生物活性肽的生理功能及在畜牧生产中的应用

　　肽由氨基酸组成，但它具有氨基酸所不能替代的功能，肽的研究已成为目前研究的热点。传统观念认为蛋白质营养实际是氨基酸的营养，蛋白质必须被消化成游离氨基酸之后才可被动物吸利用，因此，动物饲粮中大都以添加大量粗蛋白质来满足动物正常生长需要，这不仅造成大量蛋白质资源浪费，还带来环境污染。生物活性肽（Biologically Active Peptides，BAPs）是对生物机体的生命活动有裨益或具有生理作用的肽类，它具有免疫调节、抗菌、抗肿瘤等作用，并能提高机体免疫，而且，由于其本身是动物生理活性调节物，对环境无污染，可以替代某些抗生素和促生长剂，是一种安全高效的绿色饲料添加剂。

　　1 概括

　　生物活性肽（Bioactive peptide）是对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类，其分子结构的复杂程度不一，可从简单的二肽到较大的环状分子结构，而且这些肽可通过磷酸化、糖基化或酰基化而被修饰。按其来源可以分为内源性生物活性肽和外源性生物活性肽。外源性活性肽与内源性活性肽的活性中心序列相同或相似，它们在动物消化过程中被释放出来，通过直接与肠道受体结合，参与机体的生理调节作用或被完整吸收进入循环，从而发挥与内源性活性肽相同的功能。

　　生物活性肽分布很广，多来源于动植物体。内源性生物活性肽主要包括体内一些重要内分泌腺分泌的肽类激素，如促生长激素释放激素（GHRH）、促甲状腺素 （TSH）；由血液或组织中的蛋白质经专一的蛋白水解酶作用而产生的组织激肽，如缓激肽、胰激肽；作为神经递质或神经活动调节因子的神经多肽；以及由昆虫、微生物、植物等生物体产生的抗菌肽。外源性生物活性肽直接或间接来源于动物食物蛋白质，如神经生长因子（NGF）等；动物饲料蛋白质原料，如牛乳酪蛋白等在动物胃肠道消化后可间接提供多种生物活性肽。此外，有研究报道，饲料在加工过程中也会产生生物活性肽。

　　2 生理功能及其在饲料工业中的应用

　　2.1 抗菌、杀菌并替代部分抗生素

　　饲料中抗生素的使用造成动物肠道微生物失衡及药物残留问题，严重影响了畜产品品质和人类健康，并且污染环境。研究发现某些生物活性肽具有抗菌和抗病毒活性，可以促进肠道内有益菌的生长，提高消化吸收能力，是非常有前途的抗生素替代品。某些抗菌肽对部分真菌、原虫和病毒也具有明显杀伤作用，还可以促进伤口愈合，对癌细胞和癌实体瘤有攻击作用而不破坏正常细胞。Agerberth等用分离纯化得到的PR-39作抗菌分析，发现PR-39能明显抑制大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌和醋酸钙不动杆菌等4种革兰氏阴性菌，对芽孢杆菌和化脓链球菌也有抑制效果。在杀菌机制上，抗生素一般是通过抑制细菌细胞壁、蛋白质或DNA等的合成达到杀菌目的，所以抗生素的抗菌一般是用于特殊的受体，且细菌容易通过变异对抗生素产生抗性；而抗菌肽抗菌时一般无特殊的受体，它是通过物理作用造成细胞膜穿孔而达到广谱抗菌的效果，所以抗菌肽的使用不容易使细菌产生抗性和交叉抗性。因此，随着对生物活性肽结构与活性关系及作用机制的深入研究，将生物活性肽作为抗生素的替代品是可行的。

　　2.2 提高动物机体的免疫和抗氧化功能

　　某些生物活性肽具有提高动物机体免疫和抗氧化功能的作用，如蛋白质水解物中的免疫刺激肽、脾脏转移因子、胸腺肽都具有增强机体免疫力和抗病力的作用。生产实践中应用的免疫肽主要有：（1）阿片肽。阿片肽类中内啡肽、脑啡肽、强啡肽等对免疫系统有重要的调节作用，有资料表明，阿片肽几乎可参与免疫应答的全部环节，而且活化的免疫细胞也可以合成并释放阿片肽参与免疫调节作用。（2）胸腺肽。胸腺肽是家禽体内最早形成的淋巴器官胸腺分泌的免疫活性物质，其作为一种免疫因子已应用于医学临床，在抗感染、免疫缺乏症的治疗上获得了可喜成果。（3）脾脏活性肽。脾脏转移因子也称脾脏活性肽（STF），是一种可透析的白细胞浸出物，是淋巴细胞释放的一种能转移致敏信息的物质。它能够特异地将供体的细胞免疫功能转移给受体，从而增强受体的免疫功能。（4）谷胱甘肽。谷胱甘肽是一种广泛存在于生物体内的非蛋白巯基化合物，分为还原型和氧化型两种，在生物体内大量存在并起主要作用的是还原型谷胱甘肽（GSH），它能有效地消除氧自由基，使肝细胞膜稳定性增加，促进肝脏酶的活性，还可促进铁的吸收及维持红细胞膜的完整性，维持DNA的生物合成、细胞的正常生长及细胞免疫。

