CN101494994A - 用于家畜的成品饲料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于家畜的新型成品饲料，其包含至少一种胍基乙酸组分作为营养生理学活性成分。可以优选地具有＞8重量％的含水量的该新型成品饲料能够极其经济地进行制备，其中主要组分在通过胃/肠期间具有显著更高的稳定性，并因此在生理条件下才转化为肌酸。由于这一原因，胍基乙酸也高度地被尤其包括猫和狗的目标组所利用。
Description
描述
本发明涉及一种用于家畜(Haustiere)的成品饲料(Fertigfutter)，其包含胍基乙酸组分作为营养生理学活性成分。
胍基乙酸(GAA)是存在于动物以及人体中的内源性物质，其在肌酸的生物合成中起着重要作用。肌酸可以通过食物摄取，也可以内源性地生成。生物合成从甘氨酸和L-精氨酸开始。在哺乳动物中，主要是在肾中，但也在肝和胰腺中，通过氨基转移酶来裂解L-精氨酸的胍基基团并将N-C-N-基团转移到甘氨酸上。在该过程中L-精氨酸被转化成L-鸟氨酸。如此形成的胍基乙酸在下一个步骤(在脊椎动物中，这仅在肝中发生)中借助于转甲基酶被转化成肌酸。在该过程中，S-腺苷甲硫氨酸用作甲基基团供体。随后，肌酸通过血液循环转运到目标器官。在此，通过特异的肌酸转运蛋白而发生经细胞膜向细胞内的转运。
上个世纪五十年代，多个工作组在临床研究中就已经证明，在心脏病的情况下将胍基乙酸与甜菜碱联合施用对于病程具有正面影响。患者报告其总体健康状况显著改善。此外，在短的治疗时间段后就已经发现在身体锻炼期间改善的耐力和提高的肌肉力量。患者还报告了改善的性欲。在一年的时间内给200名患者每天施用30mg GAA/kg的剂量。未观察到副作用(Borsook H.；Borsook M.E.：The biochemical basis of betaine-glycocyamine therapy.Annals of western medicine and surgery 5(10)，825，1951)。
国际专利申请WO 91/07954A1公开了与甲硫氨酸或S-腺苷甲硫氨酸相组合的胍基乙酸用于提高肌肉中的肌酸水平的用途。作为应用范围提及了要求更高的肌肉中的肌酸水平的状况。在那篇专利中，不仅要求保护医学用途，而且还要求保护运动营养领域。
在那篇专利中声称，施用肌酸并不引起肌酸水平的提高。这种主张在此期间受到大量文章的反驳(例如，Persky，A.M.，Brazeau，G.A.：Clinical Pharmacology of the Dietary Supplement CreatineMonohydrate.Pharmacol Rev，2001，53，161-176)。在WO 91/07954中未公开肌酸和胍基乙酸的功效的直接比较。
还已知，胍基乙酸具有抗菌作用，并且在动物实验中可以成功地用于抵抗细菌传染金黄色葡萄球菌(Staphyllococcus aureus)(“Preparationfor protecting mammals against infection”；Stanley Drug ProductsInc.，USA；Neth.Appl.(1976)，7pp.NL 7411216)。
与过量的甲硫氨酸有关，还已知与此相关的不利影响可以通过施用胍基乙酸而得到减轻(“Interrelations of choline and methionine ingrowth and the action of betaine in replacing them”.McKittrick，D.S.，Univ.of California，Berkeley，Archives of Biochemistry(1947)，15，133-55)。
国际专利申请WO 2004/000297A1描述了一种在哺乳动物中用于饲喂或药物学目的的混合物。这种混合物由蛋白质级分组成，其含有L-丝氨酸和作为其他组分的胍基乙酸。在此，该混合物应当不含甘氨酸，或者在水解该混合物后L-丝氨酸与甘氨酸的比例大于2.7∶1。作为可能的产品形式，提及溶液、乳状液、悬浮液、凝胶、条状物、糖果和优选地粉末。没有提示将胍基乙酸用作用于家畜的成品饲料。
