生物活性肽的生理功能及其在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

石河子大學(xué)動物科技學(xué)院 劉國花 張文舉＊

浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院 謝正軍

生物活性肽是對機(jī)體生命活動有裨益或具有生理作用的肽類，其具有免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗腫瘤等作用，而且，由于其本身是動物生理活性調(diào)節(jié)物，對環(huán)境無污染，可以替代某些抗生素和促生長劑，是一種安全高效的飼料添加劑。

1 生物活性肽的分類及來源

按來源生物活性肽可分為內(nèi)源性和外源性。二者的活性中心序列相同或相似，在動物消化過程中被釋放出來通過直接與腸道受體結(jié)合，參與機(jī)體的生理調(diào)節(jié)或被完整吸收進(jìn)入循環(huán)，從而發(fā)揮功能。外源性生物活性肽多以特定的氨基酸序列片段存在于蛋白質(zhì)中，按其原料來源可分成乳肽、大豆肽、玉米肽、蛋白肽、畜產(chǎn)肽和水產(chǎn)肽等，按功能不同大致可分為生理活性肽、調(diào)味肽、抗氧化肽和營養(yǎng)肽等。由于一些肽同時具有多種生理活性，因此實際上分類錯綜復(fù)雜，不容易分清。

生物活性肽分布很廣，多來源于動植物體。內(nèi)源性生物活性肽主要包括體內(nèi)一些重要內(nèi)分泌腺分泌的肽類激素如促生長激素釋放激素（GHRH）、促甲狀腺素（TSH）；由血液或組織中的蛋白質(zhì)經(jīng)專一的蛋白質(zhì)水解酶作用而產(chǎn)生的組織激肽，如緩激肽、胰激肽；作為神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)活動調(diào)節(jié)因子的神經(jīng)多肽；以及由昆蟲、微生物、植物等生物體產(chǎn)生的抗菌肽。外源性生物活性肽直接或間接來源于動物蛋白質(zhì)，如神經(jīng)生長因子（NGF）等，牛乳酪蛋白等在動物胃腸道消化后可間接提供多種生物活性肽。此外，飼料在加工過程中也會產(chǎn)生（Hannu，2009）。

目前，生物活性肽來源最多的是牛奶（Quiros，2007；Pihlanto，2006）。 在實際生產(chǎn)中一般由以下方法獲得：（1）酶水解產(chǎn)生，如用酶水解大豆或牛奶能產(chǎn)生生物活性肽（Korhonen，2006），絲綢工業(yè)副產(chǎn)物絲膠蛋白可以在蛋白酶P的作用下產(chǎn)生生物活性肽（Wu 等，2008）。FitzGerald 等（2004）研究顯示，一些酶的組合亦可以產(chǎn)生生物活性肽，如堿性蛋白酶、糜蛋白酶、胰酶和嗜熱菌蛋白酶的組合。（2）微生物發(fā)酵產(chǎn)生，牛奶可以在微生物發(fā)酵過程中產(chǎn)生生物活性肽，如乳酸菌蛋白水解系統(tǒng)能利用乳酸菌（LAB）發(fā)酵牛奶中的蛋白質(zhì)特別是酪蛋白產(chǎn)生活性肽。（3）分離技術(shù)，膜分離技術(shù)可以分離產(chǎn)生一定分子質(zhì)量的生物活性肽 （Korhonen 和 Pihlanto，2003）。

2 生物活性肽的生理功能及其在飼料中的應(yīng)用

2.1 抗菌、殺菌 研究發(fā)現(xiàn)，生物活性肽具有抗菌抗病毒活性，并可以促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌的生長，提高消化吸收功能，促進(jìn)傷口愈合，對癌細(xì)胞和癌實體瘤有攻擊作用而不破壞正常細(xì)胞（許玉澄等，1998）。Agerberth 等（1994）發(fā)現(xiàn)，PR-39 能明顯抑制大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌和醋酸鈣不動桿菌等4種革蘭氏陰性菌，對芽孢桿菌和化膿鏈球菌也有抑制效果。抗菌肽抗菌是通過物理作用造成細(xì)胞膜穿孔而達(dá)到廣譜抗菌的效果，一般無特殊的受體，所以抗菌肽的使用不容易使細(xì)菌產(chǎn)生抗性和交叉抗性（Robert和 Hancock，1998），因此，隨著對其結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系及作用機(jī)制的深入研究，將生物活性肽作為抗生素替代品是可行的。

