综述：膳食甜菜碱对猪生长性能、血清代谢物和肉品质的影响：一项Meta分析

《Animals》：Effects of Dietary Betaine on Growth Performance, Serum Metabolites, and Meat Quality of Pigs: A Meta-Analysis

　　

甜菜碱作为一种关键的甲基供体和有机渗透调节剂，被广泛用于改善猪的生长性能和胴体特性。然而，现有研究结果不一致，且最佳补充剂量仍不明确。本研究通过31项随机对照试验的Meta分析和Meta回归，系统量化了甜菜碱补充对猪生长性能、血清代谢物和肉品质的影响。采用随机效应模型计算标准化均值差（SMDs），同时使用亚组分析和Meta回归探讨异质性的潜在来源。分析显示，日粮甜菜碱补充显著提高了平均日增重并降低了饲料转化率，而平均日采食量未受影响。亚组分析表明，改善饲料转化的最佳剂量约为1250 mg/kg，而在高剂量组中这种效果减弱。此外，甜菜碱显著降低了血清尿素水平、肌肉剪切力、滴水损失和蒸煮损失。相反，背膘厚度和血清脂质指标未见显著变化。Meta回归证实，品种和生长阶段是生长性能异质性的主要决定因素。这些发现表明，甜菜碱主要通过提高饲料效率和蛋白质沉积促进生长，其对肉品质的有益影响主要归因于改善的嫩度和保水能力。

1. 引言
全球范围内减少抗生素使用和推动可持续养殖的背景下，探索新型饲料添加剂以促进生长、缓解应激并改善肉品质成为研究热点。猪产业面临双重挑战：一方面需维持快速生长和最佳饲料转化效率；另一方面消费者对高瘦肉率和低脂肪沉积的优质猪肉需求上升。甜菜碱（betaine）作为一种天然三甲基甘氨酸，通过其独特的生理机制在猪营养中发挥重要作用：作为强效甲基供体（methyl donor）促进同型半胱氨酸甲基化，产生蛋氨酸节约效应并促进蛋白质沉积；调节脂质代谢关键酶以诱导能量重分配，降低背膘厚度（backfat thickness）并优化瘦肉率；作为关键有机渗透调节剂（organic osmolyte）维持肠细胞渗透稳态，增强肠道屏障完整性。尽管理论机制明确，但甜菜碱对生长性能和肉品质的实证效果仍存在争议。现有证据表明其功效受补充剂量、遗传背景、基础日粮组成和生长阶段等多因素调节，但缺乏系统定量评估，且最佳添加水平的剂量-反应关系尚未确定。因此，本研究采用Meta分析和Meta回归方法全面评估甜菜碱对猪生长性能、血清代谢谱和胴体性状的影响。

2. 材料与方法
2.1 文献检索策略
严格遵循PRISMA指南，在PubMed、ScienceDirect和Web of Science中检索2001年1月至2025年12月发表的文献。检索词组合包括“pig”“swine”“porcine”“piglet”“finishing pig”以及“betaine”。详细策略见表1。

2.2 纳入与排除标准
采用PICOS框架：（1）参与者：健康猪，包括断奶仔猪和生长育肥猪；（2）干预：日粮中添加明确剂量的甜菜碱（不限化学形式）；（3）对照：饲喂不含抗生素和甜菜碱的基础日粮；（4）结局：至少报告平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）、饲料转化率（FCR）、肉品质指标（如肉色L*、a*、b*、背膘厚度）或血清代谢物（如尿素、TG）之一；（5）研究设计：随机对照试验。排除标准包括：综述或非英文文献、非猪种研究、干预混淆（甜菜碱非唯一变量）、非典型条件（低蛋白日粮或异常环境）、数据不完整或存在统计错误。

2.3 数据提取
两名研究人员独立提取数据并交叉核对，差异通过讨论或咨询第三人解决。对多个剂量与单一对照比较的研究，基于数据完整性或随机选择提取一个处理组。提取内容包括：文献信息、动物特征（品种、性别、初始体重、生长阶段）、干预细节（样本量、甜菜碱剂量、基础日粮组成）以及各组的均值、标准差（SD）或标准误（SEM）。

