小肽营养及在养猪生产中的应用

高 嵩，邹奇志，谭树华＊

（1.湖南科技大学生命科学学院，湖南 湘潭 411201；2.湖南湘潭市水产科学研究所，湖南 湘潭 411201）

小肽营养及在养猪生产中的应用

高 嵩1，邹奇志2，谭树华1＊

（1.湖南科技大学生命科学学院，湖南 湘潭 411201；2.湖南湘潭市水产科学研究所，湖南 湘潭 411201）

小肽是动物蛋白质降解过程中的中间产物，可以被动物小肠完整吸收，具有吸收快、载体不易饱和、不存在竞争抑制的特点，在动物生产中具有重要的营养和生理调节作用。该文总结了小肽的营养作用及在生猪生产中的应用现状，并对其应用前景进行了展望。

小肽；营养；生猪；应用

小肽是蛋白质在动物体内降解过程中的中间产物，由2个或3个氨基酸以肽键相连的寡肽。长期以来，蛋白质的营养价值以其氨基酸组成和必需氨基酸含量为依据，根据传统蛋白质理论，蛋白质饲料在蛋白酶和胰消化酶的作用下最终分解为游离氨基酸，然后被机体吸收利用，因而蛋白质营养就是氨基酸营养。目前畜禽日粮以可消化氨基酸为基础配制，认为充足的平衡氨基酸可使动物获得最佳的生产性能，但实际情况是动物采食纯合日粮或氨基酸平衡的低蛋白日粮时却达不到最佳的生产性能。1960年Newey等证明甘氨酸二肽可被完整吸收，后来的研究也证实在猪肠道内对蛋白质的利用并不仅局限于游离氨基酸形式，肠黏膜细胞还可以完整吸收以2～3个氨基酸组成的2肽和3肽。1984年Hara等报道蛋白质消化后的终产物大部分通常是小肽而不是游离氨基酸，且小肽能完整地通过肠黏膜细胞而进入循环系统。此后，又陆续发现并克隆了存在于肠黏膜细胞上的I型和Ⅱ型小肽载体，小肽可直接进入循环系统而被组织利用。目前，小肽的营养价值及其在动物营养中的应用已成为研究的热点，小肽的功能、吸收转运机制和应用取得了很大进展。

1 小肽的营养功能

根据在动物机体内发挥的作用不同，小肽可分为营养（或结构）肽和功能肽，前者只参与蛋白质的合成，而后者具有一些重要的生理活性，包括免疫肽、抗微生物肽（如短杆菌肽）、抗菌肽、神经活性肽等，对动物一些重要生理功能起调节作用。因此，小肽在蛋白质营养中具有重要作用。

1.1 促进氨基酸的吸收，加快蛋白质的合成和沉淀

游离氨基酸被吸收时存在竞争作用，但小肽与氨基酸的吸收转运系统完全独立，不存在竞争关系，各种肽之间转运亦无竞争性与抑制性。因此，小肽载体的存在可减少单个氨基酸在吸收上的竞争，从而降低了氨基酸之间的竞争性吸收作用。如赖氨酸和精氨酸以游离形式存在时，二者相互竞争吸收位点，游离精氨酸有降低肝门静脉赖氨酸水平的倾向，但当精氨酸以肽的形式存在时，则对赖氨酸吸收不产生抑制作用。施用晖等[1]报道日粮蛋白质完全以小肽的形式供给鸡，赖氨酸的吸收速度不再受精氨酸影响。小肽可直接或水解为氨基酸参与组织蛋白质的合成。由于避免了游离氨基酸在吸收时的相互竞争，以小肽形式提供蛋白质合成的氮源时，能有效提高蛋白质的合成效率。同时，小肽吸收转运速度快，吸收峰高，能快速提高动静脉的氨基酸差值，而肌肉蛋白质合成率与动静脉氨基酸差之间存在相关性，从而提高了蛋白质的合成率，有利于蛋白质沉积。此外，小肽还可以通过调节激素来增加蛋白质的合成。

