生物素

生物素在动物营养中的应用综述

作者：吾麦尔江.图依洪指导教师：米热古丽

摘要：生物素作为一种新型饲料添加剂，越来越被人们关注。近几十年来对生物素的研究发现，其作为羧化、脱羧和脱氢反应酶系的辅助因子，在碳水化合物、脂类、蛋白质和核酸的代谢过程中必不可少。该文就生物素的理化特性、生物素的最新应用进展、检测方法、动物对生物素的营养需求等作了简要阐述，为广大畜牧生产工作者提供参考。

关键词：生物素；生产应用；营养需求；

I.生物素

生物素(Biotin)是动物生长所必需的一种水溶性含硫维生素，即维生素B7，又称维生素H或辅酶R。是动物机体内维持正常生理机能所必需的维生素之一。由于生物素在饲料中广泛分布，而且动物肠道能够合成生物素，过去人们曾认为猪和家禽饲料中可以不添加生物素。但是，在生产实践中，经常出现生物素缺乏症，尤其在集约化生产条件下，更容易出现生物素缺乏症状。于是，人们开始重新重视和研究生物素的营养作用(MeDowell,1989）。近年来，生物素已成为最受关注的水溶性维生素之一。

1.1生物素的化学特性

生物素的多种异构体中只有σ-生物素才具有生物活性。生物素溶于热水，而不溶于乙醇、乙醚、及氯仿。一般情况下，生物素是相当稳定的，只有在强酸、强碱、甲醛及紫外线处理后才会被破坏。抗生物素蛋白（avidin）是生蛋清中的一种糖蛋白，它能与生物素结合，使其不能在肠道中吸收，但加热处理后生物素却能够重新被利用。

1.2生物素的理化特性

生物素广泛存在于动植物中，天然存在的生物素主要以与其他分子结合的形式存在。其化学结构中包括一个含有5 个碳原子的羧基侧链和两个五元杂环[1]，在体内由侧链的羧基与酶蛋白的ε- 赖氨酸残基结合，发挥辅酶作用。生物素共有8 种不同的立体异构体，其中只有D(+)- 生物素具有生物活性。

生物素作为机体许多酶的辅助因子，在碳水化合物、脂类、蛋白质和核酸的代谢过程中发挥重要作用。哺乳动物体内含生物素的酶有：丙酮酸羧化酶、乙酰辅酶A 羧化酶、丙酰辅酶A羧化酶和β-甲基丁烯酰辅酶A羧化酶都依赖ATP和Mg2+激活。在

碳水化合物代谢中，生物素酶催化、羧化和脱羧反应，是三羧酸循环的必需成分，参与粮代谢和糖原异生，维持血糖稳定。生物素作为丙酮酸羧化酶的辅酶，催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸，并影响草酰琥珀酸转化为α-酮戊二酸，苹查酸转化为丙酮酸、琥珀酸与丙酮酸互变。生物素作为乙酰辅酶A羧化酶的辅酶参与脂肪酸的合成。作为丙酰辅酶A羧化酶的辅酶，也是奇数碳脂肪酸β-氧化的必需物质。此外，生物素还与乙酰胆碱的合成和胆固醇的代谢有关。生物素在蛋白质合成、氨基酸脱氨、漂呤合成和亮氨酸、色氨酸代谢中起重要作用，为多种氨基酸转移脱羧所必需（Mcdowell,1989）。

1.3生物素的来源

在自然界，生物素广泛存在于植物、动物、酵母和奶制品中。天然生物素是与赖氨酸或者蛋白质结合在一起的，其生物利用率很有限，从实用的观点来看，其生物利用率可忽略不计。小麦和大麦中的生物素是结合态的，不能为鸡利用。谷物一般都不是生物索的可靠来源，肉粉和鱼粉也不是生物素的良好来源。一般来说，油籽粕和酵母制品是生物素的良好来源，可添加于家禽饲料之中。不同饲料原料中的生物素含量有很大不同，其生物利用率受到很多因素的影响。肠道微生物确实能够合成生物素，但这并没有什么价值，因为这些生物素的大多数都随粪排泄掉了。饲养在垫料上的鸡偶尔可吃下污染有粪便的垫料，因而可吃到一些生物素。

1.4生物素的代谢

肠道中的消化过程不能将饲料原料中的生物素释放出来。另一方面，与饲料原料中的赖氨酸和蛋白质相结合的生物素可通过肠道中的消化过程而被释放出来。释放入肠道中的游离生物素分子可在消化道前半段原封不动地被吸收。可被生物学利用的生物素中，有不到一半可被鸡利用以满足其需要。

生物素在肠道中随水溶性物质一起被吸收，并在血浆中以一种游离的水溶性成分被输送到机体各处。在体内，细胞会主动吸收生物素，并附着在其脱辅基酶蛋白上。体内所有的细胞都必须含生物素才能完成其必要的代谢功能，但只是在肝脏和肾脏中才含有比较大量的生物素，因为这两个器官是体内最活跃的器官。生物素在细胞内的分布与局部的生物素依赖性酶的分布相应。据信，体内存在一种生物素平衡机制以调控生物素在组织中的吸收。

1.5生物素的功能

生物素的主要功能包括参与羧化作用、糖原异生作用和蛋白质合成，因而被认为是生命、上皮组织的生长和维持以及繁殖所必需的。生物素可促进称为羧化作用的化学反应(这一反应将二氧化碳从一个分子中转移到另一个分子中)。羧化作用与脂肪、蛋白质和碳水化合物的代谢有关。生物素作为羧化酶的组成部分，可帮助转移羧基单元，并固定组织中的二氧化碳。羧化反应对于脂肪的合成来说是非常重要的。生物素为正常长链脂肪酸的合成以及脂肪酸的基本代谢所必需。生物素是碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢中一种重要的辅酶，参与碳水化合物与蛋白质之间的相互转化，也参与蛋白质和碳水化合物转化为脂肪的过程。在日粮碳水化合物摄人量低下时，生物素可通过促进蛋白质和脂肪的代谢而帮助维持血糖水平。生物素在碳水化合物的代谢中通过固定二氧化碳发挥作用，通过柠檬酸循环中的脱羧化反应而产生能量。在蛋白质代谢中，生物素参与蛋白质的合成、氨基酸的脱氨基作用、嘌啉的合成以及核酸代谢。

1.6 生物素的缺乏症：

在实际条件下，发生生物素缺乏症的最重要的原因有以下一些：

<1> 饲料原料中的生物素无法被鸡利用；

<2>饲料原料中缺乏生物素时，未能在配合饲料中添加足够的生物素；

<3>在配合饲料中添加多不饱和脂肪酸会增加机体为进行脂肪代谢而需要的生物素；

<4>饲料或饲料原料中的脂肪发生氧化造成生物素效价下降；

<5>饲料中含高过氧化物价的亚油酸会加速生物素的破坏；

<6>霉变饲料或霉变的饲料原料可产生结构相关的生物素抑制物；

<7>肠道疾病会限制生物素的吸收，或者因腹泻而迅速丧失掉肠道内容物；

体的对生物素的需要量；

<9>现代鸡种的生产率比较高，因而对生物素的需要量也比较高，所以容易出现生物素缺乏症。

<10>甲状腺、肾上腺、生殖道、神经系统和皮肤系统的正常功能，都需要生物素。