動物對小肽的吸收和營養(yǎng)作用在畜牧業(yè)中的應用分析

1、動物對小肽的吸收和營養(yǎng)作用在畜牧業(yè)中的應用分析    動物對小肽的吸收和營養(yǎng)作用在畜牧業(yè)中的應用分析 摘要:從動物對小肽的吸收、營養(yǎng)作用及在畜牧業(yè)中的應用等方面對小肽營養(yǎng)的地位和作用進行綜述;提出了根據(jù)蛋白質(zhì)水解的小肽數(shù)量及種類和FAA的比例來確定不同蛋白質(zhì)原料的使用量,以達到最佳利用氨基酸、提高畜禽生產(chǎn)性能。 關(guān)鍵詞:小肽 氨基酸 營養(yǎng) 畜牧業(yè) 近年營養(yǎng)學研究表明,動物喂以按理想氨基酸模式配制的純合日糧或低蛋白、氨基酸平衡日糧時,仍不能獲得最佳的生產(chǎn)性能。蛋白質(zhì)在動物腸道中并非全部水解為游離氨基酸(FAA)而被組織吸收,部

2、分小肽(主要是二肽和少量三肽)也能穿過腸屏障,被原樣轉(zhuǎn)運吸收后進入循環(huán)系統(tǒng),從而被組織利用。因此,動物對完整蛋白質(zhì)或小肽有特殊需要的觀點1才逐漸被人們認識。 1小肽的吸收1.1小肽吸收的機制FAA在動物體內(nèi)存在中性、堿性、酸性氨基酸和亞氨酸4種主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng),逆濃度梯度轉(zhuǎn)運是通過Na+泵或非Na+泵轉(zhuǎn)運體系進行。與FAA轉(zhuǎn)運不同,小肽在動物體內(nèi)可能有以下3種轉(zhuǎn)運機制:(1)具有pH值依賴性的H+/Na+交換轉(zhuǎn)運體系,不消耗ATP。經(jīng)研究認為,小肽轉(zhuǎn)運的動力來自質(zhì)子的電化學梯度,質(zhì)子向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運的動力驅(qū)使小肽向細胞內(nèi)運動,小肽從而以易化擴散的形式進入細胞,引起細胞的pH值下降,H+/Na

3、+通道被活化,H+被釋放出細胞,細胞pH值得以恢復到原始水平。當缺少H+梯度時,依靠膜外的底物濃度進行;當存在細胞外高內(nèi)低的H+濃度時,則以逆底物的生電共轉(zhuǎn)運進行2。(2)依賴H+或Ca2+濃度的主動轉(zhuǎn)運過程,需要消耗ATP,但它完全不同于細胞對FAA的主動轉(zhuǎn)運,是一個獨立的過程。這種轉(zhuǎn)運方式在缺氧或存在代射抑制劑時被抑制。(3)谷胱甘肽(GSH)轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。GSH在細胞內(nèi)具有重要的抗氧化功能,因而,GSH轉(zhuǎn)運系統(tǒng)可能具有獨特的生理意義,其機制目前并不十分清楚。但GSH的跨膜轉(zhuǎn)運系統(tǒng)與Na+、K+、Li+、Ca2+、Mn2+的濃度梯度有關(guān),而與H+的濃度無關(guān)。1.2小肽吸收的特點與FAA吸收相比

4、,小肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)運速度快、耗能低、不易飽和的特點。大量試驗證實,在腸道中形成的小肽,其大多數(shù)氨基酸(AA)殘基比單個AA吸收更迅速、有效。Rerat等3在豬的試驗中觀察到,當十二指腸灌注肽的混合物時,除蛋氨酸之外,出現(xiàn)在門靜脈的AA都比灌注時相應的AA混合物更早,且吸收峰更高,表明小肽混合物吸收率高。樂國偉等報道4,分別在雞的十二指腸灌注CSP(主要由小肽組成的酶解酪蛋白)和相應組成的FAA混合物,10min后CSP組門靜脈血液循環(huán)中的一些小肽量和總肽量顯著高于FAA組。Daniel等認為2,肽載體吸收能力可能高于各種AA載體吸收能力的總和,小肽中AA殘基被迅速吸收的原因,除了小肽吸收機制

