小肽饲料的发展——有效利用蛋白质,节约蛋白质资源,提高动物生产性能!

2020-08-11 17:24:06 金波绿泰 技术部 14

经典营养学认为:动物采食的日粮蛋白质在消化道内经蛋白酶和肽酶的作用降解为小肽和游离氨基酸,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;理想蛋白质、可利用氨基酸等系列蛋白质营养理论就是在此基础上建立起来的。后来发现,动物对饲料中各种氨基酸的利用程度并不完全受单一限制性氨基酸水平的影响,也不完全遵循木桶理论,而且,即使喂给动物按理想氨基酸模型配制的混合日粮或低蛋白平衡日粮,也不能获得最佳生产成绩。因而,有些学者提出了完整蛋白质或其降解产生的小肽也能被动物直接吸收的观点,这样小肽营养的研究才开始受到重视。随后的研究表明,蛋白质在消化道的降解产物大部分是小肽(主要是二肽和三肽),它们以完整形式被吸收进入循环系统而被组织利用。

小肽蛋白粉

一、小肽的吸收与代谢

    小肽的吸收具有耗能低、转运速度快、载体不易饱和等优点;而游离氨基酸吸收慢,载体易饱和,吸收时耗能大。有学者认为,肽载体吸收能力可能高于各种氨基酸载体吸收能力的总和。而对猪、鸡等动物的十二指肠小肽混合物灌注实验表明,小肽混合物的吸收率明显高于氨基酸混合物。小肽中氨基酸残基被迅速吸收的原因,除了肽吸收机制本身外,可能是肽本身对氨基酸或其残基的吸收具有促进作用。以小肽为底物使肠胜刷状缘膜囊(BBMV)的氨基肽酶活性和氨基酸载体的活性与数目有所增加,存在于空肠中的酵蛋白水解物(酪内啡肽)能使L一亮氨酸进入肠细胞的动力学常数增大、另外,由于肽载体的存在减少了单个氨基酸在吸收上的竞争,从而降低了氨基酸之间的拮抗作用,也可能是小肽高吸收的原因。

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二、小肽的营养功用

1. 促进氨基酸的吸收,提高蛋白质的沉积率

    小肽与游离氨基酸具有相互独立的吸收机制,二者互不干扰。这就有助于减轻由于游离氨基酸相互竞争共同吸收位点而产生的拮抗作用,从而促进氨基酸的吸收,加快蛋白质的合成。研究发现,日粮蛋白质完全以小肽的形式供给鸡,赖氨酸的吸收速度不再受精氨酸影响=。当以小肽形式作为氮源时,整体蛋白质沉积高于相应游离氨基酸日粮或完整蛋白日粮。又观察到灌注酪蛋白-小肽时,雏鸡组织蛋白质合成率显著高于相应的游离脂肪酸(FAA)混合物组。小肽日粮组小鼠体蛋白合成率较相应氨基酸日粮组高26%。另外,有的研究认为,肌肉蛋白质的合成率与动静脉氨基酸差存在相关性,在吸收状态下,其差值越大,蛋白质的合成率高。由于小肽吸收迅速。吸收峰高,能快速提高动静脉的氨基酸差值,从而提高整体蛋白质的合成。

2.  促进矿物质元素的吸收利用

    研究表明,酪蛋白水解产物中,有一类含有可与钙离子、铁离子结合的磷酸化丝氨酸残基,能够提高它们的溶解性。肉类水解产物中的肽类能使铁离子的可溶性、吸收率提高。在蛋鸡日粮中添加小肽制品后,血浆中的铁离子、锌离子含量显著高于对照组,蛋壳强度提高。在皮毛动物幼崽日粮中添加小肽后,能极大减少骨骼的畸形现象,这可能是由于有些小肽具有与金属结合的特性,从而促进钙、铜和锌的被动转运过程及在体内的储存。另外有一些饲养实验表明,母猪饲喂小肽后,母猪奶和仔猪血液中有较高的铁含量,而有机铁却无能为力。以上这些事实说明,小肽能促进矿物质元素的吸收和利用。

