小肽營養(yǎng)研究及應(yīng)用進展

wanglf69 · 發(fā)表于 2008-10-13 19:19:50

小肽營養(yǎng)研究及應(yīng)用進展

近幾年來，由于人們對自身健康與環(huán)境保護意識的增強，為了提高畜產(chǎn)品的安全與品質(zhì)，改善生態(tài)環(huán)境，減少生態(tài)污染，研究開發(fā)了一系列綠色、無污染的飼料及添加劑。小肽添加劑作為一種綠色添加劑其功用被人們越來越認(rèn)可，其應(yīng)用也越來越廣泛。

1小肽的營養(yǎng)理論

蛋白質(zhì)營養(yǎng)是動物營養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，蛋白質(zhì)理論的發(fā)展對畜牧業(yè)生產(chǎn)具有至關(guān)重要的作用。隨著科技的進步，人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)蛋白理論存在的一些缺陷，傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)代謝模型——蛋白質(zhì)必須水解成游離氨基酸后才能被吸收利用的觀點面臨挑戰(zhàn)，人們提出了動物對完整蛋白質(zhì)或有關(guān)肽有特殊吸收利用的觀點，即小肽營養(yǎng)理論。

1.1 傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)蛋白質(zhì)代謝理論

動物采食的蛋白質(zhì)在消化道內(nèi)經(jīng)各種蛋白質(zhì)分解酶的作用降解為小肽和游離氨基酸，游離氨基酸可以直接被動物所吸收利用，而其它小肽必需進一步降解成游離氨基酸才能被動物吸收利用，蛋白質(zhì)營養(yǎng)實質(zhì)就是氨基酸營養(yǎng)。

1.2 肽營養(yǎng)理論

動物采食的蛋白質(zhì)經(jīng)消化道酶降解成游離氨基酸和各種小肽，游離氨基酸可以被動物直吸收利用，而完整蛋白質(zhì)或其降解產(chǎn)生的小肽也能被動物直接吸收。

2小肽營養(yǎng)的發(fā)現(xiàn)

在20世紀(jì)初，人們己認(rèn)識到了蛋白質(zhì)對于動物營養(yǎng)的重要性。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，經(jīng)過多年的研究，人們發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的很多新功能，對蛋白質(zhì)營養(yǎng)產(chǎn)生了很多新的觀點，其中最重要的是小肽營養(yǎng)的發(fā)現(xiàn)。

經(jīng)過一系列深入的研究表明，小肽確實可以被動物直接吸收利用，小肽營養(yǎng)概念才逐漸為人們所接受。試驗證實，小肽可以被完整轉(zhuǎn)運吸收，進入組織細(xì)胞。Agar （1953）首先觀察到腸道能完整的吸收轉(zhuǎn)運雙甘肽;Ｎeway和Ｓmith ( 1960)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)在小腸內(nèi)的消化產(chǎn)物除了氨基酸外，還有大量小肽，而且可完整進入腸黏膜細(xì)胞。Drockcoop等（1962）在血漿中也發(fā)現(xiàn)存在有特殊肽（如含羥脯氨基酸的肽）;Adib（ 1971）喂小鼠雙甘肽后，用同位素示蹤法在血漿中檢測到了這些肽。組織結(jié)構(gòu)證實小肽載體的發(fā)現(xiàn)和克隆。Hara等（1984）在小腸黏膜上發(fā)現(xiàn)了小肽載體;Fei克隆了小肽的I型載體;Adibi (1996)克隆了小肽的II型載體;Hong Chen等（2002）發(fā)現(xiàn)雞的小肽載體(cPepTl)等。研究表明，動物腸道可以吸收含有2--50個氨基酸的肽段。飼料蛋白的酶解產(chǎn)物中廣泛地存在小肽。在早期斷奶仔豬日糧中以小肽替代部分血漿粉可降低仔豬斷奶應(yīng)激，提高其生長性能。