1.2 与金属元素形成螯合物，促进矿物质元素的吸收

许多物质元素的吸收均以蛋白质为载体，并且与蛋白质相结合存在于体内或发挥生理作用。小肽与钙、锌、铜、铁等矿物离子形成螯合物时更有利于被吸收。特别是钙、铁等金属离子必须处于溶解状态才能被小肠黏膜有效吸收，而小肠pH环境偏碱性，使得钙、铁易与磷酸形成不溶性盐，从而大大降低了钙、铁的吸收率。酪蛋白磷酸肽为含有成簇的磷酸丝氨酸的小肽，可与钙、铁等金属离子形成可溶性复合物，阻止磷酸钙沉淀的形成，在小肠中使可溶性钙、铁浓度提高，增强肠道对钙、铁的吸收。铬是葡萄糖耐量因子(GIF)的重要组成部分，2004年对大豆蛋白小肽螯合铬的研究发现，小肽铬的吸收效果比无机铬、氨基酸铬、烟酸铬和吡啶羧酸铬都好。李永富等[2]报道小肽螯合铁比硫酸亚铁能更有效地进入母乳，母猪补小肽铁可增加乳猪铁的获得，乳猪补小肽螯合铁不但有较高的血红蛋白水平，而且体内铁储备量高于补右旋糖苷铁，可满足乳猪对铁的需要。饲养试验表明，母猪饲喂小肽铁后，母猪乳汁和仔猪血液中有较高的铁含量。因此，小肽螯合盐是继无机矿物盐、简单有机矿物盐之后新的矿物质添加剂，不少人称为第四代微量元素添加剂。

1.3 提高动物生产性能，改善品质

据报道，日粮中添加小肽对动物生产性能有明显的促进作用，可以不同程度地提高蛋白质利用率、日增重、饲料转化率等各种指标。其原因可能与肽链的结构及氨基酸残基序列有关，某些寡肽在消化酶的作用下降解产生具有特殊生理活性的小肽，能够直接被动物吸收，参与机体生理活动和代谢调节，从而提高其生产性能。小肽在能量代谢中还可以阻碍脂肪吸收，促进“脂质代谢”，在保证摄入足够氨基酸的基础上，达到提高瘦肉率、改善肉质品质的目的。

1.4 激活免疫系统，提高免疫力

目前已从乳蛋白酶解产物中检测到了具有阿片肽活性、免疫调节活性、抗高血压活性、金属离子生物转化活性、抗凝血和舒张血管活性及抗细菌活性等多种生物活性肽。从酪蛋白的胰蛋白酶-糜蛋白酶的降解产物中分离得到的免疫刺激肽能激活巨噬细胞的吞噬活性。田刚等报道鸡蛋清小肽混合物亦能显著提高小鼠巨噬细胞吞噬异物的能力，促进脾淋巴细胞的增殖，并且表现出一定的剂量效应关系。同时，小肽进入动物肠道后可以被有益菌利用，促进菌体蛋白的合成，同时抑制其他有害菌群的繁殖，从而提高机体免疫力，减少疾病发生。

1.5 促进仔猪肠道发育，刺激消化道内酶的分泌

小肽具有促进肠道黏膜结构和功能发育的作用，小肽被小肠完整吸收后，降低了进入大肠末段消化的蛋白质量，减少了进入大肠后端一些有害物质的产生，对消化道起到保护作用。如奶牛瘤胃液内肽不足是限制瘤胃微生物生长的主要因素，是瘤胃微生物达到最大生长效率的关键因子。以可溶性糖作为能源时，小肽促进可溶性糖分解菌的生长速度比氨基酸的促进作用高70%。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。