3.  促进瘤胃微生物对营养物质的利用

    饲料蛋白质进入瘤胃后,大部分迅速分解成肽以后被微生物利用。瘤胃微生物蛋白合成所需的氮,大约有2/3来源于肽和氨基酸,肽是瘤胃微生物合成蛋白的重要底物。肽对瘤胃生长的生效应是加快微生物的繁殖速度,缩短细胞分裂周期,特别是小肽能刺激发酵糖和淀粉的微生物生长。据报道,以可溶性糖作为能源时,小肽促进可溶性糖分解菌的生长速度比氨基酸的促进作用高70%。而用混合瘤胃微生物体外培养的方法研究了肽和氯化按对不同结构碳水化合物发酵和微生物合成的影响,结果表明:肽能促进非结构性碳水化合物初期产气量、结构性碳水化合物后期发酵产气量以及总挥发性脂肪酸(TVFA)的生成量,并能显著提高纤维素和农作物秸秆组的48h微生物合成量,即提高瘤胃微生物对粗饲料的利用程度。又发现奶牛瘤胃液内肽不足是限制瘤胃微生物生长的主要因素。另一些研究者也发现肽是瘤胃微生物达到了最大生长效率的关键因子。

4. 提高动物生产性能

    在生长猪日粮中添加少量肽,能显著地提高猪的日增重、蛋白质利用率和饲料转化率。在断奶仔猪中添加小肽制品,能极显著地提高日增重和饲料转化率(分别为7.85%~8.85%,10.06%~11.06%)。另有报道表明:在蛋鸡基础日粮中添加肽制品后,其产蛋量和饲料转化率显著提高,蛋壳强度也有提高的趋势;在肉仔鹤鹞饲粮中添加小肽制品,有明显的促生长作用,肉仔鹌鹤的增重和饲料报酬均有明显的提高;对黑白花奶牛饲喂小肽制品,其吸收的谷胱甘肽在乳腺中降解为甘氨酸(Gly)、半跳氨酸(Cys),可作为乳蛋白会成的原料,促进乳蛋白合成;用小肽代替海鲈鱼日粮中的部分蛋白质后,鱼苗的生长速度和存活率提高;胰凝乳酶和γ-谷氨酸氨转氨酶的活性提高,氨肽酶的活性降低,小肠消化功能发育提高;在虾苗中添加小肽,能促进采食,增加生长速度及菌体的长度。

    小肽能够提高动物生产性能,其原因可能与肽链的结构及氨基酸残基序列有关,某些具有特殊生理活性的小肽能够参与机体生理活动和代谢调节,也可能是小肽提高动物生产性能的原因。

5. 其他

    小肽能阻碍脂肪的吸收,并能促进脂质代谢,因此,在保证摄入足够量的肽的基础上,将其他能量组分减至最低,可达到减肥的目的,而且可以避免其他减肥方法(如限食加运动)的负面效果(如肌肉组织丧失,体质下降)。

    另外,体内小肽可促进葡萄糖的转运且不增加肠组织的氧消耗。鸡蛋蛋白中提取的某些肽能促进细胞的生长和脱氧核糖核酸(DNA)的合成。

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三、功能性小肽的分类

    小肽具有与游离氨基酸不同的吸收方式,使之不仅可作为氨基酸的供体,而且有可能将肽结构方面的信息传递给宿主,从而表达出与游离氨基酸完全不同的生理作用

1.  免疫活性小肽

    蛋白质水解产生的某些小肽具有免疫活性作用。经蛋白酶、凝乳酶消化获得的β-酪蛋白C末端序列193-209,可诱发动物淋巴细胞大量增生。进一步研究表明,二肽酪胺酰-甘氨酸(Try-Gly)和三肽酪胺酰-甘氨酸-甘氨酸(Try-Gly-Gly)都是β-酪蛋白和α-白蛋白原型结构的部分序列,在低到10-11浓度情况下仍可显著的增强人体的外周血淋巴细胞增生。β-酪蛋白的水解产物中的三肽或六肽可以促进腹膜内巨噬细胞的体外吞噬作用。除酪蛋白外,乳铁蛋白和大豆蛋白酶水解产生的某些小肽也同样具有免疫活性作用。

