專利名稱：作為飼料添加劑的胍基乙酸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是胍基乙酸或胍基乙酸鹽作為飼料添加劑的用途。
胍基乙酸是一種存在于動(dòng)物以及人類中的自身性物質(zhì)，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攝取也可以體內(nèi)生形成。該生物合成由甘氨酸和L-精氨酸開始。在哺乳動(dòng)物中，特別是在腎中，但也可以在肝臟和胰腺中，L-精氨酸的胍基被轉(zhuǎn)氨酶裂解，并且N-C-N-基轉(zhuǎn)移到甘氨酸上。在此，L-精氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)-鳥氨酸。由此形成的胍基乙酸在下一步驟中通過轉(zhuǎn)甲基酶轉(zhuǎn)變?yōu)榧“彼?，在脊椎?dòng)物中這只在肝臟中進(jìn)行。這里，S-腺苷甲硫氨酸起到甲基供體作用。然后肌氨酸擴(kuò)散到血液循環(huán)中，因此輸送到目標(biāo)器官。在此，通過細(xì)胞膜輸送到細(xì)胞中是通過特殊的肌氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)于胍基乙酸還已知，其具有抗菌作用，在動(dòng)物試驗(yàn)中成功用于抗細(xì)菌感染(金黃色葡萄球菌(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，101855-862(1971)描述了小雞中精氨酸和甲硫氨酸對(duì)肌氨酸形成的影響。在該文中使用的基礎(chǔ)飼料中還特別混有1.112％的胍基乙酸(Glycocyamin)，結(jié)果其與甲硫氨酸的組合導(dǎo)致重量增長(zhǎng)和飼料利用的明顯降低。
另一方面，與甲硫氨酸過量相關(guān)的還已知，與之有關(guān)的負(fù)面作用可以通過加入胍基乙酸而減輕(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細(xì)胞的能量代謝中扮演重要角色，作為高能量的磷酸肌酸，其是除了三磷酸腺苷(ATP)外肌肉的實(shí)質(zhì)性能量庫(kù)。在肌肉的休息狀態(tài)，ATP可以將磷酸酯基團(tuán)轉(zhuǎn)移到肌氨酸上，從而形成磷酸肌酸，其然后與ATP形成直接的平衡。當(dāng)肌肉工作時(shí)，盡可能快地重新補(bǔ)償ATP-貯庫(kù)是有決定性意義的。為此，磷酸肌酸可供最大肌肉負(fù)荷的第一秒內(nèi)使用。該磷酸肌酸可以在很快的反應(yīng)中，通過肌氨酸激酶而將磷酸酯基轉(zhuǎn)移到二磷酸腺苷上，從而重新形成ATP。也將此稱為L(zhǎng)ohmann-反應(yīng)。
長(zhǎng)期以來就已知肌氨酸是合適的食物補(bǔ)充劑和飼料。在較強(qiáng)并且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的肌肉工作情況下，體內(nèi)天然存在的肌氨酸貯庫(kù)快速耗盡。由于該原因，特別是對(duì)于競(jìng)技性運(yùn)動(dòng)員而言，針對(duì)性攝入肌氨酸對(duì)耐力和成績(jī)有積極作用，沒有公開在體內(nèi)不希望的富集過程或不利的降解產(chǎn)物。其原因在于，肌氨酸在過量供應(yīng)時(shí)以肌氨酸酐被身體排泄掉。
此外還已知，肌氨酸供應(yīng)會(huì)導(dǎo)致體重升高。最初將此歸因于肌肉吸收的水量增多。但長(zhǎng)期看來，是由于肌原纖維中蛋白質(zhì)合成增加或者蛋白質(zhì)分解代謝減少而使得肌氨酸間接地導(dǎo)致肌肉量增加(Int JSports Med 21(2000)，139-145)。結(jié)果，這樣就獲得不含脂肪的增加的體重。
除了肌氨酸本身，亦即肌氨酸-單水合物，這期間還證實(shí)大量的肌氨酸鹽如肌氨酸抗壞血酸鹽、肌氨酸檸檬酸鹽、肌氨酸丙酮酸鹽等同樣是合適的食物補(bǔ)充劑。在此，作為現(xiàn)有技術(shù)可提及的代表例是歐洲專利EP 894 083和德國(guó)公開文本DE 197 07 694 A1。
