與肽有關的基本理論及在養豬生產中的應用

420595259 · 發表于 2007-9-24 11:49:28

與肽有關的基本理論及在養豬生產中的應用

楊再1，陳佳銘1，解美華2，林榮海3
(上海農昊生物技術研究所,上海,201611
2、上海鯤翔生物技術有限公司,上海,201600
3、上海朝翔生物技術有限公司,上海,201600）

摘要：過去的觀點認為，動物采食飼料中的蛋白質，在消化道內蛋白酶和肽酶的作用下，降解為游離氨基酸（FAA）后，才能被動物直接吸收利用。后來發現，喂給氨基酸日糧或低蛋白平衡氨基酸日糧，動物并不能達到最佳生產性能。現在已經弄清，蛋白質在動物消化道的消化酶作用下所產生的水解產物大部分為2或3個氨基酸殘基的小肽（SP），它們是以完整形式被吸收進入循環系統，被組織利用的。因此，一些學者提出，動物要獲得最佳生產性能，日糧中必須有一定數量的完整蛋白質和SP的觀點。基于以上發現，人們提出了SP的營養學說。

關鍵詞：肽；氨基酸；生物活性

1 肽的概念
肽是分子結構介于氨基酸與蛋白質之間的一類化合物，氨基酸是構成肽的基本基團。含氨基酸殘基50個以上的稱為蛋白質，低于50個的稱為肽，肽中高于10個的稱為多肽，低于10個的稱為寡肽（OP），含2或3個的稱為二肽、三肽，合稱SP（張懷蓉等，2002）。一般認為，二肽、三肽能被完整地吸收，而大于三肽的OP能否被完整吸收還存在爭議。
SP按其所發揮的功能分為兩大類：一類叫功能性SP，又稱生物活性肽，是指能參與調節動物的某些生理活動或具有某些特殊作用的SP，如抗菌肽、免疫肽、抗氧化肽、激素肽、表皮生長因子等；另一類叫營養性SP，是指不具有特殊生理調節功能，只為蛋白質合成提供氮架的SP。

2 肽的物理性質
肽和蛋白質在結構上的相同性，使肽與蛋白質在理化性質上存在相似性，但由于肽的鏈短于蛋白質，所以肽與蛋白質又存在一定的差異，比如： 1）肽的溶解性大大提高； 2）肽鏈的斷裂降低了肽的疏水性，增加了凈電荷，黏度急劇下降； 3）適當水解的蛋白水解肽的乳化性提高，但當水解度增加時，肽的分子繼續變小，其乳化性急劇下降； 4）與蛋白質相比，肽的穩定性提高。

3 肽的作用機理
Darniel（1994）提出，在蛋白質消化過程中，以肽形式的氨基酸濃度遠比游離氨基酸（FAA）的濃度大，肽的吸收速度也比等量的FAA的速度快，數量多。這是因為：1）短肽與FAA相比，更便于通過腸壁轉運；2）短肽比FAA更少高滲性，故可提高吸收效率。

4 小肽的吸收機制
2或3個氨基酸殘基的SP可以通過載體直接被吸收，因此與氨基酸吸收相比，SP的吸收具有吸收速度快、耗能低，可以消除以FAA形式吸收時氨基酸之間相互競爭的特點。研究表明，SP可能存在三種轉運系統：第一種是依賴細胞內外H+濃度梯度進行轉運，不消耗ATP；第二種依賴消耗ATP的氫離子或鈣離子濃度的主動轉運過程；第三種通過與谷胱甘肽（GSH）結合的轉運系統。由于SP的吸收轉運機制，與我們認識到的氨基酸轉運機制有很大的差別，所以在吸收的過程中，不存在與氨基酸轉運相互競爭載體或拮抗的問題。與FAA的吸收相比，SP轉運系統具有更高的效率，且不易飽和。

5 肽的生物活性
蛋白質在消化過程中生成的肽，不僅能夠為動物提供氨基酸，而且具有生物活性。近年來對生物活性肽研究較多，所謂生物活性肽就是對生物機體的生命活動有益或是具有生理作用的肽類。它是一類分子量小于6000U，具有多種生物學功能的肽，其分子結構復雜程度不一，可從簡單的二肽到環形大分子多肽，而且可被磷酸化、糖基化、酰基化或酯化，進而增強其活性功能。

