蛋白及肽营养研究.ppt

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1、第三章蛋白质及小肽营养研究,第一节 动物蛋白质营养研究概况 蛋白质在动物营养中具有不可取代的重要作用,是当前动物营养学研究的热点之一。一、蛋白质对动物生产性能的影响 在猪，李德发等研究了低蛋白日粮补充Lys、Thr和Trp对生长猪的影响。发现低蛋白日粮中补充Thr可改善生产性能，单纯补充Trp无效。董国忠等用低蛋白（18.4%）日粮饲喂早期断奶仔猪，发现补充氨基酸使氨基酸平衡，可以降低仔猪腹泻、尿氮排出量和血浆氮含量，仔猪生长速度与高蛋白组相当。侯永青等证实日粮高蛋白水平（20%）可引起25日龄仔猪小肠绒毛变短和陷窝加深，最终导致断奶后腹泻的增加。朱晓平等证实在断奶仔猪日粮中添加部分大豆浓缩蛋

2、白（HP300）作为蛋白源可显著改善日增重和饲料转化效率，同时，添加HP300具有提高DM、CP和氨基酸回肠末端消化率和提高蛋白质利用率的效果。程伟文等证实血浆蛋白粉与血球蛋白粉的添加，降低了断奶仔猪日粮中常规蛋白源用量，提高了断奶仔猪的生长性能。王记海等指出喷雾干燥血浆蛋白含有多种功能性蛋白质，如白蛋白、球蛋白、营养结合蛋白和生长因子，可防止乳猪断奶后的生长停滞和腹泻，血浆蛋白中免疫球蛋白可增强猪健康，改善饲料效率，提高日增重。,在反刍动物，由于蛋白质在瘤胃极易降解,研究比较困难.田玮等指出羊毛主要由角蛋白构成，蛋白质营养特别是含硫氨基酸对羊毛的生长至关重要。在低营养水平下,真蛋白不仅能为羊

3、毛生长提供必要的含硫氨基酸和其它氨基酸，而且也可能有助于绵羊生理的正常调控。Mata-G等研究报道，随着饲料中Met含量的增加，羊毛产量、纤维直径和羊的活重均增加。在禽类，顾宪红等指出低蛋白日粮不仅可节约蛋白质、提高蛋白质利用效率、降低饲料成本，还可使鸡粪中的含氮物质大幅度下降，减轻环境污染。相反，日粮蛋白水平提高引起DM、氮排出量显著上升，粗蛋白代谢率显著下降，生产水平难以大幅度提高。他们指出日粮蛋白质水平降低2个百分点，在添加一定量的合成氨基酸完全可以代替蛋白质水平不降低的日粮，使鸡的生产性能保持在较高水平。研究表明,在允许范围内,低能低蛋白组鸡的肉质优于高能高蛋白组.饲料蛋白质水平影响肉

4、鸡腹脂沉积因而影响肉质，腹脂随饲粮粗蛋白水平的升高而降低饲粮中的粗蛋白水平也显著影响蛋品质量，产蛋后期适当降低粗蛋白水平可使蛋重减轻，蛋壳厚度相对提高,在水生动物，蛋白质更是不可或缺的营养素新加坡人对尼罗罗非鱼亲鱼的研究发现，投喂不同饲料的雄亲鱼对卵和幼苗的质量影响很小，而投喂粗蛋白含量为20%饲料的雌亲鱼所产卵的孵化率和正常幼苗比率均低于粗蛋白含量为35%的对照组，在粗蛋白含量为10%的实验组均未受精，显示了蛋白质对鱼类繁殖的重大影响董云伟等研究表明，不同蛋白质水平对罗氏沼虾的特殊生长率和淀粉酶的比活性无显著影响，但显著影响类胰蛋白酶和胃蛋白酶的比活性。在同一蛋白质水平下，淀粉酶的比活性最高

5、，其次为类胰蛋白酶和胃蛋白酶。随饲料蛋白质水平的提高，三种消化酶比活性也呈逐渐上升的趋势，而淀粉酶与类胰蛋白酶比活性的比值逐渐下降，表明该虾消化酶活性对饲料蛋白质含量有适应反应 动物体蛋白质生长率和蛋白质合成速率随日粮蛋白质水平的提高而增加，器官组织的蛋白质代谢也受到日粮蛋白质水平的影响如虹鳟白肌和肝脏的生长率随日粮蛋白质水平的降低而减少,二、动物对蛋白质的需求特点 各种动物对蛋白质的需求都有各自的特点畜禽与水生动物的差异就很大。不仅如此，动物的年龄、大小、生理状态、养殖方式及饲料的能量蛋白比等，对动物的蛋白质需求量也会产生影响。在满足EAA需要的前提下，1020kg断奶仔猪生长所需的饲料CP

6、水平为18%。Mahan等报道，妊娠母猪饲喂含16%蛋白的日粮并增加采食量可增加初产母猪所产仔猪的初生重和断奶重；而King等研究表明，若以达到最大秘乳性能为标准，日粮蛋白质水平为13.3%16.5%。表明猪在不同生理阶段对蛋白质需求有差异。陈靖华等通过试验得到乌骨鸡育成阶段三个不同时期对蛋白质适宜需求参数为：46周龄适宜蛋白质水平为19%（ME：12.30MJ/kg），714周龄为17%（ME：11.95MJ/kg），1525周龄再次降为13%（ME：11.59MJ/kg）。,饲料蛋白质在瘤胃通常被快速降解，优质蛋白质更是如此，而且大多数饲料蛋白质的消化过程中水解产生的寡肽占总氨基酸比例较大

