CN1964633B - 作为饲料添加剂的胍基乙酸 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题是胍基乙酸和/或其盐作为饲料添加剂的用途，其中在主要为植物性饮食中使用，尤其使用与盐酸、氢溴酸和磷酸形成的盐。该用途特别是以0.01到100g/kg饲料的单剂量实现，为粉末、颗粒、锭剂或胶囊，其中，该饲料添加剂也可以与其他生理活性的活性物质一起使用。要求保护的用途特别适于育种动物和育肥动物，求助于尤其是在水溶液中稳定的化合物，该化合物在生理条件下可以转化为肌氨酸，并且与其他胍衍生物不同，完全可用于生理应用领域。

Description

作为饲料添加剂的胍基乙酸
本发明的主题是胍基乙酸或胍基乙酸盐作为饲料添加剂的用途。
胍基乙酸是一种存在于动物以及人类中的自身性物质，其在肌氨酸的生物合成中扮演中心角色。肌氨酸既可以由食物摄取也可以体内生形成。该生物合成由甘氨酸和L-精氨酸开始。在哺乳动物中，特别是在肾中，但也可以在肝脏和胰腺中，L-精氨酸的胍基被转氨酶裂解，并且N-C-N-基转移到甘氨酸上。在此，L-精氨酸转变为L-鸟氨酸。由此形成的胍基乙酸在下一步骤中通过转甲基酶转变为肌氨酸，在脊椎动物中这只在肝脏中进行。这里，S-腺苷甲硫氨酸起到甲基供体作用。然后肌氨酸扩散到血液循环中，因此输送到目标器官。在此，通过细胞膜输送到细胞中是通过特殊的肌氨酸转运体实现的。
对于胍基乙酸还已知，其具有抗菌作用，在动物试验中成功用于抗细菌感染(金黄色葡萄球菌(Staphyllococcus aureus))(Preparation for protecting mammals against infection(StanleyDrug Products Inc.，USA)。Neth.Appl.(1976)，7pp.NL 7411216)。
K.Keshavarz和H.L.Fuller在Journal of Nutrition，101：855-862(1971)描述了小鸡中精氨酸和甲硫氨酸对肌氨酸形成的影响。在该文中使用的基础饲料中还特别混有1.112％的胍基乙酸(Glycocyamin)，结果其与甲硫氨酸的组合导致重量增长和饲料利用的明显降低。
另一方面，与甲硫氨酸过量相关的还已知，与之有关的负面作用可以通过加入胍基乙酸而减轻(Interrelations of choline andmethionine in growth and the action of betaine in replacing them.McKittrick，D.S.Univ.of California，Berkeley，Archives ofBiochemistry(1947)，15 133-55)。
所述已提及的肌氨酸在细胞的能量代谢中扮演重要角色，作为高能量的磷酸肌酸，其是除了三磷酸腺苷(ATP)外肌肉的实质性能量库。在肌肉的休息状态，ATP可以将磷酸酯基团转移到肌氨酸上，从而形成磷酸肌酸，其然后与ATP形成直接的平衡。当肌肉工作时，尽可能快地重新补偿ATP-贮库是有决定性意义的。为此，磷酸肌酸可供最大肌肉负荷的第一秒内使用。该磷酸肌酸可以在很快的反应中，通过肌氨酸激酶而将磷酸酯基转移到二磷酸腺苷上，从而重新形成ATP。也将此称为Lohmann-反应。
长期以来就已知肌氨酸是合适的食物补充剂和饲料。在较强并且持续时间较长的肌肉工作情况下，体内天然存在的肌氨酸贮库快速耗尽。由于该原因，特别是对于竞技性运动员而言，针对性摄入肌氨酸对耐力和成绩有积极作用，没有公开在体内不希望的富集过程或不利的降解产物。其原因在于，肌氨酸在过量供应时以肌氨酸酐被身体排泄掉。