這些生物活性肽都以非活性狀態存在于蛋白質長鏈中，當用適當的蛋白酶水解時可以被釋放出來。牛乳酪蛋白即是其中的一種蛋白質。范江平（2004）指出，通過不同的蛋白酶水解牛乳酪蛋白，可獲得豐富的生物活性肽，如酪蛋白磷酸肽（Cpps）、免疫活性肽、酪激肽、乳啡肽等。已經證實，生物活性肽有如下幾種生物活性。

5.1 具有免疫活性

蛋白質水解產生的某些SP具有免疫活性作用，它不僅能增強機體的免疫力，在動物體內具有重要的免疫調節作用，而且刺激機體淋巴細胞的增殖和增強巨嗜細胞的吞噬能力。具有免疫活性的內源肽包括干擾素和白細胞介質，兩者都是激活和調節免疫應答的中心。這些免疫活性肽可與腸黏膜結合淋巴組織相互作用，而且也可以自由通過腸壁而直接與外周淋巴細胞發生作用。可提供免疫活性肽的食物源有大豆蛋白。

5.2 具有抗菌活性

生物活性肽具有抗菌活性，有人稱之為抗菌肽。抗菌肽是生物體經誘導產生的一種由13～15個氨基酸組成、分子量小于5KU的多肽，不僅有廣譜抗細菌能力，而且有的對真菌、病毒及癌細胞也有一定的抑殺作用。如GSH；人β-酪蛋白54～59，60～62氨基酸序列；牛β-酪蛋白191～193、osI-酪蛋白194～199氨基酸序列的免疫刺激肽、1～23序列的抗菌肽等。

其作用機理：

1）作用于細菌細胞膜，導致膜的通透性增大，以此穿透，殺滅細菌。細菌必須改變膜的結構，即改變相當部分的基因才能防御抗菌肽的進攻，而這幾乎是不可能的，因此抗菌肽極大地減少了產生耐藥性的可能。

2）抗菌肽只對原核生物細胞和真核生物病變細胞有抗菌作用，對正常的真核生物細胞不起作用，這是因為真核細胞膜中含有大量的膽固醇，而膽固醇的存在使膜結構趨于穩定。

5.3 具有抗氧化活性

某些食物來源的肽具有抗氧化作用，典型的就是肌肽，它是大量存在于動物肌肉中的一種二肽，它可作為貯存熟肉的氧化型酸敗抑制劑，某些肽和蛋白水解物可起到重金屬清道夫作用和過氧化氫分解促進劑的作用。作為天然防腐劑將成為飼料和食品中有開發價值的產品。

5.4 具有結合礦物質特性

王文義等（1993）研究表明，CPPs在飼料工業中的應用最近是作為促Ca吸收物質。它是含有成簇的磷酸絲氨酰和谷氨酰的肽，在動物小腸內能與Ca結合，阻止磷酸鈣沉淀，使小腸對Ca的溶解度大大增加，從而促進Ca的吸收和利用。馮仁勇等（2005）提出，在中性和偏堿性環境下CPPs可提高Ca的溶解度和Ca溶液的穩定性，從而促進腸道對Ca的吸收。此外，CPPs還可有效促進Zn、Fe等其它礦物元素的吸收。楊建軍（2006）認為CPPs的活性中心是磷酸化的絲氨酸和谷氨酸簇，礦物質結合位點存在于這些氨基酸帶負電的側鏈。通過對豬的試驗都證明CPPs具有促進鈣、鋅、鐵的吸收功能。

6 SP的營養功能

6.1 促進氨基酸的吸收，加速蛋白質的合成

由于SP吸收速度快，吸收峰高，能快速提高動靜脈的氨基酸差值，從而提高整體蛋白合成。除了SP的吸收機制能促進氨基酸的吸收外，SP本身也對氨基酸殘基吸收有促進作用，作為腸腔的吸收底物，SP不僅能增加腸刷狀緣氨基肽酶和二肽酶的活性，而且能提高SP載體的數量（Bamba等，1993）。