2.4 数据标准化与处理
对SEM报告的数据，采用公式SD = SEM × sqrt(n)转换为SD；若仅提供合并SEM，假设各组方差相等估算SD。所有指标统一转换为国际单位制（SI）以确保一致性。

2.5 统计分析
2.5.1 Meta分析框架
使用R统计环境（4.5.2版）和“meta”包（8.2-1版）。由于测量单位和检测方法各异，效应量以标准化均值差（SMDs）及其95%置信区间（CIs）表示。采用随机效应模型，权重基于逆方差法，研究间方差通过限制最大似然（REML）估计。

2.5.2 异质性探索
结合Meta回归和亚组分析探索异质性来源。Meta回归模型中纳入甜菜碱剂量（连续变量）、猪品种和试验阶段（分类变量），以生长育肥阶段和杜洛克×长白×大白（DLY）猪为参照基线。当检测到显著异质性（p < 0.10或I² > 50%）时进行亚组分析。

2.5.3 异质性评估
采用Cochran's Q检验（p < 0.10为显著）和I²统计量（25%、50%、75%分别对应低、中、高异质性）定性定量评估。

2.5.4 敏感性与发表偏倚分析
通过逐一剔除单篇研究的留一法敏感性分析评估稳健性。发表偏倚通过漏斗图、Egger回归检验和Begg秩相关检验评估（仅当纳入研究>10时进行Egger检验）。

3. 结果
3.1 文献检索结果
共检索853篇文献，去除200篇重复，经标题和摘要筛选排除511篇不相关文章，全文评估排除47篇综述和64篇不符合纳入标准的研究，最终纳入31项随机对照试验（RCTs），其中3项针对断奶仔猪，28项针对生长育肥猪。

3.2 纳入研究特征
研究发表于2001至2025年，甜菜碱添加水平为500至5000 mg/kg，涉及断奶仔猪和生长育肥猪两个阶段。详见表2。

3.3 生长性能的Meta分析
甜菜碱显著提高ADG [SMD = 1.01; 95% CI: (0.23, 1.79); p < 0.05]，对ADFI无显著影响[SMD = 0.03; 95% CI: (?0.51, 0.57); p > 0.05]，从而显著降低FCR [SMD = ?0.78; 95% CI: (?1.38, ?0.18); p < 0.05]。三者均存在高度异质性（I² > 90%）。

3.4 亚组分析和Meta回归
ADG的亚组分析显示生长育肥猪显著改善[SMD = 0.97; 95% CI: (0.10, 1.83); p < 0.05]，而剂量和品种对ADG影响不显著；Meta回归确认品种是ADG异质性的主要来源（p < 0.05）。ADFI方面，整体无显著变化，但地方品种猪的ADFI显著增加[SMD = 1.10; 95% CI: (0.04, 2.17); p < 0.05]；Meta回归显示品种和生长阶段显著相关。FCR方面，生长育肥阶段显著降低[SMD = ?0.86; 95% CI: (?1.54, ?0.17); p = 0.015]；亚组分析显示1250 mg/kg剂量有改善趋势[SMD = ?1.30; 95% CI: (?2.63, 0.03); p = 0.056]，而高剂量（>2000 mg/kg）效果减弱；Meta回归未发现剂量与FCR的线性相关（p > 0.05），支持存在最佳剂量阈值。

3.5 血清代谢物
甜菜碱显著降低血清尿素水平[SMD = ?0.79; 95% CI: (?1.45, ?0.12); p < 0.05]，异质性较低（I² = 46.3%）。对血脂指标（甘油三酯、总胆固醇、HDL、LDL）及其他蛋白参数（白蛋白、总蛋白）无显著影响，且这些参数异质性较高。

