植物肽的生理功能及其在饲料中的应用研究进展

陆 烝， 应朝阳， 郑 斌，林忠宁，杨有泉

（福建省农业科学院农业生态研究所，福建福州 350013）

肽是由氨基酸通过酰胺键 （肽键）连接而成的、分子质量小于常见蛋白质的氨基酸聚合物（阚建全，2008）。2个氨基酸构成的肽称为二肽，3个氨基酸构成的肽称为三肽，依此类推，若一种肽含有少于10个氨基酸，则为寡肽或小肽，超过此数的肽则统称为多肽。植物肽，即来源于植物的肽类物质，包括以植物为原料（植物源蛋白或氨基酸），经水解和分离纯化等过程制备的寡肽或多肽，以及天然存在于植物中的肽类，如谷胱甘肽、环肽、防御素（植物抗菌肽）等。

1 植物肽的类别

根据植物肽的原料来源不同，可将其分为：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、小麦肽、棕榈仁粕多肽等。

按照植物肽所含氨基酸的数目，可分为：植物寡肽（含2～10个氨基酸，也称小肽或低聚肽）和植物多肽（所含氨基酸数目大于11个，如环肽）。

根据其生理作用可分为：营养肽和功能肽（如降压肽、抗氧化肽、促生长肽、抗菌肽等）。

2 植物肽的制备

植物肽的制备方法主要有酸水解法、化学（液相或固相合成）法、酶水解法、生物发酵法、重组DNA技术合成等（乔伟等，2006）。其中酸水解法工艺简单、成本低，但因氨基酸受损严重，水解难控制而较少应用；液相或固相化学合成法可制成任意需要的活性肽，但因成本高、副反应物及残留化合物等多因素而制约其发展；DNA重组技术制取活性肽尚处于实验室研究阶段 （董文宾等，2005）。酶法及生物发酵法的安全性高，生产条件温和，可定位生产特定的肽，成本低，已成为肽生产的最主要方法。

酶法和生物发酵法制备植物肽方面已有许多研究和报道。张晓驷和冯静波（2004）采用胃蛋白酶和碱性蛋白酶酶解大豆蛋白和谷蛋白，经离心、提纯、喷雾干燥等工艺制备出功能性蛋白短肽。顾斌等（2011）以白地霉和枯草芽孢杆菌组合发酵菜籽粕，最佳工艺条件为：料水比1∶1.2、CaCl20.1%、NH4Cl 1.5%，多肽得率最大，达到12.81%。刘晓艳等（2012）采用混菌（枯草芽孢杆菌和米曲霉）发酵豆粕，利用分泌的蛋白酶降解基料制备多肽饲料，最终发酵物中多肽得率达54.89%，发酵产物中多肽含量为21.47%。殷腊生等（2009）采用固态发酵法生产棕榈仁粕多肽饲料，以取自马来西亚的棕榈仁粕为培养基质，利用高产纤维素酶的丝状真菌、高产菌体蛋白的酵母和高产蛋白酶的芽孢杆菌组合发酵生产出蛋白质含量高达35%～40%、多肽组分含量为80%以上的多肽饲料，并经初步小鼠急性毒理试验证明该产品安全无毒。周绍迁等（2011）利用碱溶酸沉法从茶渣中提取蛋白，并选用风味蛋白酶对其进行酶解得到多肽类酶解产物，添加到小猪的基础日粮中，结果表明该酶解产物可以有效提高猪的生产性能，改善猪的机体免疫能力以及提高胰脏和十二指肠中消化酶的活性。

3 植物肽的代谢机制

传统的蛋白质代谢模型认为蛋白质必须水解成游离氨基酸后才能被吸收利用。蛋白类饲料被动物摄取后，在体内蛋白酶的作用下形成游离氨基酸和肽类，肽进一步在肽酶作用下完全水解为游离氨基酸而进入血液循环，即蛋白质营养就是氨基酸营养（蔡元丽和谢幼梅，2009）。

Neway和 Srnyth（1960）研究发现，蛋白质在小肠内的消化产物除了氨基酸外，还有大量的小肽，而且肽可完整进入肠黏膜细胞。Seal和Parker（1991）研究发现，蛋白质在动物体内不仅以游离氨基酸的形式吸收，同时也以肽的形式吸收。