5、本身外,可能小肽本身對AA或其殘基的吸收有促進作用。作為腸腔的吸收底物,小肽不僅能增加刷狀氨基肽酶和二肽酶的活性,而且還能提高小肽載體數(shù)量5。Brandsch的研究結(jié)果也表明6,存在于空腸中的酪蛋白水解物(酪內(nèi)啡肽)能使L-亮氨酸進入腸細胞的動力學常數(shù)增大。另外,由于肽載體的存在,減少了單個AA在吸收上的競爭,從而降低了AA之間的拮抗作用,這也可能是小肽高吸收的原因。1.3影響小肽吸收的因素 2小肽營養(yǎng)的功用2.1小肽在蛋白質(zhì)代謝中的作用飼糧氮源的供給形式影響動物蛋白質(zhì)的沉積效率。Boza等研究表明12,以小肽形式作為氮源的飼糧,其蛋白質(zhì)沉積效率高于相應的  &#

6、160;     以氨基酸或完整蛋白質(zhì)作為氮源的飼糧。施用暉等在產(chǎn)蛋雞飼糧中添加大分子酪蛋白水解物,使蛋雞血漿中的二、三肽含量和較大分子肽的種類和數(shù)量發(fā)生改變,并使蛋雞的產(chǎn)蛋率和飼料轉(zhuǎn)化率顯著提高13。樂國偉等注意到機體循環(huán)中肽的總量和某些肽的數(shù)量與雛雞組織蛋白質(zhì)合成率呈正相關(guān)10。Backwell應用同位素雙標記技術(shù),灌注的肽標記物能直接結(jié)合進入乳蛋白,表明組織本身就有直接用肽中氨基酸合成乳蛋白的能力。Nielsen等9觀察到相同營養(yǎng)價值和氨基酸模式日糧下,水解酪蛋白和完整酪蛋白的飼糧能同時提高蛋白質(zhì)的合成率和降解率。而水解大豆蛋白卻僅降低蛋

7、白質(zhì)降解率。兩種蛋白對胰島素、胰島素類生長因子、胰高血糖素分泌作用類似,這可能與兩種蛋白質(zhì)水解釋放的肽有關(guān)。由此可見,小肽在動物體內(nèi)蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)代謝中的作用,不僅僅在于吸收上的優(yōu)勢,飼料蛋白質(zhì)肽的釋放與被完整地吸收進入循環(huán)的肽也可能影響到動物組織的蛋白質(zhì)代謝。2.2小肽在礦物質(zhì)代謝中的作用研究表明,酪蛋白水解產(chǎn)物中,有一類含有可與鈣離子、鐵離子結(jié)合的磷酸化絲氨酸殘基,能夠提高其溶解性。肉類水解產(chǎn)物中的肽類能使鐵離子的可溶性、吸收率提高。在蛋雞日糧中添加小肽制品后,血漿中的鐵離子、鋅離子含量顯著高于對照組,蛋殼強度提高。在鱸魚苗日糧中添加小肽后,能極大減少骨骼的畸形現(xiàn)象,這可能是由于有些小肽具有與

8、金屬結(jié)合的特性,從而促進鈣、銅和鋅的被動轉(zhuǎn)運過程及在體內(nèi)的貯存。另外有一些飼養(yǎng)試驗表明,母豬飼喂小肽鐵后,母豬奶和仔豬血液中有較高的鐵含量,而有機鐵卻無能為力。以上這些事實說明,小肽能促進動物對礦物質(zhì)元素的吸收和利用。2.3小肽在其它營養(yǎng)物質(zhì)代謝中的作用據(jù)報道,小肽能阻礙脂肪的吸收,并能促進“脂質(zhì)代謝”。因此,在保證攝入足夠量肽的基礎(chǔ)上,將其它能量組分減至最低,可達到減肥的目的,而且可以避免其它減肥方法(如限食加運動)的負面效果(如肌肉組織喪失,體質(zhì)下降)。另外,體內(nèi)小肽可促進葡萄糖的轉(zhuǎn)運且不增加腸組織的氧消耗。還有一些研究發(fā)現(xiàn),酪蛋白水解的某些肽能促進大鼠促膽囊收縮素(CCK)的分泌,雞蛋蛋

