2-羟基-4-(甲硫基)丁酸钙作为新型蛋氨酸补充剂的研究进展及应用前景

一、应用背景

2-羟基-4-(甲硫基)丁酸钙 (HMTBa-Ca) 是蛋氨酸羟基类似物(化学名称:双(2-羟基-4-(甲硫基)丁酸钙))的钙盐形式。它不直接提供含氮氨基结构,而是以羟基类似物的形式提供蛋氨酸碳骨架。它在体内代谢转化为具有生物活性的L-蛋氨酸,后者参与蛋白质合成和多种代谢过程。

蛋氨酸是畜禽饲料中最常见的限制性氨基酸之一,尤其在以玉米-豆粕为基础的日粮中容易缺乏。为了满足动物对蛋氨酸的营养需求,传统上会在饲料中添加DL-蛋氨酸。然而,蛋氨酸羟基类似物及其钙盐作为新型蛋氨酸来源正逐渐受到关注。与DL-蛋氨酸相比,HMTBa-Ca具有更好的热稳定性和加工适应性,使其更有利于在饲料制粒和高温加工过程中保持营养成分。

欧洲食品安全局 (EFSA) 对 HMTBa 及其钙盐的安全性和有效性进行了系统评估,确认其作为饲料添加剂对所有动物物种均安全。它不会在动物组织或产品中留下残留物,也不会造成重大环境风险,这为其在动物营养领域的应用提供了监管支持。

二、应用效果

大量研究表明,HMTBa-Ca作为一种蛋氨酸来源,能够改善动物的生长性能和营养物质利用效率。在猪、家禽和水生动物中,补充HMTBa-Ca可以提高日增重、饲料转化率和氮利用率,同时减少氮排泄。这对于低蛋白或精准配制氨基酸日粮尤为有利。

在禽类养殖中,补充HMTBa-Ca不仅有助于提高生产性能,还能增强抗氧化能力、免疫功能和肠道健康。在蛋鸡养殖中,适量补充HMTBa-Ca有助于维持产蛋性能并提高蛋品质。在水产动物养殖中,随着植物蛋白原料比例的增加,蛋氨酸缺乏症日益突出。研究表明,HMTBa-Ca可作为一种有效的补充来源,提高生长速度和体内蛋白质沉积。

作为蛋氨酸前体,HMTBa-Ca 可通过调节相关代谢途径,促进体内必需氨基酸的利用和蛋白质合成,并改善体成分。尽管其总体生物学功效通常低于 DL-蛋氨酸,但仍对多种动物具有较高的营养价值。在实际应用中,可利用转换系数合理设计合适的补充水平。

三、作用机制

HMTBa-Ca 的作用机制主要在于其作为蛋氨酸前体参与体内代谢。HMTBa-Ca 在消化道内通过酶促反应和微生物代谢转化为 L-蛋氨酸。随后,L-蛋氨酸参与蛋白质合成、一碳代谢以及抗氧化系统(如谷胱甘肽合成)的调节,在维持氨基酸平衡和提高营养物质利用效率方面发挥着关键作用。

与DL-蛋氨酸相比,HMTBa-Ca的吸收和代谢途径略有不同。其羟基类似物结构赋予其更高的稳定性,尤其是在反刍动物中表现出一定的瘤胃旁路特性,这有助于增加小肠可利用的蛋氨酸供应量。

四、主要目标动物物种

1. 猪(断奶仔猪、生长育肥猪)

在猪营养中,蛋氨酸是限制性氨基酸之一。研究表明,在低蛋白或氨基酸平衡日粮中添加HMTBa-Ca能有效提高氮利用率,促进蛋白质沉积,并减少氮排泄。与传统的DL-蛋氨酸相比,HMTBa-Ca既能满足蛋氨酸需求,又能提高氨基酸利用效率,尤其适用于断奶应激期和瘦肉率高的猪的营养调控。

2. 家禽(肉鸡、蛋鸡、种鸡)

在禽类日粮中,HMTBa-Ca 被广泛用于替代或部分替代 DL-蛋氨酸。研究表明,添加 HMTBa-Ca 可显著提高肉鸡的日增重和饲料转化率,并对肉鸡的抗氧化能力、免疫指标和肠道健康产生积极影响。在蛋鸡中,适量添加 HMTBa-Ca 有助于维持产蛋性能,提高蛋品质,并参与调节蛋白质和含硫氨基酸的代谢,这对高产蛋鸡尤为重要。

3. 水生动物(鱼类、甲壳类动物)

在水产饲料中,由于植物蛋白原料比例的增加,蛋氨酸缺乏问题日益突出。多项研究表明,HMTBa-Ca 可作为鱼类(例如鲈鱼、鳟鱼)日粮中有效的蛋氨酸来源,显著提高生长速度、饲料利用率和体内蛋白质沉积。其在水生环境中的稳定性和适应性使其在配方水产饲料中具有良好的应用潜力。

4. 反刍动物(奶牛、肉牛、绵羊)

与非反刍动物不同,反刍动物日粮中的蛋氨酸通常主要受限于瘤胃微生物的降解,因此高效的蛋氨酸补充形式尤为重要。研究表明,蛋氨酸羟基类似物(包括其钙盐形式)具有一定的抗瘤胃降解能力,能够部分逃避瘤胃微生物发酵,并在小肠中转化为可利用的蛋氨酸,从而增加可代谢蛋白质的供应。

五、结论与展望

总之,HMTBa-Ca作为一种新型蛋氨酸补充剂,在动物营养领域展现出良好的应用前景。未来的研究应进一步聚焦于提高其生物学功效的机制,确定不同动物种类和生长阶段的精确补充水平,并探索其与其他营养添加剂的协同作用。这将有助于其在现代饲料体系中得到功能性和高效性的应用。


发布时间:2026年2月3日