小肽在奶牛營養中的應用

roseh · 發表于 2010-6-24 14:18:05

本信息轉自中國畜牧街（www. xumuj. com)

動物對蛋白質的利用，長期以來一直認為是蛋白質水解成游離氨基酸后才被吸收的。但近年來的研究表明，動物在腸道對蛋白質的利用并不局限于游離氨基酸的形式，大部分是以2個~3個氨基酸組成的小肽形式吸收的，并且小肽具有吸收快的特點。同時，肽被吸收后，水解產生的氨基酸種類和數量也影響著蛋白質的代謝水平，有些肽不僅能提供動物生長、發育所需的營養物質，而且還對機體生理功能有調節作用，因此，小肽營養已成為蛋白質營養研究的新熱點。
　　蛋白質營養在動物營養中占有十分重要的地位。傳統觀點認為蛋白質營養實質上是氨基酸營養，蛋白質必須被消化成為游離氨基酸之后才可被吸收利用。但最近研究表明，動物攝入的蛋白質在腸道內消化可釋放出游離氨基酸和小肽。陳黎龍等（2002年）指出，與氨基酸相比，肽的吸收具有轉運快、吸收效率高、耗能低、載體不易飽和、不競爭載體等優點。同時，小肽作為中間產物可直接被組織蛋白質合成利用，參與組織蛋白質的合成與調節，而游離氨基酸沒有調節作用。因此，動物從日糧中吸收肽與吸收游離氨基酸合成體蛋白同樣重要，而肽的吸收可能比游離氨基酸更具重要意義。
　　小肽的概念肽是由氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物，它是機體組織細胞的基本組成成分。最簡單的肽是由兩個氨基酸組成的二肽，其中含有1個肽鍵；含有3個、4個、5個等氨基酸的肽分別稱為三肽、四肽、五肽等。由2個到10個氨基酸通過肽鍵形成的直鍵肽稱為寡肽或小肽；由肽鍵結合起來的多于10個氨基酸的聚合體則稱為多肽。
　　小肽的吸收機制及特點研究表明，肽與氨基酸的吸收，存在兩種獨立的轉運機制。小肽吸收具有轉運快、耗能低、不易飽和等特點；而氨基酸則吸收慢、耗能高、載體易飽和，從而限制了其在腸道中的吸收量。目前普遍認為，動物從胃腸部位吸收二肽或三肽是一種重要的生理現象，且循環中相當數量的氨基酸是以寡肽形式被吸收的。
　　日糧蛋白質在胃腸道消化酶的作用下，最終分解成游離氨基酸和二肽~六肽。這些肽在小腸絨毛膜刷狀緣受到氨肽酶N、氨肽酶A的作用，最后大多以游離氨基酸和小肽的形式被完整地吸收，再轉運進入血液循環。小肽與游離氨基酸的吸收機制不同，小肽的吸收是逆濃度梯度進行的，其轉運系統可能有以下3種：第一種是依賴氫離子濃度或鈣離子濃度的主動轉運過程，需要消耗ATP。這種轉運方式在缺氧或添加代謝抑制劑的情況下被抑制。第二種是具有pH依賴性的非耗能性鈉離子/氫離子交換轉運系統。第三種是谷胱甘肽（GSH）轉運系統，由于谷胱甘肽在生物膜內具有抗氧化的作用，因而GSH轉運系統可能具有特殊的生理意義，但目前其機制尚不十分清楚。
　　據報道，肽在通過小腸黏膜的運轉中，其構型起決定性作用。首先，肽的運轉只能以小的二肽和三肽的形式進行；其次，肽的氨基酸組成也影響其吸收；再其次，氨基酸位于N端還是C端也是影響肽吸收的一個重要因素。當賴氨酸位于N端與組氨酸構成二肽時，要比它位于C端吸收快，而它在C端與谷氨酸構成二肽時，吸收速度更迅速。
　　小肽的生理作用小肽的營養作用Boza等（1999）報道，當以小肽形式作為氮源時，整體蛋白質沉積高于相應游離氨基酸日糧或完整蛋白質日糧。一些肽類營養優于氨基酸，是因為①小肽與游離氨基酸相比更便于通過腸壁轉運；②小肽比游離氨基酸更少高滲性，故可提高吸收效率，減少滲透壓問題；③在很多情況下，小肽的抗原性要比在多肽或其原型蛋白質的抗菌性低；④小肽還具有良好的感官效應。Daniel(1994)認為在蛋白質消化過程中，以蛋白質肽形式存在的氨基酸濃度遠比游離氨基酸的濃度大，而且肽的吸收速度也比等量的游離氨基酸的速度快，數量多。這表明蛋白質肽比組成蛋白質肽的等量游離氨基酸具有更高的生物效價和營養價值。Allen（2002年）研究發現，合成的氨基酸如賴氨酸和蛋氨酸，在豬和禽的日糧中被廣泛用作添加劑，但可被這些游離氨基酸替代的日糧蛋白質的量卻有限。蛋白質雖然僅僅是氨基酸構成成分的特殊序列，但供給游離氨基酸卻不能替代日糧中的蛋白質，可能日糧蛋白質的部分重要性是通過在胃腸道降解過程所形成的中間生物活性肽來體現的。黃國清（2006年）在日糧中添加不同水平的小肽后，發現小肽能夠提高泌乳奶牛的產奶量、乳脂率和乳蛋白率（見表）。