2.2 改善飼料風(fēng)味，提高飼料適口性 飼料的風(fēng)味及適口性直接影響畜禽的攝食量，進(jìn)而影響畜禽的行為及生長，因此飼料的營養(yǎng)性與適口性應(yīng)該兼顧。而生物活性肽可以改善飼料風(fēng)味，提高飼料適口性，不同氨基酸序列的肽能夠增進(jìn)酸、甜、苦、咸4種味覺。因此可以有選擇地向飼料中添加活性肽，以產(chǎn)生所需的風(fēng)味。研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白酶解物中存在多種食品感官肽。例如，天冬酰苯丙氨酸甲酯是一種二肽，也是一種強(qiáng)烈的甜味劑；鳥氨酸-B-丙氨酸是一種堿性二肽，也是一種強(qiáng)烈的苦味肽。另外，包括Gly-Leu、Pro-Glu和Val-Glu等在內(nèi)的緩沖肽，是風(fēng)味增強(qiáng)肽，可以利用它們的緩沖作用起到增強(qiáng)風(fēng)味的作用。因此，可以設(shè)計出不同的肽段通過模仿、掩蓋或加強(qiáng)味覺來改善飼料的適口性。

2.3 提高動物機(jī)體免疫、抗氧化功能 生物活性肽具有提高動物機(jī)體免疫和抗氧化的作用，如蛋白水解物中的免疫刺激肽、脾臟轉(zhuǎn)移因子、胸腺肽都具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力的作用。免疫肽主要有：（1）阿片肽，阿片肽類中內(nèi)啡肽、腦啡肽、強(qiáng)啡肽等對免疫系統(tǒng)有重要的調(diào)節(jié)作用，有資料表明，阿片肽幾乎可參與免疫應(yīng)答的全部環(huán)節(jié)，而且活化的免疫細(xì)胞也可以合成并釋放阿片肽參與免疫調(diào)節(jié)。（2）胸腺肽，胸腺肽是胸腺分泌的免疫活性物質(zhì)，其作為一種免疫因子已應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)，在抗感染、免疫缺乏癥的治療上獲得了可喜成果。（3）脾臟活性肽，脾臟轉(zhuǎn)移因子也稱脾臟活性肽（STF），是一種可透析的白細(xì)胞浸出物，是淋巴細(xì)胞釋放的一種能轉(zhuǎn)移致敏信息的物質(zhì)。它能夠特異地將供體的細(xì)胞免疫功能轉(zhuǎn)移給受體，從而增強(qiáng)受體的免疫功能。（4）谷胱甘肽，谷胱甘肽是一種廣泛存在于生物體內(nèi)的非蛋白巰基化合物，分為還原型和氧化型。在生物體內(nèi)大量存在并起主要作用的是還原型谷胱甘肽，它能有效地消除氧自由基，使肝細(xì)胞膜穩(wěn)定性增加，保護(hù)肝細(xì)胞膜，促進(jìn)肝臟酶的活性和肝臟的解毒與合成功能，還可促進(jìn)鐵的吸收及維持紅細(xì)胞膜的完整性，維持DNA的生物合成、細(xì)胞的正常生長及細(xì)胞免疫。

2.4 營養(yǎng)作用 氨基酸對動物機(jī)體的正常發(fā)育具有不可替代的作用，與游離氨基酸相比，小肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng)具有速度快、耗能低、不易飽和等特點。此外，生物活性肽具有以下作用：（1）寡肽能迅速吸收，刺激胰島素的分泌，將血液中的葡萄糖迅速轉(zhuǎn)移到肝臟，參與肽鏈的延長，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和腸道氨基酸或肽的轉(zhuǎn)運。（2）促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收，酪蛋白磷酸肽能促進(jìn)礦物質(zhì)元素的吸收利用。（3）提高動物生產(chǎn)性能，生物活性肽具有滿足動物的營養(yǎng)需求，促進(jìn)機(jī)體生長的功能。（4）寡肽能促進(jìn)有益微生物生長，從而達(dá)到促進(jìn)生長的作用。