此外还已知，肌氨酸供应会导致体重升高。最初将此归因于肌肉吸收的水量增多。但长期看来，是由于肌原纤维中蛋白质合成增加或者蛋白质分解代谢减少而使得肌氨酸间接地导致肌肉量增加(Int JSports Med 21(2000)，139-145)。结果，这样就获得不含脂肪的增加的体重。
除了肌氨酸本身，亦即肌氨酸-单水合物，这期间还证实大量的肌氨酸盐如肌氨酸抗坏血酸盐、肌氨酸柠檬酸盐、肌氨酸丙酮酸盐等同样是合适的食物补充剂。在此，作为现有技术可提及的代表例是欧洲专利EP 894 083和德国公开文本DE 197 07 694 A1。
在动物中，肌氨酸对人类表现出证实为积极的作用，因此其在不同饲料中的用途以前同样得到充分描述。例如，国际专利申请WO 00/67590早已描述了肌氨酸或肌氨酸盐作为育种动物和育肥动物(Zucht-und Masttiere)的饲料添加剂，作为肉粉、鱼粉的替代品和/或抗微生物性能促进剂、生长激素以及合成代谢药的用途。GB 2 300 103教导了肌氨酸以狗饼干形式的用途，为此，肌氨酸单水合物与肉一起以挤出物料形式进行供给。但是，由于肌氨酸单水合物溶解性差，只能不充分地被生物利用，所以推荐其与其他生理活性化合物、优选以盐形式共同使用。德国公开文本DE 198 36 450 A1的主题是稳定的丙酮酸盐并且尤其是肌氨酸丙酮酸盐在适于动物食物的制剂中的用途。
DE 100 03 835 A1的主题是用于脱水症状的制剂，该症状通常出现在老年人并且尤其是行动受限的那些人。在此情况下，肌氨酸起到水的输送介质的作用，目的是将水分供应到受脱水症状影响最重的组织。
不过，除了具有其公认的积极生理性能外，肌氨酸也有以下缺点，作为肌氨酸单水合物，在相应的水溶液中没有突出的稳定性，经较长时间后转化为肌氨酸酐。特别是在酸性溶液中这是一个问题，因此对于口服和肌氨酸的生物利用性也是重要的。取决于停留时间，胃中1到2的pH值会导致肌氨酸明显降解为肌氨酸酐。因此，在人类中表明，口服肌氨酸后，肌肉系统仅能吸收约15到30％(Greenhaff，P.L.：Factors Modifying Creatine Accumulation in Human SkeletalMuscle.In：Creatine.From Basic Science to ClinicalApplication.Medical Science Symposia Series Volume 14，2000，75-82)。
最后再参考John W.Poutsiaka的文章(Department of BiologyFordham University New York；in：American Journal ofPhysiology)。在文章中，描述了从1956年开始，在胍基乙酸存在下叶酸、维生素B12和甲基化的化合物对幼大鼠生长和肌肉肌氨酸水平的影响。对于生长，在该文章中认为胍基乙酸有抑制作用。当胍基乙酸与叶酸和维生素B12一起服用时，其对肌肉肌氨酸水平一点也没有影响。当额外服用甲硫氨酸时，骨骼肌肉系统和心肌中的肌氨酸含量增加。基于该观察，得出结论认为胍基乙酸在体内由精氨酸和甘氨酸形成，这两种氨基酸优先对甲硫氨酸支持的生长负责。
由对于肌氨酸所描述的现有技术缺点提出了本发明的任务，寻找化合物，其可以用作饲料或饲料添加剂用于饲养和育肥动物，并且积极地起到改善饲料吸收、提高喂食效率、增加肌肉成肌、肉质量和/或繁殖效率(Reproduktionsleistung)的作用。该化合物应具有尽可能小的不稳定性，尤其是在水溶液中，并且服用或生理吸收后优选首先转化为肌氨酸。所使用的饲料或饲料添加剂本身应不显示生理性负面作用，并且可易于证实。从商业角度看，对于本发明要使用的物质而言，以经济上有利的方式制备它们很重要。