7、。研究表明，瘤胃消化过程中产生的肽的量可占蛋白质、肽、氨基酸总和的80%。日粮蛋白质的特性对瘤胃内容物中肽的形成数量和比例有重要影响，加工、贮藏条件也是影响蛋白质消化过程中肽释放量与必需氨基酸比例的重要因素。看来,反刍动物不必饲以大量优质蛋白,否则需给以保护.鱼虾类对蛋白质的需要量比较高，约为哺乳类和鸟类的2倍。由于鱼类对糖类的利用能力低，因此蛋白质和脂肪是鱼类能量的主要来源.研究表明,鱼类标准代谢率几乎完全是由于氨基酸分解代谢提供的能量.养殖的鲑鳟鱼类,能量代谢中约40%以上的能量来源于氨基酸分解代谢.很多鱼类能够忍受长期饥饿(可达三个月以上),主要靠体蛋白分解代谢来维持.,水生动物对蛋白质

8、的需要量包含两种意义，即维持需要量和获得最大生长所需的最低蛋白质量。养殖生产中通常只考虑后者。而水生生物的种类、食性、年龄、个体大小、水温、盐度以及养殖方式等，对蛋白质的需求量均会产生影响。在鱼类，一般按鱼苗、鱼种、成鱼三个阶段分别确定蛋白质需要量(呈递减趋势)。近四十年来，在研究蛋白质营养参数过程中，理想蛋白质（IP）的概念被逐步接受并进行了大量研究，IP的实质是各种氨基酸平衡最佳状态下的蛋白质.目前，动物蛋白质研究，理论上已经从经典的CP和总氨基酸营养向可利用总氨基酸营养、小肽营养及理想蛋白质模式（IPP）方向发展，生产上也将以可消化氨基酸和IPP为基础配制日粮，并以结晶氨基酸添加剂使用新

9、技术取代常规技术，理想蛋白质模式的建立和完善具有重要理论价值和实践意义。,三、蛋白质与其它营养素相互关系的研究1.氨基酸的作用 改善日粮氨基酸平衡的一个简单方法是用纯化的合成氨基酸取代部分标准蛋白源。有文献表明，通过补充合成氨基酸可节约2%4%的日粮蛋白而不降低畜禽增重和饲料转化率。研究发现，从36日龄至63日龄，肉鸡分别饲喂补充蛋氨酸和赖氨酸的14.4%蛋白质含量的日粮和18.1%的蛋白质水平的日粮，结果鸡的生长和饲料效率相同。水产饲料中添加限制性氨基酸，能改善氨基酸的平衡程度，使饲料中氨基酸和蛋白质具有最高的营养价值，提高饲料蛋白质的消化利用率，如在饲料中添加一定的赖氨酸和蛋氨酸后，可降低

10、饲料中粗蛋白含量2%以上，且不影响饲养效果。因此，人们把赖氨酸、蛋氨酸称为蛋白质饲料的强化剂，并能提高水生动物的抗病、耐低氧和抗应激能力。Leu、Arg、Trp等氨基酸在蛋白质合成中起着重要作用,而谷氨酸、谷氨酰胺浓度与蛋白质合成还存在线形关系.同时，动物整体及组织的蛋白质降解也受到某些氨基酸的调控.抑制蛋白质水解的氨基酸有Leu Tyr.Glu Pro His Trp.Met等,这些氨基酸共同对蛋白质自溶降解发挥抑制作用。,2.糖类的节约效应 碳水化合物是廉价易得的能源物质，在饲料中添加适量的碳水化合物，可以减少蛋白质的能耗，从而提高经济效益。周嗣泉等分别在精制饲料、半精制饲料、实用饲料中添

11、加一定量的糖类物质，均提高了鳖的日增重和蛋白质效率，节约蛋白质15%以上.3.脂肪的应用效果 脂类含能是蛋白质和糖类的22.5倍，值得充分挖掘。周继术等将虹鳟饲料中的脂肪含量从10%提高到1520%，则蛋白质可由48%降到35%，而且还发现脂肪在18%而蛋白质在35%时，蛋白质效率、净蛋白质利用率最佳，并指出草鱼饲料添加1%亚油酸可改善草鱼相对生长率和蛋白质效率。付世建等研究表明，供以高脂肪低蛋白饲料组的南方鲇的特殊生长率和饲料转化率与低脂肪高蛋白组的鱼无显著差异，但南方鲇饲料脂肪对蛋白质有很大的节约效应。,4.酶 在大多数情况下，植酸酶的应用能提高动物对蛋白质的利用率，使粪中氮排泄量减少。植

12、酸酶与蛋白质形成复合物的可能性大小有差异，不同来源蛋白质与植酸酶形成络合物的能力不同，故植酸酶对蛋白质利用率的作用，与蛋白质的来源及日粮中氨基酸是否缺乏有关。刘晓辉指出，植酸酶的应用提高了蛋白质和矿物质利用率，使猪的生长性能得到改善，因此，科学合理地利用植酸酶，促进畜禽生产有很大的实际意义。周岩民等试验证明复合酶制剂可改善饲喂低蛋白饲粮蛋鸡的产蛋性能,该复合酶含有淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶。5.其它 高永利等研究证明添加肉毒碱可降低饲料蛋白质水平。冯健等验证了高碘日粮 可大幅度提高蛋品中碘的含量，且随日粮中碘含量的增高而明显上升，从而为缺碘人群补碘提供了一条思路。,四、影响蛋白质营养的外部因素1

