飼料添加劑-氯化膽堿

氯化膽堿

李樹(shù)友

北京綠安祥生物技術(shù)有限公司一、膽堿知識(shí)概述二、膽堿、甜菜堿、蛋氨酸的關(guān)系三、膽堿缺乏癥四、三甲胺的危害五、氯化膽堿的質(zhì)量現(xiàn)狀六、漢威氯化膽堿的特點(diǎn)一、膽堿知識(shí)概述-理化特性

氯化膽堿［Cholini

Chloridum］又名為氯化膽脂，三甲基(2-羥乙基)銨氯化物。固態(tài)氯化膽堿為白色結(jié)晶，液態(tài)為淡黃色（通常稱為膽堿油或水劑），稍有特殊異味，分子式C5H14ClNO，分子量139.63。屬B族維生素，90％以上用作飼料添加劑;水劑可與乙醇混合，幾乎不用于醚和苯，有吸濕性，PH6.0-8.0，吸收二氧化碳后發(fā)出胺的臭味。

一、膽堿知識(shí)概述-生理功能膽堿首次于1849年由牛的膽汁中分離到。人們自1939年以來(lái)認(rèn)識(shí)到了膽堿在營(yíng)養(yǎng)上的重要作用，現(xiàn)在已成了人類食品和動(dòng)物飼料中常用的添加劑。美國(guó)的《聯(lián)邦法典》將膽堿列為“一般認(rèn)為安全”（generallyrecognizedassafe）的產(chǎn)品。歐洲聯(lián)盟根據(jù)1991年頒布的法規(guī)將膽堿列為允許添加于嬰兒食品的產(chǎn)品。膽堿具有甜菜堿和蛋氨酸無(wú)法取代的基本代謝功能和可取代的非必需代謝功能一、膽堿知識(shí)概述-生理功能基本代謝功能：作為磷脂的組成成分，是構(gòu)筑和維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)所必需的，同時(shí)也是軟骨基質(zhì)正常成熟所必需的；是副交感神經(jīng)遞質(zhì)—乙酰膽堿的合成前體，如對(duì)消化道、輸卵管的收縮的制約；是肝臟脂肪代謝所必需的，促進(jìn)肝臟脂肪以脂蛋白（甘油三酯和膽固醇、磷脂、蛋白的復(fù)合物）形式輸送、脂肪酸的氧化，防止脂肪在肝臟中反常積聚；非必需代謝功能提供活性甲基，合成激素、核酸、蛋氨酸、肉堿（促進(jìn)肝臟中的脂肪氧化利用）等。這種功能可與Met、甜菜堿協(xié)同。二、膽堿、甜菜堿和蛋氨酸間的關(guān)系1化學(xué)結(jié)構(gòu)式不同

NH2CH3-S-CH2-CH-COOH

蛋氨酸

CH3CH3-N+Cl-CH2-CH2-OHCH3

氯化膽堿

CH3CH3-N-CH2-COOHCH3

甜菜堿二、膽堿、甜菜堿和蛋氨酸間的關(guān)系2蛋氨酸蛋白質(zhì)合成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)膽堿胱氨酸合成乙酰膽堿合成甲基供體脂肪代謝甜菜堿二、膽堿、甜菜堿和蛋氨酸間的關(guān)系3氨基乙醇膽堿S-腺苷蛋氨酸甘氨酸蛋氨酸S-腺苷高半胱氨酸N5、N10-甲基四氫葉酸高半胱氨酸甜菜堿醛甜菜堿甲基甘氨酸二甲基甘氨酸-CH3+四氫葉酸VB12-CH3-CH3-CH3甲基攜帶轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程蛋氨酸： 生物學(xué)功能: (1)合成蛋白質(zhì); (2)轉(zhuǎn)化為胱氨酸,提供硫元素; (3)提供甲基；

