植物肽的生理功能及其在飼料中的應(yīng)用研究進展

陸 烝， 應(yīng)朝陽， 鄭 斌，林忠寧，楊有泉

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，福建福州 350013）

肽是由氨基酸通過酰胺鍵 （肽鍵）連接而成的、分子質(zhì)量小于常見蛋白質(zhì)的氨基酸聚合物（闞建全，2008）。2個氨基酸構(gòu)成的肽稱為二肽，3個氨基酸構(gòu)成的肽稱為三肽，依此類推，若一種肽含有少于10個氨基酸，則為寡肽或小肽，超過此數(shù)的肽則統(tǒng)稱為多肽。植物肽，即來源于植物的肽類物質(zhì)，包括以植物為原料（植物源蛋白或氨基酸），經(jīng)水解和分離純化等過程制備的寡肽或多肽，以及天然存在于植物中的肽類，如谷胱甘肽、環(huán)肽、防御素（植物抗菌肽）等。

1 植物肽的類別

根據(jù)植物肽的原料來源不同，可將其分為：大豆（粕）肽、花生（粕）肽、茶蛋白肽、油菜籽粕肽，苜蓿肽、棉籽（粕）肽、大米肽、玉米肽、小麥肽、棕櫚仁粕多肽等。

按照植物肽所含氨基酸的數(shù)目，可分為：植物寡肽（含2～10個氨基酸，也稱小肽或低聚肽）和植物多肽（所含氨基酸數(shù)目大于11個，如環(huán)肽）。

根據(jù)其生理作用可分為：營養(yǎng)肽和功能肽（如降壓肽、抗氧化肽、促生長肽、抗菌肽等）。

2 植物肽的制備

植物肽的制備方法主要有酸水解法、化學(xué)（液相或固相合成）法、酶水解法、生物發(fā)酵法、重組DNA技術(shù)合成等（喬偉等，2006）。其中酸水解法工藝簡單、成本低，但因氨基酸受損嚴重，水解難控制而較少應(yīng)用；液相或固相化學(xué)合成法可制成任意需要的活性肽，但因成本高、副反應(yīng)物及殘留化合物等多因素而制約其發(fā)展；DNA重組技術(shù)制取活性肽尚處于實驗室研究階段 （董文賓等，2005）。酶法及生物發(fā)酵法的安全性高，生產(chǎn)條件溫和，可定位生產(chǎn)特定的肽，成本低，已成為肽生產(chǎn)的最主要方法。

酶法和生物發(fā)酵法制備植物肽方面已有許多研究和報道。張曉駟和馮靜波（2004）采用胃蛋白酶和堿性蛋白酶酶解大豆蛋白和谷蛋白，經(jīng)離心、提純、噴霧干燥等工藝制備出功能性蛋白短肽。顧斌等（2011）以白地霉和枯草芽孢桿菌組合發(fā)酵菜籽粕，最佳工藝條件為：料水比1∶1.2、CaCl20.1%、NH4Cl 1.5%，多肽得率最大，達到12.81%。劉曉艷等（2012）采用混菌（枯草芽孢桿菌和米曲霉）發(fā)酵豆粕，利用分泌的蛋白酶降解基料制備多肽飼料，最終發(fā)酵物中多肽得率達54.89%，發(fā)酵產(chǎn)物中多肽含量為21.47%。殷臘生等（2009）采用固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)棕櫚仁粕多肽飼料，以取自馬來西亞的棕櫚仁粕為培養(yǎng)基質(zhì)，利用高產(chǎn)纖維素酶的絲狀真菌、高產(chǎn)菌體蛋白的酵母和高產(chǎn)蛋白酶的芽孢桿菌組合發(fā)酵生產(chǎn)出蛋白質(zhì)含量高達35%～40%、多肽組分含量為80%以上的多肽飼料，并經(jīng)初步小鼠急性毒理試驗證明該產(chǎn)品安全無毒。周紹遷等（2011）利用堿溶酸沉法從茶渣中提取蛋白，并選用風(fēng)味蛋白酶對其進行酶解得到多肽類酶解產(chǎn)物，添加到小豬的基礎(chǔ)日糧中，結(jié)果表明該酶解產(chǎn)物可以有效提高豬的生產(chǎn)性能，改善豬的機體免疫能力以及提高胰臟和十二指腸中消化酶的活性。

