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(yīng)激是目前困擾養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題之一。而現(xiàn)在已有的研究又證明了精氨酸在仔豬應(yīng)激狀態(tài)下的重要作用。因此解決仔豬斷奶后生長(zhǎng)過(guò)程精氨酸的不足是有效應(yīng)對(duì)斷奶應(yīng)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(jié)構(gòu)類(lèi)似物。它能代替NAG成為氨基甲酰磷酸合成酶-Ⅰ(CPS-Ⅰ)的變構(gòu)催化劑,從而促進(jìn)

2、脯氨酸和谷氨酰胺向瓜氨酸和精氨酸轉(zhuǎn)化,增加精氨酸的內(nèi)源合成,且保持體內(nèi)精氨酸環(huán)境的平衡穩(wěn)定。由此可見(jiàn),NCG對(duì)于應(yīng)對(duì)仔豬斷奶期間因精氨酸不足引起的應(yīng)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(guān)于NCG的研究并不多,現(xiàn)有的合成方法耗時(shí)較長(zhǎng),不適合工業(yè)生產(chǎn)；其生物活性也缺乏系統(tǒng)深入的研究。本文對(duì)NCG及其鋅鹽的合成方法、NCG分析檢測(cè)方法以及生物活性進(jìn)行研究,以期為NCG產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和其他衍生物的研究提供一定的理論基礎(chǔ),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(jìn)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展。這具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)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(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,微波功率對(duì)產(chǎn)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(shí)驗(yàn)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(yīng)時(shí)間15min。在該反應(yīng)條件下合成NCG,得率可達(dá)到57.6％,以丙酮與水復(fù)合溶劑重結(jié)晶法對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行純化,純的NCG為白色粉狀固體。熱失重分析測(cè)定結(jié)果表明,NCG的熱穩(wěn)定性不是很好,其熔點(diǎn)約為170℃。合成產(chǎn)物經(jīng)紫外光譜、紅外光譜、質(zhì)譜、核磁共振氫譜和元素分析等進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征確定為NCG；合成過(guò)程中的跟蹤檢測(cè)以及產(chǎn)物含量的測(cè)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(dòng)相:甲醇:

5、水=5:95(pH2.90)；檢測(cè)器:光電二極管陣列檢測(cè)器；檢測(cè)波長(zhǎng):220nm；流速:0.6ml/min。方法學(xué)考察結(jié)果表明,該方法進(jìn)樣精密度、重現(xiàn)性、穩(wěn)定性好,加樣回收率高。以此方法測(cè)得合成產(chǎn)物中NCG含量為95.3％；然后進(jìn)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(guò)元素分析、EDTA絡(luò)合滴定法以及HPLC測(cè)定鋅等成分的含量,測(cè)定結(jié)果為:C:27.83％,H:3.85％,N:9.97％,Zn:23.14％,NCG

6、:73.83％(按C6H9ZnN2O5計(jì)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(xiàn)出一定的抗氧化能力和抑菌性?？寡趸瘜?shí)驗(yàn)研究了NCG及其鋅鹽對(duì)超氧陰離子、羥基自由基、DPPH的清除能力和對(duì)鐵離子的還原能力。結(jié)果表明,NCG及其鋅鹽對(duì)超氧陰離子自由基和羥基自由基的清除能力相對(duì)要強(qiáng)于對(duì)DPPH的清

7、除力。而NCG及其鋅鹽對(duì)鐵離子幾乎沒(méi)有還原能力。在所選濃度范圍內(nèi),NCG及其鋅鹽的抗氧化能力均隨濃度的增大而增強(qiáng)。在樣品濃度為3mg/ml時(shí),NCG和NCG-Zn對(duì)超氧陰離子的清除能力分別為55.32％和79.27％,對(duì)羥基自由基的清除率分別為38.09％和54.03％；而對(duì)DPPH的清除試驗(yàn)結(jié)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(yàn)中分別考察了NCG以及NCG-Zn對(duì)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(jié)果表明,NCG-Zn的抑菌效果要優(yōu)于NCG。其中NCG-Zn對(duì)大腸桿菌的抑制效果又要比對(duì)其他兩種菌的抑制效果強(qiáng),當(dāng)濃度為2mg/ml時(shí),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(duì)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(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和腹瀉情況的影響。與對(duì)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(duì)照組提高了42.36％和89.43％(P<0.05)。同時(shí),料肉比顯著降低(P<0.05)；腹瀉率和腹瀉指數(shù)也明顯低于對(duì)照組,腹瀉率從15.83％降低到2.96％。添加0.16％的NCG仔豬與對(duì)照組的相比,ADFI租ADG有增加的趨勢(shì),F/G也有降低的趨勢(shì),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(yán)重。由此可知,日糧中添