在動(dòng)物中，肌氨酸對(duì)人類表現(xiàn)出證實(shí)為積極的作用，因此其在不同飼料中的用途以前同樣得到充分描述。例如，國(guó)際專利申請(qǐng)WO 00/67590早已描述了肌氨酸或肌氨酸鹽作為育種動(dòng)物和育肥動(dòng)物(Zucht-und Masttiere)的飼料添加劑，作為肉粉、魚粉的替代品和/或抗微生物性能促進(jìn)劑、生長(zhǎng)激素以及合成代謝藥的用途。GB 2 300 103教導(dǎo)了肌氨酸以狗餅干形式的用途，為此，肌氨酸單水合物與肉一起以擠出物料形式進(jìn)行供給。但是，由于肌氨酸單水合物溶解性差，只能不充分地被生物利用，所以推薦其與其他生理活性化合物、優(yōu)選以鹽形式共同使用。德國(guó)公開文本DE 198 36 450 A1的主題是穩(wěn)定的丙酮酸鹽并且尤其是肌氨酸丙酮酸鹽在適于動(dòng)物食物的制劑中的用途。
DE 100 03 835 A1的主題是用于脫水癥狀的制劑，該癥狀通常出現(xiàn)在老年人并且尤其是行動(dòng)受限的那些人。在此情況下，肌氨酸起到水的輸送介質(zhì)的作用，目的是將水分供應(yīng)到受脫水癥狀影響最重的組織。
不過，除了具有其公認(rèn)的積極生理性能外，肌氨酸也有以下缺點(diǎn)，作為肌氨酸單水合物，在相應(yīng)的水溶液中沒有突出的穩(wěn)定性，經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間后轉(zhuǎn)化為肌氨酸酐。特別是在酸性溶液中這是一個(gè)問題，因此對(duì)于口服和肌氨酸的生物利用性也是重要的。取決于停留時(shí)間，胃中1到2的pH值會(huì)導(dǎo)致肌氨酸明顯降解為肌氨酸酐。因此，在人類中表明，口服肌氨酸后，肌肉系統(tǒng)僅能吸收約15到30％(Greenhaff，P.L.Factors Modifying Creatine Accumulation in Human SkeletalMuscle.InCreatine.From Basic Science to ClinicalApplication.Medical Science Symposia Series Volume 14，2000，75-82)。
最后再參考John W.Poutsiaka的文章(Department of BiologyFordham University New York；inAmerican Journal ofPhysiology)。在文章中，描述了從1956年開始，在胍基乙酸存在下葉酸、維生素B12和甲基化的化合物對(duì)幼大鼠生長(zhǎng)和肌肉肌氨酸水平的影響。對(duì)于生長(zhǎng)，在該文章中認(rèn)為胍基乙酸有抑制作用。當(dāng)胍基乙酸與葉酸和維生素B12一起服用時(shí)，其對(duì)肌肉肌氨酸水平一點(diǎn)也沒有影響。當(dāng)額外服用甲硫氨酸時(shí)，骨骼肌肉系統(tǒng)和心肌中的肌氨酸含量增加。基于該觀察，得出結(jié)論認(rèn)為胍基乙酸在體內(nèi)由精氨酸和甘氨酸形成，這兩種氨基酸優(yōu)先對(duì)甲硫氨酸支持的生長(zhǎng)負(fù)責(zé)。
由對(duì)于肌氨酸所描述的現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)提出了本發(fā)明的任務(wù)，尋找化合物，其可以用作飼料或飼料添加劑用于飼養(yǎng)和育肥動(dòng)物，并且積極地起到改善飼料吸收、提高喂食效率、增加肌肉成肌、肉質(zhì)量和/或繁殖效率(Reproduktionsleistung)的作用。該化合物應(yīng)具有盡可能小的不穩(wěn)定性，尤其是在水溶液中，并且服用或生理吸收后優(yōu)選首先轉(zhuǎn)化為肌氨酸。所使用的飼料或飼料添加劑本身應(yīng)不顯示生理性負(fù)面作用，并且可易于證實(shí)。從商業(yè)角度看，對(duì)于本發(fā)明要使用的物質(zhì)而言，以經(jīng)濟(jì)上有利的方式制備它們很重要。
該目的是如下實(shí)現(xiàn)的胍基乙酸和/或胍基乙酸鹽在主要為植物性飲食中作為育種動(dòng)物和育肥動(dòng)物的飼料添加劑的用途，用于改善飼料吸收、提高喂食效率、肌肉成肌、肉質(zhì)量和/或繁殖效率。
