乳清浓缩蛋白在仔猪生产应用及作用机制研究进展

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　　研究表明，乳清浓缩蛋白是一种良好的蛋白质资源，可以促进动物生长，增强其免疫机能。目前，随着超滤、喷雾干燥等新兴工艺在乳清粉加工过程中的应用，乳清浓缩蛋白已广泛应用生产。乳清浓缩蛋白品种繁多，不同产品在组成上有显着差异，在市场上通常根据蛋白质含量的不同来划分（Belobrajdic等，2003）。本文综述了乳清浓缩蛋白作用机制及其对猪生产性能的影响。

　　1 乳清浓缩蛋白的营养特征

　　目前，奶替代品主要蛋白质源是乳清粉，具有良好的适口性与可消化性，已成为仔猪日粮的传统典型原料（Heinrichs等，1998）。乳清浓缩蛋白是由牛乳清经喷雾干燥生产的粉状物，含有蛋白质、多种必需氨基酸、乳糖、矿物元素和少量脂肪，富含维生素（如VB1、VB2、泛酸、VB6、VB12）和高比例免疫球蛋白、抑菌蛋白如溶菌酶、乳铁蛋白、生长因子、核苷酸、激素、细胞因子等，蛋白质含量可在34%～80%之间任意变动，具有良好的适口性与可消化性（比其他任何蛋白质都易于消化）。乳清蛋白具有高蛋白营养价值（Wingerd，1970），提供的蛋白质功效比大于3.0，乳清蛋白含有α-乳白蛋白部分有高蛋白利用率和蛋白质净利用价值，含有的β-乳球蛋白部分有高蛋白质净利用价值和中等蛋白质有效率（Forsum，1973）。

　　乳清浓缩蛋白性质较为稳定，储存期较长，一般不含生长毒素、肌胃糜烂素等有害物质，相对安全可靠。乳清浓缩蛋白与脱脂奶粉（McDonough等，1976）具有相同的化学组成，但乳清浓缩蛋白只有脱脂奶粉大约40%的成本，这就使消费者有很大的动力用前者来替代后者。乳清浓缩蛋白与脱脂奶粉和酪蛋白（McDonough等，1976；Heinrichs等，1998）相比，具有更好的氨基酸组成，适于牛的生长。

　　2 乳清浓缩蛋白粉在猪生产中的应用

　　研究表明，与鱼粉比较，乳清浓缩蛋白能提高断奶仔猪生长速度（Cinq-Mars等，1986）。乳清浓缩蛋白可以混合或完全替代血浆蛋白而没有降低断奶猪生产性能（Davis等，1997；Grinstead等，2000）。Gottlob等（2007）研究早期断奶仔猪0～14d饲喂高质量乳清浓缩蛋白或血浆蛋白粉，14～28d统一饲粮，结果表明，0～14d或全程两组平均采食量和料肉比无差异，高质量乳清浓缩蛋白是仔猪饲粮中血浆蛋白粉潜在替代品。需要注意的是，不同来源乳清浓缩蛋白对早期断奶仔猪日增重差异显着（P<0.05）（Gottlob等，2007）。

　　仔猪断奶后10d，乳清浓缩蛋白组仔猪生长性能（采食量、日增重、料重比、腹泻指数和腹泻率）、免疫指标（IgG、IgA 、IgM、C3、C4）和血清激素（皮质醇、IGF-1）均与血浆蛋白粉组无差异（P>0.05）（詹黎明，2010a），乳清浓缩蛋白可替代血浆蛋白粉而没有降低断奶仔猪生长性能与前人研究结果一致（Grinstead等，2000；Gottlob等，2007）。与大豆浓缩蛋白、鸡蛋粉组比较，乳～清浓缩蛋白料重比分别降低10.53%（P<0.05）和7.24%（P<0.05）。乳清浓缩蛋白与大豆浓缩蛋白比较，可降低断奶后5d、10d血清中皮质醇浓度13.10%（P<0.05）、9.47%（P>0.05），极显着降低十二指肠隐窝深度（P<0.05），提高绒毛高度与隐窝深度比值（P<0.001），（詹黎明，2010b）。以上研究表明，高质量的乳清浓缩蛋白能修复仔猪断奶后肠道形态完整性，减少断奶应激，是理想的仔猪蛋白质来源。

