小肽在猪营养中的研究及应用

蛋白质在消化道中的消化终产物往往大部分是小肽而非游离氨基酸，小肽能完整地被吸收并以二、三肽形式进入血液循环，小肽在蛋白质营养中有着重要的作用。动物为了达到最佳生产性能，必须需要一定数量的小肽，作者就目前国内、外对小肽在猪营养中的研究及应用现状作一综述。　　随着蛋白质和氨基酸营养研究的深入，人们已逐渐认识到肽营养的重要性。Agar（1953）观察到，肠道能够完整转运双甘肽。其后Naey（1959）和Smith（1960）首先提出肽可被完全转运的确切证据。最简单的肽是由2个氨基酸组成的二肽，其中含有1个肽键。含有3、4、5个等氨基酸的肽分别被称为三、四、五肽等。由2--10个氨基酸通过肽键形成的直键肽被称为寡肽或小肽。近年来的研究结果表明，猪在肠道内对蛋白质的利用并不局限于游离氨基酸的形式，而大部分是以2--3个氨基酸组成的小肽形式吸收的。乐国伟（1997）报道小肽能完整地通过肠粘膜细胞进入体循环。这样肽类被完整吸收的观点逐渐受到重视，肽类研究随之开展起来。　　1、猪体内小肽的吸收机制　　Drockcoopdeng等（1962）在血浆中发现有特殊肽的存在，如含脯氨基酸的肽。Chen等（1962）和Adibi（1978）用电磁探针探测到蛋白质在小肽的最终产物是小肽和氨基酸。这些对小肽吸收机制提供了进一步证明。日粮中的蛋白质经猪消化道内一系列酶的作用，最终降解为游离氨基酸和小肽，其中的小肽在猪小肠绒毛刷状缘受到氨肽酶A和氨肽酶N的作用，最终以游离氨基酸和小肽的形式被猪吸收利用。小肽和氨基酸吸收机制完全不同。目前研究结果表明，至少有如下3种吸收机制：①游离氨基酸的吸收是一个主动依靠Na+泵的主动转运过程，而Matthrws（1987）和Vin－cenzini等（1989）发现小肽的吸收是一个主要依赖于H+或Ca2＋离子浓度电导而进行的消耗能量的转运过程。这种转运方式在缺氧或添加代谢抑制剂的情况下被抑制。②大多数小肽的吸收需要一个酸性环境，1分子肽需要2个H＋，即这种吸收机制具有pH依赖性的非耗能性Na＋/H＋交换运输系统。Daniel等（1994）报道，小肽转运的动力来源于质子的电化学梯度，质子向细胞内转运产生的动力驱使小肽向细胞内运动，这样小肽就以扩散的形式进入细胞，引起细胞浆的PH下降，从而活化Na＋/H＋通道，H＋被释放出细胞，细胞内的PH恢复到原来水。当缺少H＋时，小肽的吸收依靠膜外的底物浓度进行，当细胞外H＋浓度高于细胞内时，则通过产电共转运系统逆底物浓度转运。③谷胱甘肽（GSH）转运系统。Vincenzini（1989）报道，GSH的跨膜转运与钠离子、钾离子、锂离子、钙离子、锰离子的浓度梯度有关，而与氢离子浓度无关。由于GSH在生物膜内具有抗氧化作用，而GSH转运系统可能具有特殊的生理意义。　　2、小肽对猪的营养及生理作用　　2.1促进蛋白质的合成Boza等（1995）、Infante等（1992）、MonchiandRerat（1993）　　Pullain等（1991）的研究结果表明，以小肽形式作为氮源时，整体蛋白质沉积高于相应氨基酸日粮或完整蛋白质日粮。Pierzynowski等（1997）报道，血液循环中的小肽能直接参与组织蛋白质的合成，此外肝脏、肾脏、皮肤和其他组织也能完整地利用小肽。其中肾脏是消化吸收肽和再吸收氨基酸的主要场所。Rerat等（1998）研究报道，向猪十二指肠灌注小肽后，血浆胰岛素的浓度高于灌注游离氨基酸组。而胰岛素的功能之一是参与蛋白质合成时的肽链延长，增加蛋白质的合成。Wang等（1994）观察到二、三蛋氨酸肽对3H－Leu掺入组织蛋白的促进作用大于蛋氨酸。蛋白质沉积是猪整体蛋白质合成与降解共同作用的结果，氮沉积增加即意味着蛋白质合成率相对增加或降解率相对减少。　　2.2促进矿物质的吸收利用Found（1974）报道，位于五元或六元环络合物中心的金属离子通过小肠绒毛刷状线，以小肽的形式被吸收。李永富等（2000）对1－21日龄的乳猪分别添加小肽铁和右旋糖苷铁，14日龄时测血清铁蛋白（SF）含量，其中添加小肽组高于添加右旋糖苷铁组和对照组，这说明小肽络合物形式的矿物离子更易被机体吸收。