生物活性肽的生理功能及其在畜牧生产中的应用

石河子大学动物科技学院 刘国花 张文举＊

浙江大学动物科学学院 谢正军

生物活性肽是对机体生命活动有裨益或具有生理作用的肽类，其具有免疫调节、抗菌、抗肿瘤等作用，而且，由于其本身是动物生理活性调节物，对环境无污染，可以替代某些抗生素和促生长剂，是一种安全高效的饲料添加剂。

1 生物活性肽的分类及来源

按来源生物活性肽可分为内源性和外源性。二者的活性中心序列相同或相似，在动物消化过程中被释放出来通过直接与肠道受体结合，参与机体的生理调节或被完整吸收进入循环，从而发挥功能。外源性生物活性肽多以特定的氨基酸序列片段存在于蛋白质中，按其原料来源可分成乳肽、大豆肽、玉米肽、蛋白肽、畜产肽和水产肽等，按功能不同大致可分为生理活性肽、调味肽、抗氧化肽和营养肽等。由于一些肽同时具有多种生理活性，因此实际上分类错综复杂，不容易分清。

生物活性肽分布很广，多来源于动植物体。内源性生物活性肽主要包括体内一些重要内分泌腺分泌的肽类激素如促生长激素释放激素（GHRH）、促甲状腺素（TSH）；由血液或组织中的蛋白质经专一的蛋白质水解酶作用而产生的组织激肽，如缓激肽、胰激肽；作为神经递质或神经活动调节因子的神经多肽；以及由昆虫、微生物、植物等生物体产生的抗菌肽。外源性生物活性肽直接或间接来源于动物蛋白质，如神经生长因子（NGF）等，牛乳酪蛋白等在动物胃肠道消化后可间接提供多种生物活性肽。此外，饲料在加工过程中也会产生（Hannu，2009）。

目前，生物活性肽来源最多的是牛奶（Quiros，2007；Pihlanto，2006）。 在实际生产中一般由以下方法获得：（1）酶水解产生，如用酶水解大豆或牛奶能产生生物活性肽（Korhonen，2006），丝绸工业副产物丝胶蛋白可以在蛋白酶P的作用下产生生物活性肽（Wu 等，2008）。FitzGerald 等（2004）研究显示，一些酶的组合亦可以产生生物活性肽，如碱性蛋白酶、糜蛋白酶、胰酶和嗜热菌蛋白酶的组合。（2）微生物发酵产生，牛奶可以在微生物发酵过程中产生生物活性肽，如乳酸菌蛋白水解系统能利用乳酸菌（LAB）发酵牛奶中的蛋白质特别是酪蛋白产生活性肽。（3）分离技术，膜分离技术可以分离产生一定分子质量的生物活性肽 （Korhonen 和 Pihlanto，2003）。

2 生物活性肽的生理功能及其在饲料中的应用

2.1 抗菌、杀菌 研究发现，生物活性肽具有抗菌抗病毒活性，并可以促进肠道内有益菌的生长，提高消化吸收功能，促进伤口愈合，对癌细胞和癌实体瘤有攻击作用而不破坏正常细胞（许玉澄等，1998）。Agerberth 等（1994）发现，PR-39 能明显抑制大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌和醋酸钙不动杆菌等4种革兰氏阴性菌，对芽孢杆菌和化脓链球菌也有抑制效果。抗菌肽抗菌是通过物理作用造成细胞膜穿孔而达到广谱抗菌的效果，一般无特殊的受体，所以抗菌肽的使用不容易使细菌产生抗性和交叉抗性（Robert和 Hancock，1998），因此，随着对其结构与活性关系及作用机制的深入研究，将生物活性肽作为抗生素替代品是可行的。