　　3 乳清浓缩蛋白的作用机制

　　3.1 富含免疫调节组分

　　牛奶含有2种组分具有抗轮状病毒能力，对免疫健康的最大益处是含有高比例脂肪球膜蛋白和免疫球蛋白，后者广泛存在于乳清制品中（Bojsen等，2007）。牛奶乳清含有的成分具有抗菌和免疫调节活力（Marshall，2004；van Hooijdonk等，2000），含有乳清蛋白产品作为功能食品组成更加令人关注（Beaulieu等，2006）。基于以上，乳清浓缩蛋白含有抗病毒和免疫调节组分，显示具有提高许多免疫功能，可以在肠道吸附和中和病原体（Low等，2003；Florisa等，2003；Bojsen等，2007），其中抑菌蛋白如溶菌酶、乳铁蛋白、生长因子、核苷酸、激素和细胞因子可以提高免疫防御和肠道屏障功能（Marshall，2004；Beaulieu等，2006）。乳清浓缩蛋白含有生物活性物质能够激活免疫细胞，预防感染，可减少轮状病毒疾病，通过减少严重腹泻的发生，缩短严重症状和粪便高病毒脱落的持续时间（Frances等，2005）。乳清浓缩蛋白许多组分如乳铁蛋白（LF）具有抗菌和抗病毒功能（Valenti等，2005），能改善RV腹泻的严重度和发生，调节早期黏膜和系统免疫应答（Pérez-cano等，2008）。

　　研究表明，乳清浓缩蛋白、片段或单个小肽存在于奶和初乳中有益于治疗多样的胃肠道病症，例如肠炎、坏死性小肠结肠炎和传染性腹泻（Playford等，2000）。虽然乳清浓缩蛋白能帮助胃肠道病症的精确机制还不完全清楚，然而，许多因子，例如大量的免疫球蛋白（de Wit，1998）、嗜中性粒细胞和NK细胞激发（Xu等，2006）阻断病原体和具有特定生物活性的大分子如乳铁蛋白LF （Valenti等，2005）存在于乳清浓缩蛋白，从而有益于抵抗病原体。

　　3.2 调节机体免疫功能

　　乳清浓缩蛋白含有抗病毒和提高许多免疫功能（Low等，2003；Florisa等，2003），从乳清分离或钝化的一些蛋白质显示是细胞免疫功能的有效调节者。一些乳清浓缩蛋白显示含有生物活性物质或许能够激活免疫细胞，预防感染（Frances等，2005）。乳清浓缩蛋白组分乳糖蛋白（LF）具有上下调节免疫系统，可能因为具有结合在细胞表明的能力，对免疫细胞分化、活性和增殖进程具有影响（Legrand等，2005）。事实上，使用牛Ig或特定免疫动物的初乳能提供新生儿被动免疫抵抗引起腹泻的病原体如RV或大肠杆菌（Korhonen等，2000；Tawfeek等，2003），在要下调免疫应答时如对日粮抗原，被描述为早期生命的生理过程，乳清浓缩蛋白的免疫抑制特性是必需的（Cummins等，1997）。GMP在减少鼠脂肪沉积上表现出显着的附加影响（Royle等，2008），浓度是600mg/L，这个可能是乳清浓缩蛋白在鼠中发挥效果所在（Belobrajdic等，2003）。GMP显示能刺激胆囊收缩素（CCK）释放（Yvon等，1994）。因此对饱满感和采食量存在潜在的影响（Kissileff等，1981；Lieverse等，1994）。Glycomacropeptide（GMP）是Caseinomacropeptide的糖基化片段，是由内肽酶凝乳酶作用于K-酪蛋白释放的碳端片段，存在于酪蛋白制造的乳清中（Brody，2000）。可能机制是GMP通过小肠内分泌细胞增加CCK（Mutt等，1971）。影响饱满感和减少采食（Weller等，1990）。因此减少体增重和减少腹部和皮下脂肪沉积。其他许多与健康相关的功能都归结于Caseinomacropeptide（Thoma-Worringer等，2006）。

