付文艷
摘 要:乳鐵蛋白是一種存在于乳汁中的天然糖蛋白、具有調節機體免疫機能、抗病毒、抗氧化、促進腸道鐵離子的吸收、刺激腸道雙歧桿菌生長、保護腸道等多種生物活性功能,并具有無副作用、無殘留、安全可靠等特點。本文主要介紹了乳鐵蛋白的生物學功能和在仔豬生產上的應用及展望。
關鍵詞:乳鐵蛋白;仔豬;生產應用
抗生素作為畜禽生長促進劑在動物飼養中發揮了巨大作用,極大地促進了現代畜牧業的發展。但是,近年來,隨著人們生活水平的提高和健康觀念的改變,食品安全問題越來越受到高度重視。因此,怎樣研究和開發綠色、安全的新型飼料添加劑就成為當今動物營養研究領域的熱點之一,從而更好的為人類的健康做出貢獻。
乳鐵蛋白(lactoferrin, LF),是一種主要存在于大多數哺乳動物的乳汁中,具有天然的免疫功能的糖蛋白。最早由科學家于1960 年在牛乳乳汁中發現,隨后科學家Blanc等從人的乳汁中分離獲得此類蛋白并且正式將其命名為乳鐵蛋白[1]。近年來,研究人員在其他多種組織及淚液、精液、膽汁、胰液、呼吸道等分泌液中也發現了少量這種蛋白質并進行了大量的研究。
乳鐵蛋白是一種相對分子質量為70~80 kDa的糖蛋白,大量研究表明,它具有促進鐵吸收、促進細胞生長、廣譜抗菌、保護機體消化道、增強機體免疫、抗病毒感染、抗癌等生物學功能;還具有DNA酶、RNA酶、低聚寡糖水解酶、ATP酶以及磷酸酯酶等多種酶的活性[2]。研究表明,由于乳鐵蛋白具有類生長因子的作用,對初生動物具有特殊的保護功能,被認為是一種極具開發潛力的新型的食品和飼料添加劑、抗菌抗癌新藥。因為乳鐵蛋白在不同種屬間存在特異性,目前,關于乳鐵蛋白在仔豬上的研究較少,本文通過介紹乳鐵蛋白的生物學功能,進而探討乳鐵蛋白作為新型的飼料添加劑對仔豬生長有何影響。
1 乳鐵蛋白的生物學功能
1.1 促進鐵吸收
鐵是血紅蛋白、肌紅蛋白、鐵硫蛋白、細胞色素體系、過氧化物酶以及過氧化氫酶的組成成分,在生物氧化及氧的代謝中起著重要作用。機體內鐵的來源為食物鐵和體內血紅蛋白分解鐵。鐵的吸收部位在十二指腸和空腸上段[3]。溶解狀態的鐵易于吸收,無機鐵中的Fe2+比Fe3+容易吸收,而實驗研究表明,乳鐵蛋白能顯著增加二價鐵和三價鐵的溶解度,從而促進機體對鐵的吸收,顯著降低母乳喂養的新生動物發生貧血病的比例。由于乳鐵蛋白在母豬乳中的含量較低,不能滿足新生仔豬的需求,通過日糧補充乳鐵蛋白值得研究探討。
1.2 抗菌作用
乳鐵蛋白的抑菌作用最早由Bullen等提出。乳鐵蛋白屬于廣譜抑菌劑,同時抑制革蘭氏陽性菌和需鐵的革蘭性陰性菌[4]。研究發現,乳鐵蛋白的抗菌機制有兩種,一是與其結合鐵的能力,使細菌失去生長所需的鐵元素;二是乳鐵蛋白可能阻斷微生物的碳水化合物代謝,從而抑制細菌的生長。
1.3 增強免疫
乳鐵蛋白對機體的特異性和非特異性免疫都具有調節作用[5]。一些體外實驗研究表明,乳鐵蛋白具備促進淋巴細胞增殖的作用,同時可以增強巨噬細胞或中性白細胞的殺菌和吞噬能力。此外,還參與調節NK細胞的活性、抑制混合淋巴球的IL-1、IL-2以及腫瘤壞死因子(TNF)的釋放。
1.4 抗病毒作用