3 植物肽的代謝機制

傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)代謝模型認為蛋白質(zhì)必須水解成游離氨基酸后才能被吸收利用。蛋白類飼料被動物攝取后，在體內(nèi)蛋白酶的作用下形成游離氨基酸和肽類，肽進一步在肽酶作用下完全水解為游離氨基酸而進入血液循環(huán)，即蛋白質(zhì)營養(yǎng)就是氨基酸營養(yǎng)（蔡元麗和謝幼梅，2009）。

Neway和 Srnyth（1960）研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)在小腸內(nèi)的消化產(chǎn)物除了氨基酸外，還有大量的小肽，而且肽可完整進入腸黏膜細胞。Seal和Parker（1991）研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)在動物體內(nèi)不僅以游離氨基酸的形式吸收，同時也以肽的形式吸收。

植物肽類主要是采用生物發(fā)酵法或酶解法制得。這些蛋白原料經(jīng)過微生物及酶的體外消化，使得其中的蛋白更易被動物利用和吸收，從而減少動物的能量消耗，此類肽添加至飼料中，可以適當(dāng)減少日糧能量和蛋白質(zhì)的濃度，而不影響生長速度，可達到更優(yōu)的增重效果，取得更好的經(jīng)濟效益（蘇從成，2007）。有研究表明，單胃動物可以完整的肽形式大量吸收小肽 （祝平，2007）。無論是哪種動物對肽的吸收均遠遠快于氨基酸的吸收（劉曉艷等，2011）。小肽可以在腸道內(nèi)直接被吸收，而且吸收速度比游離氨基酸和蛋白快2～3倍，這種肽的吸收機制的提出大大促進了肽的研究與開發(fā)（金融和王恬，2006）?？梢姡c植物蛋白和氨基酸類飼料相比，植物肽更易被動物吸收和代謝。

4 植物肽的生理功能

4.1 促進蛋白質(zhì)和氨基酸的合成與吸收 肽類由氨基酸組成，分子量小，在動物體內(nèi)小肽可以被完整吸收，其可直接參與蛋白質(zhì)的合成，并對氨基酸或肽的轉(zhuǎn)運也有促進作用，從而提高了動物對蛋白質(zhì)的利用率；小肽還有助于氨基酸的吸收和運轉(zhuǎn)，從而顯著增加動物飼料的消化、利用率。王勇生和程宗佳（2014）報道大豆肽蛋白飼料具有穩(wěn)定的、一致的消化率。豬真回腸的大豆肽蛋白質(zhì)的消化率為95%，肉雞平均真氨基酸消化率為94.1%，且大豆肽不含有生物胺（如組胺）。不像魚粉易受新鮮度及熱加工品質(zhì)的影響，消化率為80%～95%，變異較大。

4.2 促進飼料中其他營養(yǎng)成分的吸收和利用研究認為，植物蛋白中由于植酸、草酸、單寧及多酚等抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在，顯著影響了飼料或日糧中 Ca、Zn、Cu、Mg、Fe 的生物利用率 （許金新和陳安國，2003）。而植物蛋白在經(jīng)酶法或發(fā)酵制備成肽的過程中，可以除去可溶性的低分子物質(zhì)，從而降低了上述抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量。同時，肽分子可與上述礦物質(zhì)的離子形成整合物保證其可溶狀態(tài)，而利于機體的吸收。

4.3 對動物的促生長作用 植物肽 （特別是小肽）在動物消化道內(nèi)可被直接吸收，參與機體的生理代謝活動，從而提高其生產(chǎn)性能，促進動物生長。謝武華（2005）研究了植物活性肽對哺乳仔豬促生長機理，結(jié)果表明，日糧中添加植物活性肽可以提高哺乳仔豬消化道內(nèi)酶的活性，降低腹瀉指數(shù)，減少仔豬死淘率，增加屠宰率，維持血液濃度，提高血清總蛋白濃度，降低血漿尿素氮濃度，且效果優(yōu)于血漿蛋白粉。初漢平（2011）研究表明，日糧中添加植物小肽可以增強斷奶至2月齡新西蘭兔的生長發(fā)育和免疫性能，添加量以0.06%為宜。李紹章（2004）研究表明，由植物蛋白經(jīng)生物發(fā)酵、特殊加工制成的植物小肽，作為早期斷奶仔豬的蛋白營養(yǎng)源，能使斷奶豬保持良好的生長發(fā)育速度與健康水平。

