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小肽的功能及其在家禽生产中的应用

赵 念 于纪棉 施传信 王 恬
摘 要 小肽是动物降解蛋白质为氨基酸过程中的中间产物,是动物的重要营养物质。它能在动物胃肠内被完整的吸收,这被认为是一种重要的生理现象,完善了传统蛋白质代谢理论。文中就小肽的分类和吸收特点、小肽的功能、小肽在家禽养殖中的应用效果及其应用前景作了简要综述。
关键词 小肽;功能;家禽;应用
中图分类号  S816.7
The function of small peptide and its application in modern poultry production
Zhao Nian, Yu Jimian, Shi Chuanxin, Wang Tian
Abstract The small peptide is the intermediate degenerated by animal from protein to amino acid, is animal's important nutrition. It can be absorbed by animal's stomach and intestine completely. The absorption and function of the small peptide, as well as its application and prospect in modern poultry production are briefly introduced in this article.
Key word small peptide;function;poultry;application
长期以来,人们一直认为动物采食的日粮蛋白质在消化道内降解成小肽和游离氨基酸, 游离氨基酸可以被动物直接吸收利用,而小肽只有进一步降解成游离氨基酸才能被利用。后来发现,蛋白质降解产生的小肽也能被动物直接吸收。从此,小肽在动物营养中的应用开始了广泛的研究。近几年来的试验研究证明,小肽是蛋白质的主要消化产物,在氨基酸的消化、吸收和代谢中起着非常重要的作用。最近,许多研究者在家禽上做了大量的试验研究,为小肽营养在家禽养殖中的应用做了积极的探索,取得了较大的进展。
1 小肽的概述
1.1 小肽的概念和分类
肽是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,氨基酸是构成肽的基本基团。含氨基酸残基50个以上的通常称为蛋白质,低于50个氨基酸残基的称为肽,肽中氨基酸残基低于10个的称为寡肽,含2或3个氨基酸残基的为小肽[1]。
按其所发挥的功能把小肽分为两大类,即功能性小肽和营养性小肽。功能性小肽指能参与调节动物的某些生理活动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、表皮生长因子等。营养性小肽是指不具有特殊生理调节功能,只为蛋白质合成提供氮架的小肽[2]。
1.2 小肽的吸收特点
小肽的吸收具有转运速度快、耗能低、载体不易饱和等特点;而游离氨基酸却是吸收慢、载体易饱和、吸收时耗能大。而且小肽的吸收可避免与氨基酸吸收之间的竞争[3]。因此,小肽的吸收优于氨基酸,具体表现如下:①较氨基酸吸收快速,原因是没有氨基酸之间的拮抗作用,而且载体不容易饱和。②以完整的形式被机体吸收,当动物合成机体蛋白质时小肽可以作为合成体蛋白的直接原料,而不必从氨基酸水平来合成体蛋白,能节省大量能量。③低耗能,肽相对于氨基酸来说,吸收具有低耗或不需消耗能量的特点。肽通过十二指肠吸收后,直接进入血液循环,将自身能量、营养输送到机体各个部位。④肽吸收较氨基酸具有不饱和的特点。⑤肽以氨基酸为底物,可能有成百上千种组合。