　　2.3 营养作用-营养肽

　　氨基酸营养对动物机体的正常发育具有不可替代的作用。传统的观念多集中在游离氨基酸营养，随着动物营养的发展，小肽营养逐渐成为动物营养学家研究的重点。与游离氨基酸相比，小肽转运系统具有速度快、耗能低、不易饱和等特点。此外，生物活性肽具有以下重要营养作用。（1）寡肽能迅速吸收，可刺激胰岛素的分泌，将血液中的葡萄糖迅速转移到肝脏，参与肽链的延长，提高蛋白质的合成，并能促进肠道氨基酸或肽的转运。（2）促进矿物质的吸收，酪蛋白磷酸肽能促进矿物元素的吸收利用。有研究报道，在蛋鸡日粮中添加小肽制品后，血浆中的铁离子、锌离子含量显着高于对照组，蛋壳强度提高。在鲈鱼苗日粮中添加小肽后，能极大地减少骨骼的畸形现象。母猪饲喂小肽铁后，母猪奶和仔猪血液中有较高的铁含量，而有机铁则无此作用。3）提高动物生产性能。

　　2.4 改善饲料风味，提高饲料的适口性

　　饲料的风味及适口性直接影响畜禽的摄食量，进而影响畜禽的行为及生长，因此饲料的营养性与适口性应该兼顾。某些生物活性肽可以改善饲料风味，具有不同氨基酸序列的肽能够增进酸、甜、苦、咸4种味觉，因此可以有选择地向饲料中添加活性肽，以产生所需的风味。研究发现大豆蛋白的酶解物中存在多种食品感官肽，如天冬酰苯丙氨酸甲酯是一种二肽，也是一种强烈的甜味剂；鸟氨酸-B-丙氨酸是一种碱性二肽，也是一种强烈的苦味肽。另外，包括Gly-Leu、Pro-Glu和Val-Glu等在内的缓冲肽，是增强风味肽，可以利用它们的缓冲作用起到增强风味的作用。因此，我们可以设计出不同的肽段，通过模仿、掩盖或加强味觉来改善饲料的适口性。

　　3 生物活性肽在畜牧生产中的应用现状

　　3.1 猪

　　生物活性肽在养猪业中应用及研究较多，大量研究证明了生物活性肽作为一种绿色高效的饲料添加剂，应用于养猪生产中能有效地改善动物的生产性能。Hosono 发现在饲料中添加寡肽（尤其是来自大豆蛋白的寡肽），能提高猪（尤其是公猪）日增重，降低脂肪含量，改善猪肉品质。Mordenti等在断奶仔猪饲粮中添加0.07%的肽、Passini 等在生长猪日粮中添加少量的肽后，显着地提高了猪的日增重、蛋白质利用率和饲料转换效率。武艳军（2010）研究显示，在断奶仔猪日粮中添加0.5%小肽能显着提高其生产性能，增强其免疫功能。张青青等（2010）研究发现，在仔猪日粮中添加一定量的活性肽蛋白可以提高的赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸的表观消化率。杜伟（2007）研究表明，胰岛素和酪蛋白酶解物可提高IUGR仔猪肝脏的抗氧化功能，促进肝细胞的生长发育。国内外大量研究证明了抗菌肽作为饲料添加剂在畜牧生产中的作用，适量添加不仅具有良好的抗菌效果，而且有利于提高畜禽的生产性能和畜禽产品品质。此外，谷氨酰胺作为饲料添加剂应用于仔猪上的结果表明，适量谷氨酰胺及其二肽添加于仔猪日粮，可缓解断奶应激引起的仔猪生长抑制，改善肠道黏膜结构功能，增强免疫机能，提高抗氧化能力，从而减少仔猪“早期断奶综合征”的发生。

