生物活性肽在動(dòng)物生產(chǎn)中的作用

1、生物活性肽在動(dòng)物生產(chǎn)中的作用1 抗菌、殺菌并替代部分抗生素感染使得動(dòng)物機(jī)體將營(yíng)養(yǎng)從生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移到與免疫反應(yīng)有關(guān)的特定組織和細(xì)胞，這就導(dǎo)致了動(dòng)物食欲、飼料采食量及生長(zhǎng)速度降低。飼料中抗生素的使用造成動(dòng)物腸道微生物失衡及藥物殘留問(wèn)題，嚴(yán)重影響了畜產(chǎn)品品質(zhì)和人類健康，并且污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)某些生物活性肽具有抗菌和抗病毒活性，可以促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌的生長(zhǎng)，提高消化吸收能力，是非常有前途的抗生素替代品。某些抗菌肽對(duì)部分真菌、原蟲和病毒也具有明顯殺傷作用，還可以促進(jìn)傷口愈合，對(duì)癌細(xì)胞和癌實(shí)體瘤有攻擊作用而不破壞正常細(xì)胞。Agerberth等用分離純化得到的PR-39作抗菌分析，發(fā)現(xiàn)PR-39能明顯抑制大腸桿菌、

2、鼠傷寒沙門氏菌等4種革蘭氏陰性菌，對(duì)芽孢桿菌和化膿鏈球菌也有抑制效果。在殺菌機(jī)制上，抗生素一般是通過(guò)抑制細(xì)菌細(xì)胞壁、蛋白質(zhì)或DNA等的合成達(dá)到殺菌目的，所以抗生素的抗菌一般是用于特殊的受體，且細(xì)菌容易通過(guò)變異對(duì)抗生素產(chǎn)生抗性；而抗菌肽抗菌時(shí)一般無(wú)特殊的受體，它是通過(guò)物理作用造成細(xì)胞膜穿孔而達(dá)到廣譜抗菌的效果，所以抗菌肽的使用不容易使細(xì)菌產(chǎn)生抗性和交叉抗性。因此，隨著對(duì)生物活性肽結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系及作用機(jī)制的深入研究，將生物活性肽作為抗生素的替代品是可行的。另外，抗菌肽的熱穩(wěn)定性一般較高，這一特性使它們成為動(dòng)物飼料中理想的防腐劑替代品。2 作為天然防腐劑，提高飼料品質(zhì) 肌肽是大量存在于動(dòng)物肌肉中的一

3、種天然肽。有報(bào)道稱，肌肽可在體外抑制被鐵、血紅蛋白、脂質(zhì)氧化酶和單態(tài)氧催化的脂質(zhì)氧化作用。這些肽還可通過(guò)與PP0催化的醌式產(chǎn)物反應(yīng)而減少食物褐變，防止聚合氧化產(chǎn)物的生成。另外，某些肽具有重金屬清道夫和過(guò)氧化氫分解促進(jìn)劑作用，能降低自氧化速率，減少脂肪過(guò)氧化氫含量，減少自由基的生成，因而在動(dòng)物飼料中可作為天然防氧化酸敗的防腐劑。3 提高動(dòng)物機(jī)體免疫和抗氧化功能某些生物活性肽具有提高動(dòng)物機(jī)體免疫和抗氧化功能的作用，如蛋白質(zhì)水解物中的免疫刺激肽、脾臟轉(zhuǎn)移因子、胸腺肽都具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗病力的作用。研究表明,免疫活性肽能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫力,刺激淋巴細(xì)胞的增殖,增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬功能,提高機(jī)體抵御外界

4、病原體感染的能力,降低機(jī)體發(fā)病率,并具有抗腫瘤功能。生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的免疫肽主要有：1）阿片肽。阿片肽類中內(nèi)啡肽、腦啡肽、強(qiáng)啡肽等對(duì)免疫系統(tǒng)有重要的調(diào)節(jié)作用，有資料表明，阿片肽幾乎可參與免疫應(yīng)答的全部環(huán)節(jié)，而且活化的免疫細(xì)胞也可以合成并釋放阿片肽參與免疫調(diào)節(jié)作用。2）胸腺肽。胸腺肽是家禽體內(nèi)最早形成的淋巴器官胸腺分泌的免疫活性物質(zhì)，其作為一種免疫因子已應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床，在抗感染、免疫缺乏癥的治療上獲得了可喜成果。3）脾臟活性肽。脾臟轉(zhuǎn)移因子也稱脾臟活性肽（STF），是一種可透析的白細(xì)胞浸出物，是淋巴細(xì)胞釋放的一種能轉(zhuǎn)移致敏信息的物質(zhì)。它能夠特異地將供體的細(xì)胞免疫功能轉(zhuǎn)移給受體，從而增強(qiáng)受體的免疫功