另外,肽的功能优于大分子蛋白质,表现在:①肽是体现信息的信使,能引起各种各样不同实效的正性或异性生理活动和生化反应调节;②活性高,如抗菌肽在体内的表达量很少,但是对许多革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有强大的杀伤力;③分子量小,易于改造,易于化学合成,而大分子蛋白质则不具备这一特点。
2 小肽的功能
小肽在肠道能与特殊受体结合,促进动物胃肠道的生长发育,提高胃肠道消化、吸收功能,部分小肽可被吸收进入血液循环系统,调节机体免疫机能,并通过生长轴调控动物生长,充分发挥动物的生产潜能。
2.1 促进氨基酸的吸收利用及机体蛋白质的沉积
目前,家禽日粮中氮源的供给形式大致可分为:①低蛋白质补充合成氨基酸日粮;②高蛋白氨基酸平衡日粮;③低蛋白质补充小肽氨基酸平衡日粮。饲粮中不同的氮源供给形式影响家禽蛋白质沉积效率。Boza等(1995)研究表明,以小肽形式作为氮源的饲粮,其蛋白质沉积效率高于相应的以氨基酸或完整蛋白作为氮源的饲粮。在血液循环中小肽能直接参与组织蛋白合成。此外,肝脏、肾脏、皮肤和其它组织也能完全利用小肽,其中肾脏是消化吸收肽和再捕获氨基酸的主要场所。施用晖等(1996)研究发现,日粮蛋白质完全以小肽形式供给鸡,赖氨酸吸收速度不再受精氨酸影响[4]。侯艳红等用法氏囊活性肽(BS)对SPF(无特定病原)鸡研究发现,BS确有提高体增重和饲料转化率的效果,但BS的使用效果与使用剂量和使用方法有关[5]。萨仁娜等[6]应用那西肽对艾维茵肉仔鸡试验同样证明那西肽能够提高日增重,其原因可能与小肽在体内能迅速吸收有关。另外,蛋白质合成率与动、静脉氨基酸差值存在相关性,在吸收状态下,其差值越大,蛋白合成率越高。由于小肽吸收速度快,吸收峰高,因此能快速提高动、静脉氨基酸差值,从而提高蛋白质合成效率。
2.2 提高矿物质元素的利用率
有些小肽具有与金属结合的特性,可与Ca2+、Zn2+、Cu2+和Fe2+等离子形成螯合物,增加其可溶性,从而促进Ca2+、Zn2+、Cu2+和Fe2+的被动转运及在体内的贮留[7]。张滨丽(2000)报道,酪蛋白磷酸肽(CPP)水解产物中,有一类含有可与Ca2+、Fe2+结合的磷酸化丝氨酸残基,能够提高其溶解性[8]。肉类水解产物中的肽能使亚铁离子的可溶性及吸收率提高。施用晖等(1996)研究证明,在蛋鸡日粮中添加小肽制品后,血浆中的Fe2+、Zn2+含量显著高于对照组,蛋壳强度提高[9]。以上实验证明,小肽能促进矿物元素的吸收和利用。
2.3 提高生产性能
在蛋鸡基础日粮中添加小肽后,其产蛋量和饲料转化率显著提高。小肽能提高动物的生产性能,可能与肽链的结构及氨基酸序列有关。施用晖等(1996)报道,在蛋鸡基础日粮中添加肽制品后,其产蛋率和饲料转化率显著提高,蛋壳强度也有提高的趋势[9]。
2.4 提高机体的免疫能力
小肽能够加强有益菌群的繁殖,促进菌体蛋白的合成,增强抗病力。有研究结果表明,小肽能有效刺激和诱导小肠绒毛膜刷状缘酶的活性上升,并促进动物的营养性康复。Jelle(1981、1982)研究结果表明,β-酪蛋白水解产生的三肽和六肽可促进巨噬细胞的吞噬作用。Storia(1994)以猪骨髓的一段cDNA为模板合成的一种小肽,对革兰氏阳性、阴性菌都有抑制作用。Andeson(1995)从猪小肠中分离出一段NK-赖氨酸寡肽,对大肠杆菌等有抑制作用。
2.5 生理调节作用
小肽可直接作为神经递质,间接刺激肠道受体激素或酶的分泌而发挥作用。如β-酪蛋白水解生成的酪啡肽(7~10个氨基酸残基),其氨基酸排列顺序与内源阿片肽的末端排列顺序相似。从β-酪蛋白水解产物中进一步纯化出的五肽(Tyr-Pro-Phe-Gly-Ile)和四肽(Tyr-Pro-Phe-Pro),在体外均有阿片肽的活性。乐国伟等(1997)报道,小麦谷物蛋白的胃蛋白酶水解物中同样存在阿片肽的前体,它可完整地进入血液循环,作为神经递质而发挥生理活性作用。
2.6 其它功能