乳鐵蛋白的另一個作用就是具有直接抗病毒活性。它對動物和人的抗病毒活性范圍比較廣,包括RNA和DNA病毒。研究報道可見,乳鐵蛋白可以抑制流感病毒和皰疹病毒,機理暫不清楚,推測可能主要是通過與病毒或宿主細胞的表面蛋白結合,在病毒吸附或侵入宿主過程中發揮作用。
1.5 其他作用
乳鐵蛋白還具有抗氧化作用,它能夠與機體的鐵離子進行螯合,阻止氧自由基的生成,抑制鐵離子誘導脂質氧化反應,從而降低對組織損傷。
研究還發現,乳鐵蛋白能夠促進原始成骨細胞的增殖和分化,同時還能夠減少成骨細胞的凋亡,并且抑制破骨細胞的增殖作用。
此外乳鐵蛋白還具有預防癌癥作用、促進DNA合成、促進鐵的吸收、抑制血小板凝集、抗血栓、抑制膽固醇積累等多種功能。
2 在仔豬生產中的應用
斷奶仔豬由于自身消化不良,加之免疫系統的尚未完善,很容易受到外界環境的各種應激,導致產生一系列相關疾病,具體表現為精神不振、食欲不良,腹瀉,飼料利用率低,生長緩慢,嚴重影響養豬業的經濟效益[6]。而乳鐵蛋白作為一種新型營養素,綠色安全的飼料添加劑,在仔豬飼養中的應用大有可為[7-8]。
有研究發現,在日糧中添加230 ppm的乳鐵蛋白時其生產性能最大,可以使長梅二元雜交仔豬60日齡體重提高 12%~20%。日糧中添加 1 000 ppm乳鐵蛋白也極顯著提高了杜長大仔豬日增重、飼料轉化率和小腸絨毛高度,并顯著降低了小腸隱窩深度。張凱等在日糧中添加500 mg/kg乳鐵蛋白可提高早期斷奶仔豬的養分利用率,血清中總蛋白水平有顯著提高的趨勢[9]。
研究添加不同水平乳鐵蛋白對早期斷奶仔豬血清生化指標和組織中微量元素含量的影響,結果發現斷奶仔豬血漿、肝臟、脾臟中鐵含量增加,血漿、肝臟中銅含量降低,所以添加乳鐵蛋白能增加早期斷奶仔豬血漿和組織中鐵含量,可以作為治療仔豬缺鐵性貧血[10]。
通過研究奶粉加入1 mg/mL牛乳鐵蛋白和初乳飼喂新生仔豬24 h后對其肝臟蛋白質合成的影響,結果表明,奶粉加入l mg/mL牛乳鐵蛋白和初乳組可以顯著提高肝臟蛋白質合成。
有人還發現仔豬日糧中添加乳鐵蛋白可以提高內源性抗微生物多肽PR-39基因的表達:仔豬日糧中添加 0.1%乳鐵蛋白可以提高植物凝集素刺激產生的外周血和脾臟淋巴細胞增殖率;血清 IgA、IgG、IgM、補體C4和IL-2含量也顯著提高。大量研究結果表明乳鐵蛋白可以增強顯著仔豬的免疫力。
3 結語及展望
乳鐵蛋白具有多種生物活性,作為一種新的營養素,補鐵劑,免疫增強劑,現在我國的乳鐵蛋白主要靠國外進口,如今隨著對乳鐵蛋白的深入研究,使大量生產乳鐵蛋白成為必要和可能。不久的將來可以廣泛用于養豬業,特別是仔豬的生產中。
(編輯:狄慧)
參考文獻:
[1] 陳歷俊,姜鐵民.乳鐵蛋白生物功能及基因表達[M].北京:科學出版社,2007:1-3.
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[9] 李美君,方成堃,張凱,等.飼糧中添加乳鐵蛋白對早期斷奶仔豬生長性能腸道菌群及腸黏膜形態的影響[J].動物營養學報,2012(24):111-116.
[10] 張凱,方成堃,王冰,等.乳鐵蛋白對早期斷奶仔豬養分利用率及相關血液生化指標的影響[J].家畜生態學報,2012(4):41-57.