4.4 抗菌作用 植物抗菌肽是植物自身合成的能夠防御環(huán)境中微生物侵害的一類小分子多肽，其均為陽離子多肽，有較好的熱穩(wěn)定性，不易被消化酶水解（陳彤彤等，2006）。王瓊和何清君（2000）研究報道，從化學(xué)結(jié)構(gòu)看，植物抗菌肽主要包括硫堇、植物防御素、脂轉(zhuǎn)移蛋白和橡膠素類等，均表現(xiàn)為抗菌能力強，有較好的耐熱性。雖然不同類型抗菌肽的抗菌機制有所差異，但一般認為，抗菌肽主要是通過作用于細胞膜，破壞其完整性而發(fā)揮抗菌作用，且大多數(shù)抗菌肽對動物細胞無毒害作用。植物抗菌肽以其獨特的殺菌機制，可以降低動物腸道內(nèi)有害微生物的繁殖，改善動物腸道環(huán)境，避免腹瀉等腸道疾病，且無毒害、無殘留，在飼料中具有廣泛的應(yīng)用前景。

5 植物肽在飼料及飼料添加劑中的應(yīng)用

5.1 植物肽在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用 張吉鹍（2009）報道了大豆肽蛋白飼料特別適合在幼齡動物（如哺乳期仔豬、斷奶仔豬、保育豬）飼料中使用，且效果很好。景義峰等（2011）研究了肽鉑金對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響及作用機理，采用固相+液相發(fā)酵法酶解植物蛋白生產(chǎn)的具有強烈誘食效果的植物源功能肽，能顯著緩解仔豬的斷奶應(yīng)激和提高生產(chǎn)性能。汪寶保等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，哺乳仔豬補飼料中添加植物來源的小肽制劑，有提高斷奶仔豬屠宰率的趨勢?？梢源龠M仔豬胃腸道的提早發(fā)育，從而較早地建立對早期補料的適應(yīng)性，減輕早期斷奶應(yīng)激綜合癥的發(fā)生。鄭云峰和龍洪年（2006）試驗表明，仔豬日糧中添加500 mg/kg的發(fā)酵豆粕肽在促進仔豬生長、提高飼料轉(zhuǎn)化率、預(yù)防腹瀉、減輕仔豬斷奶應(yīng)激等方面都優(yōu)于抗生素。釗守梅（2014）研究了菌肽蛋白對斷奶仔豬生產(chǎn)性能、腸道黏膜免疫功能和腸道菌群的影響，結(jié)果表明，飼喂菌肽蛋白可以明顯提高斷奶仔豬平均日增重，降低料重比和腹瀉率，并可通過增強革蘭氏陽性菌比例，減少革蘭氏陰性菌比例來調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，從而提高對粗蛋白質(zhì)和粗脂肪消化率，進而提高斷奶仔豬生產(chǎn)性能。周萌（2009）研究了植物小肽對哺乳母豬、育肥豬生產(chǎn)性能和免疫性能的影響，結(jié)果表明，母豬日糧中添加4%的植物小肽降低了母豬進食量；日糧中2%的植物小肽使母豬泌乳量提高。植物小肽可以提高育肥豬增重，降低飼料報酬，提高育肥豬平均采食量。添加4%植物小肽或血球蛋白粉有提高仔豬增重的趨勢。

