富肽飼料功能活性及制備方法研究進展

康連虎

（安徽糧食工程職業學院，合肥 230011）

隨著養殖業和飼料工業的發展，中國蛋白飼料源的缺乏日益顯現，逐漸影響飼料工業和畜牧業的發展，因此，開發尋找新的飼料蛋白源，尤其是具有功能活性的蛋白源尤為重要。近年來，國內外對生物活性肽的研究日益增多，生物活性肽是一類具有生物活性的肽鏈片段，存在多種動植物和微生物體中，能夠給機體帶來積極作用。生物活性肽由兩個及以上氨基酸組成，不同生物活性肽氨基酸的組成和排列方式不同[1]。活性肽與蛋白質相比，具有溶解性強、乳化性高、吸收快以及吸收率高等優點，還具有抗菌抗病毒、免疫調節、調節風味、抗氧化、促生長等多種功能作用。富肽飼料是通過一定的物化或生物方法使飼料中的活性肽含量提升，富肽飼料由于含有生物活性肽而具備多種功能活性。同時，富肽飼料來源廣泛，大豆、玉米、小麥等均可作為生物活性肽原料，大豆肽、玉米肽和小麥肽等均已被大量研究和應用，因此，富肽飼料具有廣泛的應用前景和重要的市場價值。

1 功能活性

1.1 抗菌抗病毒活性

目前，對抗菌肽的研究和應用已較成熟。抗菌肽能夠起到抗菌、抗病毒的作用，還可改善腸道菌群環境，促進有益菌生長，抑制有害菌繁殖。因此，抗菌肽對動物的腸道健康具有很好的保健作用。已發現的多種抗菌肽結構類似，能抑制革蘭細菌、霉菌、病毒的生長。孫占田等在飼喂斷奶仔豬過程中，添加部分抗菌肽，結果表明，豬盲腸中的乳酸桿菌等有益菌的數量增加，有害菌數量減少[2]。抗菌肽沒有特殊的受體，在體內可快速穿透細胞膜且具有多靶點殺菌機制，具有別于抗生素的低耐藥分子機理，可廣譜抗菌，所以在飼料中的抗菌肽不會產生抗藥性和其他抗性[3]。因此，抗菌肽可以部分替代抗生素產品添加到飼料中，減少抗生素產生的藥物殘留以及抗藥性問題。

1.2 提高機體免疫活性

免疫是機體自身的免疫系統識別異己，產生免疫應答排除異物的一種機體自我保護作用。從一些動物、植物及微生物中得到的小肽、多肽以及混合肽可以增強動物免疫力，提升動物機體抵抗力。鄧志程等采用模擬消化酶水解法制備馬氏珠母貝全臟器免疫活性肽，同時探究了制備的馬氏珠母貝全臟器免疫活性寡肽對小鼠免疫活性的影響，結果表明，小鼠淋巴細胞的轉化能力和免疫應答均顯著增強[4]。Lozano等研究肽的免疫調節作用以及卵清蛋白、溶菌酶和全蛋清堿性蛋白酶水解產物對細胞因子的產生、抗體分泌，用原脂多糖刺激的鼠脾和腸系膜淋巴結細胞的增殖的作用，結果表明，三者均可降低因產生促炎細胞因子和細胞毒性物質對細胞的影響，增加細胞的免疫調節作用，酶水解全蛋白釋放的肽可以以不同方式調節小鼠細胞對有絲分裂原刺激的免疫反應[5]。