13、.酸化剂 饲用酸化剂为一种可降低饲料在消化道中的pH值,为动物提供最适消化环境的新型添加剂,国内外已被广泛用于家畜和家禽.为弥补胃酸不足，改善早期断奶仔猪日粮蛋白质营养，人们在仔猪日粮或饮水中加入酸化剂,这在一定程度上可以克服早期断奶仔猪对植物蛋白质的消化不良，可节约动物性蛋白质制品的使用，特别符合我国国情。2.喹乙醇 试验显示，喹乙醇在不同时期和不同蛋白质水平下作用不一样，前期高蛋白水平下，喹乙醇对提高仔猪生产性能和降低腹泻的作用更加明显，后低蛋白水平下作用不大。3.中草药 在欧鳗饲料中添加后，对鲜肉中水分和脂肪分别降低了1.41%和0.5%，蛋白质和灰分分别提高了6.30%、4.80%和2

14、.03%，干物质中氨基酸含量比对照组提高了2.38%，且添加组比对照组增重明显，证实可提高欧鳗养殖效果。,4.甲醛 甲醛处理可降低蛋白质在瘤胃的降解率。朱新书等用0.7%甲醛（HCHO/CP）处理胡麻粕、棉籽粕、葵籽粕，对绵羊粗蛋白消化率无显著影响，但可显著增加绵羊体内氮沉积，降低瘤胃液的氨氮浓度，减少尿氮的排除量，提高可消化氮的利用率，从而提高绵羊对蛋白质饲料的利用率并提高增重率。5.蛋白质营养强化剂 硫酸钠中的硫元素（含20%以上）可刺激畜禽体内的代谢，其吸收率和生物学效价均高于其它硫酸盐。近年来，美、日、加、前苏联都广泛使用硫酸钠作为饲料蛋白质营养的强化剂，国内尚处于试验阶段。在畜禽日粮

15、中，特别是日粮蛋白质水平低、含硫氨基酸缺乏时，添加少量无机硫（硫酸钠0.2%0.5%）是有益处的。硫酸钠资源多，成本低，使用方便，连续使用无副作用，有推广前景。,6.抗营养因子 植物性饲料中存在一些抗营养作用的物质，它们表现为降低饲料中营养物质的利用率、动物的生长速度和健康水平。抗营养因子中，胰蛋白酶抑制剂、植物凝集素以及抗维生素等均为蛋白质，多酚类化合物、植酸、非淀粉多糖和皂苷等则为其它有机化合物。抗胰蛋白酶抑制剂引起蛋白质利用率下降有两方面的原因，一是可以和小肠液中胰蛋白酶结合，生成无活性的复合物导致蛋白质消化率和利用率下降，二是引起动物体内蛋白质内源性消耗。胰蛋白酶由于和胰蛋白酶抑制剂结

16、合并排出而减少，引起胰腺机能亢进，分泌更多的胰蛋白酶补充至肠道，导致部分氨基酸短缺和体内氨基酸代谢的不平衡，引起生长受阻或停滞。植物凝集素在消化道中干扰营养物质的消化和吸收过程；酚类化合物的酚基或其氧化产物醌基和氨基酸残基的活性基团（如Lys的-氨基、Cys的巯基）结合生成不溶性复合物，因而降低蛋白质的消化率；植酸和蛋白质碱性残基相结合抑制胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性，导致蛋白质利用率下降。,7.加工 饲料原料在膨化过程中，经受高温、高压、高剪切力的作用，蛋白质四级、三级分子结构断裂，有时二级结构也断裂，造成蛋白质可朔，有利于挤压成形，而蛋白质含量不会发生变化，且对氨基酸的稳定性与有效性影响不大；

17、在调质过程中，蛋白质同样受到热处理而变性，黏度增加，有利于颗粒成型，易被蛋白酶水解和动物的消化吸收。试验证明，饲料的蛋白质消化吸收率（DCP）随粉体粒度变细而提高。应用超细粉体技术将鱼粉、卤虫粉制成的不同粒度的纯天然蛋白粉，在肉仔鸡消化试验中有不同的DCP值。在30300目范围内，随蛋白质饲料粉体细度提高，DCP明显提高，以60100目为最佳粒度区。应用超细粉技术是提高蛋白饲料蛋白质消化率的一个途径。8.辐射 辐射也可影响蛋白质代谢。成年小鼠在照射后6d时体重显著减少。氮平衡试验中生长期小鼠500mGy组、成年期250mGy和500mGy剂量组的正氮平衡低于响应的对照组，照射500mGy使血红

18、蛋白和血清总蛋白有所下降，同时，血清非蛋白氮升高，但未达到统计学显著差别。,9.饲养管理 饲喂次数增加和运动均促进蛋白质的合成；禁食鼠的蛋白质耗竭机制表明，胃、小肠和结肠蛋白质合成速率的下降主要归因于蛋白质合成能力的降低。在禁食状态，鼠的糖皮质激素水平增高，除了促进蛋白质降解作用外，还抑制蛋白质合成。五、蛋白质营养的分析与评价1.蛋白质消化、测定方法 人们都希望快速、准确、安全、有效的分析测试各种饲料成分，对蛋白质的消化和测定方法也进行了很多探素。试验说明，采用重庆玻璃仪器厂生产的自动回流消化仪，可缩短消样时间，加快CP测定速度，节省测定成本，改善操作环境，且新的消样方法对样品测定的结果，与凯