3小肽的吸收轉(zhuǎn)運

3.1小肽的吸收部位及吸收機制

3.1.1小肽的吸收部位

單胃動物的吸收部位：單胃動物吸收小肽是在腸系膜系統(tǒng)，小腸是小肽吸收的主要場所，由小腸黏膜上皮細(xì)胞來完成。

反芻動物的吸收部位：Webb(1993)提出反芻動物氨基酸和肽的吸收存在腸系膜系統(tǒng)和非腸系膜系統(tǒng)兩種途徑。空腸、結(jié)腸、回腸、盲腸吸收的小肽進入腸系膜系統(tǒng)，而瘤胃、瓣胃、網(wǎng)胃、皺胃、十二指腸吸收的小肽則進入非腸系膜系統(tǒng)。

3.1.2小肽的吸收機制

小肽與游離氨基酸的吸收存在著2種相互獨立的轉(zhuǎn)運機制。關(guān)于小肽的轉(zhuǎn)運機理，可能有以下3種形式:①具有pH依賴性的氫離子和鈉離子轉(zhuǎn)運體系，不消耗ATP ;②依賴氫離子或鈣離子濃度的主動轉(zhuǎn)運過程，需要消耗ATP;③谷胱甘肽(GSH)轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。

3.2小肽吸收特點

大量試驗表明，小肽的吸收具有速度快、耗能低、不易飽和，且各種肽之間運轉(zhuǎn)無競爭性與抑制性等特點。因此哺乳動物對肽中氨基酸的吸收比對游離氨基酸的吸收更迅速更有效。有報道在豬的十二指腸灌注小肽的試驗中發(fā)現(xiàn)除蛋氨酸外，其它出現(xiàn)在肝門靜脈的氨基酸都比灌注相應(yīng)游離氨基酸混合物的時間更早，吸收峰更高。趙昕紅等發(fā)現(xiàn)，向斷奶仔豬十二指腸灌注苷氨一L賴氨酸二肽溶液和此2種游離氨基酸甘氨酸和賴氨酸構(gòu)成的混合液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，前者使大多數(shù)氨基酸的吸收量都比空白組和甘氨酸與賴氨酸的混合物的吸收量高。

3.3小肽吸收的影響因素

3.3.1動物因素

包括動物種類、年齡和腸道位置。大量研究表明，動物對氨基酸的吸收是隨著動物種類、年齡、和腸道位置的不同而發(fā)生明顯變化，因此可以推測，小肽的吸收也會有相應(yīng)的變化。趙昕紅等研究表明，甘氨酸和賴氨酸二肽在仔豬腸道各段的吸收能力不同，由大到小的排列順序為:空腸中段、空腸后段、空腸前段和回腸。

3.3.2肽鏈長度

研究認(rèn)為，二肽和三肽能完整的吸收，但三肽以上的寡肽是否能完整吸收還有爭議。Grimble等（1986)報道，腸道對于大于三肽的寡肽吸收慢于小肽，腸道內(nèi)胰蛋白酶、肽酶對其進一步水解可能是寡肽吸收的主要限速反應(yīng)。

3.3.3氨基酸殘基構(gòu)型

氨基酸殘基的構(gòu)型也影響小肽吸收的一個因素,組成小肽的AA所處位置不同吸收速度就不同，即AA在N端或C端其吸收率不同。研究表明，當(dāng)賴氨酸位于N端與組氨酸構(gòu)成二肽時，要比它位于C端時吸收速度快，而當(dāng)它在C端與谷氨酸構(gòu)成二肽時，則吸收速度較在N端迅速。

3.3.4小肽載體

小肽載體對小肽吸收有一定影響，與小肽載體具有較高的親和力的肽轉(zhuǎn)運速度快;而與小肽載體親和力較小的肽，其轉(zhuǎn)運速度慢。肽載體對疏水性、側(cè)鏈體積大的肽具有較高的親和力，對親水性、帶電荷的小肽親和力小。

3.3.5保護劑的添加

由于反當(dāng)動物對小肽的非腸系膜吸收，而且小肽可同時被瘤胃微生物利用，所以通過加保護劑可減少小肽的非腸系膜吸收，減少小肽在瘤胃中的降解。

3.3.6日糧蛋白質(zhì)的含量與品質(zhì)