(4)脂肪代謝。 在動(dòng)物體內(nèi)有百種以上的甲基化過(guò)程都需要蛋氨酸參與。甜菜堿： 屬維生素類似物，無(wú)強(qiáng)吸濕性、無(wú)毒、穩(wěn)定、耐高溫（200℃）具有雙電荷性質(zhì)和活性甲基，不破壞維生素的穩(wěn)定性。 其生物學(xué)功能：

1、提供活性甲基；

2、滲透壓保護(hù)物質(zhì)，減輕代謝應(yīng)激；

3、誘食作用；水產(chǎn)養(yǎng)殖方面。

4、脂肪代謝，促進(jìn)脂肪動(dòng)員、脂肪酸氧化。 在動(dòng)物體內(nèi)，它是膽堿經(jīng)二次氧化作用的產(chǎn)物，是膽堿參與甲基代謝的中介。所以，這一過(guò)程只是循環(huán)傳遞甲基的過(guò)程，而不是蛋氨酸的合成途徑。

膽堿、甜菜堿和蛋氨酸分子中都含有甲基。甜菜堿是直接、有效的甲基供體；葉酸是甲基載體，維生素B12則與一碳單位（甲酸、絲氨酸或甘氨酸）形成甲基有關(guān)；甲基供體都與脂肪代謝有密切聯(lián)系；在滿足各自特有生理功能的基礎(chǔ)上，就供甲基而言，膽堿、甜菜堿和蛋氨酸可以互相替代。 按甲基含量計(jì)算，1kg97%的甜菜堿相當(dāng)2.3kg50%的氯化膽堿；相當(dāng)于3.75kg99%的蛋氨酸。 但沈同(1980)的報(bào)道表明,某些生化反應(yīng)需要不同的甲基源。

1、甜菜堿替代膽堿沒(méi)有實(shí)際意義，因?yàn)樘鸩藟A的價(jià)格較膽堿昂貴；必須保證膽堿滿足總需要量的75%，其余部分可以替代；

2、日糧蛋氨酸不足，膽堿的添加效果明顯。

3、甜菜堿的生物學(xué)利用率目前還沒(méi)有確定。對(duì)于玉米豆粕型日糧，甜菜堿替代蛋氨酸應(yīng)在下述前提下進(jìn)行：

(1)基礎(chǔ)日糧中蛋氨酸滿足需要的88%或總含硫氨基酸滿足需要的90%以上；

(2)甜菜堿只能替代蛋氨酸總需要量的20%~25%，或總含硫氨基酸的15%，以2:1(蛋氨酸:甜菜堿)比例替代為好；

(3)雜粕型日糧替代比例應(yīng)降低；

(4)應(yīng)激情況下添加甜菜堿有一定效果。結(jié)論三、膽堿的缺乏癥

大多數(shù)的動(dòng)物都具有合成膽堿的能力，但這種能力受到動(dòng)物體內(nèi)與膽堿合成和分解有關(guān)的酶的活性的影響，并且受到飼料中蛋氨酸、甜菜堿、VB12

等因素的影響。

飼料原料中盡管存在天然膽堿，但其含量可因栽培條件的不同而不同,比如氣候、品種、土壤、地域、肥料、灌溉等。若干飼料原料中氯化膽堿含量分析值同表格值的比較原料NRC(1994)表格值(ppm)IEEB(1997)膽堿含量換算為氯化膽堿分析值(ppm)玉米620713200豆粕(48%)273131403560玉米面筋粉330379660油脂肉粉207723881570小麥10021152440

