甜菜碱的概况.doc

甜菜碱的概况1.1 甜菜碱的基本概念中文名：甜菜碱；化学名：三甲基甘氨酸；三甲基甘氨酸内酯；英文名：Betaine ；Betaine Anhydrous；分子量：117.15；分子式：C5H11NO2； CAS 号：107-43-7；化学结构式：（CH3）3N-CH2-COOH甜菜碱(Betaine)是首先在欧洲被发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名，但其功效直到二十世纪七十年代才逐渐被认识。甜菜碱普遍存在于动植物体内，是动物代谢的中间产物，在营养物质的代谢中起着十分重要的作用。为代谢的次生产物，是非常重要的渗透调节物质，对于植物增强抗逆性，比如抗盐碱，耐旱均十分重要。甜菜碱又名三甲基甘氨酸，属季胺型生物碱；无水甜菜碱是一种新型精细化学品，可广泛应用于食品、医药、日化、印染、化工等领域。无水甜菜碱是一种高效、优质的营养型添加剂；医药级甜菜碱可用于医药、化妆品、食品、果汁行业，以及牙科材料；另外甜菜碱也可用于发酵行业。甜菜碱可从天然植物的根、茎、叶及果实中提取或采用三甲胺和氯乙酸为原料化学合成。1.2 甜菜碱的理化性质甜菜碱的学名为三甲基甘氨酸，为白色鳞状或棱状结晶粉末，有轻微特征气味（甜味），化学式为C5H11NO2，分子量117.15，熔点293(分解)，溶解度(20)160g/100G水。甜菜碱分子具有三个有效甲基，呈中性，熔点高达200，极易溶于水，易溶于甲醇，溶于乙醇，难溶于乙醚。经浓氢氧化钾溶液的分解反应，能生成三甲胺，具有吸湿性，极易潮解，并释放出三甲胺。耐高温。常温下容易吸湿潮解，保湿性强。表1.1 甜菜碱的理化性质表项目指标外观白色鳞状或棱状结晶粉末气味轻微特征气味熔点293溶解度(20)160g/100G水氯化物0.1%硫酸盐200 ppm干燥失重（H2O）2.0%重金属(以 Pb计, )10ppm砷1ppm灼烧残渣0.1%干基含量99.0% to 101.0%1.3 甜菜碱的功能及特点甜菜碱的功能：1、维持细胞渗透压：当受盐碱或水分胁迫时，细胞质中积累大量有机渗透调节剂如甜菜碱，而将细胞质中的无机渗透调节剂主要是助挤向液泡，使胞质与细胞内液泡）外环境维持渗透平衡，这样避免了细胞质高浓度无机离子对酶和代谢的毒害。盐胁迫下植物体内甜菜碱的积累是一种有利于植物在胁迫下生长的重要生理现象，其含量与植物耐盐性呈正相关。2、对酶的保护作用：甜菜碱的溶解度很高，不带净电荷，其高浓度对许多酶及其他生物大分子没有影响，甚至有保护作用。甜菜碱可以保护甜菜根细胞膜，防止热伤害，提高酶热变性所需的温度；可以保护菠菜类囊体膜抵御冰冻胁迫；解除高浓度盐对酶活性的毒害；防止脱水诱导的蛋白质热动力学干扰；对有氧呼吸和能量代谢过程也有良好的保护作用。 3、抗盐的持久性：甜菜碱在体内能迅速合成和积累到很高浓度，其在生物合成的反应中没有反馈抑制，并产生NAOH。在研究过的150 多种代谢物中，甜菜碱是最好的渗透调节剂，很低浓度的外源甜菜碱即有良好的作用。如培养基中含一定量NaCI时，大肠杆菌的生长完全停止，但加入甜菜碱后，其生长完全恢复。当胁迫解除后，叶片和根中的脯氨酸含量立即下降，而甜菜碱的含量基本上保持稳定。这说明脯氨酸的积累是植物对胁迫的暂时反应，而甜菜碱的积累则可能是永久性或半永久性的。甜菜碱代谢缓慢的特点，说明甜菜碱代谢调节主要受合成决定。 4、影响无机离子的分布：大麦在盐胁迫下可以积累甜菜碱。比田garoon等在研究积累甜菜碱的红树林植物时发现，甜菜碱可以通过betaine/P roline 运输体进行运输。刘俊等通过施加外源甜菜碱来观察大麦对盐胁迫的缓解效应，结果表明，甜菜碱可以降低膜脂过氧化程度，提高盐胁迫下大麦幼苗根系含水量及幼苗的鲜重。甜菜碱处理时可以显著降低根系中的Na水比。甜菜碱可以将Ca2+截留在根系，这种截留可能对根系抵抗盐害有重要意义。除此以外，甜菜碱对逆境条件下气孔运动、呼吸作用及相关基因表达都有一定的调控作用。 甜菜碱功能特点：1、甜菜碱是一种高效的甲基供体，能替代蛋氨酸和胆碱的供甲基功能；替代蛋氨酸添加量，提高生产性能，降低饲料成本；2、甜菜碱可保证参与动物体内各种生化反应的甲基需要，以确保核酸、蛋白质的正常合成、代谢；3、甜菜碱能促进脂肪代谢、提高瘦肉率，防止脂肪肝；增强机体免疫力；提高种猪繁殖能力；4、甜菜碱能调节细胞渗透压，减少应激反应，确保动物正常生长；缓解仔猪腹泻，提高断奶仔猪窝重；缓解鸡的热应激，减少死亡率；保护肠道，提高抗球虫药的效果，促进生长；5、甜菜碱能刺激动物的嗅觉和味觉，是一种很好的诱食剂，特别是在水产动物饲料中，能提高采食量和成活率，缩短摄食时间，降低饵料系数，促进生长等功效；6、由于甜菜碱为两性化合物，不易氧化，在预混料中甜菜碱与维生素配合，比胆碱更能保持维