19、氏定氮法有同样的准确性和稳定性，完全可替代凯氏定氮法。国标GB/T6432-94关于饲料CP测定中，以CuSO4和K2SO4作为混合催化剂。据有关资料介绍，由K2SO4和硒组成的混合催化剂与国标中的混合催化剂具有相同作用。对比试验表明，使用定氮催化剂与国标检验结果差异不显著，并具有消化时间短、反应彻底、消化后样液无色透明、没有干扰负反应发生、硫酸用量少等优点。,饲料中CP、总磷、钙等主要营养成分多采用国标法，取3个样品分别测定。符金华介绍的方法，只称取一个样品，采用双氧水作催化剂，用硫酸消化，消化液定容后分别测定CP、总磷、钙。这样避免了重复称样和样品的预处理，减轻了劳动强度，提高了工作效率，

20、且节约试剂费用和省电。何培金指出，上海嘉定纤检仪器厂生产的KDN-C型定氮仪是国内比较理想的CP快速测定仪。误差在国标规定的允许范围内，分析一个样品的时间为1.52.0h，而国标GB/T6432需46h.提高工作效率23倍，并将有害气体通过排气管从水中排出，有减轻空气污染的又一优点。,2.蛋白质评价体系 以不同喂养动物蛋白为参比，分析蛋白源的EAAI值，可以判定该蛋白源对该种动物的营养价值；以某喂养动物蛋白为参比，分析蛋白饲料的EAAI值，可以判定该优质蛋白是否掺杂；分析EAAI，可以发现所用饲料蛋白源对喂养动物的适宜程度。这是利用必需氨基酸指数评蛋白源。以可利用氨基酸评价饲料蛋白质营养价值的

21、理论基础：（1）近几十年来的研究表明，单胃动物蛋白质营养，其实质是氨基酸的营养；（2）饲料蛋白质营养价值除与动物种类有关外，也与其所含氨基酸的消化率即利用率有关；（3）饲料蛋白质中各种氨基酸的利用率受饲料的物理结构和化学性质的影响；（4）氨基酸利用率的可加性、重演性检验是一项十分重要工作。近40年来关于理想蛋白质的研究成果，为评定饲料蛋白质营养价值提供了一种参比蛋白，从而使根据饲料氨基酸分析数据及通过消化代谢试验法测得的相应氨基酸的可利用率，并通过一定的估测模型客观估计饲料蛋白质成为可能。这也是以可利用氨基酸为基础评定蛋白质营养价值的真正优势之所在。,康奈尔碳水化合物和净蛋白质体系（CNCPS

22、）是康奈尔科学家提出的牛用动态能量和蛋白质/氨基酸体系，核心是以小肠净吸收碳水化合物（NAC）和净吸收蛋白质（AP）或净吸收氨基酸（AAA）评价饲料能量和蛋白质营养价值。CNCPS是在吸收其它体系优点基础上发展起来的。与各国已提出的降解蛋白质或小肠可吸收蛋白质体系，以及与之配套使用的能量体系相比，CNCPS具有一些新特点，反映了最新成果。豆粕是理想的蛋白质饲料，丁丽敏等试验证明，蛋白质溶解度（PS）和考马斯亮蓝是评价不同加热程度豆粕的最佳指标，在评定过熟程度上，PS比脲酶活性可靠。另一试验对豆粕霉变过程中CP、蛋白质溶解度、脲酶活性进行测定和分析，结果表明，随着霉变程度的增加，豆粕的PS显著减

23、少，CP和脲酶活性指数变化不明显，由此认为，可用蛋白质溶解度评价发霉豆粕的品质。,第二节 小肽吸收机制及其营养作用的研究 经典营养学认为，动物采食的日粮蛋白质在消化道内经蛋白酶和肽酶的作用降解为小肽和游离氨基酸，游离氨基酸可被动物直接吸收利用，而小肽只有进一步降解成游离氨基酸才能被利用；理想蛋白质、可利用氨基酸等系列蛋白质营养理论就是在此基础上建立起来的。后来发现，动物对饲料中各种氨基酸的利用程度并不完全受单一限制性氨基酸水平影响，也不完全遵循“木桶理论”，而且，即使喂给动物按理想氨基酸模型配制的混合日粮或低蛋白平衡日粮，也不能获得最佳生产成绩。因而，有学者提出了完整蛋白质或其降解产生的小肽也

24、能被动物直接吸收的观点，这样小肽营养研究才开始受到重视。随后的研究表明，蛋白质在消化道的降解产物大部分是小肽（主要是二肽和三肽），它们以完整形式被吸收进入循环系统而被组织利用。近年来，编码小肽吸收转运载体活性蛋白的基因已被克隆，小肽吸收机制、营养作用、生理活性等方面的研究取得了很大进展。,一、小肽的吸收与代谢1.单胃动物小肽的吸收机制及特点 游离氨基酸在动物体内存在中性、碱性、酸性氨基酸和亚氨基酸种主动转运系统，逆浓度梯度转运是通过Na+泵或非Na+泵转运体系进行。与游离氨基酸不同，小肽在动物体内可能有以下种转运机制：（1）具有依赖性的H+Na+交换转运体系，不消耗三磷酸腺苷（ATP）。经研究

25、认为，小肽转运的动力来自质子的电化学梯度，质子向细胞内转运的动力驱使小肽向细胞内运动，小肽从而以易化扩散的形式进入细胞，引起细胞的值下降，Na+H+通道被活化，H+被释放出细胞，细胞的值得以恢复到原始水平。当缺少H+梯度时，依靠膜外的废物浓度进行；当存在细胞外高内低的H+浓度，则以逆底物的生电共转运进行。（）依赖H+或Na2+”浓度的主动转运过程，需要消耗，但它完全不同于肠细胞对游离氨基酸的主动转运，是一个独立的过程。这种转运方式在缺氧或存在代谢抑制剂时被抑制。（）谷胱甘肽（）转运系统。在细胞内具有重要的抗氧化功能，因而转运系统可能具备独特的生理意义。但其机制目前并不十分清楚。Vincerzi