5、能。4）谷胱甘肽。谷胱甘肽是一種廣泛存在于生物體內(nèi)的非蛋白巰基化合物，分為還原型和氧化型兩種，在生物體內(nèi)大量存在并起主要作用的是還原型谷胱甘肽（GSH），它能有效地消除氧自由基，使肝細(xì)胞膜穩(wěn)定性增加，促進(jìn)肝臟酶的活性，還可促進(jìn)鐵的吸收及維持紅細(xì)胞膜的完整性，維持DNA的生物合成、細(xì)胞的正常生長(zhǎng)及細(xì)胞免疫。3 營(yíng)養(yǎng)作用蛋白質(zhì)經(jīng)消化作用后并不一定要降解為完全游離氨基酸才被吸收，而是主要以小肽的形式吸收，小肽的吸收率比氨基酸大，比氨基酸更易、更快被機(jī)體吸收利用。與游離氨基酸相比，小肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)具有速度快、耗能低、不易飽和等特點(diǎn)。同時(shí)，小肽的低抗原性使得食后不會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)且小肽的滲透壓比氨基酸低, 因

6、此可提高小肽的吸收效率，減少滲透問(wèn)題，食后也不會(huì)引起痢疾等不良反應(yīng)；小肽還具有良好的感官/味覺(jué)效應(yīng)；寡肽能迅速吸收，可刺激胰島素的分泌，將血液中的葡萄糖迅速轉(zhuǎn)移到肝臟，參與肽鏈的延長(zhǎng)，提高蛋白質(zhì)的合成，并能促進(jìn)腸道氨基酸或肽的轉(zhuǎn)運(yùn)。研究表明，對(duì)于反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)，肽類是比游離氨基酸更重要的一種氨基酸吸收形式。同樣，大量研究也表明，單胃動(dòng)物以完整的肽形式被大量吸收。因此，以肽的形式供給動(dòng)物氨基酸具有更大的優(yōu)越性，尤其在動(dòng)物的快速生長(zhǎng)階段。4 作為礦物元素載體，促進(jìn)機(jī)體對(duì)礦物質(zhì)的吸收 目前這方面報(bào)道最多的是酪蛋白磷酸肽，這是一種促進(jìn)鈣、鐵吸收的肽，由動(dòng)物乳中酪蛋白經(jīng)胰蛋白酶作用后制得。它能有效地與鈣形

7、成可溶性復(fù)合物，用作飼料的鈣強(qiáng)化劑，增強(qiáng)腸道對(duì)鈣的吸收以及鈣在體內(nèi)的保持。此外還可作為許多礦物元素（如鐵、錳、銅、硒）的載體，是一種良好的金屬結(jié)合肽。具有促進(jìn)硒、鋅、鐵吸收的功能。將其添加到飼料中以提高畜禽對(duì)這些元素的利用率，并可防治相應(yīng)的缺乏癥。5 改善飼料適口性某些生物活性肽可以改善飼料風(fēng)味，具有不同氨基酸序列的肽能夠增進(jìn)酸、甜、苦、咸4種味覺(jué)，這些生物活性肽可能不發(fā)揮重要的生理功能 ,但可改善飼料的適口性，稱之為調(diào)味肽（或誘食肽）,包括味覺(jué)肽 (甜味肽、酸味肽、苦味肽、咸味肽 ) 、增強(qiáng)風(fēng)味肽、表面活性肽、硬度調(diào)節(jié)肽等。1）甜味肽 阿斯巴甜二肽和阿粒甜素可作為強(qiáng)效低熱甜味劑，具有味質(zhì)佳、

8、安全性高、熱量低等特點(diǎn)，可以用于增強(qiáng)飼料的甜度，調(diào)節(jié)風(fēng)味。賴氨酸二肽被證明是有效的阿斯巴甜替代品, 因?yàn)樗缓絮サ墓δ芴匦? 因而在加工和儲(chǔ)存過(guò)程中更加穩(wěn)定。其它多肽甜味劑包括氨基丙二酸二肽、索嗎定、曼尼林、朋它啶和嗎冰林, 這些現(xiàn)在正被評(píng)價(jià)為天然甜味劑。2）酸味肽 酸味肽的共同特點(diǎn)是由谷氨酸或天門冬氨酸這 2 種酸性氨基酸與其他氨基酸形成寡肽或多肽。酸性肽一般與酸味劑和Umami 風(fēng)味劑有關(guān)。具典型Umami 風(fēng)味的肽是來(lái)源于牛肉浸出膏的美味肽, 其它Umami 風(fēng)味的肽包括魚蛋白來(lái)源的Glu-Glu, Ser- Glu- Glu, Glu- Ser,Thr- Glu,Glu-Asp 和A

9、sp- Glu- Ser。具酸味劑作用的肽有Gly- Asp, Gly- Asp- Gly, Ala- Glu, Ala- Glu- Ala,Val- Glu- Val 和Glu- Leu 等。3）苦味肽 苦味肽已從發(fā)酵食品如奶酪、可可、米酒和蛋白水解產(chǎn)物中分離得到，并是這些食物的基本成味物質(zhì)。苦味是啤酒、咖啡、果汁和奶酪等食品的一個(gè)重要口感組分。對(duì)于飼料而言，應(yīng)盡量掩蓋苦味，增加飼料的適口性。堿性二肽如鳥(niǎo)氨酸-丙氨酸（ornithne-Ala）呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的苦味，谷氨酸低聚物常常被用作很多食品的苦味包裝成分。Minamiura等（1972）從酪蛋白的酶解產(chǎn)物中分離出苦味肽BPIa和BPIac來(lái)