2 在养猪生产中的应用

2.1 促进猪的生长，提高屠宰性能

许多研究表明，在生长育肥猪日粮中添加小肽制剂可提高平均采食量、平均日增重、降低料重比，改善胴体品质和血液生化指标。沈峰等[3]在60 kg体重的杜×长×大肥育猪日粮中添加500 mg/kg小肽制剂，肥育猪平均日增重比对照组提高14.76%(P＜0.05)，料重比下降7.14%(P＞0.05)，胴体瘦肉率提高13.51%(P＜0.05)，眼肌面积提高16.39%(P＞0.05)，背膘厚降低7.50%(P＞0.05)。此外，小肽制剂能显著提高肥育猪血清中的血糖浓度、总蛋白质含量及生长激素浓度(P＜0.05)。黄冠庆等[4]报道动物源小肽可促进猪的生长增重，比对照组猪增重水平提高7%～12%，明显改善猪只的生长性能。王敏奇等[5]报道小肽螯合物能显著提高胴体瘦肉率、增加眼肌面积、降低脂肪率和背膘厚度、甘油三酯和胆固醇的含量。

在生长猪日粮中添加小肽则明显促进了猪的生长，日增重提高，料重比下降。陈秋梅等[6]在15 kg三元杂交生长猪日粮中分别添加0.5%和0.3%的小肽制剂，经过30 d试验，与对照组相比平均日增重分别提高8.34%(P＜0.05)和3.91%（P＞0.05），料重比降低8.40%和5.04%，猪腹泻率分别降低5.61%（P＜0.05）和4.45%（P＜0.05）。王清华等[7]在基础日粮中分别添加100 mg/ kg（小肽A和B组）和50 mg/kg（小肽C组）3种不同的小肽添加剂，初始体重在（34.64±8.32）kg的杜×长×大三元阉公猪经28 d试验，小肽A、B和C组猪的平均采食量分别提高了9.8%、7.0%和12.5%（P＞0.05），平均日增重分别提高了15.8%、12.8%和21.7%（P＞0.05），料重比分别降低了5.1%、6.3%和8.5%（P＞0.05）。罗治华等[8]在断奶仔猪日粮中添加3%抗菌肽，仔猪平均日增重较对照组显著提高22.2%(P＜0.05)，料重比显著下降18.4%(P＜0.05)。在断奶仔猪日粮中添加小肽产品可以部分取代断奶仔猪日粮中的血浆蛋白粉。

2.2 促进免疫器官发育，提高抗氧化能力

据报道，小肽可有效降低自由基氧化速率和减少脂质过氧化物的含量，从而发挥其抗氧化作用。仔猪日粮中添加小肽可显著提高其采食量、改善肠道菌群、增强免疫机能[9]。丙氨酰谷氨酰胺(Ala-Gln)可以改善应激状态下肠道免疫功能，减少细菌易位[10]，并提供氧化利用的燃料和氮源，合成嘧啶和嘌呤等，促进肠上皮细胞的分裂复制[11]。蔡元丽等[12]在早期断奶仔猪日粮中添加含肽肝素渣水解物，可显著提高仔猪免疫器官指数，提高仔猪血液中淋巴细胞的数量，这说明小肽可增进仔猪的免疫功能，增强免疫细胞的免疫活性。在母猪饲粮中添加小肽则能提高哺乳母猪奶水中乳蛋白含量和仔猪免疫力。基础日粮中添加0.5%鱼酶解小肽组哺乳母猪泌乳量提高13.2%，奶水中乳蛋白含量提高5.5%（P＜0.05）[13]。