　　研究表明，乳清浓缩蛋白能提高鼠早期先天黏膜免疫（Pérez-cano等，2007）和在免疫障碍中具有保护作用（Wolber等，2005）。哺乳期补充乳清浓缩蛋白能抑制接种RV病毒鼠脾细胞特异增殖（Cross等，1999；Pérez-cano等，2008）。Cross等（1999）报道乳清浓缩蛋白能抑制分裂素刺激的T和B淋巴细胞增殖，但是这种对淋巴细胞增殖和其他免疫功能的免疫调节影响不总是被发现，可能是由于乳清浓缩蛋白不同的加工工艺和组成（Wong等，1997）。另外，用乳清浓缩蛋白预处理会减少轮状病毒疾病，通过减少严重腹泻的发生，缩短严重症状和粪便高病毒脱落的持续时间（Frances等，2005）。乳清浓缩蛋白能显着减少接种异源轮状病毒（RV）小鼠血清抗RV抗体、脾细胞增殖和IFN-γ分泌，抑制肠上皮特有黏膜T细胞（IE-TCD8α＋）增加（Pérez-cano等，2008）。总之，乳清浓缩蛋白能有效改善RV感染腹泻的临床过程（Wolber等，2005；Pérez-cano等，2008）减少腹泻发生率和粪便病毒脱落水平，能相当大地减少RV诱导的急性胃肠炎的严重性，调节对病原体的免疫应答（Pérez-cano等，2008）。

　　3.3 调节机体抗体应答

　　研究表明，异源物种口服牛奶蛋白质能影响淋巴细胞功能和抗体应答（Cross和Gill，2000）。乳清浓缩蛋白能提高特定抗原抗体生成（Florisa等，2003），调节肠段淋巴细胞组分，系统增殖能力和细胞因子，免疫球蛋白产生（Pérez-cano等，2008）。

　　乳清浓缩蛋白能有效改善RV感染腹泻的临床过程（Wolber等，2005；Pérez-cano等，2008）减少腹泻发生率和粪便病毒脱落水平可能具有提高对轮状病毒攻击的免疫应答，通过增加嗜中性粒细胞或天然杀伤细胞活性来减少病毒清除时间，也可能是乳清浓缩蛋白某一组分直接阻滞轮状病毒感染通过防止病毒在肠上皮细胞附着唾液酸或整联蛋白受体，如一些细胞因子（Yolken等，1994；Newburg等，1998）。但是，乳清浓缩蛋白没有影响局部和系统抗轮状病毒抗体水平，乳清浓缩蛋白减少轮状病毒疾病的作用机制还不清楚，虽然个体样本数小，存在个体的变异性（Frances等，2005）。

　　注射猪瘟弱毒苗后断奶仔猪分别饲喂乳清浓缩蛋白和大豆浓缩蛋白日粮，，乳清浓缩蛋白组仔猪5d、10d猪瘟抗体效价分别比大豆浓缩蛋白质组高出4.92%、6.23%（P>0.05），乳清浓缩蛋白组5d血清IFN-γ比大豆浓缩蛋白、鸡蛋粉组高出1.89%、5.94%，32d高出1.97%、8.5%（P<0.05）（詹黎明，2010a）。血浆蛋白粉组有利于仔猪母源抗体的维持和自身猪瘟抗体生成，增强疫苗的免疫保护效应，其机理在于血浆蛋白粉组可激活补体C3，提高血清IFN-γ，上调脾脏TLR3、TLR9 mRNA表达（詹黎明，2010b），同富含免疫球蛋白和免疫组分的乳清浓缩蛋白可能具有相同增强抗体应答机制。

　　4 展望

　　虽然乳清粉已广泛应用于仔猪日粮，表现出良好的适口性和高消化率，但对其作用机理并不十分明确。关于乳清浓缩蛋白粉与饲料中其他组分的互作效应、制约因素以及加工工艺是否调节采食基因的表达，影响疫苗抗体效价仍需进一步探讨，为其与合成氨基酸、抗菌药物、畜禽疫苗的最佳配比提供依据，从而获得最佳经济效益。

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