5.2 植物肽在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用 鄧岳松（2004）研究了飼料中添加植物活性小肽對史氏鱘稚魚生長的影響，結(jié)果表明，在飼料中添加0.05%～0.1%活性小肽效果較好，飼料系數(shù)和相對增重率及飼料成本均獲得較大幅度改善。試驗中還發(fā)現(xiàn)，史氏鱘對添加活性肽的飼料搶食兇猛，遠遠高于不添加活性肽的飼料，這說明添加的活性肽具有一定的誘食作用。李祖華等（2005）研究報道，高比例魚粉的鰻魚飼料中，大豆多肽可以等量替代3%～5%的紅魚粉，不僅能獲得較好的飼料效率，同時也能獲得較好的經(jīng)濟效益。夏薇等（2012）研究表明，建鯉日糧中的魚粉或植物蛋白被等量蛋白肽替代后，可提高生長性能，降低餌料系數(shù)，促進魚體粗蛋白質(zhì)沉積，降低內(nèi)臟重量，優(yōu)化建鯉形體指標(biāo)，并可提高建鯉的非特異性免疫力。同時可提高試驗組建鯉血清溶菌酶、堿性磷酸酶和腸道中蛋白酶的活性。楊啟超等（2010）采用咬球法和攝食生長法相結(jié)合，系統(tǒng)地研究了植物肽、復(fù)合氨基酸，大茴香、蘇葉等中草藥對鯽魚誘食效果的影響，結(jié)果表明，鯽魚誘食效果最佳的濃度為：大茴香0.05%、蘇葉0.75%、植物肽0.25%、木香0.05%、公丁0.15%、復(fù)合氨基酸為0.35%。

6 展望

植物肽有廣闊的資源基礎(chǔ)，可配制出優(yōu)質(zhì)的動物飼料，且價格明顯低于優(yōu)質(zhì)動物蛋白飼料，其所具備的吸收特性和生理功能，能夠促進動物機體對蛋白及氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，提高飼料的安全性和消化率。是一種安全、高效、環(huán)保的營養(yǎng)型飼料添加劑。但目前在動物飼料中所使用的植物肽類產(chǎn)品，主要是采用蛋白酶水解粗蛋白質(zhì)獲得的目標(biāo)產(chǎn)物，為化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)信息和功能效果模糊的蛋白質(zhì)水解混合物 （李瑞珍等，2011）。市場上銷售的飼料肽產(chǎn)品多數(shù)，水解過程中沒有被降解的蛋白質(zhì)和大分子肽也包含在其中，有些產(chǎn)品還加有載體（孫占田等，2007）。因此在植物肽的制備及分離純化方面尚需進一步深入研究，以獲得純度更高的植物肽，進一步拓展植物肽的利用價值。

[1]蔡元麗，謝幼梅.小肽在動物營養(yǎng)中的研究情況及其應(yīng)用[J].江西飼料，2002，2：11 ～ 13.

[2]陳彤彤，宋曉妍，解樹濤，等.植物源抗菌肽的研究進展[J].西北植物學(xué)報，2006，26（2）：420 ～ 426.

[3]初漢平.植物小肽對斷奶至2月齡新西蘭免生長發(fā)育、免疫性能及血液生化指標(biāo)的影響[J].中國飼料，2011，24：30 ～ 33.

[4]鄧岳松.飼料中添加植物活性小肽對史氏鱘稚魚生長的影響[J].內(nèi)陸水產(chǎn)，2004，29（10）：43.

[5]董文賓，楊兆艷，胡獻麗，等.植物來源生物活性肽研究概況[J].食品研究與開發(fā)，2005，26（1）：53 ～ 55.

[6]顧斌，馬海樂，劉斌.菜籽粕混菌固態(tài)發(fā)酵制備多肽飼料的研究[J].中國糧油學(xué)報，2011，26（1）：83 ～ 87.

[7]闞建全.食品化學(xué)[M].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2008.58～59.

[8]金融，王恬.植物源活性肽的研究開發(fā)進展[J].飼料研究，2006，2：26～28.

[9]景義峰，吳曉峰，胡敏.肽鉑金對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響及作用機理[J].養(yǎng)殖與飼料，2011，4：38 ～ 41.

[10]李祖華，涂居偉，陳遵云，等.大豆多肽部分替代鰻魚飼料中魚粉的應(yīng)用研究[J].飼料廣角，2005，20：46 ～ 48.