　　3.2 鸡

　　研究报道，在蛋鸡日粮中添加0.3%的大分子酪蛋白肽后，提高了蛋鸡的产蛋率、饲料转换效率；在肉仔鸡日粮中添加大豆肽能够提高其日增重，降低料重比，提高肉仔鸡的生产性能。李丹（2009）研究表明，日粮中添加大豆肽可提高白羽肉鸡的生产性能，改善白羽肉鸡的胴体品质，而且随大豆肽添加量的增加效果越明显。刘建胜（2006）研究表明大豆活性肽可以有效应用于肉仔鸡生产中，其最适添加量为0.6%，优于使用抗生素（黄霉素5mg/kg）。张红芬（2009）研究显示，肉仔鸡日粮中添加大豆发酵肽粉有提高肉仔鸡日增重和饲料转化率的趋势。除了大豆肽外，抗菌肽在养鸡业中的应用效果也非常明显。王秀青（2009）发现，基因工程抗菌肽CecmpinB可以增加雏鸡的平均日增重以及雏鸡发育早期的免疫器官重量，增强鸡的腹腔巨噬细胞吞噬功能。Fehlbau等（2004）的研究结果表明猪小肠抗菌肽可增加雏鸡小肠绒毛长度使绒毛变圆变粗，表面凹沟增多，从而增加小肠的吸收面积。朱碧英等（2008）用虾蛋白肽饲喂蛋鸡后发现，EHP可显着提高产蛋高峰期过后处于衰减期的鸡蛋的哈夫单位及产蛋率。

　　3.3 水产

　　生物活性肽在水产上也有一定的研究，主要集中于乳源性生物活性肽、抗菌肽和谷胱甘肽等。大量研究证明了生物活性肽作为一种高效安全的饲料添加剂添加于水产饲料中能提高鱼的生产性能，有些肽还可以提高其免疫力和抗病力。黄沧海（2009）研究发现，抗菌肽和黄霉素在促生长和抑制病原菌方面上具有类似的效果，高剂量的抗菌肽有利于提高罗非鱼的肥满度。黄平（2010）发现抗菌肽对草鱼肠道细菌具有重要的抑制作用。徐奇友（2010）研究发现饵料中适量添加A1a-G1n可以提高哲罗鱼仔鱼肠道Gln和Glu含量，以及消化酶活性和抗氧化能力。张余霞等（2009）用小肽替代部分鱼粉对异育银鲫的试验发现，小肽可以替代鱼粉异育银鲫饲料，且最佳替代水平为2%～3%。此外，舒美艳研究发现日粮中添加0.5%乳源性小肽能显着提高罗非鱼生长性能。

　　3.4 反刍动物

　　研究证明了外源性生物活性肽对瘤胃微生物的营养作用。向日粮中添加小肽或水解物中含较多数量小肽的蛋白质时，动物的生产性能可得到明显改善。在荷斯坦牛日粮中添加少量的肽可以显着提高牛日增重、蛋白质利用率。Puchala R等运用皮肤灌注技术把小肽和氨基酸灌注到安哥拉山羊的皮肤中，观察其对羊毛生长的影响，结果表明，小肽可以显着地促进羊毛的生长。王恬等研究表明，在奶牛日粮中添加小肽可显着提高奶牛产奶量与乳品品质，进而提高奶牛生产经济效益；小肽在产奶牛日粮中的适宜添加量为0.1%～0.3%。此外，在反刍动物日粮中添加生物活性肽可以促进氨基酸吸收，提高蛋白质合成。

　　5 问题与对策

　　生物活性肽的发现开创了动物营养的新纪元，它的多种重要生理功能的发现可能改变过去对蛋白质营养功能的单纯以氨基酸为标准的评价，使人们在评价食物蛋白的生物学价值时须考虑到蛋白质的结构及其在消化道中可能释放出生物活性肽的组成和数量。肽链氨基酸相对于游离氨基酸的重要性显示出可提高人和动物对日粮氮利用率的令人振奋和巨大潜力。但是生物活性肽在实际生产中的应用还存在很多问题：（1）作为外源性饲料其生理作用和机制还不完全清楚，且其在胃肠道消化后是否仍具有生物学活性尚未明确；（2）生物活性肽的制备工艺有限，以及加工过程特别是加热对肽的活性和生物利用度的影响尚未明确；（3）目前在动物饲料中的应用还很少，且价格比较高。对策：建立健全一套完整的检测体系，并通过大量的动物试验检测其有效性和安全性，同时加深生物活性肽生理功能、释放机制方面的基础研究等。