9、白中提取的某些肽能促進細胞的生長和脫氧核糖核酸(DNA)的合成。2.4活性小肽的生理作用 3小肽營養(yǎng)在養(yǎng)殖業(yè)中的應用3.1在養(yǎng)豬業(yè)中的應用在斷奶仔豬中添加小肽制品,能提高日增重7.85% 8. 85%、提高飼料轉(zhuǎn)化率10. 06% 11.06%5;Parisini等在生長豬日糧中添加少量的肽后,顯著地提高了豬的日增重、蛋白質(zhì)利用率和飼料轉(zhuǎn)化率。Lootekhniga發(fā)現(xiàn),飼料中添加合成小肽能提高肥育豬的產(chǎn)肉量和瘦肉率。一些飼養(yǎng)試驗表明,母豬飼喂小肽鐵后,母豬奶和仔豬血液中有較高的鐵含量,而有機鐵卻無此功效。Rerat等報道3,向豬十二指腸灌注小肽后,血漿胰島素的濃度高于灌注FAA組。

10、而胰島素的生理功能之一是參與蛋白質(zhì)合成中肽鏈的延長,增加蛋白質(zhì)的合成;另外,由于小肽的吸收迅速、吸收峰高的原因,能快速提高動靜脈的氨基酸差值,從而提高整體蛋白質(zhì)的合成。3.2在養(yǎng)禽業(yè)中的應用施用暉等在產(chǎn)蛋雞飼糧中添加大分子酪蛋白水解物,使血漿中的二、三肽含量和較大分子肽的種類和數(shù)量發(fā)生改變,并使蛋雞的產(chǎn)蛋率和飼料轉(zhuǎn)化率顯著提高,蛋殼強度也有提高的趨勢;在肉仔鵪鶉飼糧中添加小肽制品,對其生長有明顯的促進作用,肉仔鵪鶉的增重和飼料報酬也均有明顯的提高13;日糧中的蛋白質(zhì)完全以小肽的形式供給雞,雞對賴氨酸的吸收速度不再受精氨酸影響14。樂國偉等又觀察到灌注酪蛋白-小肽時,雛雞組織蛋白質(zhì)合成率顯著高于

11、相應的游離氨基酸(FAA)混合物組15。樂國偉等注意到機體循環(huán)中肽的總量和某些肽的數(shù)量與雛雞組織蛋白質(zhì)合成率呈正相關(guān)10。Colnago試驗報道1,當降低雞日糧的粗蛋白質(zhì)水平而代之以合成氨基酸時,雞的生長速度和飼料效率均下降。以1%的遞減量將小雞開食料的粗蛋白質(zhì)水平從23%減至18%,但保持必需氨基酸的濃度與粗蛋白質(zhì)23%的日糧相等,將試驗結(jié)果進行回歸分析表明,為了達到最佳生長率至少需要21.5%的粗蛋白質(zhì);當粗蛋白質(zhì)水平低于21.5%時,其生長受阻;給36周齡的肉仔雞飼喂不同蛋白水平的日糧,通過添加合成氨基酸來滿足它們的需要,結(jié)果飼喂16%粗蛋白水平的家禽在生長速度和料重比方面都不如飼喂19

12、%、20%、22%粗蛋白水平的家禽9。高啟平報道,采食含肽半純合日糧的雛雞能量沉積率高。施用暉等報道12,在蛋雞日糧中添加小肽制品后,血漿中鐵、鋅的含量顯著高于對照組,蛋殼強度提高。這些結(jié)果可能是由于小肽制品中含有具金屬結(jié)合性的小肽,能促進Ca、Fe、Cu和Zn的被動轉(zhuǎn)運過程及其在體內(nèi)的貯存。3·3在反芻動物中的應用Webb提出反芻動物氨基酸和肽的吸收存在腸系膜系統(tǒng)和非腸系膜系統(tǒng)兩種途徑9。Dirienzo試驗發(fā)現(xiàn)9,羊、牛經(jīng)腸系膜系統(tǒng)吸收的小肽分別為52.01g/d、49.48g/d;而經(jīng)非腸系膜系統(tǒng)吸收的小肽則分別為308.40g/d、427.74g/d?？梢?非腸系膜系統(tǒng)是反芻

13、動物吸收小肽的主要途徑。區(qū)別于單胃動物,瘤胃和瓣胃是反芻動物肽吸收的主要部位。對于反芻動物來說,由于存在肽的非腸系膜吸收,而且可被瘤胃微生物和組織利用,通過加保護劑可改變小肽的吸收;在湖羊日糧中添加乙酸鈉后,瘤        胃肽濃度提高19.69%,山羊日糧中添加離子載體后,瘤胃中肽保護率提高20%,氮的總體消化率亦顯著改善。對黑白花奶牛飼喂小肽制品,其吸收的谷胱甘肽在乳腺中降解為甘氨酸(Gly)、半胱氨酸(Cys),可作為乳蛋白合成的原料,促進乳蛋白合成。據(jù)ChenG報道16,黑白花奶牛日糧豆粕含量為14.5%