適當(dāng)降低日糧中蛋白質(zhì)含量可使組織吸收小肽的能力增加。實驗表明，必需氨基酸含量高且平衡的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)在消化過程中易水解生成相對分子質(zhì)量低而數(shù)量多的小肽，因而容易吸收；而劣質(zhì)的蛋白質(zhì)產(chǎn)生相對分子質(zhì)量大的游離氨基酸和相對分子質(zhì)量大的肽片段，因而難被吸收。

3.4 小肽和游離氨基酸吸收的不同特點

小肽與游離氨基酸的吸收是完全不同的相互獨立的機制。小肽中氨基酸殘基的吸收速度大于相應(yīng)游離氨基酸的吸收速度。肽的吸收可以避免氨基酸之間的吸收競爭。小肽的吸收特點可能使底物對動物不同生理狀態(tài)及日糧變化具有更大的適應(yīng)性，同時也說明小肽對動物的潛在營養(yǎng)作用很大。

4 小肽的分類和功用

4.1小肽的分類

小肽按其所發(fā)揮的功能分為兩大類: 功能性小肽和營養(yǎng)性小肽。功能性小肽指能參與調(diào)節(jié)動物的某些生理活動或具有某些特殊作用的小肽, 如抗菌肽、免疫肽、抗氧化肽、激素肽、表皮生長因子等。營養(yǎng)性小肽是指不具有特殊生理調(diào)節(jié)功能, 只為蛋白質(zhì)合成提供氮架的小肽。

4.2 小肽的作用

小肽可以提高氨基酸利用率，促進蛋白質(zhì)的合成；小肽可提高礦物元素的利用率；提高動物生產(chǎn)性能；促進瘤胃微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用；阻礙脂肪的吸收，并能促進“脂質(zhì)代謝”；促進葡萄糖的轉(zhuǎn)運且不增加腸組織的氧消耗；參與機體的免疫調(diào)節(jié)，提高免疫機能；降低血壓的功能。

5 小肽在生產(chǎn)中的研究應(yīng)用

5.1 小肽在豬生產(chǎn)中的研究應(yīng)用

通過試驗研究，飼料中添加小肽能顯著提高母豬泌乳量，并且優(yōu)于血漿蛋白粉；提高泌乳期乳脂肪含量和全脂固形物含量；保證母豬的在泌乳期有增重。在生長豬日糧中添加小肽后，顯著提高了豬的日增重、蛋白質(zhì)利用率和飼料轉(zhuǎn)化率。在生長豬日糧中添加少量肽，能顯著地提高豬的日增重、蛋白質(zhì)利用率和飼料轉(zhuǎn)化率。在斷奶仔豬中添加小肽制品，能極顯著地提高日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。小肽可提高仔豬消化道消化酶活性，從而誘導(dǎo)仔豬消化道發(fā)育提前，加強機體對小肽的吸收。試驗也表明，小肽營養(yǎng)素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。小肽可改善仔豬腸道黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)，促進營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收。小肽能增加消化道有益菌群的繁殖，降低斷奶仔豬的腹瀉率，提高仔豬的免疫功能。王恬等( 2003) 報道, 斷奶仔豬日糧中添加小肽營養(yǎng)素, 十二指腸、空腸、回腸的絨毛長度增加, 隱窩深度減少, 并且這種影響隨著小肽營養(yǎng)素添加量的增加而提高。

5.2 小肽在家禽生產(chǎn)中的研究應(yīng)用

家禽日糧中氮源的供給形式大致有三種:低蛋白質(zhì)補充合成氨基酸日糧；高蛋白氨基酸平衡日糧；低蛋白質(zhì)補充小肽氨基酸平衡日糧。飼糧中不同的氮源供給形式影響家禽蛋白質(zhì)沉積效率。研究表明, 以小肽形式作為氮源的飼糧, 其蛋白質(zhì)沉積效率高于相應(yīng)的以氨基酸或完整蛋白作為氮源的飼糧。

