碱在体内的代谢我们已经很清楚了。在众多的生化反应过程中甜菜碱作为甲基供体提供活性甲基，如高半胱氨酸转变为蛋氨酸的过程。甜菜碱广泛分布于不同的组织和细胞内，而肾髓质内的含量最高，在那里甜菜碱起到调节渗透压的作用。在甲基化反应过程中，甜菜碱提供一个甲基转化为二甲基甘氨酸，然后进一步代谢转化为肌氨酸和甘氨酸。甜菜碱主要是从小肠被吸收进体内的，表观吸收率接近100%。
　　甜菜碱的应用现状：
　　甜菜碱在猪、禽、反刍和鱼类的饲料中已得到了广泛应用，一般的添加量为0.2-15kg/吨饲料。在饲料中甜菜碱作为高效的甲基供体具有节约部分胆碱和蛋氨酸的作用，从而降低饲料成本。甜菜碱另一个重要的作用是作为渗透压调节剂缓解肠道遭受的各种应激。甜菜碱还可以增强酶和生物膜对温度和离子的耐受力，从而稳定了某些大分子的生物功能。在鱼类饲料中添加甜菜碱缓解淡、海水转换应激的做法已被广泛应用，长期的试验研究未发现有不良影响。
　　很多国家和地区也将甜菜碱大量应用于人类食品中，比如日本。甜菜碱还可应用于药剂中，比如用于治疗人的高半胱氨酸尿症和预防脂肪肝等，长期应用均未有不良反应。食品中添加甜菜碱在日本、韩国均获得了许可，甜菜碱作为健康添加食品在美国也获得了FDA的批准。
　　甜菜碱在全球范围内被广泛应用于化妆品中，如护发、护肤产品。
　　甜菜碱还在发酵行业中大量应用，提高了发酵产品的产率，如维生素、抗生素、氨基酸等。这是因为甜菜碱能够保护微生物免受渗透压激变的影响提高了微生物的成活率，而且甜菜碱与很多催化酶具有很好的兼容性。
　　甜菜碱的安全性：
　　大鼠口服无水甜菜碱的半数致死量，LD50为11.179±0.725g/kgBW，因此是属于无急性毒性作用的物质。
　　细菌的反向突变试验(对鼠伤寒沙门氏菌进行艾姆斯氏试验)证明一水甜菜碱无致突变作用。
　　家鼠骨髓微核试验结果显示，口服2g/kg体重的一水甜菜碱不会引起家鼠骨髓微核数的增加。
　　对人的淋巴细胞分裂中期相分析发现，一水甜菜碱不是淋巴细胞的断裂剂。对豚鼠的敏感试验显示，一水甜菜碱不是豚鼠的敏化剂，甜菜碱属于非致敏性物质，引起豚鼠的过敏率为零。用10%的一水甜菜碱水溶液(w/v)进行急性眼睛刺激试验显示，没有引起任何眼睛刺激，可以认定在此浓度下不是刺激性物质。
　　皮肤刺激性试验显示，在浓度为5.15%-10.3%的十二烷基醚硫酸钠溶液中加入超过3.5%的一水甜菜碱时可以非常显著的降低刺激性。作用效果与甜菜碱之间存在剂量依赖性。另外，50%(w/v)的一水甜菜碱水溶液产生的刺激性看起来还要低于去离子水。
　　含有一水甜菜碱的化妆品和含有安慰剂的化妆品对皮肤保水率的试验显示，在皮肤上使用含有甜菜碱的化妆品可以显著的增加皮肤的保水率，减少水分流失。
　　一水甜菜碱对所选择的9种微生物的最低抑制浓度为10%以上(w/v)。在浓度低于10%的情况下一水甜菜碱不会对微生物的生长造成影响。
　　甜菜碱盐酸盐对小鼠雌、雄性经口LD50值为5.84g/kg，对雌性大鼠经口LD50值为6.81g/kg,对雄性大鼠经口LD50值为5.84 g/kg, 根据急性毒性分级标准，甜菜碱盐酸盐为实际无毒类物质。
　　甜菜碱的生物降解性：
　　自然界中甜菜碱广泛存在于动物、植物、微生物的体内。生物体在新陈代谢时或者死亡后，甜菜碱被释放到自然环境中，做为微生物生长所需要的基质而被利用。不论是厌氧的还是需氧的微生物都普遍具有降解甜菜碱的能力。实验室结果显示，在土壤中微生物的作用下甜菜碱在砂质粘土中2周内就可以完全被降解。经计算分析得知工业级无水甜菜碱(含量97%以上)的生物需氧量为1000mgO2/g甜菜碱;化学需氧量(COD)略高，为1300mg O/g甜菜碱;采用重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂测定出的化学耗氧量(CODCr)为70-100mg O/g甜菜碱。
　　甜菜碱在水环境中的情况：
　　甜菜碱在很多海洋无脊椎动物体内大量存在，这些无脊椎动物被鱼类捕食，成为鱼类体内甜菜碱的重要来源。大马哈鱼的商业饲料中添加甜菜碱2-15g/kg，可以提高饲料的诱食性，促进生长并提高饲料转化率。假设每天的投饵量为体重的1%-8%，饲料中甜菜碱的含量为2-15g/kg，那么鱼类每天通过饵料摄入的甜菜碱为20-1200mg/kg体重，经过很多长期的实验研究并未发现不利影响。
　　饲喂含甜菜碱15g/kg的日粮与对照组日粮1-2个月，幼龄大马哈鱼肌肉中甜菜碱含量分别为0.12-0.28g/kg和0.7-0.9g/kg。对比发现，人类经常食用的甲壳类动物的肌肉中甜菜碱的含量为1-9g/kg，而软体动物的含量为6-14g/kg。
　　综上所述，甜菜碱对人类、动物以及生态环境是无害的。

木人

甜菜碱 每天都需要加吗？

wlei908

可以每天都添加，无毒副作用

scmnlucky

讲得很详细！学习了。

lwy2651

学习中，感谢


补充内容：
比较详细。。。请问硫代甜菜碱跟甜菜碱有什么区别

redtears13

受益匪浅                       

lixuewu

你好，我是六和的，甜菜碱C产品是甜菜碱盐酸盐95%的，是吗？