　　小肽對瘤胃微生物的調節作用瘤胃微生物的氮素營養研究，繼非蛋白氮利用和蛋白質降解(新體系)之后，最近發現小肽對反芻動物具有特殊的調控功能，對瘤胃微生物的生長有顯著的促進作用，這使小肽營養研究成為瘤胃微生物氮素營養研究的新熱點。
　　研究表明，按1∶1比例給綿羊飼喂稻草和精料1小時后，瘤胃中肽濃度增加2．5倍，然后直線下降。這一結果表明，飼料蛋白質迅速分解成肽后。大部分被微生物利用。Agerberth（1999）發現，小肽是瘤胃微生物合成蛋白質的重要底物，對瘤胃微生物生長的主要效應是加快微生物繁殖速度，縮短細胞分裂周期。特別是小肽能刺激發酵糖和淀粉的微生物生長，其促進可溶性糖分解菌的生長速度比氨基酸高70％。
　　盡管大多數瘤胃微生物能利用氨和氨基酸作為氮源生長，但是肽合成微生物蛋白質的效率高于氨基酸。等(1987年)證明，肽是瘤胃蛋白質降解的限速步驟，雖然目前還不清楚瘤胃微生物對肽轉運和利用的機制。Boza(1999年)已經證明,肽是瘤胃微生物達到最大生長效率的關鍵因子，但其能否促進微生物生長，主要取決于碳水化合物的發酵速度。對于發酵速度快的可溶性糖，小肽可促進微生物生長，而對發酵速度慢的纖維素類物質，則不能促進微生物生長。另外，小肽對瘤胃微生物蛋白質合成量、小腸內氨基酸組成和微生物對粗飼料的降解都有著重要影響。
　　小肽在瘤胃內的代謝主要由瘤胃微生物的肽酶完成。瘤胃內的肽酶以外切酶為主，肽分子量的大小對其利用途徑有影響。細菌對大分子肽的攝取速度比對小分子肽和氨基酸的攝取速度快，使大分子的肽更易于轉化為菌體蛋白。研究發現，氨基酸殘基大于3和4時，肽的攝取速度下降。因此，分子量大小對肽代謝有影響，而且肽鏈的氨基酸序列對肽的利用效率也有影響。
　　小肽對氨基酸利用的調節作用FAA的吸收存在競爭現象，如精氨酸和賴氨酸在吸收時相互競爭載體上的結合位點而發生頡頏，游離精氨酸和賴氨酸有降低門靜脈賴氨酸水平的傾向。閔育娜等（2003年）在研究不同比例小肽與FAA吸收的影響時發現：當完全以小肽的形式供給動物時，賴氨酸的吸收速度不再受精氨酸的影響。
　　因小肽吸收機制本身不易飽和，轉運速度快，能緩解腸壁細胞對不同FAA攝入的競爭，故小肽的氨基酸能夠迅速吸收。KimHH等（2002年）報道，小肽作為不腸腔的吸收底物，不僅增加刷狀緣膜的氨基酸肽酶活性，而且提高二肽酶和氨基酸載體的活性和載體數目。Agerberth等（1999年）也試驗表明，飼喂酷蛋白日糧，大鼠小腸對寡聚蛋氨酸的吸收速度高于大豆蛋白日糧。姜寧（2005年）試驗證明，日糧中小肽含量的提高，可以顯著增加血液中氨基酸的含量。
　　小肽的研究動向和開發前景目前，動物營養研究所要關心的問題是動物對蛋白質的充分、合理利用。小肽多種重要功能的發現，改變了過去對蛋白質營養功能單純以氨基酸為標準的評價方法，使人們在評價蛋白質的營養價值時，須考慮到蛋白質的結構及其在消化道中可能釋放出的生物活性肽的組成和數量。肽較之游離氨基酸的重要性在于可提高動物對日糧氮利用率的巨大潛力，這對于節約蛋白質飼料、減輕環境污染有重要作用。
　　由于生物活性肽的商業化生產技術不夠完善，另外對生物活性肽的安全性尚存有爭議，如生產條件控制不當是否會產生對機體有害的肽類，以致使生物活性肽尚未能大規模應用于飼料行業。隨著研究的深入可以預見，生物活性肽制品在畜牧業中將會有巨大的市場，特別在提倡生態農業、綠色飼料和畜牧業可持續發展的今天，研究和開發生物活性肽更具廣闊前景。