N-氨基甲酰-L-谷氨酸的合成及其生物活性的研究.pdf

1、斷奶應激是目前困擾養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的主要問題之一。而現在已有的研究又證明了精氨酸在仔豬應激狀態(tài)下的重要作用。因此解決仔豬斷奶后生長過程精氨酸的不足是有效應對斷奶應激的手段。
　　 N-氨基甲酰-L-谷氨酸(N-Carbamyl-L-glutamic acid,NCG)是N-乙酰-L-谷氨酸(N-Aceyl-L-glutamic acid,NAG)的結構類似物。它能代替NAG成為氨基甲酰磷酸合成酶-Ⅰ(CPS-Ⅰ)的變構催化劑,從而促進

2、脯氨酸和谷氨酰胺向瓜氨酸和精氨酸轉化,增加精氨酸的內源合成,且保持體內精氨酸環(huán)境的平衡穩(wěn)定。由此可見,NCG對于應對仔豬斷奶期間因精氨酸不足引起的應激狀況具有很好的效果,它是一種潛在的有效新型飼料添加劑。目前關于NCG的研究并不多,現有的合成方法耗時較長,不適合工業(yè)生產；其生物活性也缺乏系統(tǒng)深入的研究。本文對NCG及其鋅鹽的合成方法、NCG分析檢測方法以及生物活性進行研究,以期為NCG產品的開發(fā)和其他衍生物的研究提供一定的理論基礎,從而

3、為養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展提供一種高效的飼料添加劑,促進養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展。這具有較高的經濟價值和現實意義?，F將主要研究概括如下:
　　 1.本文以味精和尿素為原料,分別采用微波加熱和傳統(tǒng)加熱兩種方法合成NCG,結果表明微波加熱法優(yōu)于傳統(tǒng)加熱法,可行有效。單因素實驗結果表明,微波功率對產物得率的影響最大,其次是溶劑水的用量,原料味精與尿素的配比的影響效果最??；正交實驗優(yōu)化所得最佳工藝為:N味精:N尿素為1:2,水用量0.3ml/mmol,微波功率

4、700W,反應時間15min。在該反應條件下合成NCG,得率可達到57.6％,以丙酮與水復合溶劑重結晶法對粗產品進行純化,純的NCG為白色粉狀固體。熱失重分析測定結果表明,NCG的熱穩(wěn)定性不是很好,其熔點約為170℃。合成產物經紫外光譜、紅外光譜、質譜、核磁共振氫譜和元素分析等進行結構表征確定為NCG；合成過程中的跟蹤檢測以及產物含量的測定采用高效液相色譜法(HPLC),確定色譜條件為:色譜柱:Kromasil C18柱；流動相:甲醇:

5、水=5:95(pH2.90)；檢測器:光電二極管陣列檢測器；檢測波長:220nm；流速:0.6ml/min。方法學考察結果表明,該方法進樣精密度、重現性、穩(wěn)定性好,加樣回收率高。以此方法測得合成產物中NCG含量為95.3％；然后進一步以NCG和氧化鋅合成出N-氨基甲酰-L-谷氨酸鋅,分別通過元素分析、EDTA絡合滴定法以及HPLC測定鋅等成分的含量,測定結果為:C:27.83％,H:3.85％,N:9.97％,Zn:23.14％,NCG

6、:73.83％(按C6H9ZnN2O5計算,C:28.2％,H:3.9％,N:10.9％,Zn:25.59％,NCG:74.41％)。
　　 2.考察了NCG及其鋅鹽的抗氧化活性和抑菌活性。研究表明,NCG及其鋅鹽均表現出一定的抗氧化能力和抑菌性?？寡趸瘜嶒炑芯苛薔CG及其鋅鹽對超氧陰離子、羥基自由基、DPPH的清除能力和對鐵離子的還原能力。結果表明,NCG及其鋅鹽對超氧陰離子自由基和羥基自由基的清除能力相對要強于對DPPH的清

7、除力。而NCG及其鋅鹽對鐵離子幾乎沒有還原能力。在所選濃度范圍內,NCG及其鋅鹽的抗氧化能力均隨濃度的增大而增強。在樣品濃度為3mg/ml時,NCG和NCG-Zn對超氧陰離子的清除能力分別為55.32％和79.27％,對羥基自由基的清除率分別為38.09％和54.03％；而對DPPH的清除試驗結果表明,NCG的清除率要高于NCG-Zn,分別為23.13％和7.87％。抑菌試驗中分別考察了NCG以及NCG-Zn對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和金

8、黃色葡萄球菌的抑菌效果,結果表明,NCG-Zn的抑菌效果要優(yōu)于NCG。其中NCG-Zn對大腸桿菌的抑制效果又要比對其他兩種菌的抑制效果強,當濃度為2mg/ml時,大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑分別為27mm、13mm和14mm。而10mg/ml的NCG對這三種菌的抑菌圈直徑僅分別為11mm、9mm和10mm。
　　 3.研究了不同添加水平的NCG對斷奶仔豬生長性能和腹瀉情況的影響。與對照組相比,日糧中中添加0

9、.08％NCG,可顯著提高仔豬的ADFI和ADG,分別比對照組提高了42.36％和89.43％(P<0.05)。同時,料肉比顯著降低(P<0.05)；腹瀉率和腹瀉指數也明顯低于對照組,腹瀉率從15.83％降低到2.96％。添加0.16％的NCG仔豬與對照組的相比,ADFI租ADG有增加的趨勢,F/G也有降低的趨勢,但是差異均不顯著(P>0.05),但與0.08％NCG相比,ADFI和ADG反而更低,腹瀉程度也更為嚴重。由此可知,日糧中添