這里使用的術(shù)語“主要為植物性飲食”是指一種飲食，其優(yōu)選符合歐盟法律準(zhǔn)則而不含有動(dòng)物性組分。在此，例外情況只是可能添加魚粉。此外，根據(jù)本發(fā)明，“主要為植物性飲食”還指由胍基乙酸部分替代魚粉或肉粉。
在本發(fā)明用途中令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，要求保護(hù)的化合物確實(shí)具有根據(jù)所述目的的所希望的性質(zhì)，因?yàn)槠淇梢砸暂^簡(jiǎn)單和較經(jīng)濟(jì)的方式制得，例如通過如甘氨酸和氨腈在水溶液中進(jìn)行反應(yīng)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)。
與肌氨酸或肌氨酸單水合物不同，胍基乙酸及其鹽在酸性水溶液中還具有明顯較高的穩(wěn)定性，并且其只有在生理?xiàng)l件下才轉(zhuǎn)化為肌氨酸。令人驚訝地表明，特別有利地，本發(fā)明使用的胍基乙酸及其鹽與肌氨酸不同，實(shí)際上只有在吸收后才轉(zhuǎn)化為肌氨酸，尤其是在肝臟中。因此，與肌氨酸不同，給藥或喂食的大部分化合物，胍基乙酸和/或胍基乙酸的鹽，沒有通過不穩(wěn)定性反應(yīng)而分解，例如在胃中，并且在吸收前排泄出來，而是實(shí)際上提供于相應(yīng)的生理性物質(zhì)代謝反應(yīng)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，胍基乙酸及其鹽也與肌氨酸及其衍生物不同，可以在相同作用下以明顯更小的劑量使用。因此，本發(fā)明要求保護(hù)的用途的優(yōu)點(diǎn)在總體上尤其是不能預(yù)料的，因?yàn)檎J(rèn)為胍基乙酸例如對(duì)于小雞的飼料利用和重量增長(zhǎng)有負(fù)面作用。
要求保護(hù)的胍基乙酸及其鹽作為飼料添加劑的用途例如對(duì)于家禽如雞、雌火雞、鴨和鵝，還有對(duì)于豬被證實(shí)是很有效的。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供胍基乙酸和/或其合適的鹽補(bǔ)充性或替代性地作為水產(chǎn)養(yǎng)殖中的飼料添加劑，優(yōu)選用作魚粉和/或抗微生物效果促進(jìn)劑的部分或全部替代品，其中上述用途對(duì)于鮭類(鮭科)和蝦類(Natania)是優(yōu)選的。
抗微生物效率促進(jìn)劑是諸如卡巴多司、喹乙醇、鹽霉素、莫能霉素、卑霉素或黃霉素的物質(zhì)。這尤其用于預(yù)防疾病在動(dòng)物中傳播。而且在動(dòng)物生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)較高效率?？刮⑸镄蚀龠M(jìn)劑還用于避免人畜共患病傳播給人類，因此能夠生產(chǎn)更高質(zhì)量并且更安全的動(dòng)物食物。
本發(fā)明還涉及胍基乙酸和/或其鹽用于制備飼養(yǎng)和育肥動(dòng)物用治療藥劑的用途，該藥劑可以用于加強(qiáng)免疫系統(tǒng)并且用于改善繁殖效率。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述治療藥劑優(yōu)選用于家禽和/或豬。
原則上，營(yíng)養(yǎng)生理學(xué)上可接受的所有胍基乙酸鹽都適合于本發(fā)明的目的。對(duì)于本發(fā)明用途而言，尤其是胍基乙酸鹽被證實(shí)是有利的，用鹽酸、氫溴酸和磷酸得到該鹽。也可以使用由胍基乙酸與這些鹽的一種或多種形成的混合物或者這些鹽彼此間的混合物。
作為本發(fā)明用途的另一優(yōu)點(diǎn)還表明，胍基乙酸及其鹽可以寬的劑量范圍使用。對(duì)于雞的日劑量為，每kg活體質(zhì)量例如在約10mg和約1200mg之間，尤其是在約50mg到約250mg。單劑量通常在約10mg和約600mg的范圍，優(yōu)選在約25到約125mg。對(duì)于豬而言，日劑量為，每kg活體質(zhì)量例如在約10mg和約1000mg的范圍，尤其是在約25mg到約150mg的范圍。單劑量通常在約10mg和約500mg的范圍，優(yōu)選在約10mg到約500mg的范圍，優(yōu)選在約10到100mg的范圍。