小肽能阻碍脂肪吸收,并能促进“脂质代谢”。因此,在保证摄入足够量肽的基础上,将其它能量组分减至最低,可达到减少体脂沉积的目的,而且可以避免其它方法(如限食加运动)的负面效果(如肌肉组织丧失,体质下降)。在集约化蛋鸡生产中,高产蛋鸡通过摄取含肽饲料保持体重,维持高生产性能。另外有研究发现,在鸡蛋蛋白中提取的某些肽能促进细胞生长和DNA合成。
3 小肽在家禽生产中的应用效果
小肽产品应用到家禽饲料中,具有促进家禽生长,提高饲料转化率,改善产品品质和家禽健康状态的作用。张爱忠等(2002)在黑凤鸡日粮中添加0.5%的小肽制剂,可以提高黑凤鸡采食量、产蛋率、饲料转化率和蛋壳强度[10]。萨仁娜等(1997)报道,1~6周龄肉仔鸡饲喂那西肽组平均日增重比对照组提高11.43%;并且那西肽还能缓解因维生素缺乏而造成的体重下降[6]。在肉仔鹌鹑饲料中添加小肽制品,对其生长有明显促进作用,且肉仔鹌鹑增重和饲料报酬均有明显提高。乔治亚大学研究人员以1%递减量将小鸡开食料中的粗蛋白质水平从23%减到18%,但保持含硫氨基酸、赖氨酸、精氨酸、色氨酸、苏氨酸、异亮氨酸和缬氨酸的浓度与含23%粗蛋白的日粮相等,经回归分析,结果表明,为了达到最佳生长率至少需要21.5%的粗蛋白,肽与FAA之比应高于151,否则生长受阻[11]。施用晖等(1996)在产蛋鸡饲粮中添加大分子酪蛋白水解物,使血浆中二肽、三肽含量和大分子肽种类和数量发生改变,并使蛋鸡产蛋率和饲料转化率显著提高,蛋壳强度也有提高趋势[9]。乐国伟等(1997)试验证实,鸡对寡肽的氨基酸吸收快于游离氨基酸,一部分以完整的形式吸收进入血液循环[12]。张鹏等(2005)在蛋雏鸡饲粮中添加0.6%小肽使体重比对照组提高21.41%(P<0.05),而且雏鸡血清T3浓度较对照组提高了171.51%(P<0.05),血清胰岛素浓度较对照组提高了37.26%,但差异未达到显著水平[13]。有资料指出,血液T3水平与禽类生长呈正相关[14]。据霍淑娟(2000)报道,鸡口服氨基酸混合物刺激胰岛素的释放,多种氨基酸如精氨酸、组氨酸、赖氨酸,脂肪酸和矿物质均可引起机体激素水平的变化[15]。由此可见,小肽可以提高鸡的生长速度,其机制之一可能是通过下丘脑-垂体-甲状腺轴及胰腺调控代谢过程来实现。刘卫东等(2006)报道,添加小肽使肉仔鸡的增重、饲料效率和经济效益等方面都取得了较好的效果,其中尤以添加0.4%的小肽组最好[16]。由于小肽能提高蛋白质的利用率,因而减少了粪中的氮含量,也减少了鸡舍内空气中的氨气和硫化氢等有害气体的含量,对于减少环境的污染和保证鸡只的健康有良好的作用。
4 小肽的应用前景
小肽营养必需性已被许多试验所证实,与游离脂肪酸相比,小肽在吸收率和利用率上的优势已经逐渐被人们认可。日粮配制时在满足各种氨基酸需要的基础上要尽量多的提高以小肽形式存在的蛋白原料,这样可以显著地提高生产性能和经济效益。探索小肽吸收代谢及其作用形式,为进一步发展蛋白质营养理论开辟了一条新的道路;着手开发和研制廉价、高效、安全和无污染的小肽制品并应用于家禽生产实践,对于充分利用蛋白质资源,改变我国蛋白质资源紧张局面,提高家禽及畜牧业整体生产水平大有益处。
应用生物技术来生产生物活性小肽具有良好的前景,随着生物技术的发展,应用转基因技术表达生产含有不同种类生物活性片段的蛋白质,成为研究蛋白质的生物活性的重要工具,使高效、大量地获得活性肽制品成为可能。利用活性肽的抑菌特性,调节动物的消化、神经、内分泌系统及免疫机能,可减少抗菌素的使用,从而改善动物生产的安全性,提高蛋白质的营养作用和畜禽生产效益。
参考文献
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(编辑:刘敏跃,lm-y@tom.com
赵念,南京农业大学动物科技学院,210095,江苏南京。
于纪棉,南京农业大学动物医学院。
施传信、王恬(通迅作者),单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期:2006-06-19

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