26、ni认为，的跨膜转运系统与Na+、K+、Li+、Na2+、+的浓度梯度有关，而与H+的浓度无关。,小肽的吸收具有耗能低、转运速度快、载体不易饱和等优点；而游离氨基酸吸收慢，载体易饱和，吸收时耗能大。有学者认为，肽载体吸收能力可能高于各种氨基酸载体吸收能力的总和。而对猪、鸡等动物的十二指肠小肽混合物灌注实验表明，小肽混合物的吸收率明显高于氨基酸混合物。小肽中氨基酸残基被迅速吸收的原因，除了肽吸收机制本身外，可能是肽本身对氨基酸或其残基的吸收具有促进作用。据Bamba等的报道，以小肽为底物使肠胜刷状缘膜囊（）的氨基肽酶活性和氨基酸载体的活性与数目有所增加。Brandsch的研究结果也表明，存在于空

27、肠中的酵蛋白水解物（酪内啡肽）能使一亮氨酸进入肠细胞的动力学常数增大、另外，由于肽载体的存在减少了单个氨基酸在吸收上的竞争，从而降低了氨基酸之间的拮抗作用，也可能是小肽高吸收的原因。,2.反刍动物对小肽的吸收与代谢 与单胃动物不同，反刍动物对小肽的吸收可分为肠系膜系统和非肠系膜系统。由空肠、结肠、回肠、盲肠吸收的小肽进入肠系膜系统，而由瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃和十二指肠吸收的小肽则进入非肠系膜系统。Dirienzo经试验发现，羊、牛经肠系膜系统吸收的小肽分别为52.01，49.48/；而经非肠系膜系统吸收的小肽则分别为308.40，427.74/。可见，非肠系膜系统是反刍动物吸收小肽的主要途径。

28、在研究离体瘤胃上皮细胞和瓣胃上皮细胞对小肽的吸收情况时发现，瘤胃上皮细胞和瓣胃上皮细胞对小肽的吸收是不饱和的被动吸收过程，瓣胃上皮细胞吸收小肽的能力要强于瘤胃上皮细胞。因此反刍动物吸收的主要部位是瓣胃，其次是瘤胃等其他非肠系膜和肠系膜组织。等研究羊瓣胃吸收机制的结果也表明，其转运也是由载体介导，依赖H+的浓度梯度进行的。,二、小肽的营养功能 1.促进氨基酸的吸收，提高蛋白质的沉积率 小肽与游离氨基酸具有相互独立的吸收机制，二者互不干扰。这有助于减轻由于游离氨基酸相互竞争共同吸收位点而产生的拮抗作用，从而促进氨基酸吸收，加快蛋白质合成。研究发现，日粮蛋白质完全以小肽的形式供给鸡，赖氨酸的吸收速度

29、不再受精氨酸影响。当以小肽形式作为氮源时，整体蛋白质沉积高于相应游离氨基酸日粮或完整蛋白日粮。灌注酪蛋白-小肽时，雏鸡组织蛋白质合成率显著高于相应混合物组。另外，有的研究认为，肌肉蛋白质合成率与动静脉氨基酸差存在相关性，在吸收状态下，其差值越大，蛋白质合成率高。由于小肽吸收迅速。吸收峰高，能快速提高动静脉氨基酸差值，从而提高整体蛋白质合成。2.促进矿物质元素的吸收利用 研究表明，酪蛋白水解产物中，有一类含有可与钙离子、铁离子结合的磷酸化丝氨酸残基，能够提高它们溶解性。肉类水解产物中的肽类能使铁离子的可溶性、吸收率提高。在蛋鸡日粮中添加小肽制品后，血浆中铁离子、锌离子含量显著高于对照组，蛋壳强度

30、提高。另外有实验表明，母猪饲喂小肽铁后，母猪奶和仔猪血液中有较高的铁含量，而有机铁却无能为力。以上这些事实说明，小肽能促进矿物质元素的吸收和利用。,3.促进瘤胃微生物对营养物质的利用 饲料蛋白质进入瘤胃后，大部分迅速分解成肽以后被微生物利用。瘤胃微生物蛋白合成所需的氮，大约有来源于肽和氨基酸，肽是瘤胃微生物合成蛋白的重要底物。肽对瘤胃生长的生效应是加快微生物的繁殖速度，缩短细胞分裂周期，特别是小肽能刺激发酵糖和淀粉的微生物生长。据报道，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。而用混合瘤胃微生物体外培养的方法研究了肽和氯化按对不同结构碳水化合物发酵和微生物合成

31、的影响，结果表明：肽能促进非结构性碳水化合物初期产气量、结构性碳水化合物后期发酵产气量以及总挥发性脂肪酸（）的生成量，并能显著提高纤维素和农作物秸秆组的微生物合成量，即提高瘤胃微生物对粗饲料的利用程度。又发现奶牛瘤胃液内肽不足是限制瘤胃微生物生长的主要因素。另一些研究者也发现肽是瘤胃微生物达到了最大生长效率的关键因子。,4.提高动物生产性能 在生长猪日粮中添加少量肽，能显著地提高猪的日增重、蛋白质利用率和饲料转化率。在断奶仔猪中添加小肽制品，能极显著地提高日增重和饲料转化率（分别为7.858.85,10.0611.06）。另有报道表明：在蛋鸡基础日粮中添加肽制品后，其产蛋量和饲料转化率显著提高