[11]李瑞珍，高沂，宋獻藝，等.后抗生素時代生物飼料添加劑研發(fā)狀況與對策[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（2）：170 ～ 173.

[12]李紹章，陳遠華，黃少文，等.肽黃金配制仔豬早期斷奶飼糧的飼養(yǎng)試驗研究[J].養(yǎng)殖與飼料，2004，4：27 ～ 29.

[13]劉曉艷，純淼，王博，等.大豆粕多肽功能性飼料菌種的篩選條件研究[J].中國畜禽種業(yè)，2011，7（5）：83 ～ 84.

[14]劉曉艷，楊國力，國立東，等.混菌固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)大豆多肽飼料的研究[J].飼料工業(yè)，2012，33（6）：51 ～ 56.

[15]喬偉，周安國，王之盛.酸水解制備飼料小肽的初步研究[J].飼料工業(yè)，2006，27（13）：10 ～ 12.

[16]蘇從成.反芻動物肽營養(yǎng)的研究進展[J].飼料研究，2007，11：49～51.

[17]孫占田，馬秋剛，計成.飼料肽產(chǎn)品質(zhì)量檢測方法的研究進展[J].中國飼料，2007，12：25 ～ 27.

[18]汪寶保，周韶，楊在賓.植物活性肽對哺乳仔豬屠宰率和胃腸道發(fā)育的影響[J].中國飼料，2007，8：26 ～ 28.

[19]王瓊，何清君.植物抗菌肽的研究進展[J].四川師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2000，21（2）：141 ～ 145.

[20]王勇生，程宗佳.大豆肽飼料的營養(yǎng)特點及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].飼料博覽，2014，9：10 ～ 14.

[21]許金新，陳安國.飼料源活性肽的研究進展[J].中國飼料，2003，20：4～7.

[22]夏薇，劉文斌，喬秋實，等.棉粕酶解蛋白肽對建鯉生產(chǎn)性能和生化指標(biāo)的影響[J].淡水漁業(yè)，2012，42（1）：46 ～ 51.

[23]謝武華.植物活性肽對哺乳仔豬促生長機理及生產(chǎn)性能影響的研究：[碩士學(xué)位論文][D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[24]楊啟超，遲健，李宏剛，等.鯽魚中草藥誘食劑的研究[J].黑龍江水產(chǎn)，2010，4：21 ～ 27.

[25]殷臘生，趙初輝，李晶，等.固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)棕櫚仁粕多肽飼料的研制[J].飼料與畜牧，2009，（10）：26 ～ 28.

[26]張吉鹍.大豆肽蛋白飼料的營養(yǎng)特性及其作用機制[J].江西畜牧獸醫(yī)雜志，2009，6：25 ～ 27.

[27]張曉駟，馮靜波.功能性蛋白短肽的蛋白酶法生產(chǎn)研究[J].中國飼料，2004，19：15 ～ 18.

[28]釗守梅.菌肽蛋白對斷奶仔豬生產(chǎn)性能、腸道粘膜免疫功能和腸道菌群的影響：[碩士學(xué)位論文][D].杭州：浙江大學(xué)，2014.

[29]鄭云峰，龍洪年.發(fā)酵豆粕“肽多樂”對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響[J].廣東飼料，2006，15（5）：37 ～ 38.

[30]周萌.植物小肽對泌乳母豬、育肥豬生產(chǎn)性能和免疫性能的影響：[碩士學(xué)位論文][D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[31]周紹遷，徐焱，郭洪濤，等.茶渣蛋白的提取、酶解及其作為飼料添加劑的應(yīng)用研究[J].飲料工業(yè)，2011，14（12）：10 ～ 14.

[32]祝平.植物小肽對斷奶仔豬生產(chǎn)性能影響及其機理的研究：[碩士學(xué)位論文][D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[33]Neway H，Smyth D H.Intracellular hydrolysis of dipeptides during intestinal vsorption[J].Physiol，1960，152：367 ～ 380.

[34]Seal C J，Parker D S.Isolation and characterization of circulating low molecular peptides in steer，sheep and rat portal and peripheral blood[J].Comp Biochem Physiol，1991：679 ～ 685.