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小肽营养及其在仔猪生产中的应用研究

1仔猪体内小肽的吸收机制

     仔猪对小肽的吸收机制主要有以下三种:

     1.1依赖H+浓度或Ca2+浓度的主动转运转运过程中需要消耗能量,在缺氧或添加代谢抑制剂的情况下该转运过程将被抑制[8]。

     1.2pH依赖性、非耗能的Na+/H+交换转运系统在该转运系统的转运过程中,H+向细胞内的电化学质子梯度供能,质子运动的驱动力产生于刷状缘顶端细胞的Na+/H+互转通道的活动。肽以易化扩散的方式摄入细胞,引起细胞内pH下降,并活化Na+/H+互转通道而喷放出H+,使细胞内pH恢复到原来的水平。缺少H+梯度时,依靠膜外的底物浓度进行,当存在外高内低的H+时,则以逆底物浓度的生电共转运[14]。

     1.3谷胱甘肽转运系统(GSH)

     GSH在细胞内具有重要的抗氧化功能,因而GSH转运系统可能具有独特的生理意义,GSH的跨膜转运系统与Na+、K+、Li+、Ca2+、Mn2+的浓度梯度有关,而与H+的浓度无关。

2小肽的生理作用

     2.1提高蛋白质和氨基酸的消化吸收率

     2.1.1促进体蛋白沉积。与完整蛋白质日粮或者相应的游离氨基酸日粮相比,以小肽形式作为日粮中氮的来源,可以显著提高蛋白质的沉积[10]。日粮中添加3%的小肽可使21日龄断奶仔猪的料重比显著下降[5],使生长猪蛋白质的利用率和饲料转化率提高。血液循环中的小肽能直接参与组织蛋白质的合成[15],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。

     2.1.2避免氨基酸间的吸收竞争。Rubino等研究发现,小肽不影响游离氨基酸的吸收,不同的游离氨基酸对小肽吸收无影响[16]。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吸收的倾向,而当赖氨酸以小肽形式存在时,游离精氨酸对其吸收和利用无影响[1]。

     2.1.3小肽本身对其他氨基酸或肽的转运有促进作用。Bamba等[9]报道,以寡肽作底物时,可以提高二肽酶和氨基酸载体的活性和载体数目。Brandsch等研究发现,在生理条件下,空肠中存在酪蛋白水解物β-酪内啡肽时,L-亮氨酸流入肠壁细胞的动力学常数Vmax和Km增大。

     2.2提高消化酶活性

     给早期断奶仔猪饲喂添加了小肽的日粮,可明显提高仔猪的脂肪酶和胰淀粉酶的活性,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。Bamba等[9]研究表明,小肽作为肠腔的吸收底物,可以增加刷状缘膜的氨基肽酶活性。由于组织蛋白降解的小肽多以2-3肽释放的,所以小肽吸收和转运所消耗的能量和时间较大分子蛋白质都少,这就为消化道吸收其他营养物质减轻了负担,有利于营养物质的吸收。因此,小肽对于消化道发育未成熟、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升高而使小肠消化功能发育提前,促进仔猪健康生长。

     2.3促进其他营养物质吸收

     2.3.1促进矿物质的吸收利用。小肽作为矿物元素载体,位于五元或六元环络合物中心的金属离子可通过小肠绒毛刷状缘,以小肽的形式被吸收。Colnag[13]报道,给1~21日龄乳猪分别添加小肽铁、右旋糖苷铁,14日龄时测血清铁蛋白含量,结果显示:添加小肽组明显高于添加右旋糖苷铁组和对照组,说明小肽络合物形式的矿物离子更易被机体吸收。酪蛋白磷酸肽(CPP)是含有成簇的磷酸丝氨酸的小肽,酪蛋白磷酸肽在中性和碱性条件下,其中心部位Ser(p)与Ca2+、Fe3+、Zn2+等离子结合,阻止形成沉淀,肠内溶解钙的量大大增加,同时可以有效增加钙在体内的滞留时间,该结合物被肠壁细胞吸收后也能释放钙出来,从而促进钙的吸收和利用。董国忠等[2]研究表明,将小肽添加到饲料中可以提高畜禽对矿物元素的利用率,并可防治相应的缺乏症,在生产上表现为皮红毛亮。

     2.3.2阻碍脂肪吸收,促进“脂质代谢”。小肽能阻碍脂肪吸收,促进“脂质代谢”,在保证摄入足够氨基酸的基础上,小肽将其他能量组分减至最低,即达到提高瘦肉率、改善肉质品质的目的。另外,体内小肽可促进葡萄糖的转运且不增加肠组织的氧消耗;酪蛋白水解的某些肽能促进大鼠促胆囊收缩素(CCK)的分泌。