2.2 改善饲料风味，提高饲料适口性 饲料的风味及适口性直接影响畜禽的摄食量，进而影响畜禽的行为及生长，因此饲料的营养性与适口性应该兼顾。而生物活性肽可以改善饲料风味，提高饲料适口性，不同氨基酸序列的肽能够增进酸、甜、苦、咸4种味觉。因此可以有选择地向饲料中添加活性肽，以产生所需的风味。研究发现，大豆蛋白酶解物中存在多种食品感官肽。例如，天冬酰苯丙氨酸甲酯是一种二肽，也是一种强烈的甜味剂；鸟氨酸-B-丙氨酸是一种碱性二肽，也是一种强烈的苦味肽。另外，包括Gly-Leu、Pro-Glu和Val-Glu等在内的缓冲肽，是风味增强肽，可以利用它们的缓冲作用起到增强风味的作用。因此，可以设计出不同的肽段通过模仿、掩盖或加强味觉来改善饲料的适口性。

2.3 提高动物机体免疫、抗氧化功能 生物活性肽具有提高动物机体免疫和抗氧化的作用，如蛋白水解物中的免疫刺激肽、脾脏转移因子、胸腺肽都具有增强机体免疫力的作用。免疫肽主要有：（1）阿片肽，阿片肽类中内啡肽、脑啡肽、强啡肽等对免疫系统有重要的调节作用，有资料表明，阿片肽几乎可参与免疫应答的全部环节，而且活化的免疫细胞也可以合成并释放阿片肽参与免疫调节。（2）胸腺肽，胸腺肽是胸腺分泌的免疫活性物质，其作为一种免疫因子已应用于临床医学，在抗感染、免疫缺乏症的治疗上获得了可喜成果。（3）脾脏活性肽，脾脏转移因子也称脾脏活性肽（STF），是一种可透析的白细胞浸出物，是淋巴细胞释放的一种能转移致敏信息的物质。它能够特异地将供体的细胞免疫功能转移给受体，从而增强受体的免疫功能。（4）谷胱甘肽，谷胱甘肽是一种广泛存在于生物体内的非蛋白巯基化合物，分为还原型和氧化型。在生物体内大量存在并起主要作用的是还原型谷胱甘肽，它能有效地消除氧自由基，使肝细胞膜稳定性增加，保护肝细胞膜，促进肝脏酶的活性和肝脏的解毒与合成功能，还可促进铁的吸收及维持红细胞膜的完整性，维持DNA的生物合成、细胞的正常生长及细胞免疫。

2.4 营养作用 氨基酸对动物机体的正常发育具有不可替代的作用，与游离氨基酸相比，小肽转运系统具有速度快、耗能低、不易饱和等特点。此外，生物活性肽具有以下作用：（1）寡肽能迅速吸收，刺激胰岛素的分泌，将血液中的葡萄糖迅速转移到肝脏，参与肽链的延长，促进蛋白质的合成和肠道氨基酸或肽的转运。（2）促进矿物质的吸收，酪蛋白磷酸肽能促进矿物质元素的吸收利用。（3）提高动物生产性能，生物活性肽具有满足动物的营养需求，促进机体生长的功能。（4）寡肽能促进有益微生物生长，从而达到促进生长的作用。

3 生物活性肽在畜牧生产中的应用

3.1 猪 大量研究证明，适量添加生物活性肽不仅具有良好的抗菌效果，而且也有利于提高畜禽的生产性能和畜禽产品品质。武艳军等（2010）研究显示，在断奶仔猪日粮中添加0.5%小肽能显著提高其生产性能和免疫功能。张青青和杨在宾（2010）研究发现，在仔猪日粮中添加一定量的活性肽蛋白可以提高赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸的表观消化率。杜伟和王恬（2007）研究表明，胰岛素和酪蛋白酶解物可提高宫内发育迟缓（IUGR）仔猪肝脏的抗氧化功能，促进肝细胞的生长发育。