3.6 胴体性状和肉品质
甜菜碱显著降低滴水损失[SMD = ?0.97; 95% CI: (?1.70, ?0.24); p < 0.05]、蒸煮损失[SMD = ?0.78; 95% CI: (?1.43, ?0.13); p < 0.05]和肌肉剪切力[SMD = ?2.63; 95% CI: (?3.51, ?1.76); p < 0.05]，后者的异质性可忽略（I² = 0%）。对背膘厚度、肉色参数（L*、a*、b*）和pH值无显著影响，且这些参数异质性高（I² > 75%）。

3.7 发表偏倚分析
生长性能（ADG、ADFI、FCR）的漏斗图对称，Egger和Begg检验不显著（p > 0.05），表明无显著发表偏倚。血清代谢物和胴体性状因纳入研究较少未进行定量评估，但漏斗图目测无显著不对称。

4. 讨论
甜菜碱作为甲基供体在动物生产中通过促进肉碱、肌酸和甲基化氨基酸的合成发挥关键作用。本Meta分析证实日粮甜菜碱显著改善猪的生长性能、特定血清代谢物和胴体性状，但某些参数存在高度异质性。Meta回归揭示这些结果受品种和剂量等因素复杂调节。甜菜碱提高ADG和FCR而不改变ADFI，表明其促生长作用并非源于食欲刺激，而是通过优化营养消化、吸收和代谢利用。作为有机渗透调节剂，甜菜碱维持肠上皮完整性，保护跨膜营养转运，并改善肠道形态和消化酶活性，从而在不增加采食量前提下提高饲料转化效率。Meta回归和亚组分析表明生长性能的异质性主要归因于品种和生长阶段差异。不同基因型猪对甜菜碱利用效率差异显著，快速生长商业品种可能对甲基供体需求更高，而中国地方品种可能因基因多态性或代谢酶活性差异对甜菜碱更敏感。生长阶段方面，断奶仔猪因肠道发育不成熟和断奶应激，甜菜碱可能通过维持肠道屏障功能稳定采食量而非显著增加。对于FCR，亚组分析揭示了1250 mg/kg的最佳剂量阈值，高剂量（>2000 mg/kg）效果减弱，这符合酶饱和动力学原理：当甜菜碱-Hcy甲基转移酶（BHMT）活性达到饱和后，过量甜菜碱无法被有效利用，反而增加代谢负担。血清尿素水平显著降低，表明甜菜碱通过甲基供体功能提高氨基酸转化效率，产生蛋氨酸节约效应，优化蛋白质利用，增加氮沉积，这与ADG和FCR的改善相关。肌肉嫩度和保水能力的提高归因于甜菜碱作为有机渗透调节剂维持细胞渗透稳态，保护细胞膜结构，保留肌内水分，从而增强多汁性和嫩度。而血清脂质和背膘厚度未见显著变化，且异质性高，表明甜菜碱对脂质代谢的调节高度依赖基因型，瘦肉型与脂肪型猪在甲基供体利用脂质方面存在机制差异。敏感性分析显示异质性主要由少数偏离研究驱动，这些偏离源于实验模型和饲养背景差异：例如地方品种脂质代谢转录调控的敏感性增强、以DDGS为基础日粮时甜菜碱通过抗氧化机制改善肉品质、能量浓度和铬与甜菜碱的交互作用掩盖其降脂功能、限饲模式抑制甜菜碱潜在益处等。本研究存在一定局限性：生长性能、血清指标和胴体性状的高度异质性可能源于生物学变异（性别、健康状况）、干预异质性（甜菜碱纯度、来源、补充持续时间）、环境和管理差异（日粮组成、饲养密度、季节）以及统计估计（SEM转换误差）。尽管如此，本研究为甜菜碱在猪生产中的精确应用提供了实证基础。

5. 结论
本Meta分析证实日粮甜菜碱补充显著改善猪的生长性能，主要通过提高饲料转化效率和蛋白质沉积实现，同时增加肌肉嫩度和保水能力。剂量-反应分析揭示了明确的阈值效应，确定1250 mg/kg为改善饲料转化率（FCR）的最佳添加剂量，而更高添加水平效果减弱。