32、，蛋壳强度也有提高的趋势；在肉仔鹤鹞饲粮中添加小肽制品，有明显的促生长作用，肉仔鹌鹤的增重和饲料报酬均有明显的提高；对黑白花奶牛饲喂小肽制品，其吸收的谷胱甘肽在乳腺中降解为甘氨酸（Gly）、半跳氨酸（Cys），可作为乳蛋白会成的原料，促进乳蛋白合成；用小肽代替海鲈鱼日粮中的部分蛋白质后，鱼苗的生长速度和存活率提高；胰凝乳酶和-谷氨酸氨转氨酶的活性提高，氨肽酶的活性降低，小肠消化功能发育提高；在虾苗中添加小肽，能促进采食，增加生长速度及菌体的长度。小肽能够提高动物生产性能，其原因可能与肽链的结构及氨基酸残基序列有关，某些具有特殊生理活性的小肽能够参与机体生理活动和代谢调节，也可能是小肽提高动物生

33、产性能的原因。,5.其他 据报道，小肽能阻碍脂肪的吸收，并能促进“脂质代谢”，因此，在保证摄入足够量的肽的基础上，将其他能量组分减至最低，可达到减肥的目的，而且可以避免其他减肥方法（如限食加运动）的负面效果（如肌肉组织丧失，体质下降）。另外，体内小肽可促进葡萄糖的转运且不增加肠组织的氧消耗。还有一些研究发现，酪蛋白水解的某些肽能促进大鼠促胆囊收缩素（CCK）的分泌，鸡蛋蛋白中提取的某些肽能促进细胞的生长和脱氧核糖核酸（DNA）的合成。,三、肽的生理活性作用 近年来，研究表明这些肽不仅能够为动物提供氨基酸，而且很多还具有生理活性。作为生理调节物，它们可直接作为神经递质或间接刺激肠道受体激素或酶的

34、分泌而发挥生理作用。在动物日粮蛋白质活性作用的研究中，人们对乳蛋白的研究最为深入。目前已从不同乳蛋白的降解产物中分离出多种具有活性的肽，它们的主要生理活性作用如下。1.具有阿片肽活性 调节机体生理功能肽类是神经系统的重要活性物质，这些肽类很多是寡肽。研究证明，许多很普通蛋白质在消化酶的作用下，可分解产生活性肽。Zi-oudrou等研究发现-酪蛋白在胃肠道消化酶的作用下，降解产生含有710个氨基酸残基的酪啡肽，这种肽的氨基酸排列顺序与内源阿片肽的N-末端序列相似。Meisel等从饲喂牛酪蛋白的猪空肠食糜中分离到一种肽，为-酪蛋白的59一70氨基酸残基片段：TyrProPheProGlyProIl

35、eProAsnSerLeu，它在阿片肽受体分析中显示出很高的亲和性。这种肽可直接作用于消化道中的阿片肽受体，以影响胃肠道的运动或者作为胃肠道激素的外源性调节剂；也可能在小肠刷状缘降解成更小的疏水性阿片肽，穿过肠粘膜进入外周血液，再通过血脑屏障与脑中的阿片肽受体结合，发挥镇痛、睡眠诱导、呼吸抑制、减缓心跳、降低血压等功能。后来的研究发现，从酪蛋白水解产物中纯化出的六肽TryProPhe一ProGlyPro和四肽TyrProPhePro也具有阿片肽活性。,2.抗氧化活性小肽 典型的例子就是肌肽。肌肽是大量存在于动物肌肉的一种天然二肽。肌肽可在体外抑制被铁、血红蛋白、脂质氧化酶和单态氧催化的脂质氧化

36、作用，也有人曾把它作为贮存熟肉的一种氧化型酸政抑制剂。另外有人在香菇、马铃薯、蜂蜜等食物中证明有若干可抑制多酚氧化酶（PPO）的低分子小肽，除了抑制PPO外，这些肽尚可以通过与PPO催化的醌式产物反应而减少食物褐变（焦化反应），从而防止聚合氧化产物的产生。已知某些肽和蛋白质水解物可以起着重金属清道夫和过氧化氢分解促进剂的作用，因而可以降低自氧化速率和减少脂肪过氧化氢含量，从而发挥其抗氧化作用。,3.参与机体的免疫调节，提高其免疫机能 蛋白质尤其是乳源蛋白降解产生的肽在机体的免疫调节中发挥着重要作用。Parker等从酪蛋白的胰蛋白酶一糜蛋白酶降解产物中分离得到免疫刺激肽，这两种肽能激活巨噬细胞的

37、吞噬功能。这两种分别是人-酪蛋白的 5459氨基酸残基构成的六肽Val-Glu-Pro-Ile-Pro-Tyr以及6062残基构成的三肽：Gly-Phe-Leu。这两种肽在很低的浓度下（0.1mol/L），就能激活鼠腹膜巨噬细胞对绵羊红细胞的吞噬作用。人们从牛乳酪蛋白中分离到两种免疫刺激肽：即三肽Leu-Leu-Trp和六肽Thr-Thr-Met-pro-Leu-Trp，二者分别是-酪蛋白191-193残基和sl-酪蛋白的C端构成的肽段，也能刺激巨噬细胞的作用。缓激肽能刺激巨噬细胞生长，促进淋巴细胞转移和增加淋巴因子分泌，而血管紧张素-转化酶（ACE）会使缓激肽失活。酪蛋白降解产生的某些肽段能