3.2 鸡 李丹等（2009）研究表明，日粮中添加大豆肽可提高白羽肉鸡的生产性能，改善白羽肉鸡的胴体品质，而且随大豆肽添加量的增加效果越明显。刘建胜等（2006）研究表明，大豆活性肽可以有效应用于肉仔鸡生产中，其最适添加量为0.6%，优于使用抗生素（黄霉素5 mg/kg）。张红芬等（2009）研究显示，肉仔鸡日粮中添加大豆发酵肽粉有提高肉仔鸡日增重和饲料转化率的趋势。除了大豆肽外，抗菌肽在养鸡中的应用效果也非常明显。王秀青等（2009）发现，基因工程抗菌肽CecmpinB可以增加雏鸡的平均日增重以及雏鸡发育早期的免疫器官重量，增强鸡的腹腔巨噬细胞吞噬功能。Fehlbaum等（2004）的研究结果表明，猪小肠抗菌肽可增加雏鸡小肠绒毛长度，使绒毛变圆变粗，表面凹沟增多，从而增加小肠的吸收面积。朱碧英等（2008）用虾蛋白肽饲喂蛋鸡后发现，酶解产物（EHP）可显著提高产蛋高峰期过后处于衰减期的鸡蛋的哈夫单位及产蛋率。

3.3 水产动物 生物活性肽在水产养殖上的研究主要集中于乳源性生物活性肽、抗菌肽和谷胱甘肽等。大量研究证明，生物活性肽能提高鱼的生产性能、免疫力和抗病力。黄沧海等（2009）研究发现，抗菌肽和黄霉素在促生长和抑制病原菌方面上具有类似的效果，高剂量的抗菌肽有利于提高罗非鱼的肥满度。徐奇友等（2010）研究发现，饵料中适量添加A1a-G1n可以提高哲罗鱼仔鱼肠道Gln和谷氨酸含量、消化酶活性和抗氧化能力。张余霞等（2009）用小肽替代部分鱼粉对异育银鲫的试验发现，小肽可以替代鱼粉且最佳替代水平为2% ～3%。

3.4 反刍动物 大量研究证明，日粮中添加小肽或水解物中含较多数量小肽的蛋白质时，动物的生产性能可得到明显改善，Puchala等（1995）运用皮肤灌注技术把小肽和氨基酸灌注到安哥拉山羊的皮肤中，观察其对羊毛生长的影响。结果表明，小肽可以显著促进羊毛的生长。王恬等（2004）研究表明，在奶牛日粮中添加小肽可显著提高奶牛产奶量与乳品品质，进而提高奶牛生产经济效益。此外，在反刍动物日粮中添加生物活性肽可以促进氨基酸吸收，提高蛋白质合成。小肽在产奶牛日粮中的适宜添加量为0.1%～0.3%。

4 问题与对策

生物活性肽的多种重要生理功能的发现可能改变过去单纯以氨基酸为标准的评价蛋白质营养功能，使人们在评价蛋白的生物学价值时需考虑到蛋白质的结构及其在消化道中可能释放出生物活性肽的组成和数量。但是在实际生产中生物活性肽应用还存在很多问题：（1）外源性生物活性肽的生理作用和机制不完全清楚，且其在胃肠道消化后是否仍具有生物学活性尚未明确。（2）制备工艺有限，加工过程特别是加热对肽的活性和生物利用率的影响尚未明确。（3）价格较高。今后，应该加强这些方面的研究。

[1]杜伟，王恬.乳源性生物活性肽对新生 IUGR仔猪肝脏抗氧化功能的影响[J].畜牧与兽医，2007，39（11）：12 ～ 13.

[2]黄沧海，李波，王冬冬，等.抗菌肽对罗非鱼幼鱼生长性能的影响[J].中国畜牧杂志，2009，45（23）：53 ～ 56.

[3]李丹，江连洲，娄巍，等.大豆肽对白羽肉鸡生产性能及胴体品质的影响[J].饲料研究，2009，2：30 ～ 33.