對(duì)于作為飼料添加劑的所述用途，根據(jù)動(dòng)物種類，優(yōu)選考慮約0.01到約100g/kg飼料或治療藥劑的劑量，認(rèn)為約1.0到約5.0g的量是特別優(yōu)選的。
由于要求保護(hù)的用途優(yōu)選實(shí)施于非獸醫(yī)應(yīng)用領(lǐng)域，所以證實(shí)飼料添加劑特別合適的服用形式是粉末、顆粒、錠劑、膠囊、丸劑或凝膠(水狀膠體)產(chǎn)物。在此，取決于各種具體應(yīng)用情況，優(yōu)選胍基乙酸及其鹽與其他生理活性的活性物質(zhì)一起用作飼料添加劑，這里尤其是碳水化合物、脂肪、氨基酸(例如肌氨酸)、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、微量元素及其衍生物以及它們的任意混合物是特別合適的。優(yōu)選甲硫氨酸、甜菜堿和膽堿以及其他生理活性的甲基供體。在高半胱氨酸存在下，甜菜堿和膽堿在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸，其尤其是在由胍基乙酸合成肌氨酸中起作用。這里需要甲基，其在形成高半胱氨酸時(shí)從S-腺苷甲硫氨酸轉(zhuǎn)移而來。如果甜菜堿或膽堿不夠使用，則消耗甲硫氨酸，并在代謝中出現(xiàn)甲硫氨酸不足。
在很多國(guó)家，尤其是在夏季，由于升高的環(huán)境溫度，飼養(yǎng)和育肥動(dòng)物的死亡是個(gè)問題。本發(fā)明令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充胍基乙酸或其鹽會(huì)減輕高溫負(fù)荷(Hitzestress)的結(jié)果，尤其是避免或減少高溫負(fù)荷造成的動(dòng)物死亡，即，例如減少由于升高的環(huán)境溫度而導(dǎo)致的死亡。認(rèn)為，這種效果歸因于由胍基乙酸形成的肌氨酸，肌氨酸使相關(guān)組織的水供應(yīng)得到改善。使用甘氨酸也能觀察到類似效果(US 2004 0043105A1)。
因此，本發(fā)明的另一方面是胍基乙酸和/或其鹽用于制備飼養(yǎng)和育肥動(dòng)物用制劑的用途，該藥劑用于避免和減輕高溫負(fù)荷的后果，尤其是減少由于升高的環(huán)境溫度導(dǎo)致的死亡。在此情況下，本發(fā)明特別提供了在主要為植物性飲食中的治療制劑用作魚粉、肉粉、合成代謝藥(例如芪、類固醇、Thyreostatika和β-激動(dòng)劑)、抗微生物效率促進(jìn)劑和/或生長(zhǎng)激素的部分和/或全部替代品。
此外，胍基乙酸及其鹽還可以用作狗和貓用的濕和干飼料的飼料添加劑，從而產(chǎn)生對(duì)動(dòng)物免疫系統(tǒng)和一般狀態(tài)的積極作用。
總而言之，采用本發(fā)明，提供了胍基乙酸及其鹽作為飼養(yǎng)和育肥動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的飼料或飼料添加劑或者作為飼養(yǎng)和育肥動(dòng)物用的治療制劑的新用途目的，這與迄今使用的肌氨酸化合物不同，具有明顯并且驚人的優(yōu)點(diǎn)。以下實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
實(shí)施例1.發(fā)明實(shí)施例1.1 將由5.000mg胍基乙酸和5.000mg胰島素組成的制劑引入馬用飼料補(bǔ)料的飼料餅(Futterpellets)的典型配方中。
1.2 將由7.000mg胍基乙酸和750mg肉堿酒石酸酯引入用于鮭飼料的基料中。
1.3 作為基礎(chǔ)混合物，將以下制劑均勻引入商售豬飼料中3.000mg胍基乙酸磷酸酯、3.000mg肌氨酸、40mg硬脂酸鎂、25mg羧甲基纖維素和135mg乳糖。
1.4 喂食雞的飼料事實(shí)表明，通過向空氣干燥的飼料中加入0.092重量％胍基乙酸(0.92g/kg)，喂食42天后，與沒有胍基乙酸的當(dāng)前喂食方法相比，最終重量增加7％。該重量增長(zhǎng)完全通過肉增多，而不是通過脂肪增多或者貯存水而實(shí)現(xiàn)的(改善瘦肉-體重-指數(shù)(Lean-Body-Mass-Index))，所述肉的質(zhì)量也得到改善。此外，用這種飼料添加劑，飼料消耗量比目前喂食方法減少約6％。