14、、17.1%、20.6%時,其瘤胃對肽的吸收量分別為22g/d、33g/d、34g/d,飼喂溶解性好的魚粉或經(jīng)過擠噴處理的豆粉時,其瘤胃肽的吸收率較未經(jīng)過處理的豆粉低。說明奶牛對小肽的吸收與日糧蛋白質(zhì)含量和消化道內(nèi)環(huán)境和吸收機制有關(guān)。李利等試驗結(jié)果表明17,肽能促進非結(jié)構(gòu)性碳水化合物初期產(chǎn)氣量、結(jié)構(gòu)性碳水化合物后期發(fā)酵產(chǎn)氣量以及總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)的生成量,并能顯著提高纖維素和農(nóng)作物秸稈組的48h微生物合成量,即提高瘤胃微生物對粗飼料的利用程度。Chen G等又發(fā)現(xiàn)16,奶牛瘤胃液內(nèi)肽不足是限制瘤胃微生物生長的主要因素。另一些研究者也發(fā)現(xiàn)肽是瘤胃微生物達到了最大生長效率的關(guān)鍵因子。3&#

15、183;4在水產(chǎn)業(yè)中的應用Zambonino Infante等報道9,在鱸魚苗日糧中添加小肽后,能極大減少其骨骼的畸形現(xiàn)象。用小肽代替海鱸魚日糧中的部分蛋白質(zhì)后,魚苗的生長速度和存活率提高;胰凝乳酶和-谷氨酰氨轉(zhuǎn)氨酶的活性提高,氨肽酶的活性降低,小腸消化功能發(fā)育提高;在蝦苗中添加小肽,能促進其采食,增加其生長速度及苗體的長度。 4結(jié)語小肽營養(yǎng)的必需性已被許多試驗所證實,小肽比FAA在吸收率和利用率上的優(yōu)勢也逐漸被人們認識,探討小肽吸收代謝及其作用形式,為進一步發(fā)展蛋白質(zhì)營養(yǎng)理論開辟了一條新的道路,可結(jié)合飼養(yǎng)試驗,根據(jù)最佳AA利用時小肽數(shù)量及種類和FAA的比例,進而確定不同蛋白質(zhì)原料的

16、使用量,在維持畜禽最大生產(chǎn)性能的同時降低飼料成本。生產(chǎn)上,以豬小腸黏膜和深海魚產(chǎn)品為主要原料,經(jīng)酶解發(fā)酵加工而成小肽,可按1.51.0的比例替代血漿蛋白粉,按1(510)替代魚粉或乳清粉,這對于充分利用蛋白質(zhì)資源、改變我國蛋白資源緊缺的局面,提高畜牧業(yè)的整體生產(chǎn)水平具有重大意義。 參考文獻:1Colnago GL,et al.Effect of responses of starting broiler chicks to incre-mental reduction in intact protein on performance during the grower phaseJ.

17、Abstarter Soc Poul Sci,1991,70(Supple 1).2Daniel H et al.Physiological importance and characteristics of peptidetransport in intestinal epithelial cellA.In:souffrant WB,et al.(Ed.)6thInternational Symposiumon Digestive Physiology in PigsC.Dummer-storf Publ,1994·17.3Rerat A,et al.Amino acid abso

18、rption and production of pancreatic hor-mones in non-anaesthetized pigs after duodenal infusions of a milk enzy-mic hydrolysate or of free amino acidsJ.Brit J Nutr,1988,60:121136.4樂國偉,等.小肽與游離氨基酸對雛雞血液循環(huán)中肽的影響J.畜牧獸醫(yī)學報,1997,28(6):481488.5Bamba T,et al.Effects of small peptides as intraluminal abastrates

19、 ontransport carriers for amino acids and peptidesJ.J Clinic Biochem Nu-tri,1993,15:3342.6Brandsch M,et al.Beta casomorphins- chemical signals of intestinaltransport systemsA.In:Bratl V(ed).Beta-Co somorphins and relatedpeptides:Recent developmentC·1994·207209. 7Webb KE,et al.Areviewof current concepts and future perspectivesJ.J Anim Sci,1992,70:32483257·8Meister A,et al.Glutathione and related gamma-glutamy compounds:Bi-osynthe