小肽作為飼料添加劑應(yīng)用到家禽飼料中, 可以促進家禽生長, 提高飼料轉(zhuǎn)化率, 改善產(chǎn)品品質(zhì)和。施用輝等( 1996)在雞日糧中添加肽制劑后，蛋雞的產(chǎn)蛋率和飼料轉(zhuǎn)化率顯著提高，血漿中鐵、鋅的含量顯著增高，蛋殼強度也有提高的趨勢。張愛忠等在黑鳳雞日糧中添加0.5%的小肽制劑, 可以提高黑鳳雞采食量、產(chǎn)蛋率、飼料轉(zhuǎn)化率和蛋殼強度。在肉仔鵪鶉飼料中添加小肽制品,對其生長有明顯促進作用, 肉仔鵪鶉增重和飼料報酬均有明顯提高。

5.3小肽在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

由于反芻動物存在肽的非腸系膜吸收，而且小肽可被瘤胃微生物和組織利用，所以通過加保護劑可改變小肽在瘤胃中的吸收利用。小肽可以刺激瘤胃細(xì)菌的生長，是瘤胃微生物的基質(zhì)，能激活有益微生物的活性，消除病原菌。在湖羊日糧中添加乙酸鈉后，瘤胃肽濃度提高19. 69% .山羊日糧中添加離子載體后，瘤胃中肽的保護率提高20%，氮的總體消化率也顯著改善。

5.4小肽在水產(chǎn)動物生產(chǎn)中的研究應(yīng)用

小肽作為飼料添加劑應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖上可滿足水產(chǎn)動物對蛋白質(zhì)的需求，促進機體生長，增強水產(chǎn)動物的免疫力，提高其成活率，提高水產(chǎn)動物的采食量和飼料消化率。許培玉等(2004)試驗表明，添加工1.5%小肽制品可顯著提高南美白對蝦的相對增重率、體長增長率，降低飼料系數(shù)，提高成活率。李清等( 2004) 試驗結(jié)果表明, 隨著小肽用量的增加, 成鯉血液中免疫球蛋白IgM和補體C4 逐漸升高。鄧岳松( 2004) 試驗結(jié)果表明,飼料中添加植物活性小肽可以提高史氏鱘稚魚的攝食量, 提高飼料轉(zhuǎn)化率和免疫力。許培玉等( 2005) 試驗表明,凡納濱對蝦飼料中添加小肽制品后, 除了肝、胰腺的類胰蛋白酶外, 各種消化酶活性隨著小肽添加量的增加逐漸提高, 添加量達到適宜水平( 1.0%、1.5%) 時, 消化酶的活性也達到最大, 亦可證實小肽制品可剌激消化酶的分泌, 從而促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。

研究表明，在魚類飼料中添加單體氨基酸不起作用，而添加小肽能滿足動物對蛋白的需要，同時可提高魚的免疫力，刺激腸道受體激素或酶分泌，還具有抗氧化和促進脂質(zhì)代謝等作用。雖然多數(shù)試驗已經(jīng)證實小肽的良好作用，但小肽在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用仍然處于初始階段，很多肽類的具體生理功能還需要進一步的研究。

6 小肽的應(yīng)用前景

小肽營養(yǎng)理論已被許多實驗所證實，小肽比游離氨基酸在吸收利用率上的優(yōu)勢也逐漸被人們認(rèn)可，小肽營養(yǎng)理論對蛋白質(zhì)營養(yǎng)理論的豐富和完善具有巨大的推進作用，小肽產(chǎn)品在畜牧業(yè)生產(chǎn)的開發(fā)應(yīng)用中具有廣闊的前景。進一步加強小肽營養(yǎng)的理論研究，著手開發(fā)和研制小肽制品并應(yīng)用于動物生產(chǎn)實踐，對有效利用蛋白質(zhì)，節(jié)約蛋白質(zhì)資源、提高動物生產(chǎn)性能將大有裨益。因此，深入進行小肽研究對動物營養(yǎng)具有十分重要的理論和實踐意義。