张滨丽（2000）研究结果表明，酪蛋白磷酸肽（CPP）是含有成簇的磷酸丝氨酸的小肽，CPP在中性和碱性条件下，其中心部位SerP和Ca、Fe、Zn等离子结合，阻止形成沉淀，使肠内溶解Ca的量大大增加，同时有效增加Ca在体内的滞留时间，该结合物在被杨壁细胞吸收后也把Ca释放出来，从而促进Ca的吸收和利用。　　2.3避免氨基酸间的吸收竞争Rubino等（1971）观察到肽不影响游离氨基酸吸收，不同的游离氨基酸对小肽吸收无影响。Pharasan等（1987）报道，当赖氨酸与精氨酸以游离形式存在时，两者相互竞争吸收位点，游离精氨酸有降低肝门静脉赖氨酸的倾向；当赖氨酸以小肽形式存在时，前者对其吸收无影响。　　2.4提高猪机体的免疫能力小肽能够加强有益菌群的繁殖，提高菌体蛋白的合成，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大肽可促进巨噬细胞的吞噬作用。Storia（1994）以猪骨髓的一段cDNA为膜板化合成的一种小肽，对革兰氏阳性、阴性都有抑制作用。Andeson（1995）从猪小肠中分离出一段NK一赖氨酸寡肽对大肠肝菌有抑制作用。　　2.5小肽的生理调节作用小肽直接作为神经递质，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体末端排列顺序相似。从β－酪蛋白水解产物中进一步纯化出的五肽（Tyr－Pro－Phe－Gly－Iie）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。　　3、小肽对猪生产性能的影响　　小肽是蛋白质营养生理作用的一种重要形式。用小肽提高动物的生产性能具有重要的实践意义。研究结果表明，在日粮中添加少量β内啡肽或其他肽制品，可显著提高猪的生产性能。钱利纯（1998）试验结果表明，在一定量的低蛋白质饲料中，补充适量的含小肽物质，可达到饲喂高蛋白质日粮的生产水平。Parisini（1989）等在生长猪日粮中添加少量的肽后，显著提高猪日增重、蛋白质利用率和饲料转化率。Lootekniga等（1994）报道，育肥猪日粮中添加合成小肽可提高饲料报酬和瘦肉率。Scheppach等（1994）发现小肽能有效刺激和诱导小肠绒毛刷状线酶的活性上升，存在于绒毛膜中酶活性提高，这表明酶水解蛋白的能力提高，机体对小肽的吸收加强。由此可见，小肽对消化道发育未成熟，消化酶活性低的仔猪更具有应用价值。它通过诱导小肠中一些酶活性的提高，而使小肠消化功能发育提前，促进仔猪的健康和提高其生产性能。且二肽、三肽对预防和治疗仔猪腹泻有一定的作用。　　早期断奶仔猪饲喂添加小肽的日粮可明显提高仔猪的脂肪酸和胰淀粉酶的活力，而且可使小肠绒毛高度增加，隐窝变浅，从而提高仔猪对营养物质的消化吸收，同时减轻腹泻和促进生长。生产试验结果证明，小肽可改善泌乳母猪的生产性能，使其泌乳量增加，重配更快更容易。仔猪断奶体重较高并能减少母猪体重损失。高欣等（2000）试验结果表明，用小肽能够改善仔猪营养物质的消化吸收，提高生产性能，降低腹泻指数。王碧莲等（2000）用含有一定量的小肽闻喂仔猪，试验组仔猪比对照组仔猪增重12.93%，腹泻率降低60%，经济效益比对照组提高15.62%。　　4、小肽在猪饲料中的应用前景　　因为小肽在吸收时与游离氨基酸相比具有如下特点：①二者吸收是完全不同的独立机制；②小肽氨基酸残基的吸收速度大于相应游离基酸的吸收速度；③小肽的吸收可避免氨基酸间相互竞争，因而小肽吸收时比游离氨基酸具有更多的优势。近年来，对小肽的研究取得了很大的进展。经研究发现，蛋白质在消化水解过程中的小肽释放量与蛋白质的品质有关。蛋白质高，小肽的释放量多；反之，则少。蛋白质饲料的小肽释放顺序由多到少依次为：酪蛋白、鱼粉、蚕蛹、大豆粕、大豆饼、菜籽粕和玉米蛋白粉。　　　　以往猪的理想蛋白模式均是以可利用氨基酸为基础的，一些试验结果表明使用纯合日粮或低蛋白平衡氨基酸日粮，不能达到最佳生产性能。因而应进一步结合饲养试验，探讨猪在最佳氨基酸利用时小肽和游离氨基酸的比例，进而设计更合理的饲料配方，充分利用蛋白质资源来提高生产效益。同时，猪饲料中小肽的种类组成与氨基酸的比例及对猪生长和免疫调节的作用机理有待进一步研究，进一步探讨小肽吸收代谢及其作用形式，为发展蛋白质营养理论开辟一条新途径。