2.3 促进矿物元素的吸收，提高生产性能

小肽微量元素螯合物是在单一氨基酸微量元素螯合物的基础之上发展起来的，在养猪生产上能提高对矿物元素的吸收，促进生长，提高免疫力。李永富等[2]在妊娠母猪分娩前14 d至产后21 d饲粮中添加80 mg/kg小肽鳌合铁，母猪初乳铁含量比饲喂硫酸亚铁高1.8倍，同时所生仔猪14日龄的血红蛋白浓度显著高于补硫酸亚铁者。郭子好等[14]报道添加100 mg/kg的小肽螯合锌能够降低仔猪的腹泻，同时仔猪的毛色均比对照组要好。日粮中添加低剂量的小肽螯合锌能够达到与添加高剂量的无机锌相同的效果。小肽螯合锌对血清IgG含量和血清碱性磷酸酶（ALP）活性较硫酸锌（ZnSO4）组有显著性提高（P＜0.05）。与ZnSO4比，添加小肽螯合锌和高氧化锌组显著提高了猪只的平均日增重（ADG）和平均日采食量（ADFI）（P＜0.05）；血清锌浓度小肽螯合锌组与硫酸锌组差异极显著（P＜0.01）。杜立银等[15]在母猪饲粮中添加1.65 mg/kg的吡啶羧酸铬，可以显著缩短母猪返情间隔，提高窝产仔数和增加仔猪初生窝重。在母猪饲粮中添加有机铬对母猪体液免疫影响较小，但能显著增加乳汁中免疫球蛋白的含量，增强仔猪的抵抗力。

2.4 促进肠道发育和消化酶分泌，替代抗生素

据研究表明，小肽能刺激仔猪断奶后十二指肠食糜乳糖酶、淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶的活性。王恬等[16]在断奶仔猪日粮中添加小肽营养素，十二指肠、空肠、回肠的绒毛长度增加，隐窝深度减少，并且这种影响随着小肽营养素添加量的增加而提高。在早期断奶仔猪饲粮中添加甘氨酰谷氨酰胺(Gly-Gln)，可减轻由脂多糖激发的生长和免疫功能的抑制[17]。孙占田等[18]报道，与抗生素对照组相比，在断奶仔猪日粮中添加小肽，可一定程度上提高平均日增重和平均日采食量，腹泻率略有下降。断奶仔猪日粮中分别单独添加半胱胺和小肽或二者复合添加可替代抗生素用于断奶仔猪饲料中，改善仔猪的生产性能，达到促生长的效果，且半胱胺和小肽对平均日增重和平均日采食量存在一定的协同作用。

3 问题与前景展望

目前，小肽的营养作用和功能已被许多试验所证实和认可，在替代抗生素领域也显示出一定作用，但要在生产中得到广泛应用仍有许多问题需要解决。一是批量生产工艺和技术尚不成熟，已研究和可应用的小肽种类少，目前在动物营养应用研究中最多且效果较好的是含谷氨酰胺的二肽Ala-Gln和Gly-Gln以及三肽精氨酰甘氨酰谷氨酰胺(Arg-Gly-Gln)，含谷氨酰胺的小肽吸收转运速度快、稳定性好，已在仔猪、肉鸡和鱼类等动物中证实对促其肠道健康、缓解应激、提高生长性能等有重要作用，在仔猪中应用最广泛[11]；二是小肽螯合物的生产和检测技术尚未完全过关。单一氨基酸螯合微量元素添加剂价格昂贵，是等量无机盐价格的5～10倍，目前规模化生产小肽螯合微量元素的工艺尚不够成熟，成本较高，使用替代氨基酸螯合微量元素非常有限；三是小肽的生理功能和作用机理研究尚需要更深入研究，如何提高有益小肽的生产率，降低和清除有害肽类亦是需要考虑的问题。因此，小肽的基础理论研究和生产技术的改进将是今后需要重点解决的问题，如何降低成本和开发更多的小肽制品关系到小肽能否真正用于生产，发挥其优良的营养价值和生理功能。我国动物蛋白质资源丰富，加工中产生的大量下脚料和废弃物通常被直接排放掉，如果加工成小肽制品，不仅能有效地利用蛋白质资源，减少对环境的污染，还可以降低饲养成本，提高动物生产性能。同时，对小肽和游离氨基酸营养机理的研究将为发展蛋白质营养理论、设计出更为合理的饲料配方提供坚实基础。

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2016-12-26）

湖南省自然科学基金资助（14JJ7048），生物工程专业省级校企合作人才培养示范基地(G145813)，湖南科技大学大学生科研创新计划（SRIP）项目（SYZ2016073）资助

*通讯作者：谭树华，E-mail：hstan@126.com