2.  神经活性小肽

    蛋白质在消化道内水解产生的某些肽类具有神经递质的作用。例如,β-酪蛋白的水解产物酪啡肽,其氨基酸排列次序与内源阿片肽的N末端排列顺序相似;β-酪蛋白的水解产物中进一步纯化出六肽(TyrProProPheGlyIle)和四肽(TyrProPhePro),在体外均具有阿片肽的活性。除酪蛋白外,小麦谷蛋白的胃蛋白酶水解产物中存在着具有阿片肽作用的肽,这种生物活性肽在肠道可完整地被吸收入血,作为神经递质发挥其生理活性作用。

3. 抗氧化活性小肽

    典型的例子就是肌肽。肌肽是大量存在于动物肌肉的一种天然二肽。肌肽可在体外抑制被铁、血红蛋白、脂质氧化酶和单态氧催化的脂质氧化作用,也有人曾把它作为贮存熟肉的一种氧化型酸政抑制剂。另外有人在香菇、马铃薯、蜂蜜等食物中证明有若干可抑制多酚氧化酶(PPO)的低分子小肽,除了抑制PPO外,这些肽尚可以通过与PPO催化的醌式产物反应而减少食物褐变(焦化反应),从而防止聚合氧化产物的产生。已知某些肽和蛋白质水解物可以起着重金属清道夫和过氧化氢分解促进剂的作用,因而可以降低自氧化速率和减少脂肪过氧化氢含量,从而发挥其抗氧化作用。

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四、影响小肽释放、吸收、利用的因素

1. 小肽本身的理化性质

    小肽的吸收与其理化性质有一定关系。随着氨基酸含量的增加,小肽的吸收速率会显著下降。一般认为,二肽、三肽能被完整地吸收,而大于三肽的寡肽(OP)能否被完整吸收尚存在争议。小肽氨基酸残基的构型也是小肽转运的决定因素之一,当赖氨酸位于N端与组氨酸构成二肽时,要比它位于C端时吸收快;而当它在C端与谷氨酸构成二肽时,其吸收速度更为迅速。具疏水性,侧链体积大的氨基酸,如支链氨基酸、蛋氨酸(Met)或苯环氨基酸构成的肽,与载体具有较高的亲和力,因而比较容易吸收;而具亲水性、带电荷的小肽与载体亲和力较小,则较难被吸收。

2.  日粮蛋白质的含量与品质

在消化过程中,小肽形成的数量和比例与日粮蛋白质的品质有关,氨基酸平衡的蛋白质为产生数量较多的小肽,而蛋白质则产生大量的游离氨基酸和少量分子量大的肽片段。研究表明,对19种动、植物(豆科、谷物)蛋白进行体外消化实验,在胃蛋白酶、胰蛋白酶的作用下,动物性蛋白质释出的肽与游离氨基酸的比例高,豆科蛋白次之,而谷物蛋白质的释放量最低。有研究也得到类似的结果:肽的释放量由大到小依次为酪蛋白、豆粉、蚕蛹、豆粕、豆饼、菜籽饼。玉米蛋白粉,即饲料蛋白质肽的释放量与有效赖氨酸呈正相关。

3.  日粮采食水平

    经研究得出,长期对动物限制采食(50%的自由采食量),使肠组织吸收L一蛋氨酸及L一蛋氨酸一L一蛋氨酸的能力上升。但在仓鼠的研究中却得出相反的结论,限制采食后,肽的吸收水平下降。对人的研究发现,限制饮食时,肽酶活性下降;恢复饮食时,肽酶活性逐渐回升。

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五、小肽未来的发展趋势

    小肽的营养必需性已被许多实验所证实,小肽比游离氨基酸在吸收率和利用率上的优势也逐渐被人们认可。进一步加强小肽营养的理论研究,并着手开发和研制小肽制品并应用于动物生产实践,对于有效利用蛋白质,节约蛋白质资源。提高动物生产性能将大有裨益。

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