而且在該試驗(yàn)中還可以表明，即使向空氣干燥的飼料中加入0.032重量％的胍基乙酸(0.32g/kg)，喂食42天后，最終重量也會(huì)增加3％。飼料消耗量比目前喂食方法減少3％。相反，在對(duì)照組中，向空氣干燥的飼料中加入0.04重量％的肌氨酸單水合物(0.4g/kg)，喂食42天后，沒有發(fā)現(xiàn)最終重量有所增加，而且飼料消耗量沒有減少。
2.對(duì)比實(shí)施例(根據(jù)EP 920 689)研究向喂食雞的飼料中加入肌氨酸的作用。
試驗(yàn)表明，通過向空氣干燥的飼料中加入0.2％肌氨酸(0.2g/kg)，喂食41天后，與目前喂食方法(沒有肌氨酸添加劑)相比，最終重量增加4％。該重量增加僅通過肉增多，而不是通過脂肪增多而實(shí)現(xiàn)的(改善瘦肉-體重-指數(shù))，所述肉的質(zhì)量也得到改善。與目前喂食方法相比，飼料消耗量下降約2-3％。
權(quán)利要求
1.胍基乙酸和/或其鹽在主要為植物性飲食的動(dòng)物中作為育種動(dòng)物和育肥動(dòng)物的飼料添加劑的用途，用于改善飼料吸收、提高喂食效率、肌肉成肌、肉質(zhì)量和/或繁殖效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用途，其用于在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，優(yōu)選用作魚粉和/或抗微生物效果促進(jìn)劑的部分或全部替代品，并且尤其是用于鮭類(鮭科)和蝦類(Natania)。
3.胍基乙酸和/或其鹽用于制備育種動(dòng)物和育肥動(dòng)物用治療制劑的用途，該制劑用于加強(qiáng)免疫系統(tǒng)和改善繁殖效率，所述治療制劑優(yōu)選在主要為植物性飲食中用作魚粉、肉粉、合成代謝藥、抗微生物效率促進(jìn)劑和/或生長(zhǎng)激素的部分或全部替代品。
4.胍基乙酸和/或其鹽用于制備育種動(dòng)物和育肥動(dòng)物用治療制劑的用途，該制劑用于避免和減輕高溫負(fù)荷的后果，尤其是減少由于升高的環(huán)境溫度導(dǎo)致的死亡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4之一的用途，用于家禽和/或豬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5之一的用途，其特征在于，使用鹽酸、氫溴酸和/或磷酸的鹽作為胍基乙酸的鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一的用途，其特征在于，胍基乙酸成分在單劑量中以0.01到100g/kg，特別優(yōu)選1.0到5.0g/kg飼料或治療制劑使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7之一的用途，產(chǎn)品形式為粉末、顆粒、錠劑、膠囊、小丸劑、團(tuán)塊或凝膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一的用途，與其他生理活性的活性物質(zhì)一起使用，所述活性物質(zhì)選自碳水化合物、脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和/或微量元素，尤其是甲硫氨酸、甜菜堿、膽堿和其他生理活性的甲基供體，以及它們的衍生物和混合物。
全文摘要
本發(fā)明的主題是胍基乙酸和/或其鹽作為飼料添加劑的用途，其中在主要為植物性飲食中使用，尤其使用與鹽酸、氫溴酸和磷酸形成的鹽。該用途特別是以0.01到100g/kg飼料的單劑量實(shí)現(xiàn)，為粉末、顆粒、錠劑或膠囊，其中，該飼料添加劑也可以與其他生理活性的活性物質(zhì)一起使用。要求保護(hù)的用途特別適于育種動(dòng)物和育肥動(dòng)物，求助于尤其是在水溶液中穩(wěn)定的化合物，該化合物在生理?xiàng)l件下可以轉(zhuǎn)化為肌氨酸，并且與其他胍衍生物不同，完全可用于生理應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A23K1/18GK1964633SQ200580018188
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者T·蓋斯特納, H-P·科里莫 申請(qǐng)人:底古薩股份公司