植物肽的生理功能及其在飼料中的應用研究進展

陸 烝， 應朝陽， 鄭 斌，林忠寧，楊有泉

（福建省農業科學院農業生態研究所，福建福州 350013）

肽是由氨基酸通過酰胺鍵 （肽鍵）連接而成的、分子質量小于常見蛋白質的氨基酸聚合物（闞建全，2008）。2個氨基酸構成的肽稱為二肽，3個氨基酸構成的肽稱為三肽，依此類推，若一種肽含有少于10個氨基酸，則為寡肽或小肽，超過此數的肽則統稱為多肽。植物肽，即來源于植物的肽類物質，包括以植物為原料（植物源蛋白或氨基酸），經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、環肽、防御素（植物抗菌肽）等。

1 植物肽的類別

根據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（所含氨基酸數目大于11個，如環肽）。

根據其生理作用可分為：營養肽和功能肽（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（液相或固相合成）法、酶水解法、生物發酵法、重組DNA技術合成等（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用；液相或固相化學合成法可制成任意需要的活性肽，但因成本高、副反應物及殘留化合物等多因素而制約其發展；DNA重組技術制取活性肽尚處于實驗室研究階段 （董文賓等，2005）。酶法及生物發酵法的安全性高，生產條件溫和，可定位生產特定的肽，成本低，已成為肽生產的最主要方法。

酶法和生物發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）發酵豆粕，利用分泌的蛋白酶降解基料制備多肽飼料，最終發酵物中多肽得率達54.89%，發酵產物中多肽含量為21.47%。殷臘生等（2009）采用固態發酵法生產棕櫚仁粕多肽飼料，以取自馬來西亞的棕櫚仁粕為培養基質，利用高產纖維素酶的絲狀真菌、高產菌體蛋白的酵母和高產蛋白酶的芽孢桿菌組合發酵生產出蛋白質含量高達35%～40%、多肽組分含量為80%以上的多肽飼料，并經初步小鼠急性毒理試驗證明該產品安全無毒。周紹遷等（2011）利用堿溶酸沉法從茶渣中提取蛋白，并選用風味蛋白酶對其進行酶解得到多肽類酶解產物，添加到小豬的基礎日糧中，結果表明該酶解產物可以有效提高豬的生產性能，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

傳統的蛋白質代謝模型認為蛋白質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，即蛋白質營養就是氨基酸營養（蔡元麗和謝幼梅，2009）。

Neway和 Srnyth（1960）研究發現，蛋白質在小腸內的消化產物除了氨基酸外，還有大量的小肽，而且肽可完整進入腸黏膜細胞。Seal和Parker（1991）研究發現，蛋白質在動物體內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酵法或酶解法制得。這些蛋白原料經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，可以適當減少日糧能量和蛋白質的濃度，而不影響生長速度，可達到更優的增重效果，取得更好的經濟效益（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（金融和王恬，2006）。可見，與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，在動物體內小肽可以被完整吸收，其可直接參與蛋白質的合成，并對氨基酸或肽的轉運也有促進作用，從而提高了動物對蛋白質的利用率；小肽還有助于氨基酸的吸收和運轉，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定的、一致的消化率。豬真回腸的大豆肽蛋白質的消化率為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的影響，消化率為80%～95%，變異較大。

4.2 促進飼料中其他營養成分的吸收和利用研究認為，植物蛋白中由于植酸、草酸、單寧及多酚等抗營養因子的存在，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）。而植物蛋白在經酶法或發酵制備成肽的過程中，可以除去可溶性的低分子物質，從而降低了上述抗營養因子的含量。同時，肽分子可與上述礦物質的離子形成整合物保證其可溶狀態，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）在動物消化道內可被直接吸收，參與機體的生理代謝活動，從而提高其生產性能，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酶的活性，降低腹瀉指數，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，由植物蛋白經生物發酵、特殊加工制成的植物小肽，作為早期斷奶仔豬的蛋白營養源，能使斷奶豬保持良好的生長發育速度與健康水平。

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，從化學結構看，植物抗菌肽主要包括硫堇、植物防御素、脂轉移蛋白和橡膠素類等，均表現為抗菌能力強，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，破壞其完整性而發揮抗菌作用，且大多數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有害微生物的繁殖，改善動物腸道環境，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用前景。

5 植物肽在飼料及飼料添加劑中的應用

5.1 植物肽在畜禽養殖中的應用 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性能的影響及作用機理，采用固相+液相發酵法酶解植物蛋白生產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激和提高生產性能。汪寶保等（2007）研究發現，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。可以促進仔豬胃腸道的提早發育，從而較早地建立對早期補料的適應性，減輕早期斷奶應激綜合癥的發生。鄭云峰和龍洪年（2006）試驗表明，仔豬日糧中添加500 mg/kg的發酵豆粕肽在促進仔豬生長、提高飼料轉化率、預防腹瀉、減輕仔豬斷奶應激等方面都優于抗生素。釗守梅（2014）研究了菌肽蛋白對斷奶仔豬生產性能、腸道黏膜免疫功能和腸道菌群的影響，結果表明，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節腸道菌群結構，從而提高對粗蛋白質和粗脂肪消化率，進而提高斷奶仔豬生產性能。周萌（2009）研究了植物小肽對哺乳母豬、育肥豬生產性能和免疫性能的影響，結果表明，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 植物肽在水產養殖中的應用 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。試驗中還發現，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，促進魚體粗蛋白質沉積，降低內臟重量，優化建鯉形體指標，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合，系統地研究了植物肽、復合氨基酸，大茴香、蘇葉等中草藥對鯽魚誘食效果的影響，結果表明，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%、復合氨基酸為0.35%。

6 展望

植物肽有廣闊的資源基礎，可配制出優質的動物飼料，且價格明顯低于優質動物蛋白飼料，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物質的消化和吸收，提高飼料的安全性和消化率。是一種安全、高效、環保的營養型飼料添加劑。但目前在動物飼料中所使用的植物肽類產品，主要是采用蛋白酶水解粗蛋白質獲得的目標產物，為化學成分、結構信息和功能效果模糊的蛋白質水解混合物 （李瑞珍等，2011）。市場上銷售的飼料肽產品多數，水解過程中沒有被降解的蛋白質和大分子肽也包含在其中，有些產品還加有載體（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。

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