该目的是如下实现的：胍基乙酸和/或胍基乙酸盐在主要为植物性饮食中作为育种动物和育肥动物的饲料添加剂的用途，用于改善饲料吸收、提高喂食效率、肌肉成肌、肉质量和/或繁殖效率。
这里使用的术语“主要为植物性饮食”是指一种饮食，其优选符合欧盟法律准则而不含有动物性组分。在此，例外情况只是可能添加鱼粉。此外，根据本发明，“主要为植物性饮食”还指由胍基乙酸部分替代鱼粉或肉粉。
在本发明用途中令人惊讶地发现，要求保护的化合物确实具有根据所述目的的所希望的性质，因为其可以以较简单和较经济的方式制得，例如通过如甘氨酸和氨腈在水溶液中进行反应的方法制得(Production of guanidino fatty acids(Vassel，Bruno；Janssens，Walter D.)(1952)，US 2,620,354；Method of preparation ofguanidino fatty acids(Vassel，Bruno；Garst，Roger)(1953)，5pp.US 2,654,779)。
与肌氨酸或肌氨酸单水合物不同，胍基乙酸及其盐在酸性水溶液中还具有明显较高的稳定性，并且其只有在生理条件下才转化为肌氨酸。令人惊讶地表明，特别有利地，本发明使用的胍基乙酸及其盐与肌氨酸不同，实际上只有在吸收后才转化为肌氨酸，尤其是在肝脏中。因此，与肌氨酸不同，给药或喂食的大部分化合物，胍基乙酸和/或胍基乙酸的盐，没有通过不稳定性反应而分解，例如在胃中，并且在吸收前排泄出来，而是实际上提供于相应的生理性物质代谢反应。
因此，根据本发明，胍基乙酸及其盐也与肌氨酸及其衍生物不同，可以在相同作用下以明显更小的剂量使用。因此，本发明要求保护的用途的优点在总体上尤其是不能预料的，因为认为胍基乙酸例如对于小鸡的饲料利用和重量增长有负面作用。
要求保护的胍基乙酸及其盐作为饲料添加剂的用途例如对于家禽如鸡、雌火鸡、鸭和鹅，还有对于猪被证实是很有效的。
在另一实施方式中，本发明提供胍基乙酸和/或其合适的盐补充性或替代性地作为水产养殖中的饲料添加剂，优选用作鱼粉和/或抗微生物效果促进剂的部分或全部替代品，其中上述用途对于鲑类(鲑科)和虾类(Natania)是优选的。
抗微生物效率促进剂是诸如卡巴多司、喹乙醇、盐霉素、莫能霉素、卑霉素或黄霉素的物质。这尤其用于预防疾病在动物中传播。而且在动物生产中实现较高效率。抗微生物效率促进剂还用于避免人畜共患病传播给人类，因此能够生产更高质量并且更安全的动物食物。
本发明还涉及胍基乙酸和/或其盐用于制备饲养和育肥动物用治疗药剂的用途，该药剂可以用于加强免疫系统并且用于改善繁殖效率。
在优选的实施方式中，所述治疗药剂优选用于家禽和/或猪。
原则上，营养生理学上可接受的所有胍基乙酸盐都适合于本发明的目的。对于本发明用途而言，尤其是胍基乙酸盐被证实是有利的，用盐酸、氢溴酸和磷酸得到该盐。也可以使用由胍基乙酸与这些盐的一种或多种形成的混合物或者这些盐彼此间的混合物。
作为本发明用途的另一优点还表明，胍基乙酸及其盐可以宽的剂量范围使用。对于鸡的日剂量为，每kg活体质量例如在约10mg和约1200mg之间，尤其是在约50mg到约250mg。单剂量通常在约10mg和约600mg的范围，优选在约25到约125mg。对于猪而言，日剂量为，每kg活体质量例如在约10mg和约1000mg的范围，尤其是在约25mg到约150mg的范围。单剂量通常在约10mg和约500mg的范围，优选在约10mg到约500mg的范围，优选在约10到100mg的范围。
对于作为饲料添加剂的所述用途，根据动物种类，优选考虑约0.01到约100g/kg饲料或治疗药剂的剂量，认为约1.0到约5.0g的量是特别优选的。