1.3 改善飼料風味，提高適口性

飼料的風味及適口性會直接影響動物的攝食量，對動物的生長和增重產生影響，因此飼料風味以及適口性是飼料生產加工過程中的一個重要考量因素。部分生物活性肽由于氨基酸組成以及排列方式不同，會產生不同的風味，飼料中的生物活性肽可以提高飼料的風味和適口性，促進動物攝食。不同的活性肽味道差別也很大，具有酸甜苦咸等不同味道。研究表明，大豆蛋白酶解物中具有不同風味的肽，天冬酰苯丙氨酸甲酯是一種具有甜味的二肽，鳥氨酸-B-丙氨酸是一種苦味肽，短鏈谷氨酸多肽對苦味有掩蓋作用，二肽甜味素可使飼料具有甜味等，一些緩沖肽是風味增強肽，可以利用其起到增強風味的作用[6]。因此，應針對不同畜禽種類和飼料添加不同的肽段來掩蓋或加強味覺，從而改善飼料的適口性，使飼料品質得到提高，增加畜禽對飼料的采食量，促進畜禽快速增長。

1.4 抗氧化性活性，提高飼料品質

飼料中存在大量的脂肪、糖類等高能量物質，極易氧化，導致飼料風味、成分等發生變化。研究發現，活性肽中存在一部分肽尤其是相對分子質量較小的肽，具有較強抗氧化作用，被稱作抗氧化肽。抗氧化肽具有清除自由基、抑制脂質氧合酶和單態氧催化的脂肪酸敗作用，可降低飼料發生褐變反應，減少飼料中脂肪和其他物質的氧化，使飼料的保質期延長。

肌肽和大豆肽是兩種很好的抗氧化肽。此外，某些生物活性肽可以添加到畜禽飼料中，能夠螯合重金屬離子和促進分解過氧化物，降低自動氧化速率，起到天然防腐劑的作用。目前消費者對抗生素等化學添加劑較為抵觸，天然防腐劑很受大家的喜愛，因此對抗氧化肽等天然防腐劑的開發對動物飼料市場具有重大意義。大豆、玉米、小麥、米糠等多種蛋白源抗氧化肽被陸續制備出來[7]。

1.5 促生長作用

研究發現，肽類物質尤其是小分子肽類在動物的消化吸收過程中起到非常重要的作用，甚至是動物生長所必需的營養素之一。肽類在機體內可以獨立運輸吸收，和氨基酸相比，其吸收途徑更加多樣，優勢明顯，不同類小肽間運轉不存在阻礙性。所以，在吸收速度方面，小肽比游離氨基酸要快很多，動物對飼料、蛋白質的使用效率也得到很大的提高[8]。活性肽對機體蛋白質的合成有促進作用，可以直接作為合成新蛋白質的起點或刺激蛋白質的合成，能夠讓畜禽生長速度更快。有研究在飼料中添加等量活性肽和血粉飼喂斷奶后的仔豬，一段時間后發現，添加活性肽飼料組的仔豬體重顯著增加，顯著促進機體生長。大豆肽還能夠加快脂肪消耗，減少脂肪在機體內沉積，提高瘦肉率，改善豬肉品質[9]。

2 制備方法

2.1 酶解法

酶解法制備生物活性肽具有安全性高、條件溫和、易于控制等特點，是制備生物活性肽常用的方法之一。酶解法是通過蛋白酶將蛋白質分解成小分子片段，可以較少破壞蛋白質營養價值，在分解產生的物質中多肽的生物活性較強。酶解過程中使用的酶具有選擇專一性，能水解特定的肽鍵，比較容易控制反應過程和產物。當然，酶解法也存在一些缺點，比如在制備豆粕飼料的過程中發現，能夠有效酶解大豆蛋白的酶較少，得到的大豆肽含有一定的苦味，影響飼料的風味和適口性。在實際工作過程中，為了解決這個問題，制備過程中需要使用兩種及以上的酶共同作用，造成蛋白酶用量極大增加，成本大幅提高。曹亞蘭使用大豆分離蛋白做實驗對象，對3種常規使用的蛋白酶（堿性蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶）的酶解產物進行抗氧化活性評價，結果表明，堿性蛋白酶酶解制備的大豆肽具有強抗氧化活性[10]。谷中華等以谷朊粉為原料，在中性蛋白酶的作用下，將谷朊粉酶解得到多種不同的肽類，用于動物飼料添加劑[11]。