大于2.7∶1的L-丝氨酸与甘氨酸的比例没有出现在商购可得的用于家畜的动物食品中。动物性原料例如动物粉(Tiermehl)含有比丝氨酸明显更多的甘氨酸(“Amino acids of meals of animal origin”；de Vuyst，A，Univ.Louvain，Belgium，Agricultura(Heverlee，Belgium)(1964)，12(1)，141-51)。在植物性原料中，甘氨酸与丝氨酸之间的比例主要是均衡的。
肌酸在细胞的能量代谢中起着重要作用，其中除了腺苷三磷酸(ATP)之外，以富含能量的磷酸肌酸形式的肌酸也是肌肉的重要能量储备。在肌肉的静止状态下，ATP可以将磷酸基团转移至肌酸，从而形成磷酸肌酸，所述磷酸肌酸然后与ATP保持直接的平衡。在肌肉工作时，具有决定性意义的是，尽可能快地重新补充ATP储备。为此，在最大肌肉负荷的第一时刻提供磷酸肌酸。磷酸肌酸可以在非常快速的反应中，通过肌酸激酶将磷酸基团转移至腺苷二磷酸，并因此再生出ATP。这也称为Lohmann反应。
长期以来，已知肌酸为合适的食品增补剂和饲料。在肌肉强烈地且较长时间地连续工作的情况下，体内天然存在的肌酸储备会迅速耗尽。特别是在竞技运动员的情况下，有针对性地给予肌酸对于耐力和性能产生正面的影响，其中在体内不希望的积累过程或者不利的降解产物是未知的。此方面的原因在于，在过量供给的情况下肌酸作为肌酸和肌酸酐从体内排出。
此外还已知，补充肌酸导致体重增加。这起初归因于增加的向肌肉中的水份摄取。但从长期来看，肌酸通过肌原纤维中增加的蛋白质合成或者减少的蛋白质分解代谢而间接地导致肌肉质量的增加(Int J Sports Med 21(2000)，139-145)。因此，结果得到增加的无脂肪的体重。
除了肌酸本身即肌酸一水合物外，同时还证实许多肌酸盐例如抗坏血酸肌酸、柠檬酸肌酸、丙酮酸肌酸等同样也是合适的食品增补剂。在这点上，作为代表可提及欧洲专利EP 894 083B1和德国公开出版物DE 197 07694A1。
在动物中肌酸也展现出对于人类经证明有益的作用，这就是为什么先前也充分描述了其在各种饲料中的用途。早在1923年就由Benedict和Osterberg在狗中进行了研究。在此观察到，以大约40mg/kg的日剂量口服施用的肌酸经过数周导致明显的重量增加。此外，还观察到正面的氮平衡(The Journal of Biological Chemistry No.1(1923)，229-252)。
GB 2 300 103教导了以狗饼干形式的肌酸的用途，为此将肌酸一水合物与肉一起以挤出的物料形式提供。
先前，在国际专利申请WO 00/67 590A1中描述了肌酸或者肌酸盐作为用于育种动物和育肥动物的饲料添加剂，作为肉粉、鱼粉和/或抗微生物性能增强剂、生长激素以及合成代谢产物的替代品的用途。
因为肌酸一水合物由于其溶解性差而只能不充分地被生物利用，所以建议将其与其他生理学活性化合物(优选地以盐的形式)共同使用。德国公开出版物DE 198 36 450A1的目标是，稳定的丙酮酸盐，特别是丙酮酸肌酸在适合于动物食物的制剂中的用途。
对于肉食性和杂食性野生动物来说，肌酸是其饮食的天然组分。因此，体重为15至60kg的狼平均每天吃100-130g肉/千克体重。鲜肉含有3至6g(23-46mmol)肌酸/千克。因此，一匹35kg的狼摄入大约3.5-4.5kg的鲜肉，其含有10.5至27g的肌酸。相反地，对于体重35kg的经驯化的狗来说，大约1.25kg的肉就足够了。如果以生鲜的形式摄入，那么其含有3.75至7.5g的肌酸(Research in Veterinary Science 62(1997)，58-62)。
除了其公认的正面的生理学特性外，肌酸还具有缺点，即在水溶液和潮湿的制剂中，特别是在高温下，肌酸具有明显的不稳定性，其中肌酸转化为肌酸酐。对商业上生产的动物饲料进行强烈加热，以便在加工过程中保持稳定。因而，例如在制备干燥的狗饼干和猫饼干时，原料在挤出机中于直至190℃的温度下进行加热。湿度、压力和热使所含有的淀粉凝胶化，随后将所获得的物料制成所希望的形状。加工过程中的高温和在潮湿条件下的贮存，例如在含有大约75-85％水的罐装饲料中，导致所含有的肌酸的大部分转化成肌酸酐。这一点也由Harris在用于狗的商业罐装饲料和干燥饲料上得到证明。所研究的八种罐装饲料仅含有痕量的肌酸(0.36-1.93mmol/kg)。还在干燥饲料中，在大部分样品中测量到的值为0.7mmol肌酸/千克(Research in Veterinary Science 62(1997)，58-62)。由此显而易见的是，用商业动物饲料(0.36-4.25mmol肌酸/千克饲料)进行饲喂的狗和猫通过食物摄入的肌酸明显少于使用鲜肉的天然饮食的情况(23-46mmol肌酸/千克)。