38、够降低ACE活性，从而减弱其对缓激肽活性抑制作用，使缓激脏活性升高，提高机体的免疫机能。Julius等发现牛初乳乳清中的一段富含脯氨酸的肽段也有免疫调节作用，它能够促进B淋巴细胞的生长和分化。,4.降低血压的功能 肾素-血管紧张素系统是机体进行血压调节的重要途径。通常，肾素作用于血管紧张素原，释放出无活性的血管紧张素-，然后在血管紧张素-转化酶（ACE）作用下转化成有活性的血管紧张素-，从而提高血压。Maruyama等报道牛sl-酪蛋白的2324，2327和194199氨基酸残基以及-酪蛋白降解177183氨基酸等四个寡肽片段能够抑制血管紧张素-转化酶的活性，并可能提高经激肽的水平，从而使血压

39、下降。Kohmura等研究发现，人-酪蛋白的3952氨基酸残基和-酪蛋白的6165氨基酸残基组成的肽段具有明显的降压功能。5.抗凝血作用 凝血与凝乳是机体内两种十分重要的凝集过程，两者具有很大的相似性。Jolls等发现在凝乳酶的作用下，牛-酪蛋白降解产生的106 116氨基酸残基构成的肽段：Met-Ala-Ile-Pro-Lys-Lys-Asn-Gln-Asp-Lys，其活性高于人的血浆纤维蛋白原-链碳端的十二肽：His-His-Leu-Gly-Gly-Ala-Lys-Gln-Gly-Asp-Val,具有抑制ADP诱导的血小板凝集及其与血浆纤维蛋白原结合的作用。Mazoyer等发现，人乳运铁蛋

40、白的 3942氨基酸残基构成的四肽：Lys-Arg-Asp-ser（KRDS）能抑制ADP诱导的血小板凝集反应，其平均抑制浓度为350mol/L。在其浓度达 75mol/L时则可抑制正常血小板凝血酶诱导的五羟色胺释放。用小鼠和豚鼠进行的试验也发现KRDS能抑制AKP诱导的血小板凝集反应。,6.肽的其他生理活性作用 Azuma等将人乳中提取的-酪蛋白分离纯化，再用胰蛋白酶进行降解，并用HPLC对将降解的肽段分开，然后用这些肽段分别进行试验，结果发现-酪蛋白的l18氨基酸残基构成的肽段和105IO7氨基酸残基构成的肽段能够刺激BALBB/c3T3细胞DNA的合成，并促进了细胞的增殖。Stan等报道

41、，酪蛋白降解产生的-酯蛋白糖肽能抑制鼠胃酸和胃泌素的分泌，从而降低蛋白分解酶活性。Fiat等指出，初乳一酪蛋白的碳端六肽可抑制乳凝酶的活性。还有研究发现，牛sl一酪蛋白的l23氨基酸残基构成的肽段具有抗菌活性。,四、影响小肽释放、吸收、利用的因素 1.小肽本身的理化性质 小肽的吸收与其理化性质有一定关系。随着氨基酸含量的增加，小肽的吸收速率会显著下降。一般认为，二肽、三肽能被完整地吸收，而大于三肽的寡肽（）能否被完整吸收尚存在争议。小肽氨基酸残基的构型也是小肽转运的决定因素之一，当赖氨酸位于端与组氨酸构成二肽时，要比它位于端时吸收快；而当它在端与谷氨酸构成二肽时，其吸收速度更为迅速。具疏水性，

42、侧链体积大的氨基酸，如支链氨基酸、蛋氨酸（）或苯环氨基酸构成的肽，与载体具有较高的亲和力，因而比较容易吸收；而具亲水性、带电荷的小肽与载体亲和力较小，则较难被吸收。2.日粮蛋白质的含量与品质 饲喂高蛋白质含量饲料时，动物肠道刚状绿肽酶的活性增加，饲喂低蛋白或去蛋白饲料时，肽酶的活性降低，肤的吸收也随之增加或降低。但对大鼠的研究发现，当饲喂去蛋白日粮后，大鼠空肠组织吸收 能力下降，而吸收一蛋氨酰一一蛋氨酸（）的能力上升。据报道，黑白花奶牛自粮豆粕含量为14.5，17.1，20.6时，其瘤胃吸收肽的量分别为，/。说明奶牛小肽吸收与日粮蛋白质含量有关。,在消化过程中，小肽形成的数量和比例与日粮蛋白质

43、的品质有关，氨基酸平衡的蛋白质为产生数量较多的小肽，而蛋白质则产生大量的游离氨基酸和少量分子量大的肽片段。Savion等对种动、植物（豆科、谷物）蛋白进行体外消化实验，在胃蛋白酶、胰蛋白酶的作用下，动物性蛋白质释出的肽与游离氨基酸的比例高，豆科蛋白次之，而谷物蛋白质的释放量最低。有研究也得到类似的结果：肽的释放量由大到小依次为酪蛋白、豆粉、蚕蛹、豆粕、豆饼、菜籽饼。玉米蛋白粉，即饲料蛋白质肽的释放量与有效赖氨酸呈正相关。又有研究发现，奶牛饲喂溶解性好的鱼粉或经过挤喷处理的豆粉时，其瘤胃肽的吸收率较未经过处理的豆粉低。这可能与反刍动物的消化道内环境和吸收机制有关。,3.日粮采食水平 经研究得出，

44、长期对大鼠限制采食（的自由采食量），使肠组织吸收一蛋氨酸及一蛋氨酸一一蛋氨酸的能力上升。但在仓鼠的研究中却得出相反的结论，限制采食后，肽的吸收水平下降。对人的研究发现，限制饮食时，肽酶活性下降；恢复饮食时，肽酶活性逐渐回升。4.加工、储藏条件 加工、储藏条件是影响蛋白质消化过程中小肽释放的重要条件。蒸制加工后的肉品的小肽释放量少，而冷冻干燥或鲜肉则释放较多的小肽。Swavsgood等则指出，经过加热长期存放的豆粕，肽的释放量仅为有效赖氨酸(Lys）含量高的新鲜豆粕的，其原因可能是发生了美拉德反应而使Lys残基与其相邻的氨基酸残基之间的肽键难以断裂，从而影响蛋白质的消化率。,5.其他因素 小肽载