由于要求保护的用途优选实施于非兽医应用领域，所以证实饲料添加剂特别合适的服用形式是粉末、颗粒、锭剂、胶囊、丸剂或凝胶(水状胶体)产物。在此，取决于各种具体应用情况，优选胍基乙酸及其盐与其他生理活性的活性物质一起用作饲料添加剂，这里尤其是碳水化合物、脂肪、氨基酸(例如肌氨酸)、蛋白质、维生素、矿物质、微量元素及其衍生物以及它们的任意混合物是特别合适的。优选甲硫氨酸、甜菜碱和胆碱以及其他生理活性的甲基供体。在高半胱氨酸存在下，甜菜碱和胆碱在体内可以转化为甲硫氨酸，其尤其是在由胍基乙酸合成肌氨酸中起作用。这里需要甲基，其在形成高半胱氨酸时从S-腺苷甲硫氨酸转移而来。如果甜菜碱或胆碱不够使用，则消耗甲硫氨酸，并在代谢中出现甲硫氨酸不足。
在很多国家，尤其是在夏季，由于升高的环境温度，饲养和育肥动物的死亡是个问题。本发明令人惊讶地发现，补充胍基乙酸或其盐会减轻高温负荷(Hitzestress)的结果，尤其是避免或减少高温负荷造成的动物死亡，即，例如减少由于升高的环境温度而导致的死亡。认为，这种效果归因于由胍基乙酸形成的肌氨酸，肌氨酸使相关组织的水供应得到改善。使用甘氨酸也能观察到类似效果(US 2004 0043105A1)。
因此，本发明的另一方面是胍基乙酸和/或其盐用于制备饲养和育肥动物用制剂的用途，该药剂用于避免和减轻高温负荷的后果，尤其是减少由于升高的环境温度导致的死亡。在此情况下，本发明特别提供了在主要为植物性饮食中的治疗制剂用作鱼粉、肉粉、合成代谢药(例如芪、类固醇、Thyreostatika和β-激动剂)、抗微生物效率促进剂和/或生长激素的部分和/或全部替代品。
此外，胍基乙酸及其盐还可以用作狗和猫用的湿和干饲料的饲料添加剂，从而产生对动物免疫系统和一般状态的积极作用。
总而言之，采用本发明，提供了胍基乙酸及其盐作为饲养和育肥动物营养中的饲料或饲料添加剂或者作为饲养和育肥动物用的治疗制剂的新用途目的，这与迄今使用的肌氨酸化合物不同，具有明显并且惊人的优点。以下实施例进一步阐明本发明。
实施例
1.发明实施例
1.1 将由5.000mg胍基乙酸和5.000mg胰岛素组成的制剂引入马用饲料补料的饲料饼(Futterpellets)的典型配方中。
1.2 将由7.000mg胍基乙酸和750mg肉碱酒石酸酯引入用于鲑饲料的基料中。
1.3 作为基础混合物，将以下制剂均匀引入商售猪饲料中：3.000mg胍基乙酸磷酸酯、3.000mg肌氨酸、40mg硬脂酸镁、25mg羧甲基纤维素和135mg乳糖。
1.4 喂食鸡的饲料
事实表明，通过向空气干燥的饲料中加入0.092重量％胍基乙酸(0.92g/kg)，喂食42天后，与没有胍基乙酸的当前喂食方法相比，最终重量增加7％。该重量增长完全通过肉增多，而不是通过脂肪增多或者贮存水而实现的(改善瘦肉-体重-指数(Lean-Body-Mass-Index))，所述肉的质量也得到改善。此外，用这种饲料添加剂，饲料消耗量比目前喂食方法减少约6％。
而且在该试验中还可以表明，即使向空气干燥的饲料中加入0.032重量％的胍基乙酸(0.32g/kg)，喂食42天后，最终重量也会增加3％。饲料消耗量比目前喂食方法减少3％。相反，在对照组中，向空气干燥的饲料中加入0.04重量％的肌氨酸单水合物(0.4g/kg)，喂食42天后，没有发现最终重量有所增加，而且饲料消耗量没有减少。
2.对比实施例(根据EP 920 689)
研究向喂食鸡的饲料中加入肌氨酸的作用。
试验表明，通过向空气干燥的饲料中加入0.2％肌氨酸(0.2g/kg)，喂食41天后，与目前喂食方法(没有肌氨酸添加剂)相比，最终重量增加4％。该重量增加仅通过肉增多，而不是通过脂肪增多而实现的(改善瘦肉-体重-指数)，所述肉的质量也得到改善。与目前喂食方法相比，饲料消耗量下降约2-3％。