     2.4作为神经递质起调节作用

     小肽在消化道内可以作为神经递质间接刺激肠道受体激素,并影响消化酶的分泌。如β-酪蛋白水解生成的酪啡肽的氨基酸排列顺序与内源阿片肽的N-末端排列顺序相似,均有阿片肽的活性。乐国伟等[7]发现,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,它能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小肽在仔猪生产上的应用效果

     3.1促进仔猪生长

     给21日龄断奶仔猪饲喂含3%小肽的日粮后,其平均日增重显著提高[5]。钱利纯[6]认为,在一定量的低蛋白质饲料中补充适量的含小肽物质,可以达到饲喂高蛋白质日粮的生产水平。

     3.2缓解仔猪腹泻

     小肽对预防和治疗仔猪腹泻有一定的作用。王碧莲等[4]用含有一定量的小肽日粮饲喂仔猪,结果试验组仔猪比对照组仔猪的增重高12.93%,腹泻率降低60%,经济效益提高15.62%。Cahu等[12]报道,在日粮中添加酪蛋白水解产物后,能提高金鱼和海鲈鱼的存活率。

     3.3改善泌乳母猪的泌乳性能,促进仔猪发育小肽可改善泌乳母猪的生产性能,促使泌乳量增加,从而提高仔猪断奶体重,并减少母猪体重损失。

     3.4提高仔猪采食量

     小肽可以通过产生、掩盖或加强不同的风味改善饲料的适口性,从而提高仔猪采食量。

     3.4.1产生风味。不同氨基酸序列组成的小肽可以产生酸、甜、苦、辣等味觉,如天冬酰苯丙氨酸甲脂(Aspartame)为强烈的甜味剂,鸟氨酸-B-丙氨酸(omithne-B-Ala)这种碱性2肽为强烈的苦味肽。这些自然调味成分能够改善动物饲料的适口性。

     3.4.2增强风味。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。

     3.4.3掩盖风味。寡聚谷氨酸(Glu-Glu、Glu-Glu-G1u)是一种苦味掩盖肽,据此设计出不同的肽段通过模仿不同的味觉来改善饲料风味,提高饲料的适口性,起到饲料调味剂和诱食剂的作用。

     3.5提高仔猪机体的免疫力和抗病能力小肽能加

     强有益菌群的繁殖,提高菌体蛋白的合成,增强抗病力。有研究表明,小肽能有效刺激和诱导小肠绒毛刷状缘酶的活性上升,并促进动物的营养性康复。蛋白质水解产生的某些小肽具有免疫活性作用。陈勇等[3]认为,小肽能维持消化道正常的免疫功能,促进免疫器官发育,提高免疫球蛋白IgG含量。王碧莲等[4]研究发现,一些环状肽、糖肽和脂肽具有抗生素和抗病毒样作用,可作为健康促进剂取代抗生素。

     3.6抗氧化

     抗菌肽的热稳定性一般较高,这一特性使得它们成为动物饲料中最理想的防腐剂替代品。猪肌肉中含有一种天然二肽———肌肽,可在体外抑制铁、血红蛋白、脂质氧化酶和单态氧所催化的脂质氧化作用,曾作为氧化型酸败抑制剂贮存熟肉。在香菇、马铃薯、蜂蜜等食物中有若干可抑制多酚氧化酶(PPO)的低分子小肽,这些肽除了抑制PPO外,尚可以通过与PPO催化的醌式产物反应来减少食物褐变(焦化反应),从而防止聚合氧化产物的产生。此外,某些肽还起着重金属清道夫和过氧化氢分解促进剂的作用,降低自氧化速率和减少脂肪的过氧化氢含量,从而减少自由基的生成,起到抗氧化作用。

4小肽在仔猪饲料中的应用前景

     随着生物技术的发展,应用转基因技术表达生产含有不同种类生物活性片段的蛋白质,已成为研究蛋白质生物活性的重要工具,使大量获得高效活性的肽制品成为可能,更利于小肽的推广应用。相信将来人们可利用活性肽的抑菌特性,调节生物的消化、神经、内分泌系统及免疫机能,减少抗菌素的使用,改善动物生产的安全性,提高蛋白质的营养作用和畜禽生产效益。随着研究的进一步深入,小肽对动物生长和免疫调节的作用,势必为发展蛋白质营养理论开辟一条新的途径。

(1.四川省广安市畜牧食品局,林涛;2.四川省南充市饲料站,黄嫚秋)

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