生物活性肽的生理功能及在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　肽由氨基酸組成，但它具有氨基酸所不能替代的功能，肽的研究已成為目前研究的熱點。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為蛋白質(zhì)營養(yǎng)實際是氨基酸的營養(yǎng)，蛋白質(zhì)必須被消化成游離氨基酸之后才可被動物吸利用，因此，動物飼糧中大都以添加大量粗蛋白質(zhì)來滿足動物正常生長需要，這不僅造成大量蛋白質(zhì)資源浪費，還帶來環(huán)境污染。生物活性肽（Biologically Active Peptides，BAPs）是對生物機體的生命活動有裨益或具有生理作用的肽類，它具有免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗腫瘤等作用，并能提高機體免疫，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，是一種安全高效的綠色飼料添加劑。

　　1 概括

　　生物活性肽（Bioactive peptide）是對生物機體的生命活動有益或具有生理作用的肽類，其分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度不一，可從簡單的二肽到較大的環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)，而且這些肽可通過磷酸化、糖基化或?；恍揎?。按其來源可以分為內(nèi)源性生物活性肽和外源性生物活性肽。外源性活性肽與內(nèi)源性活性肽的活性中心序列相同或相似，它們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，參與機體的生理調(diào)節(jié)作用或被完整吸收進(jìn)入循環(huán)，從而發(fā)揮與內(nèi)源性活性肽相同的功能。

　　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食物蛋白質(zhì)，如神經(jīng)生長因子（NGF）等；動物飼料蛋白質(zhì)原料，如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，有研究報道，飼料在加工過程中也會產(chǎn)生生物活性肽。

　　2 生理功能及其在飼料工業(yè)中的應(yīng)用

　　2.1 抗菌、殺菌并替代部分抗生素

　　飼料中抗生素的使用造成動物腸道微生物失衡及藥物殘留問題，嚴(yán)重影響了畜產(chǎn)品品質(zhì)和人類健康，并且污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)某些生物活性肽具有抗菌和抗病毒活性，可以促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌的生長，提高消化吸收能力，是非常有前途的抗生素替代品。某些抗菌肽對部分真菌、原蟲和病毒也具有明顯殺傷作用，還可以促進(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。Agerberth等用分離純化得到的PR-39作抗菌分析，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。在殺菌機制上，抗生素一般是通過抑制細(xì)菌細(xì)胞壁、蛋白質(zhì)或DNA等的合成達(dá)到殺菌目的，所以抗生素的抗菌一般是用于特殊的受體，且細(xì)菌容易通過變異對抗生素產(chǎn)生抗性；而抗菌肽抗菌時一般無特殊的受體，它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，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。因此，隨著對生物活性肽結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系及作用機制的深入研究，將生物活性肽作為抗生素的替代品是可行的。

　　2.2 提高動物機體的免疫和抗氧化功能

　　某些生物活性肽具有提高動物機體免疫和抗氧化功能的作用，如蛋白質(zhì)水解物中的免疫刺激肽、脾臟轉(zhuǎn)移因子、胸腺肽都具有增強機體免疫力和抗病力的作用。生產(chǎn)實踐中應(yīng)用的免疫肽主要有：（1）阿片肽。阿片肽類中內(nèi)啡肽、腦啡肽、強啡肽等對免疫系統(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)作用。（2）胸腺肽。胸腺肽是家禽體內(nèi)最早形成的淋巴器官胸腺分泌的免疫活性物質(zhì)，其作為一種免疫因子已應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床，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兩種，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（GSH），它能有效地消除氧自由基，使肝細(xì)胞膜穩(wěn)定性增加，促進(jìn)肝臟酶的活性，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。

　　2.3 營養(yǎng)作用-營養(yǎng)肽

　　氨基酸營養(yǎng)對動物機體的正常發(fā)育具有不可替代的作用。傳統(tǒng)的觀念多集中在游離氨基酸營養(yǎng)，隨著動物營養(yǎng)的發(fā)展，小肽營養(yǎng)逐漸成為動物營養(yǎng)學(xué)家研究的重點。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重要營養(yǎng)作用。（1）寡肽能迅速吸收，可刺激胰島素的分泌，將血液中的葡萄糖迅速轉(zhuǎn)移到肝臟，參與肽鏈的延長，提高蛋白質(zhì)的合成，并能促進(jìn)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)礦物元素的吸收利用。有研究報道，在蛋雞日糧中添加小肽制品后，血漿中的鐵離子、鋅離子含量顯著高于對照組，蛋殼強度提高。在鱸魚苗日糧中添加小肽后，能極大地減少骨骼的畸形現(xiàn)象。母豬飼喂小肽鐵后，母豬奶和仔豬血液中有較高的鐵含量，而有機鐵則無此作用。3）提高動物生產(chǎn)性能。