植物肽类主要是采用生物发酵法或酶解法制得。这些蛋白原料经过微生物及酶的体外消化，使得其中的蛋白更易被动物利用和吸收，从而减少动物的能量消耗，此类肽添加至饲料中，可以适当减少日粮能量和蛋白质的浓度，而不影响生长速度，可达到更优的增重效果，取得更好的经济效益（苏从成，2007）。有研究表明，单胃动物可以完整的肽形式大量吸收小肽 （祝平，2007）。无论是哪种动物对肽的吸收均远远快于氨基酸的吸收（刘晓艳等，2011）。小肽可以在肠道内直接被吸收，而且吸收速度比游离氨基酸和蛋白快2～3倍，这种肽的吸收机制的提出大大促进了肽的研究与开发（金融和王恬，2006）。可见，与植物蛋白和氨基酸类饲料相比，植物肽更易被动物吸收和代谢。

4 植物肽的生理功能

4.1 促进蛋白质和氨基酸的合成与吸收 肽类由氨基酸组成，分子量小，在动物体内小肽可以被完整吸收，其可直接参与蛋白质的合成，并对氨基酸或肽的转运也有促进作用，从而提高了动物对蛋白质的利用率；小肽还有助于氨基酸的吸收和运转，从而显著增加动物饲料的消化、利用率。王勇生和程宗佳（2014）报道大豆肽蛋白饲料具有稳定的、一致的消化率。猪真回肠的大豆肽蛋白质的消化率为95%，肉鸡平均真氨基酸消化率为94.1%，且大豆肽不含有生物胺（如组胺）。不像鱼粉易受新鲜度及热加工品质的影响，消化率为80%～95%，变异较大。

4.2 促进饲料中其他营养成分的吸收和利用研究认为，植物蛋白中由于植酸、草酸、单宁及多酚等抗营养因子的存在，显著影响了饲料或日粮中 Ca、Zn、Cu、Mg、Fe 的生物利用率 （许金新和陈安国，2003）。而植物蛋白在经酶法或发酵制备成肽的过程中，可以除去可溶性的低分子物质，从而降低了上述抗营养因子的含量。同时，肽分子可与上述矿物质的离子形成整合物保证其可溶状态，而利于机体的吸收。

4.3 对动物的促生长作用 植物肽 （特别是小肽）在动物消化道内可被直接吸收，参与机体的生理代谢活动，从而提高其生产性能，促进动物生长。谢武华（2005）研究了植物活性肽对哺乳仔猪促生长机理，结果表明，日粮中添加植物活性肽可以提高哺乳仔猪消化道内酶的活性，降低腹泻指数，减少仔猪死淘率，增加屠宰率，维持血液浓度，提高血清总蛋白浓度，降低血浆尿素氮浓度，且效果优于血浆蛋白粉。初汉平（2011）研究表明，日粮中添加植物小肽可以增强断奶至2月龄新西兰兔的生长发育和免疫性能，添加量以0.06%为宜。李绍章（2004）研究表明，由植物蛋白经生物发酵、特殊加工制成的植物小肽，作为早期断奶仔猪的蛋白营养源，能使断奶猪保持良好的生长发育速度与健康水平。

4.4 抗菌作用 植物抗菌肽是植物自身合成的能够防御环境中微生物侵害的一类小分子多肽，其均为阳离子多肽，有较好的热稳定性，不易被消化酶水解（陈彤彤等，2006）。王琼和何清君（2000）研究报道，从化学结构看，植物抗菌肽主要包括硫堇、植物防御素、脂转移蛋白和橡胶素类等，均表现为抗菌能力强，有较好的耐热性。虽然不同类型抗菌肽的抗菌机制有所差异，但一般认为，抗菌肽主要是通过作用于细胞膜，破坏其完整性而发挥抗菌作用，且大多数抗菌肽对动物细胞无毒害作用。植物抗菌肽以其独特的杀菌机制，可以降低动物肠道内有害微生物的繁殖，改善动物肠道环境，避免腹泻等肠道疾病，且无毒害、无残留，在饲料中具有广泛的应用前景。