化學(xué)測(cè)定值并不能顯示天然膽堿的生物利用率，豆粕、油菜籽和花生粕中天然膽堿的生物利用率為83%、24%和70%，這些數(shù)值雖然表明了不同原料中天然膽堿的生物利用率有很大的不同，同時(shí)也表明了按表格數(shù)據(jù)配合日糧的做法中存在的問(wèn)題。油菜籽中膽堿含量(6198ppm)高于豆粕和花生粕（分別為2218和1685ppm)，但其利用率尚不及另二者的三分之一。一項(xiàng)研究證實(shí)了天然膽堿利用率的不確性，該研究中對(duì)雛雞飼喂按化學(xué)分析值膽堿明顯充足的日糧,但結(jié)果雛雞生長(zhǎng)仍因添加膽堿而表現(xiàn)顯著改善。動(dòng)物種類缺乏癥狀家禽減緩生長(zhǎng)，產(chǎn)蛋率降低、蛋小。種蛋可孵化率降低，再肝和腎中積累脂肪，脫腱癥，行為紊亂，肌肉營(yíng)養(yǎng)不良豬增長(zhǎng)緩慢，肢體外張，運(yùn)動(dòng)失調(diào)、呈犬做姿勢(shì)被毛粗亂，繁殖力差，脂肪肝，肌肉營(yíng)養(yǎng)不良牛呼吸障礙，行為紊亂，無(wú)食欲，生長(zhǎng)減慢魚(yú)增長(zhǎng)減緩，脂肪肝，飼料效率差，腎及腸出血貓、狗、毛皮動(dòng)物行為紊亂，脂肪肝，毛色變差幾種常見(jiàn)動(dòng)物膽堿缺乏癥

一般生長(zhǎng)豬對(duì)添加膽堿無(wú)響應(yīng)，懷孕母豬和高產(chǎn)奶牛需要添加膽堿； 家禽日糧中，尤其幼禽日糧種必 須添加膽堿； 水產(chǎn)動(dòng)物日糧中必須添加膽堿。在飼料中必須要添加膽堿?。。?膽堿是動(dòng)物體內(nèi)不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，雖然大部分動(dòng)物可以自身合成，但常不能滿足自身需要，尤其是幼齡動(dòng)物，因此，應(yīng)注意外源補(bǔ)加。

氯化膽堿是以三甲胺，環(huán)氧乙烷、鹽酸為原料，在一定條件下反應(yīng)生成。最后以玉米芯粉為載體制得粉劑，粒度介于20一80目之間，是飼料中膽堿添加的產(chǎn)品形式。

氯化膽堿氯化膽堿的穩(wěn)定性和效價(jià)穩(wěn)定性粉劑或水劑在飼料中均很穩(wěn)定，但對(duì)VA、VD3、VE、VK等均具有破壞作用，宜單獨(dú)添加。效價(jià)氯化膽堿的相對(duì)活性相當(dāng)于膽堿的87%，故75%的氯化膽堿水劑效價(jià)為其65.25%，50%粉劑為其43.5%。一般在高能飼料或飼料中蛋氨酸、VB12及葉酸不足時(shí)，應(yīng)增加供給量四、關(guān)于三甲胺三甲胺是工業(yè)合成氯化膽堿的原料之一；三甲胺的危害：

1、刺激、破壞機(jī)體器官的粘膜，引起過(guò)敏反應(yīng)；

2、破壞肝臟中凝血酶原，動(dòng)物出現(xiàn)出血的病癥；

3、易吸濕、氧化，產(chǎn)生腥臭味，抑制采食，使畜 產(chǎn)品質(zhì)量降低；

4、抑制蛋白質(zhì)和DNA的合成。五、氯化膽堿的質(zhì)量現(xiàn)狀

飼料級(jí)氯化膽堿國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求

項(xiàng)目

粉劑指標(biāo)

50％60％氯化膽堿含量%≥50.060.0（三甲胺含量）≤總游離氨/胺含量%≤(0.10)(0.10)(0.10)(0.10)重金屬(以pb計(jì))%≤0.0020.002干燥減重%≤4.04.0細(xì)度,過(guò)篩率%≥90

90氯化膽堿主要質(zhì)量問(wèn)題氯化膽堿含量不足三甲胺含量超標(biāo)產(chǎn)品其他性能如水劑顏色過(guò)深、粉劑結(jié)塊、流動(dòng)性不好或比重不夠；重金屬超標(biāo)二噁英問(wèn)題摻假行為向原國(guó)標(biāo)檢測(cè)方法