　　2.4 改善飼料風(fēng)味，提高飼料的適口性

　　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。某些生物活性肽可以改善飼料風(fēng)味，具有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)大豆蛋白的酶解物中存在多種食品感官肽，如天冬酰苯丙氨酸甲酯是一種二肽，也是一種強烈的甜味劑；鳥氨酸-B-丙氨酸是一種堿性二肽，也是一種強烈的苦味肽。另外，包括Gly-Leu、Pro-Glu和Val-Glu等在內(nèi)的緩沖肽，是增強風(fēng)味肽，可以利用它們的緩沖作用起到增強風(fēng)味的作用。因此，我們可以設(shè)計出不同的肽段，通過模仿、掩蓋或加強味覺來改善飼料的適口性。

　　3 生物活性肽在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　3.1 豬

　　生物活性肽在養(yǎng)豬業(yè)中應(yīng)用及研究較多，大量研究證明了生物活性肽作為一種綠色高效的飼料添加劑，應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)中能有效地改善動物的生產(chǎn)性能。Hosono 發(fā)現(xiàn)在飼料中添加寡肽（尤其是來自大豆蛋白的寡肽），能提高豬（尤其是公豬）日增重，降低脂肪含量，改善豬肉品質(zhì)。Mordenti等在斷奶仔豬飼糧中添加0.07%的肽、Passini 等在生長豬日糧中添加少量的肽后，顯著地提高了豬的日增重、蛋白質(zhì)利用率和飼料轉(zhuǎn)換效率。武艷軍（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，增強其免疫功能。張青青等（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的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸的表觀消化率。杜偉（2007）研究表明，胰島素和酪蛋白酶解物可提高IUGR仔豬肝臟的抗氧化功能，促進(jìn)肝細(xì)胞的生長發(fā)育。國內(nèi)外大量研究證明了抗菌肽作為飼料添加劑在畜牧生產(chǎn)中的作用，適量添加不僅具有良好的抗菌效果，而且有利于提高畜禽的生產(chǎn)性能和畜禽產(chǎn)品品質(zhì)。此外，谷氨酰胺作為飼料添加劑應(yīng)用于仔豬上的結(jié)果表明，適量谷氨酰胺及其二肽添加于仔豬日糧，可緩解斷奶應(yīng)激引起的仔豬生長抑制，改善腸道黏膜結(jié)構(gòu)功能，增強免疫機能，提高抗氧化能力，從而減少仔豬“早期斷奶綜合征”的發(fā)生。

　　3.2 雞

　　研究報道，在蛋雞日糧中添加0.3%的大分子酪蛋白肽后，提高了蛋雞的產(chǎn)蛋率、飼料轉(zhuǎn)換效率；在肉仔雞日糧中添加大豆肽能夠提高其日增重，降低料重比，提高肉仔雞的生產(chǎn)性能。李丹（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（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5mg/kg）。張紅芬（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)雞業(yè)中的應(yīng)用效果也非常明顯。王秀青（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，增強雞的腹腔巨噬細(xì)胞吞噬功能。Fehlbau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)，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)

　　生物活性肽在水產(chǎn)上也有一定的研究，主要集中于乳源性生物活性肽、抗菌肽和谷胱甘肽等。大量研究證明了生物活性肽作為一種高效安全的飼料添加劑添加于水產(chǎn)飼料中能提高魚的生產(chǎn)性能，有些肽還可以提高其免疫力和抗病力。黃滄海（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。黃平（2010）發(fā)現(xiàn)抗菌肽對草魚腸道細(xì)菌具有重要的抑制作用。徐奇友（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Glu含量，以及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)，小肽可以替代魚粉異育銀鯽飼料，且最佳替代水平為2%～3%。此外，舒美艷研究發(fā)現(xiàn)日糧中添加0.5%乳源性小肽能顯著提高羅非魚生長性能。

　　3.4 反芻動物

　　研究證明了外源性生物活性肽對瘤胃微生物的營養(yǎng)作用。向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。在荷斯坦牛日糧中添加少量的肽可以顯著提高牛日增重、蛋白質(zhì)利用率。Puchala R等運用皮膚灌注技術(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，小肽可以顯著地促進(jìn)羊毛的生長。王恬等研究表明，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)濟效益；小肽在產(chǎn)奶牛日糧中的適宜添加量為0.1%～0.3%。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。

　　5 問題與對策

　　生物活性肽的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了動物營養(yǎng)的新紀(jì)元，它的多種重要生理功能的發(fā)現(xiàn)可能改變過去對蛋白質(zhì)營養(yǎng)功能的單純以氨基酸為標(biāo)準(zhǔn)的評價，使人們在評價食物蛋白的生物學(xué)價值時須考慮到蛋白質(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。肽鏈氨基酸相對于游離氨基酸的重要性顯示出可提高人和動物對日糧氮利用率的令人振奮和巨大潛力。但是生物活性肽在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用還存在很多問題：（1）作為外源性飼料其生理作用和機制還不完全清楚，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）生物活性肽的制備工藝有限，以及加工過程特別是加熱對肽的活性和生物利用度的影響尚未明確；（3）目前在動物飼料中的應(yīng)用還很少，且價格比較高。對策：建立健全一套完整的檢測體系，并通過大量的動物試驗檢測其有效性和安全性，同時加深生物活性肽生理功能、釋放機制方面的基礎(chǔ)研究等。