小肽营养及其应用

小肽也称寡肽、微肽、短肽。小肽一般由2－3个或3个以上氨基酸组成，平均分子量约300道尔顿，小肽组合形式多种多样，仅二肽就有400多种，三肽有8000多种，四肽有160000余种等等。早在1921年就有人提出了小肽完整转运的可能性，但由于人们受传统蛋白质消化吸收理论的影响，对小肽完整吸收的方式难于接受。之后大量的研究表明小肽的吸收影响蛋白质的合成与降解，且对动物生产、免疫产生影响，小肽在动物营养中的作用才逐渐被广大营养学者所认识，肽类的研究也随之广泛展开。

1、小肽的吸收机制

近年来的研究结果表明，猪在肠道内对蛋白质的吸收利用并不局限于游离氨基酸（FAA）的形式，还有部分是以2-3个氨基酸组成的小肽形式吸收的。小肽的吸收机制与FAA完全不同。肠粘膜对氨基酸和肽吸收过程相对复杂。一般认为二肽、三肽被吸收进入肠细胞后，再被肠细胞中的肽酶水解，主要以FAA的形式进入血液循环。但最近的营养生理和药理试验证实，在某些情况下完整的肽能够通过肠粘膜的载体进入循环。

FAA是主动运输、逆浓度转运，通过不同的钠离子泵或非钠离子泵转运系统而进行。不同品质蛋白质在胃肠道水解为不同数量的小肽与氨基酸，小肽通过特殊转运系统进入细胞，逆浓度依赖于H⁺浓度或Ca²⁺浓度的非钠泵转运，小肽吸收具有更快更高的速度和效率，比FAA吸收具有更多的优越性。

小肽吸收可能至少有三种机制：一是依赖H⁺浓度和Ca²⁺浓度的主动转运过程，需要消耗ATP，这种转运方式在缺氧或添加代谢抑制剂的情况下被抑制；二是具有pH依赖性Na⁺/H⁺交换转运系统。小肽转运的动力来源于质子的电化学梯度。位于小肠粘膜刷状缘顶端细胞Na⁺/H⁺互运通道的活动引起质子活动，当小肽以易化扩散方式进入细胞，易导致细胞内pH值下降，从而使Na⁺/H⁺互运通道活化而释放出H⁺，使细胞内pH值恢复到原来水平。当缺少H⁺时，小肽的吸收依靠膜外的底物浓度进行；当细胞外H⁺浓度高于细胞内时，则通过产电共转运系统逆底物浓度转运；三是谷胱甘肽（GSH）转运系统。谷胱甘肽的跨膜转运与Na⁺、K⁺、Li⁺、Ca²⁺、Mn²⁺的浓度梯度有关，而与H⁺浓度无关。由于谷胱甘肽在生物膜内具有抗氧化功能，因而谷胱甘肽转运系统可能具有特殊的生理意义。

2、小肽的吸收特点

近年来的研究结果均表明，蛋白质在消化道中的最终消化产物除了氨基酸外，还有大量小肽，而且小肽可完整吸收进入肠粘膜细胞。以小肽形式直接吸收比以氨基酸形式吸收具有更多的优越性，小肽吸收速度快、耗能低，可避免氨基酸之间的吸收竞争，载体不易饱和等特点。

小肽和氨基酸的混合物在人体的吸收率和吸收速度都比单纯氨基酸佳，不仅如此，小肽还能在肠道内保护易被破坏的氨基酸。此外，单纯的氨基酸在体内根据需要新组成肽和蛋白质，而小肽和氨基酸的混合物可省去一部分重新组合的过程，因此，它的生物效价更高。

3、小肽的营养作用

3.1 消除或减弱氨基酸的吸收竞争，促进蛋白质吸收

当赖氨酸与精氨酸以游离形式存在时，两者相互竞争吸收位点，游离精氨酸有降低肝门静脉赖氨酸的倾向；当赖氨酸以小肽形式存在时，前者对其吸收无影响。而小肽吸收机制本身不易饱和，转运速度快，因此能缓解肠壁细胞对不同氨基酸摄入的竞争，故小肽形式的氨基酸能够迅速吸收。可结合饲养试验，根据最佳利用时小肽数量及种类和FAA的比例，进而确定不同蛋白质原料的使用量，在维持畜禽最大生产性能的同时降低饲料成本。生产上，以猪小肠粘膜和深海鱼肽产品为主要原料，经酶解发酵加工而成小肽，可按1.5：1.0的比例替代血浆蛋白粉，按1：4替代鱼粉或乳清粉，对于充分利用蛋白质资源、改变我国蛋白资源紧缺的局面，提高畜牧业的整体生产水平具有重大意义。