肌酸的这种不稳定性在口服摄入方面也是重要的。根据停留时间，1-2的胃的pH值导致肌酸显著地降解成肌酸酐。因而，在人中显示了，在口服施用肌酸后只有大约15-30％可以被肌肉系统重新吸收(Greenhaff，P.L.：“Factors Modifying Creatine Accumulation in Human SkeletalMuscle”.Creatine.From Basic Science to Clinical Application。Medical Science Symposia Series Volume 14，2000，75-82)。
从现有技术的相关于肌酸所描述的缺点出发，本发明的目的在于，找到用于成品饲料的化合物，其尽可能地在工业加工过程中具有低的不稳定性。它们不仅应当无损害地经受住高的加工温度，而且还应当例如在罐装饲料中在潮湿条件下是贮存稳定的。此外，与肌酸相反，所述化合物应当无损害地经受住胃的酸性环境，并且在摄入体内之后才转化成肌酸。所使用的饲料添加剂本身应当不展现出生理学上不利的作用，并且应当可容易地进行检测。从经济角度来看，对于根据本发明待使用的物质来说重要的是，以经济上有利的方式来制备它们。
该目的通过用于家畜的成品饲料而得以实现，所述成品饲料包含胍基乙酸和/或胍基乙酸盐作为营养生理学活性成分。
在该成品饲料中令人惊讶地发现，胍基乙酸组分事实上满足了根据任务提出而针对其的要求特点，因为它们以简单且经济的方式进行制备；与肌酸或肌酸一水合物相反，胍基乙酸及其盐在酸性溶液(例如在胃中出现的那些)中具有明显更高的稳定性，并且在生理学条件下才转化成肌酸。令人惊讶地，经证明特别有利的是，因此，与肌酸相反，在这种背景下所描述的胍基乙酸及其盐事实上在重新吸收(主要在肝中)后才转化成肌酸。因此，与已知的肌酸相反，所使用的化合物的大部分不是事先就已经通过不稳定性反应而被降解和排出，而是事实上供生理学应用领域使用。因此，根据本发明，胍基乙酸及其盐还可以以比肌酸及其衍生物明显更少的剂量进行使用，而具有相同的效用。
此外还显示，胍基乙酸在诸如在工业化生产饲料时所出现的那些条件的条件下具有非常高的稳定性。在此，胍基乙酸与肌酸相比显示出明显的优点。此外还显示，胍基乙酸具有比肌酸明显更好的贮存稳定性。因此，这些优点以其整体而言是不可预见的。
由于胍基乙酸组分在所要求保护的成品饲料中令人惊讶地有利的特性，因而所述成品饲料并不局限于特定的施用形式。确切地说，完全可以考虑干燥饲料、半湿饲料和湿饲料形式的变化方案，例如特别是罐装饲料(Dosenfutter)、丸粒剂(Pellets)、颗粒剂(Granulate)、饼干(Biskuits)、丸(Kroketten)、块状物(Nuggets)、片状物(Flocken)和点心(Snacks)，这些同样也被本发明所考虑。
所述成品饲料优选地基于动物性和/或植物性原料。此外，所述成品饲料优选地还含有甘氨酸。特别优选地，所述成品饲料在水解后以大于1∶2.7，优选1∶1或更高的与L-丝氨酸的比例含有甘氨酸。
正如已经提及的，根据本发明的成品饲料具有令人惊讶地好的贮存稳定性，尽管其可能还具有较高的含水量。特别优选地，所提出的成品饲料应当具有＞8重量％的含水量，其中高于10重量％，特别是20-80重量％的含水量是优选的。
根据本发明，作为本发明本质的胍基乙酸组分不仅可以以游离的形式，即实际上作为胍基乙酸存在，而且还可以作为盐或者以加成化合物或配位化合物的形式存在。不言而喻，这些化合物类型的所有混合形式也是可能的。
对于根据本发明的成品饲料来说，胍基乙酸盐经证实是有利的，所述胍基乙酸盐用天冬氨酸、抗坏血酸、丙酮酸、琥珀酸、富马酸、葡糖酸、草酸、焦谷氨酸、3-烟酸、乳酸、柠檬酸、马来酸、硫酸、甲酸、盐酸和磷酸而获得，其中胍基乙酸钾、钙或钠是特别合适的。当然，也可以使用胍基乙酸与一种或多种上述盐组成的混合物或者由上述盐组成的混合物。