6.2 促進礦物質元素的吸收

SP的氨基酸殘基可與金屬離子螯合，可以避免腸腔中拮抗因子及其他影響因子對礦物元素的沉淀或吸附作用，直接到達小腸刷狀緣，并在吸收位點處發生水解，從而增加礦物質元素的吸收。

6.3 刺激消化酶分泌和活性的提高

SP不僅是誘導消化酶分泌的最適底物，同時又能給機體消化酶的快速合成提供完整的氮架。

6.4 促進腸道黏膜結構和功能發育

SP可優先作為腸黏膜上皮細胞結構和功能發育的能源底物，有效促進腸黏膜組織的發育。SP可被完整有效地吸收，從而降低進入大腸的未消化的蛋白質量，減少大腸后段氨氣和有毒胺類的產生，對消化道起積極的保護作用，維持消化道正常的免疫功能。另外，一些生理活性SP可直接作為神經遞質間接刺激腸道激素受體或促進酶的分泌而發揮生理調節作用，從而促進小腸發育。

雖然目前還不清楚瘤胃微生物對SP轉運和利用的機制，但已經證明SP是瘤胃微生物達到最大生長效率的關鍵因子，但SP能否促進微生物的生長，主要取決于作為能源的碳水化合物的發酵速度。對發酵速度快的可溶性糖，SP能促進微生物的生長，而對發酵速度慢的纖維素類物質，SP不能促進微生物的生長。這也是目前已建立的瘤胃微生物肽營養體系的核心（李利，1999）。

7 飼料級SP在養豬生產中的應用
例1：高欣（2000）用SP制品腸膜蛋白粉替代乳豬料的部分或全部血漿蛋白粉，試驗證實能夠改善仔豬營養物質的消化吸收，提高生產性能，降低腹瀉指數。

例2：王碧蓮等（2000）用含有一定量的SP日糧飼喂仔豬，試驗組仔豬增重比對照組提高12.93%，腹瀉率降低60%，經濟效益比對照組提高15.62%。

例3：汪夢萍等（2000）研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加SP制品，能夠極顯著地提高日增重和飼料轉化率（分別為7.85%，8.85%；10.06%，11.06%）。

例4：周圍等（2000）的試驗結果表明，在仔豬日糧中添加3%SP制品后，試驗組日增重比對照組提高8%，飼料轉化率提高約11%。

例5：計成等（2001）報道，在飼料中添加SP類物質，能顯著提高胃蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性。

例6：王恬等（2003）報道，SP能刺激仔豬斷奶后十二指腸食糜乳糖酶、淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶的活性。在斷奶仔豬日糧中添加SP可減輕斷乳仔豬小腸絨毛萎縮和隱窩加深的程度，促進仔豬腸道組織與功能的發育；提高淀粉酶、脂肪酶與胰蛋白酶活性；促進免疫器官發育，提高免疫球蛋白IgG含量，降低腹瀉發生率；提高仔豬的日增重和飼料轉化率，且隨SP添加量的增大，斷乳仔豬日增重逐漸增加，料重比與腹瀉發生率呈現降低的趨勢。

例7：陳秋梅等（2004）研究表明，在實驗日糧中添加0.5%和0.3%SP制劑，經過30 d的實驗期，試驗組比對照組平均日增重分別提高8.34%和3.91%；料肉比則分別降低8.4%和5.04%；生長豬腹瀉率分別降低5.16%和4.45%。

例8：李職等（2004）研究表明，在教槽料中添加動物SP比添加植物SP，可以較大幅度提高斷奶仔豬的日采食量和日增重，并有較低的耗料增重比。例9：征泰集團上海格勞瑞國際貿易公司（2006）認為，日糧中添加SP可以改善斷奶仔豬腸道對氨基酸的攝入水平，減少斷乳時營養物質攝入不足對腸道組織造成的損傷，促進斷乳仔豬腸道的發育，從消化吸收的根本上提高飼料利用率和生長速度。