[4]刘建胜，赵学新，王福强，等.大豆活性肽饲料添加剂对肉仔鸡生产性能的影响[J].畜牧与兽医，2006，38（8）：14 ～ 16.

[5]王秀青，朱明星，张爱君，等.抗菌肽CecmpinB对鸡生长发育及免疫功能的影响[J].宁夏医科大学学报，2010，32（1）：39 ～ 42.

[6]王恬，贝小荣，傅永明，等.小肽营养素对奶牛泌乳性能的影响[J].中国奶牛，2004，2：12 ～ 14.

[7]武艳军，江国永，潘勇，等.珠蛋白肽对早期断奶仔猪生长性能和血液指标的影响[J].饲料工业，2010，31（3）：23 ～ 25.

[8]徐奇友，王常安，许红，等.饲料中添加谷氨酰胺二肽对哲罗鱼仔鱼肠道抗氧化活性及消化吸收能力的影响[J].中国水产科学，2010，17（2）：351～356.

[9]许玉澄，张双全，戴祝英.家蚕抗茵肽的抗瘤作用 [J].动物学研究，1998，19（4）：263 ～ 268.

[10]张红芬，张建云，易中华，等.日粮添加大豆发酵肽粉对肉鸡生长和血清生化指标的影响[J].饲料工业，2009，30（17）：29 ～ 31.

[11]张青青，杨在宾.活性肽蛋白对猪的营养价值研究[J].养猪，2010，1：6～8.

[12]张余霞，王爱民，韩光明.小肽替代部分鱼粉对异育银鲫内源酶及血液指 标的影响[J].饲料工业，2009，30（22）：21 ～ 24.

[13]朱碧英，汪依凡，池进军，等.虾蛋白肽对蛋鸡产蛋性能和蛋品质的影响[J].家畜生态学报，2008，29（6）：22 ～ 25.

[14]Agerberth B，Lee J Y，Bergman T，et al.Amino acid sequence of PR-39：Isolation from pig intestine of a new member of the family of proline-arginine-rich antibacterial peptides[J].Eur J Biochem，1994，224：1019 ～ 1027.

[15]Fehlbaum P，Bulet P，Michaut L，et al.Insect immunity：septic injury of Drosophila mduce the synthesis of potent antifungal peptides wioth sequence homology to palnt antifungal[J].Journal of Biological Chemistry，2004，269：33159～33163.

[16]FitzGerald R J，Murray B A，Walsh D J.Hypotensive peptides from milk proteins[J].Journal of Nutrition，2004，34：S 980 ～ S 988.

[17]Hannu Korhonen.Milk-derived bioactive peptides：From science to applications[J].Journal of Functional Foods，2009：177 ～ 187.

[18]Wu Jin-Hong，Zhang W，Xu Shi-Ying.Enzymatic production of bioactive peptides from sericin recovered from silk industry wastewater[J].Process Biochemistry，2008，43：480 ～ 487.

[19]Korhonen H，Pihlanto A.Bioactive peptides：Production and functionality[J].International Dairy Journal，2006，16：945 ～ 960.

[20]Korhonen H，Pihlanto A.Bioactive peptides：Novel applications for milk proteins[J].Applied Biotechnology，Food Science and Policy，2003，1：133 ～ 144.

[21]Pihlanto A.Antioxidative peptides derived from milk proteins[J].International Dairy Journal，2006，16：1306 ～ 1314.

[22]Puchala R，Sahlu R，Pierzynowski S G，et al.Effects of amino acids administered to a perfused area of the skin in Angora goats[J].Journal of Animal Science，1995,73（2）：565 ～ 570.

[23]Quiros A，Ramos M，Muguerza B，et al.Identification of novel antihypertensive peptides in milk fermented with Enterococcus faecalis[J].International Dairy Journal，2007，17：33 ～ 41.

[24]Robert E W，Hancock L R.Cationic peptides：a new source of antibiotics[J].Trends in Biotechnology，1998，16（2）：82 ～ 88.