作为另一个优点，证明了，胍基乙酸及其盐可以以相当宽的用量范围在成品饲料中使用。基于整个成品饲料计，所述成品饲料应当优选地以0.01-20重量％的量，特别是以0.1-1.0重量％的量，和特别优选地以0.2-0.5重量％的量包含胍基乙酸组分。
不言而喻，除了胍基乙酸组分外，所述成品饲料还可以包含其他成分，例如营养生理学活性组分和/或配制助剂或填料。
在此，取决于各自具体的应用情况完全值得推荐的是，作为其他生理学活性组分，添加甲基基团供体例如胆碱、甜菜碱和/或甲硫氨酸。
总而言之，通过本发明，胍基乙酸及其盐在特别是食肉动物例如狗和猫的饮食中找到了新的用途，其中它们与迄今已知的肌酸化合物相比具有明显且令人惊讶的优点。
下面的实施例说明了本发明的细节。
实施例
实施例1：
在制备过程中，向1kg市场上常见的狗用软饲料(Softfutter)中掺入由5,000mg胍基乙酸和5,000mg甜菜碱组成的混合物。最终产品中胍基乙酸的量为0.5重量％。
实施例2：
将由2,500mg胍基乙酸和5,000mg甜菜碱组成的制剂掺入1kg狗用罐装饲料的典型配制剂中。最终产品中胍基乙酸的量为0.25重量％。
实施例3：
将由2,000mg乳酸胍基乙酸、750mg酒石酸肉碱、100mg蔗糖硬脂酸酯、160mg滑石和1,090mg果糖组成的制剂掺入1kg用于狗饼干的基料中。最终产品中胍基乙酸的量为0.2重量％。
实施例4：
作为母料，向1kg市场上常见的猫罐装饲料混合物中均匀掺入下述制剂：1,000mg胍基乙酸、400mg甲硫氨酸、2,000mg胆碱、40mg硬脂酸镁、25mg羧甲基纤维素和135mg乳糖。最终产品中胍基乙酸的量为0.1重量％。
实施例5：稳定性
5.1
在制备工业化生产的成品饲料时出现的条件下比较肌酸和胍基乙酸的稳定性。为此，使用用于在160℃下挤出潮湿的饲料物料的模型系统。将胍基乙酸和肌酸溶解在水中(pH 7)，并在高压釜中于160℃加热30分钟。然后，测定肌酸和胍基乙酸的含量。肌酸向肌酸酐以及胍基乙酸向胍基乙酸内酰胺的环化反应速度仅取决于pH值和温度，而与浓度完全无关。
图1显示了实验结果。从中得出，在为了制备动物饲料而存在的条件下，胍基乙酸具有比肌酸显著更高的稳定性。在160℃下30公钟后肌酸含量少于原始含量的20％，而在相同条件下胍基乙酸的存在量仍大于80％。
5.2
在pH 5的水中研究肌酸和胍基乙酸的稳定性。这些条件与在罐装饲料(75-85％的含水量)中的贮存相当。图2显示了结果。可以看出，胍基乙酸具有比肌酸明显更好的贮存稳定性。在60天后没有观察到胍基乙酸的降解，而肌酸仅剩87％。
Claims (9)
1.用于家畜的成品饲料，其包含至少一种胍基乙酸组分作为营养生理学活性成分。
2.权利要求1的成品饲料，其特征在于，所述成品饲料是干燥饲料、半湿饲料和湿饲料，特别是以罐装饲料、丸粒剂、颗粒剂、饼干、丸、块状物、片状物和点心的形式。
3.权利要求1或2中任一项的成品饲料，其特征在于，所述成品饲料具有＞8重量％，优选＞10重量％，和特别是20-80重量％的含水量。
4.权利要求1-3中任一项的成品饲料，其特征在于，所述成品饲料包含胍基乙酸和/或至少一种其盐、加成化合物或配位化合物作为胍基乙酸组分。
5.权利要求1-4中任一项的成品饲料，其特征在于，所述胍基乙酸组分为胍基乙酸与苹果酸、天冬氨酸、抗坏血酸、琥珀酸、丙酮酸、富马酸、葡糖酸、α-酮戊二酸、草酸、焦谷氨酸、3-烟酸、乳酸、柠檬酸、马来酸、硫酸、乙酸、甲酸、2-羟基苯甲酸、L-肉碱、乙酰-L-肉碱、牛磺酸、甜菜碱、胆碱、甲硫氨酸和硫辛酸以及钠、钾或钙之间的化合物。
6.权利要求1-5中任一项的成品饲料，其特征在于，所述成品饲料包含溶解形式的胍基乙酸组分。
7.权利要求1-6中任一项的成品饲料，其特征在于，所述成品饲料以0.01-20重量％的量，和特别是以0.1-1重量％，特别优选0.2-0.5重量％的量包含胍基乙酸组分。
8.权利要求1-7中任一项的成品饲料，其特征在于，所述成品饲料还包含甲基基团供体，例如胆碱和/或甜菜碱。
9.权利要求1-8中任一项的成品饲料，其特征在于，所述成品饲料用于食肉动物，特别是用于猫和狗。
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