提出挑戰(zhàn)HG2941-1999質(zhì)量要求 粉劑：3項(xiàng)含量測(cè)定方法高氯酸非水滴定法銀量法

基于氯化膽堿中的Cl-，并非基于氯化膽堿的特異結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，許多廉價(jià)無(wú)機(jī)氯化物和有鹽酸鹽，如NaCl、NH4Cl、三甲胺鹽酸鹽等均可參與、干擾測(cè)定。目前摻假現(xiàn)象泛濫的一個(gè)重要原因就是利用了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的這一先天缺陷。

1998年以來(lái)，中國(guó)市場(chǎng)飼料級(jí)氯化膽堿的摻假問(wèn)題十分突出，使許多用戶和正規(guī)氯化膽堿生產(chǎn)廠家蒙受損失，而且影響到周邊國(guó)家乃至其他地區(qū)的產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易。因此，氯化膽堿的質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法與質(zhì)量狀況也成了人們的關(guān)注熱點(diǎn)。隨著2004年氯化膽堿生產(chǎn)原料的漲價(jià)，生產(chǎn)廠經(jīng)濟(jì)壓力大，且氯化膽堿含量測(cè)定方法修訂標(biāo)準(zhǔn)未能及時(shí)出臺(tái)，摻假行為又有所反彈，據(jù)一些檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的不完全統(tǒng)計(jì),買(mǎi)賣雙方送檢發(fā)現(xiàn)的不合格和摻假品約達(dá)33%－45%。主要造假手段在粉劑產(chǎn)品中加無(wú)機(jī)鹽，特別是NaCl、kCl、NH4Cl、CaCl2、硝酸銨、碳酸銨等加三甲胺加烏洛托品（即六次甲基四胺，為季胺鹽，不能被堿分解）

摻假手法

一套行之有效的監(jiān)測(cè)方法

為了有效地識(shí)別和防范各種摻雜使假的氯化膽堿，現(xiàn)向大家簡(jiǎn)單介紹幾種鑒別方法：表觀識(shí)別定性試驗(yàn)—是否攙有烏洛托品和三甲胺選擇正確的方法進(jìn)行定量測(cè)定結(jié)果判斷

表觀識(shí)別

粉劑產(chǎn)品由于載體不同,外觀不同，主要觀察顏色、氣味以及看它是否均勻一致，

-植物玉米芯、稻殼粉等土黃至棕黃均勻粉末，不應(yīng)有“白霜”狀物、晶狀白粉，搖動(dòng)后底部不應(yīng)出現(xiàn)“白粉”

-正常粉劑略有魚(yú)腥氣味，但很淡；

-放置半小時(shí),有吸潮現(xiàn)象；

-加熱是否變黑攙有烏洛托品和三甲胺的定性檢測(cè)

對(duì)于粉劑氯化膽堿樣品3-5g,加熱水(約60-70℃)50mL,

振搖提取,過(guò)濾,取約20-30mL濾液。對(duì)于水劑樣品則直接取1-2g，加水稀釋。在濾液或稀釋液中，加濃硫酸1mL,置電爐上加熱、煮沸,用沾有氨制硝酸銀溶液或納氏試劑的試紙檢驗(yàn)，如產(chǎn)生的蒸汽使濾紙變黑，說(shuō)明有甲醛產(chǎn)生。令該溶液冷卻，加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液(約5mL)，煮沸，用石蕊試紙或pH試紙檢驗(yàn)看是否有氨氣放出,如試紙變蘭,證明有氨氣放出。如產(chǎn)品加酸煮沸后有甲醛形成，說(shuō)明有烏洛托品存在。如加堿煮沸后有氨氣產(chǎn)生，說(shuō)明產(chǎn)品中可能有烏洛托品或三甲胺存在。