Claims (17)

1.胍基乙酸和/或其盐在主要为植物性饮食的动物中作为育种动物和育肥动物的饲料添加剂的用途，用于改善饲料吸收、提高喂食效率、肌肉成肌、肉质量和/或繁殖效率。
2.根据权利要求1的用途，其用于在水产养殖中。
3.根据权利要求2的用途，其用作鱼粉和/或抗微生物效果促进剂的部分或全部替代品。
4.根据权利要求2或3的用途，其用于鲑类鲑科和虾类Natania。
5.胍基乙酸和/或其盐用于制备育种动物和育肥动物用治疗制剂的用途，该制剂用于加强免疫系统和改善繁殖效率。
6.根据权利要求5的用途，其中所述治疗制剂在主要为植物性饮食中用作鱼粉、肉粉、合成代谢药、抗微生物效率促进剂和/或生长激素的部分或全部替代品。
7.胍基乙酸和/或其盐用于制备育种动物和育肥动物用治疗制剂的用途，该制剂用于避免和减轻高温负荷的后果。
8.根据权利要求7的用途，其用于减少由于升高的环境温度导致的死亡。
9.根据权利要求1、5、6、7或8之一的用途，用于家禽和/或猪。
10.根据权利要求1的用途，其特征在于，使用盐酸、氢溴酸和/或磷酸的盐作为胍基乙酸的盐。
11.根据权利要求1的用途，其特征在于，胍基乙酸成分在单剂量中以0.01到100g/kg饲料或治疗制剂使用。
12.根据权利要求11的用途，其特征在于，胍基乙酸成分在单剂量中以1.0到5.0g/kg饲料或治疗制剂使用。
13.根据权利要求1的用途，产品形式为粉末、颗粒、锭剂、胶囊、小丸剂或凝胶。
14.根据权利要求1的用途，与其他生理活性的活性物质一起使用，所述活性物质选自碳水化合物、脂肪、氨基酸、蛋白质、维生素和矿物质以及它们的衍生物和混合物。
15.根据权利要求14的用途，其中所述矿物质为微量元素。
16.根据权利要求1的用途，与其他生理活性的活性物质一起使用，所述活性物质选自甲硫氨酸、甜菜碱、胆碱和其他生理活性的甲基供体，以及它们的衍生物和混合物。
17.胍基乙酸和/或其盐的用途，其用作为狗和猫用的湿和干饲料的饲料添加剂。
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Conclusion of examination: On the basis of claims 1-12 submitted by the patentee on May 19, 2023, the validity of invention patent right No. 200580018188.1 is maintained

Decision date of declaring invalidation: 20230609

Decision number of declaring invalidation: 560510

Denomination of invention: Guanidinoacetic acid as a feed additive

Granted publication date: 20110427

Patentee: ALZCHEM TROSTBERG GmbH