45、体的性质，动物所处的生理状态均对小肽的吸收有一定影响。对于反刍动物而言，保护剂(如乙酸钠，离子载体等）的添加，有助于提高瘤胃肽的保护率和氮的总体消化率。而小肽的吸收是否与动物的品种、生理阶段有关，还需进一步研究。小肽的营养必需性已被许多实验所证实，小肽比游离氨基酸在吸收率和利用率上的优势也逐渐被人们认可。进一步加强小肽营养的理论研究，并着手开发和研制小肽制品并应用于动物生产实践，对于有效利用蛋白质，节约蛋白质资源。提高动物生产性能将大有裨益。,第三节 瘤胃微生物的肽营养研究 瘤胃是由细菌、真菌和原虫等组成的复杂多样而又独特的微生物生态系统。瘤胃微生物所需的养分主要来自饲料中的蛋白质和碳水化合物

46、。细菌、真菌和原虫都具有水解蛋白的能力，利用其降解产物（肽、氨基酸和氨）作为氮源维持其生长。瘤胃微生物的氮素营养研究大体经历了非蛋白氮利用研究、饲料蛋白质降解研究和肽营养研究三个阶段。Armstead等认为肽是瘤胃微生物蛋白质（MCP）合成重要底物，发现瘤胃微生物合成所需的氮大约有2/3来源于肽和氨基酸，肽或肽和氨基酸的混合物比单独以氨作为氮源更能促进瘤胃微生物的生长。Cruz等研究也发现肽用于瘤胃微生物生长有更高效率，这使肽营养研究成为瘤胃微生物氮素营养研究的新亮点。研究瘤胃微生物对肽的利用对于调控饲料蛋白在瘤胃降解，提高MCP的产量，改进瘤胃后可利用氨基酸的组成具有重要意义。,一、瘤胃微生

47、物对肽的代谢 1.瘤胃微生物对肽的降解和吸收 瘤胃内有200多种细菌，其中20多种细菌的浓度为107-1010个/ml瘤胃浓度，浓度大于107个/ml瘤胃液的为主要菌种。原虫种类超过20种，浓度约为106个/ml瘤胃液。与细菌相比，有关原虫和真菌的代谢、生理研究还很少。Wallace等认为瘤胃内肽的水解是类似二肽酶作用机制，肽酶主要由细菌分泌。肽酶以外切酶为主，从肽链的N端开始，具有专一性。细菌通过二肽酶机制对较大分子量（3个氨基酸残基以上）的多肽进行水解。Wallace等研究了瘤胃内14种29个品系的细菌肽酶的活性，认为栖瘤胃拟杆菌（Ba.ruminicola）是瘤胃内肽水解的最主要菌种，同

48、时发现牛链球菌（Str.bovis）具有较高的亮-精酰胺酶（leu-argamidase）的活性。当瘤胃内以栖瘤胃拟杆菌为主要菌种时，多肽经其分泌的二肽基肽酶水解作用，从多肽的N末端释放二肽或三肽而非游离的氨基酸。当牛链球菌占优势时，由于其亮氨酸氨基肽酶的作用，多肽可直接产生氨基酸。,在瘤胃内，细菌产生的二肽酶或三肽酶以细菌细胞质内活性最高，由二肽基肽酶水解产生二肽或三肽必需进入细菌细胞内才能得到很好利用。因此，在肽吸收过程中肽往细胞内的运输起着极其重要的作用。二肽或三肽通过各自的细胞膜通道进入微生物体内，这种转运似乎不需要ATP，可能与矿物质的阳离子而非质子吸收偶联。进入胞内的二肽和三肽分别

49、经二肽酶和三肽酶水解为氨基酸而利用，二肽和三肽也可直接被用来合成菌体蛋白。然而，最具有意义是瘤胃液里有相当一部分较大分子的肽（大于3个氨基酸残基）被细菌直接吸收进入胞内，用于菌体蛋白的合成，而且瘤胃细菌对于大分子肽的摄取速度比对小分子肽和氨基酸的摄取速度快，使大分子肽更易于转化为菌体蛋白.除了细菌能有效利用肽以外，Hino等认为原虫对肽和氨基酸的吸收有限。但Wallace等发现原虫定居的动物亮-氨肽酶活性较高,并观察到原虫较细菌更活跃地摄取两个丙氨酸(Ala)残基构成的肽。原虫对二肽的积累和水解具有重要作用,其活性随着肽链长度的增加而降低。,2.影响肽降解和吸收的因素(1)肽分子量大小 研究结

50、果表明,大分子的肽的摄取比大多数氨基酸和小肽迅速得多且利用率更高，高分子肽更易于转化为菌体蛋白，细菌对低分子量的蛋白质降解产物(小分子的肽和氨基酸)发酵较快(转化为挥发性脂肪酸)。但是微生物吸收肽的最大长度与摄取速度最快的长度还没有定论。有报道表明，瘤胃微生物能摄取18个氨基酸残基的肽。与分子量小于1000的肽相比，分子量大于10000的肽更能促进以纤维素为底物的微生物的生长。但是也有研究发现当氨基酸残基大于3、大于4和大于7时，肽摄取速度下降。(2)肽的组成和性质Chen等认为氨基酸序列的性质较肽链的长度更重要。利用90%异丙基乙醇将酪蛋白酶降解物（Trypticase）分离成疏水性（醇溶）