不同檢測(cè)方法的比較

對(duì)各級(jí)有機(jī)胺（包括氨基酸）和無(wú)機(jī)含氯化合物均有反應(yīng)，因此對(duì)NaCl、KCl、NH4Cl、三甲胺等均不能識(shí)別。有些產(chǎn)品烘干后，滴定終點(diǎn)不清晰。粉劑需用甲醇提取，并蒸干，價(jià)格高，有污染。對(duì)無(wú)機(jī)氯化物和離子態(tài)有機(jī)物鹽酸鹽均有反應(yīng)，尤其能將生產(chǎn)中遺留的Cl-也會(huì)換算成氯化膽堿。同非水滴定法，須有機(jī)溶劑提取和蒸干。測(cè)定結(jié)果偏高，并易受產(chǎn)品中的氯離子干擾，故原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用時(shí)須校正。非水滴定法銀量法四苯硼鈉法雷氏鹽重量法定氮法不能分辨有機(jī)含氮化合物（直接堿蒸餾和消解+蒸餾）四苯硼鈉是測(cè)鉀的經(jīng)典試劑，因此在氯化膽堿測(cè)定中起碼不能排除含鉀無(wú)機(jī)鹽的干擾。雷氏鹽試劑能與胺反應(yīng)，但通過(guò)沉淀前的堿煮過(guò)程，將一、二和三級(jí)胺破壞，其他可能的干擾物還有氨基酸、四級(jí)胺和汞，經(jīng)酸煮可識(shí)別烏洛托品的存在。離子色譜法LC-MS法

通過(guò)離子交換機(jī)理將帶有不同電荷、離子半徑和結(jié)構(gòu)等有差異的離子分離，所以和其他色譜法一樣，雖不排除有不同化合物與氯化膽堿有同樣或相近的保留時(shí)間，但在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，可能性極小。質(zhì)譜可將各種有一定極性的化合物通過(guò)大氣壓電離，形成與其化學(xué)結(jié)構(gòu)直接相關(guān)的準(zhǔn)分子離子和離子碎片，根據(jù)總離子流圖中這些離子或離子碎片的存在，可準(zhǔn)確定性，并根據(jù)準(zhǔn)分子離子峰面積和外標(biāo)法在不必完全分離的情況下定量。

特異性好，識(shí)假能力強(qiáng)，能作為確證方法，定性準(zhǔn)確性最高，也能同時(shí)定量。

測(cè)定方法1--雷氏鹽重量法

粉劑：稱取經(jīng)105℃干燥至衡重的試樣1g（精確0.0002g）置于100mL容量瓶中+水70mL→70℃水浴中加熱15min→震蕩10min→用水定容→過(guò)濾→吸取10.00mL至150mL高腳燒杯中+40%的NaOH溶液3mL,搖勻,蓋一倒置的漏斗→電爐上加熱,并煮沸5min→冷卻、加酸調(diào)節(jié)溶液pH5-6→移入冰水浴冷卻至5℃以下+2%雷氏鹽甲醇溶液15mL→不時(shí)攪拌,反應(yīng)30min→靜置陳化1h→將沉淀定量轉(zhuǎn)移到已在105℃烘至衡重并稱量過(guò)的G4砂芯漏斗中→減壓抽濾→用水洗滌燒杯和沉淀3~4次→105℃烘干2h，稱重。水劑：直接稱取1g樣品，用水定容至100mL，以下測(cè)定步驟同粉劑。測(cè)定方法2—離子色譜法樣品前處理：粉劑的提取與水劑稀釋同雷氏鹽重量法，只是儀器測(cè)定前需進(jìn)一步稀釋約100倍。色譜條件：色譜柱：4mm*250mm，裝有羧基/磷酸基弱酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，粒徑8.5μm

柱溫：30℃

流動(dòng)相：17.5mmol/LH2SO4水溶液流速：1mL/min

檢測(cè)器：具抑制器的電導(dǎo)檢測(cè)器定氮法一般必須起碼做兩個(gè)測(cè)定水提取液消解+堿蒸餾測(cè)定總N即有機(jī)含氮化合物之和（蛋白、氨基酸、氨態(tài)