3 生物活性肽在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 豬 大量研究證明，適量添加生物活性肽不僅具有良好的抗菌效果，而且也有利于提高畜禽的生產(chǎn)性能和畜禽產(chǎn)品品質(zhì)。武艷軍等（2010）研究顯示，在斷奶仔豬日糧中添加0.5%小肽能顯著提高其生產(chǎn)性能和免疫功能。張青青和楊在賓（2010）研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬日糧中添加一定量的活性肽蛋白可以提高賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸的表觀消化率。杜偉和王恬（2007）研究表明，胰島素和酪蛋白酶解物可提高宮內(nèi)發(fā)育遲緩（IUGR）仔豬肝臟的抗氧化功能，促進(jìn)肝細(xì)胞的生長發(fā)育。

3.2 雞 李丹等（2009）研究表明，日糧中添加大豆肽可提高白羽肉雞的生產(chǎn)性能，改善白羽肉雞的胴體品質(zhì)，而且隨大豆肽添加量的增加效果越明顯。劉建勝等（2006）研究表明，大豆活性肽可以有效應(yīng)用于肉仔雞生產(chǎn)中，其最適添加量為0.6%，優(yōu)于使用抗生素（黃霉素5 mg/kg）。張紅芬等（2009）研究顯示，肉仔雞日糧中添加大豆發(fā)酵肽粉有提高肉仔雞日增重和飼料轉(zhuǎn)化率的趨勢。除了大豆肽外，抗菌肽在養(yǎng)雞中的應(yīng)用效果也非常明顯。王秀青等（2009）發(fā)現(xiàn)，基因工程抗菌肽CecmpinB可以增加雛雞的平均日增重以及雛雞發(fā)育早期的免疫器官重量，增強(qiáng)雞的腹腔巨噬細(xì)胞吞噬功能。Fehlbaum等（2004）的研究結(jié)果表明，豬小腸抗菌肽可增加雛雞小腸絨毛長度，使絨毛變圓變粗，表面凹溝增多，從而增加小腸的吸收面積。朱碧英等（2008）用蝦蛋白肽飼喂蛋雞后發(fā)現(xiàn)，酶解產(chǎn)物（EHP）可顯著提高產(chǎn)蛋高峰期過后處于衰減期的雞蛋的哈夫單位及產(chǎn)蛋率。

3.3 水產(chǎn)動物 生物活性肽在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的研究主要集中于乳源性生物活性肽、抗菌肽和谷胱甘肽等。大量研究證明，生物活性肽能提高魚的生產(chǎn)性能、免疫力和抗病力。黃滄海等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，抗菌肽和黃霉素在促生長和抑制病原菌方面上具有類似的效果，高劑量的抗菌肽有利于提高羅非魚的肥滿度。徐奇友等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，餌料中適量添加A1a-G1n可以提高哲羅魚仔魚腸道Gln和谷氨酸含量、消化酶活性和抗氧化能力。張余霞等（2009）用小肽替代部分魚粉對異育銀鯽的試驗發(fā)現(xiàn)，小肽可以替代魚粉且最佳替代水平為2% ～3%。

3.4 反芻動物 大量研究證明，日糧中添加小肽或水解物中含較多數(shù)量小肽的蛋白質(zhì)時，動物的生產(chǎn)性能可得到明顯改善，Puchala等（1995）運用皮膚灌注技術(shù)把小肽和氨基酸灌注到安哥拉山羊的皮膚中，觀察其對羊毛生長的影響。結(jié)果表明，小肽可以顯著促進(jìn)羊毛的生長。王恬等（2004）研究表明，在奶牛日糧中添加小肽可顯著提高奶牛產(chǎn)奶量與乳品品質(zhì)，進(jìn)而提高奶牛生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。此外，在反芻動物日糧中添加生物活性肽可以促進(jìn)氨基酸吸收，提高蛋白質(zhì)合成。小肽在產(chǎn)奶牛日糧中的適宜添加量為0.1%～0.3%。

4 問題與對策

生物活性肽的多種重要生理功能的發(fā)現(xiàn)可能改變過去單純以氨基酸為標(biāo)準(zhǔn)的評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)功能，使人們在評價蛋白的生物學(xué)價值時需考慮到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其在消化道中可能釋放出生物活性肽的組成和數(shù)量。但是在實際生產(chǎn)中生物活性肽應(yīng)用還存在很多問題：（1）外源性生物活性肽的生理作用和機(jī)制不完全清楚，且其在胃腸道消化后是否仍具有生物學(xué)活性尚未明確。（2）制備工藝有限，加工過程特別是加熱對肽的活性和生物利用率的影響尚未明確。（3）價格較高。今后，應(yīng)該加強(qiáng)這些方面的研究。

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