10、源于大豆蛋白的肽有Gly- Leu, Phe-Leu, Leu- Phe, Leu- Lys, Arg- Leu 和Arg-Leu- Leu；來(lái)源于奶酪的有Lys- Pro, Phe-Pro, Val- Pro, Leu- Pro 和Glu- Val- Leu-Asn；來(lái)源于酪蛋白的有Gly- Pro- Phe- Pro- Ile- Val 和Pro- Val- Leu - Gly- Pro-Val。4） 咸味肽 咸味肽主要是堿性肽 , 這類肽顯示很強(qiáng)的咸味, 如Orn- Tau. HCl, Lys- Tau. HCl, Orn-Gly. HCl 和Lys- Gly. HCl 等, 某些堿性二

11、肽如鳥(niǎo)氨酰牛磺酸-氫氯化物、鳥(niǎo)氨?；?丙氨酸（OBA）-氫氯化物表現(xiàn)出強(qiáng)烈的咸味，有時(shí)伴隨著Umami風(fēng)味。但研究發(fā)現(xiàn)，肽類在缺少氯化氫條件下是無(wú)咸味的。其可發(fā)展成為高鈉調(diào)味品的替代品。5）增強(qiáng)風(fēng)味肽緩沖肽利用它們的緩沖作用可起到增強(qiáng)風(fēng)味的作用，與酵母浸出物相關(guān)的烤肉和乳酪樣香料的香味多歸因于短的風(fēng)味肽。某些二肽如Gly-Leu、Pro-Glu和Val-Glu可利用它們的緩沖作用起到增強(qiáng)飼料甜度、改善飼料適口性的作用。6）苦味掩蓋肽 短鏈谷氨酸多肽則可有效掩蓋苦味。Curculin和Miraculin可掩蓋酸味并使酸味轉(zhuǎn)變?yōu)樘鹞丁Ｊ歉哜c調(diào)味劑的替代品。 另外, 肽也可作為食品的風(fēng)味和香味化合物

12、的前體。因此，我們可以設(shè)計(jì)出不同的肽段，通過(guò)模仿、掩蓋或加強(qiáng)味覺(jué)來(lái)改善飼料的適口性。6 生理調(diào)節(jié)作用研究表明,可以從牛乳、魚、大豆和谷物蛋白酶水解產(chǎn)物中分離出包括內(nèi)源類鴉片物質(zhì)、內(nèi)啡肽等其它調(diào)控肽,如生長(zhǎng)激素抑制因子和促甲狀腺激素釋放激素。它們能夠作為激素和神經(jīng)遞質(zhì)與體內(nèi)的、-受體相互作用,可起到鎮(zhèn)痛、調(diào)節(jié)呼吸和體溫等功能。類嗎啡活性肽具有類嗎啡受體配體活性,能與機(jī)體內(nèi)的類嗎啡受體結(jié)合,具有止痛、止瀉、抑制胃腸蠕動(dòng)、增強(qiáng)機(jī)體對(duì)氨基酸和其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收功能。研究表明,生物活性肽在促進(jìn)動(dòng)物的胃腸道發(fā)育和成熟,提高胃腸道的消化和吸收功能,促進(jìn)蛋白質(zhì)合成與肌肉生長(zhǎng),增強(qiáng)機(jī)體免疫力等方面均發(fā)揮顯著的作

13、用。阿片肽在攝食調(diào)節(jié)中起重要作用。乳蛋白等在消化道中，經(jīng)過(guò)酶解產(chǎn)生多種生物活性肽，其中包括乳源活性肽-酪蛋白源阿片肽-酪啡肽。這些肽可通過(guò)結(jié)合與特定的阿片受體上來(lái)調(diào)控胃腸動(dòng)力、消化吸收、攝食、及內(nèi)分泌機(jī)能。外源阿片肽能迅速升高動(dòng)物膳后胰島素和生長(zhǎng)抑素，降低血糖濃度，使LH興奮，從而使攝食增加。應(yīng)用外源性阿片肽或其受體激動(dòng)劑，可使動(dòng)物攝食增加。阿片肽主要促進(jìn)蛋白和脂肪的攝入量，并與劑量有明顯的依賴關(guān)系。外源阿片肽影響胃腸運(yùn)動(dòng)及消化吸收。動(dòng)物的中樞或肌間神經(jīng)叢和平滑肌上分布有阿片肽受體。阿片肽可通過(guò)中樞阿片受體或直接作用于胃腸神經(jīng)叢的腦啡肽能神經(jīng)元，實(shí)現(xiàn)對(duì)胃腸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)過(guò)程。-酪啡肽可延遲胃排空及抑制消化物在小腸中的推進(jìn)。利用外源阿片肽抑制消化物在小腸中推進(jìn)的特點(diǎn)，如將其應(yīng)用于動(dòng)物中