3.2 提高蛋白质的合成速度

大量试验证明，血液循环中的小肽能直接参与组织蛋白质的合成，肝脏、肾脏、皮肤和其他组织也能完整地利用小肽，其中肾脏是消化吸收肽和再捕获氨基酸的主要场所。研究表明，以寡肽形式为氮源时，整体蛋白质沉积高于相应氨基酸日粮或完整蛋白质日粮。

3.3 提高矿物质和微量元素的吸收利用率

小肽可与钙、锌、铜、铁等矿物离子形成螯合物增加其可溶性，以利于机体的吸收。研究表明，酪蛋白水解产物中，有一类含有可与Ca²⁺、Fe²⁺结合的磷酸化丝氨酸残基，能够提高其溶解性。肉类水解产物中的肽能使Fe²⁺的可溶性、吸收率提高。小肽络合物形式的矿物离子更易被机体吸收，因此小肽铁用作仔猪补铁剂效果更佳。另外有一些饲养试验表明，母猪饲喂小肽铁后，母猪奶和仔猪血液中有较高的铁含量，而一般的有机铁却无此效果。

3.4 提高动物免疫水平

小肽能够加强有益菌群的增殖，提高菌体蛋白的合成，提高抗病力；某些活性的小肽能令幼小动物的小肠提早成熟，并刺激消化酶的分泌，提高机体的免疫能力。有研究表明，小肽能有效刺激和诱导小肠绒毛膜刷状缘酶的活性上升，并促进动物的营养性康复。另外，小肽还可直接作为神经递质，刺激肠道受体激素或酶的分泌而发挥作用。除酪蛋白外，小麦谷蛋白的胃蛋白酶水解产物中存在着具有阿片肽作用的肽，这种生物活性肽在肠道可完整地被吸收入血，作为神经递质发挥其生理活性作用。

3.5 提高动物生产性能

研究表明，向日粮中添加小肽或水解物中含较多数量小肽的原蛋白质时，生产性能可得到明显改善。在生长猪日粮中添加少量的肽后，显著地提高了猪的日增重，蛋白质利用率和饲料转化率，其原因可能与肽链的结构功能有关。在乳猪教槽料中添加小肽，可以较大幅度提高断奶仔猪的日采食量和日增重，且动物源小肽（鱼粉、肠粘膜、鱼溶浆）比植物源小肽（大豆）效果更好，其中添加动物小肽组比添加大豆肽组平均日增重提高19.2％，平均料重比降低14.7％，平均采食量提高3.7％。有研究报道早期断奶仔猪饲喂添加小肽的日粮可明显提高仔猪的脂肪酶和胰淀粉酶的活力，而且可使小肠绒毛高度增加，隐窝变浅，从而提高仔猪对营养物质的消化吸收，同时减轻腹泻和促进生长。

4、小肽的生产与产品开发

小肽的生产方式主要有3种：一是由蛋白质分解而成：包括酶解法、化学水解法、微生物发酵法。二是从植物或微生物中提取。三是游离氨基酸经人工化学合成。小肽生产的方法各有优缺点，方法的选择主要取决于所需肽的长短和数量。提取法因资源有限和成本高而不利于在饲料中应用。化学合成法广泛用于生产高价值的短到中长的药物级肽，如酪啡肽和酪激肽等，缺点是成本高，而且在反应过程中对健康和环境可能有害。蛋白质分解法则有若干优点，价廉且易于推广，作为饲源性肽的生产，得到了广泛的应用。但活性肽的生产由于底物的不同，生产工艺的不同，得到的肽的片段差异极大，其生物活性和对动物生产性能的影响也会呈现较大的差异。化学水解法，主要是酸水解法，目前水解羽毛粉的生产即采用此法。酸水解法方法简单，成本低，但缺点是无法对水解过程进行有效控制，如色氨酸几乎全部被破坏。微生物发酵法生产肽方面的技术已经相对成熟，国内外已有产品上市，如大豆肽。酶解法由于反应条件易于控制，因而能较好的控制生产，成为肽制品的主要发展方向。决定酶解法生产产品效能的主要因素是酶和底物，该酶必须是多种内肽酶的混合物；底物的选择主要是基于蛋白的营养价值、成本、口感、抗原性、溶解性和功能性，氨基酸平衡且新鲜的蛋白质可产生数量较多的小肽，而劣质蛋白质则产生大量的游离氨基酸和少量相对分子量大的肽片段。

总之，有关小肽营养是一个很有前景的研究方向，尚需做很多深入细致的工作，生产出更纯、更有效、更稳定的肽类产品，来提高畜禽生产性能，改进畜禽品质。