2.2 微生物發酵法

酶解法制備多肽需要多酶水解，因此酶的消耗量大，造成酶解法成本較高。目前多使用微生物發酵法制備多肽。微生物可以產生蛋白酶、脂肪分解酶等多種酶類，發酵過程中大分子蛋白質降解，生成小分子肽鏈片段，而且在飼料發酵過程中，微生物產生的其他酶類能夠使原料中的脂肪和腥味物質發生分解，產生乳酸和脂肪酸等，因此，發酵產物風味發生改善，具有發酵香味。同時，發酵過中還有各種維生素、氨基酸及活性因子的產生和增加，發酵后飼料的營養價值和保健功能大幅提升。目前篩選優勢菌種以及選擇合適的發酵條件是研究的重點。在發酵菌種選擇上，主要選擇細菌、霉菌和可脫除腥味的酵母菌，這些菌蛋白酶活力較強。王丹丹等從納豆、酒曲、醋曲和海魚胃腸道中分離篩選出2株細菌、1株霉菌、2株酵母和2株乳酸菌，都具有較高酶活力和產乳酸能力[12]。在發酵豆粕過程中，微生物產生的蛋白酶和羧肽酶能夠分解大豆蛋白，去除苦味，發酵效率高，產生的主要是寡肽類，質量很好。馬麗杰對菌株及菌株組合進行比較篩選，主要評價指標為水解度和發酵液的感官評定值，試驗結果顯示，細菌加酵母菌的組合較好，水解度較高，發酵液基本無腥味[13]。Niu等研究利用枯草芽孢桿菌發酵制備脫脂小麥胚芽肽，并研究脫脂小麥胚芽肽的抗氧化活性，結果顯示，發酵制備的脫脂小麥胚芽肽表現出對羥基和超氧陰離子自由基清除活性的作用，表明脫脂小麥胚芽肽具有顯著的抗氧化活性、抗菌活性，可以作為功能性添加劑使用[14]。楊小佳等通過固態發酵研究表明變溫發酵可減少微生物對營養物質的消耗，但可以產生更多的低分子肽類物質，發酵72h后其酸溶蛋白含量可以達19.75%，其含量比恒溫發酵提高6.45%[15]。劉驥等采用酵母菌發酵玉米蛋白，利用酵母菌產生的蛋白酶水解玉米蛋白粉中的蛋白質，產生可以溶性小肽，且具有抗氧化活性，可以清除自由基，減少疾病的發生，從而減少抗生素的使用，提高畜產品的安全性[16]。

2.3 化學水解法

蛋白質在酸或堿的作用下會發生水解，水解方法較簡單且成本不高，在工業上使用較多，但存在水解過程不容易控制，酸堿會嚴重破壞氨基酸等缺點。鹽酸水解菜籽清蛋白，使得蛋白質的結構發生改變，蛋白質表面的疏水性增加。反應環境條件較差，分解得到的肽活性容易消失，且水解位點不能夠很好地控制[17]。

2.4 其他方法

實驗室中較常使用化學合成法制備活性肽，有液相、固相合成法。兩種方法各有優缺點，液相合成法可較好的合成小分子肽濃縮多肽片，固相合成法合成過程中的固相載體對肽鏈的固定、環化、去保護和純化比較好，但費用高，副反應和殘留化合物多，因此不能應用于大規模生產。使用基因工程重組法制備多肽比較成熟，可以不受生產原料限制，表達定向性強等優點，但只能合成大分子肽，對于短肽鏈的合成非常困難，而且效率低[18]。

3 展望

富肽飼料因含有生物活性肽而具有獨特的抗菌抗病毒、免疫強化、增強風味、抗氧化以及促生長等多種功能活性，而且其生產制備方法多，資源豐富，種類來源廣泛。其中大豆肽、小麥肽等多種生物活性肽已經得以開發利用，并應用于畜禽養殖。因此，富肽飼料的研究極具潛力和實用性，將為有效利用蛋白質和節約蛋白質資源開辟新的途徑。