5 植物肽在饲料及饲料添加剂中的应用

5.1 植物肽在畜禽养殖中的应用 张吉鹍（2009）报道了大豆肽蛋白饲料特别适合在幼龄动物（如哺乳期仔猪、断奶仔猪、保育猪）饲料中使用，且效果很好。景义峰等（2011）研究了肽铂金对断奶仔猪生产性能的影响及作用机理，采用固相+液相发酵法酶解植物蛋白生产的具有强烈诱食效果的植物源功能肽，能显著缓解仔猪的断奶应激和提高生产性能。汪宝保等（2007）研究发现，哺乳仔猪补饲料中添加植物来源的小肽制剂，有提高断奶仔猪屠宰率的趋势。可以促进仔猪胃肠道的提早发育，从而较早地建立对早期补料的适应性，减轻早期断奶应激综合症的发生。郑云峰和龙洪年（2006）试验表明，仔猪日粮中添加500 mg/kg的发酵豆粕肽在促进仔猪生长、提高饲料转化率、预防腹泻、减轻仔猪断奶应激等方面都优于抗生素。钊守梅（2014）研究了菌肽蛋白对断奶仔猪生产性能、肠道黏膜免疫功能和肠道菌群的影响，结果表明，饲喂菌肽蛋白可以明显提高断奶仔猪平均日增重，降低料重比和腹泻率，并可通过增强革兰氏阳性菌比例，减少革兰氏阴性菌比例来调节肠道菌群结构，从而提高对粗蛋白质和粗脂肪消化率，进而提高断奶仔猪生产性能。周萌（2009）研究了植物小肽对哺乳母猪、育肥猪生产性能和免疫性能的影响，结果表明，母猪日粮中添加4%的植物小肽降低了母猪进食量；日粮中2%的植物小肽使母猪泌乳量提高。植物小肽可以提高育肥猪增重，降低饲料报酬，提高育肥猪平均采食量。添加4%植物小肽或血球蛋白粉有提高仔猪增重的趋势。

5.2 植物肽在水产养殖中的应用 邓岳松（2004）研究了饲料中添加植物活性小肽对史氏鲟稚鱼生长的影响，结果表明，在饲料中添加0.05%～0.1%活性小肽效果较好，饲料系数和相对增重率及饲料成本均获得较大幅度改善。试验中还发现，史氏鲟对添加活性肽的饲料抢食凶猛，远远高于不添加活性肽的饲料，这说明添加的活性肽具有一定的诱食作用。李祖华等（2005）研究报道，高比例鱼粉的鳗鱼饲料中，大豆多肽可以等量替代3%～5%的红鱼粉，不仅能获得较好的饲料效率，同时也能获得较好的经济效益。夏薇等（2012）研究表明，建鲤日粮中的鱼粉或植物蛋白被等量蛋白肽替代后，可提高生长性能，降低饵料系数，促进鱼体粗蛋白质沉积，降低内脏重量，优化建鲤形体指标，并可提高建鲤的非特异性免疫力。同时可提高试验组建鲤血清溶菌酶、碱性磷酸酶和肠道中蛋白酶的活性。杨启超等（2010）采用咬球法和摄食生长法相结合，系统地研究了植物肽、复合氨基酸，大茴香、苏叶等中草药对鲫鱼诱食效果的影响，结果表明，鲫鱼诱食效果最佳的浓度为：大茴香0.05%、苏叶0.75%、植物肽0.25%、木香0.05%、公丁0.15%、复合氨基酸为0.35%。

6 展望

植物肽有广阔的资源基础，可配制出优质的动物饲料，且价格明显低于优质动物蛋白饲料，其所具备的吸收特性和生理功能，能够促进动物机体对蛋白及氨基酸等营养物质的消化和吸收，提高饲料的安全性和消化率。是一种安全、高效、环保的营养型饲料添加剂。但目前在动物饲料中所使用的植物肽类产品，主要是采用蛋白酶水解粗蛋白质获得的目标产物，为化学成分、结构信息和功能效果模糊的蛋白质水解混合物 （李瑞珍等，2011）。市场上销售的饲料肽产品多数，水解过程中没有被降解的蛋白质和大分子肽也包含在其中，有些产品还加有载体（孙占田等，2007）。因此在植物肽的制备及分离纯化方面尚需进一步深入研究，以获得纯度更高的植物肽，进一步拓展植物肽的利用价值。

[1]蔡元丽，谢幼梅.小肽在动物营养中的研究情况及其应用[J].江西饲料，2002，2：11 ～ 13.

[2]陈彤彤，宋晓妍，解树涛，等.植物源抗菌肽的研究进展[J].西北植物学报，2006，26（2）：420 ～ 426.

[3]初汉平.植物小肽对断奶至2月龄新西兰免生长发育、免疫性能及血液生化指标的影响[J].中国饲料，2011，24：30 ～ 33.

[4]邓岳松.饲料中添加植物活性小肽对史氏鲟稚鱼生长的影响[J].内陆水产，2004，29（10）：43.

[5]董文宾，杨兆艳，胡献丽，等.植物来源生物活性肽研究概况[J].食品研究与开发，2005，26（1）：53 ～ 55.

[6]顾斌，马海乐，刘斌.菜籽粕混菌固态发酵制备多肽饲料的研究[J].中国粮油学报，2011，26（1）：83 ～ 87.

[7]阚建全.食品化学[M].中国农业大学出版社，2008.58～59.

[8]金融，王恬.植物源活性肽的研究开发进展[J].饲料研究，2006，2：26～28.

[9]景义峰，吴晓峰，胡敏.肽铂金对断奶仔猪生产性能的影响及作用机理[J].养殖与饲料，2011，4：38 ～ 41.

[10]李祖华，涂居伟，陈遵云，等.大豆多肽部分替代鳗鱼饲料中鱼粉的应用研究[J].饲料广角，2005，20：46 ～ 48.

[11]李瑞珍，高沂，宋献艺，等.后抗生素时代生物饲料添加剂研发状况与对策[J].山西农业科学，2011，39（2）：170 ～ 173.

[12]李绍章，陈远华，黄少文，等.肽黄金配制仔猪早期断奶饲粮的饲养试验研究[J].养殖与饲料，2004，4：27 ～ 29.

[13]刘晓艳，纯淼，王博，等.大豆粕多肽功能性饲料菌种的筛选条件研究[J].中国畜禽种业，2011，7（5）：83 ～ 84.

[14]刘晓艳，杨国力，国立东，等.混菌固态发酵法生产大豆多肽饲料的研究[J].饲料工业，2012，33（6）：51 ～ 56.

[15]乔伟，周安国，王之盛.酸水解制备饲料小肽的初步研究[J].饲料工业，2006，27（13）：10 ～ 12.

[16]苏从成.反刍动物肽营养的研究进展[J].饲料研究，2007，11：49～51.

[17]孙占田，马秋刚，计成.饲料肽产品质量检测方法的研究进展[J].中国饲料，2007，12：25 ～ 27.

[18]汪宝保，周韶，杨在宾.植物活性肽对哺乳仔猪屠宰率和胃肠道发育的影响[J].中国饲料，2007，8：26 ～ 28.

[19]王琼，何清君.植物抗菌肽的研究进展[J].四川师范学院学报（自然科学版），2000，21（2）：141 ～ 145.

[20]王勇生，程宗佳.大豆肽饲料的营养特点及其在畜禽生产中的应用[J].饲料博览，2014，9：10 ～ 14.

[21]许金新，陈安国.饲料源活性肽的研究进展[J].中国饲料，2003，20：4～7.

[22]夏薇，刘文斌，乔秋实，等.棉粕酶解蛋白肽对建鲤生产性能和生化指标的影响[J].淡水渔业，2012，42（1）：46 ～ 51.

[23]谢武华.植物活性肽对哺乳仔猪促生长机理及生产性能影响的研究：[硕士学位论文][D].泰安：山东农业大学，2005.

[24]杨启超，迟健，李宏刚，等.鲫鱼中草药诱食剂的研究[J].黑龙江水产，2010，4：21 ～ 27.

[25]殷腊生，赵初辉，李晶，等.固态发酵法生产棕榈仁粕多肽饲料的研制[J].饲料与畜牧，2009，（10）：26 ～ 28.

[26]张吉鹍.大豆肽蛋白饲料的营养特性及其作用机制[J].江西畜牧兽医杂志，2009，6：25 ～ 27.

[27]张晓驷，冯静波.功能性蛋白短肽的蛋白酶法生产研究[J].中国饲料，2004，19：15 ～ 18.

[28]钊守梅.菌肽蛋白对断奶仔猪生产性能、肠道粘膜免疫功能和肠道菌群的影响：[硕士学位论文][D].杭州：浙江大学，2014.

[29]郑云峰，龙洪年.发酵豆粕“肽多乐”对断奶仔猪生产性能的影响[J].广东饲料，2006，15（5）：37 ～ 38.

[30]周萌.植物小肽对泌乳母猪、育肥猪生产性能和免疫性能的影响：[硕士学位论文][D].泰安：山东农业大学，2009.

[31]周绍迁，徐焱，郭洪涛，等.茶渣蛋白的提取、酶解及其作为饲料添加剂的应用研究[J].饮料工业，2011，14（12）：10 ～ 14.

[32]祝平.植物小肽对断奶仔猪生产性能影响及其机理的研究：[硕士学位论文][D].泰安：山东农业大学，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.