0引言
近些年來,許多具有生物活性的肽類由各種動植物和微生物中被分離出來,這些肽類可以是小到只有2個氨基酸的二肽,也可以是復(fù)雜的長鏈或環(huán)狀多肽,且多半是經(jīng)過糖苷化、磷酸化衍生。研究顯示這些肽類在細胞生理及代謝功能的調(diào)節(jié)上扮演著相當(dāng)重要的角色,它們具有調(diào)節(jié)免疫、激素活性、抗菌及抗病毒等功能,還可以調(diào)節(jié)風(fēng)味、控制食欲,顯示出生物活性肽在飼料中應(yīng)用的廣闊前景。本文簡要分析生物活性肽在飼料工業(yè)中的應(yīng)用及其商業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。
1生物活性肽的分類
依據(jù)功能,大致可以將生物活性肽分為:生理活性肽(包括抗菌肽及抗病毒肽、神經(jīng)活性肽、激素調(diào)節(jié)肽、免疫活性肽等)、呈味肽、抗氧化肽、營養(yǎng)肽等,但由于一些肽同時具有多種生理活性,因此實際上的分類是錯綜復(fù)雜、不容易分清的。
2生物活性肽在飼料工業(yè)中的應(yīng)用
2.1改善飼料風(fēng)味,提高飼料的適口性,具有飼料誘食劑功能
飼料的風(fēng)味及適口性直接影響畜禽的攝食量,進而影響畜禽的行為及生長,因此飼料的營養(yǎng)性與適口性應(yīng)該兼顧。飼料誘食劑(FeedFla-vor)又稱飼料風(fēng)味劑或飼料香味劑,是根據(jù)不同動物在不同生長階段的生理特性和采食習(xí)慣,為改善飼料適口性、誘食性及飼料轉(zhuǎn)化率,提高飼料品質(zhì)而添加到飼料中的一種添加劑,屬非營養(yǎng)性添加劑。
某些生物活性肽可以改善飼料的風(fēng)味,提高飼料的適口性。具有不同氨基酸序列的活性肽可以產(chǎn)生多種風(fēng)味:酸、甜、苦、鮮、咸,因此可以有選擇的向飼料中添加活性肽,以產(chǎn)生所需的風(fēng)味。例如Aspartame(阿斯巴甜,AsP—PheOME)與Alitame(L—Asp—D—AlaNH2)是兩個低熱量的甜味劑,Aspartame已經(jīng)被大約70個國家核準(zhǔn)在500余種食品和藥品中使用,可以用于增強飼料的甜度,調(diào)節(jié)風(fēng)味;其它甜味肽如MonellinThau-matin、Pentadin等已經(jīng)進入產(chǎn)品利用的評估階段;除了本身具有風(fēng)味外,生物活性肽還有提升或遮蔽風(fēng)味的效果,Gly—Leu、Pro-Glu或Val-Glu能夠通過維持酸堿度來提升產(chǎn)品的風(fēng)味,短鏈的谷氨酸多肽則可以有效遮蔽蛋白質(zhì)水解液的苦味,Curcul功和Miraculin可以遮蔽酸味并使酸味轉(zhuǎn)變?yōu)樘鹞???傊?,生物活性肽可以通過模擬、掩蔽、增強風(fēng)味而提高飼料的適口性。

2.2替代部分抗生素
畜禽機體患疾病時,生長組織中的大量營養(yǎng)素被轉(zhuǎn)移至特定的免疫器官以抵抗感染,同時造成機體代謝紊亂,因而影響畜禽的生長和行為。人們通過向飼料中添加抗生素可以成功的預(yù)防和治療疾病,而且飼料中的抗生素有利于提高飼料轉(zhuǎn)化率,促進機體的生長,這在雞和豬的飼養(yǎng)中表現(xiàn)尤為突出。但是飼料中的抗生素通過食物鏈傳遞給人體,增強了人體的抗藥性,引起了消費者極大關(guān)注,有些國家已經(jīng)禁止使用抗生素作為生長促進劑添加在飼料中。研究發(fā)現(xiàn)某些生物活性肽既具有抗菌活性又具有抗病毒活性,并可以促進腸道內(nèi)有益菌的生長,提高消化吸收功能,是非常有前途的抗生素替代品。例如β-酪蛋白水解產(chǎn)生的眾可以促進巨噬細胞的吞噬作用,豬小腸中分離出的NK—賴氨酸寡肽能夠抑制大腸桿菌等。

2.3促進機體生長
人們發(fā)現(xiàn)以Dogma的蛋白質(zhì)—氨基酸理論為基礎(chǔ)配制畜禽飼料并不能獲得最佳生產(chǎn)性能,低蛋白日糧中無論如何平衡氨基酸都無法達到高蛋白日糧的生產(chǎn)水平。經(jīng)過深入研究,人們逐漸認識到肽尤其是寡肽對畜禽的營養(yǎng)具有重要作用,為使畜禽達到最佳生產(chǎn)性能,必須供給動物一定量的寡肽。肽是動物所必需的一種營養(yǎng)素。
生物活性肽是比合成氨基酸更好的低蛋白飼料補充劑。主要原因有:①肽類在機體內(nèi)有獨立的吸收運輸系統(tǒng),它的吸收途徑比氨基酸多,含有2~6個氨基酸的短肽吸收速度要比氨基酸快,而且肽的滲透壓比氨基酸低,除了可以避免腸胃的不適之外,也可以提高吸收效率;②同時,研究者發(fā)現(xiàn),活性肽在機體內(nèi)可以直接刺激蛋白質(zhì)的合成或作為合成新蛋白質(zhì)的起點,有助于機體蛋白質(zhì)的合成,加速畜禽的生長。
美國Ohio州立大學(xué)的DonMahan博士以斷奶后的仔豬(斷奶后12~42d)為實驗對象,研究了含2.75%活性肽飼料和含2.75%血粉飼料(對照)伯喂養(yǎng)效果,結(jié)果表明,食用含2.乃%活性肽飼料的仔豬在實驗結(jié)束時體重平均比對照重1.5Kg,促進機體生長效果非常明顯。
3生物活性肽的商業(yè)化生產(chǎn)
盡管生物活性肽已經(jīng)被證明可以用于飼料之中,但其大規(guī)模應(yīng)用的前提條件是生物活性肽可以商業(yè)化生產(chǎn),使其成本降低到可被用戶接受并可與其它添加劑互相競爭的水平。常用的生物活性肽生產(chǎn)方法包括化學(xué)合成法、DNA重組法和酶法等三種方法。不同的方法適合不同的目的,也各有其優(yōu)缺點,表3比較了幾鐘方法的不同特點。
化學(xué)合成法有固相與液相兩種方式,操作雖然不同,但是其原理幾乎是一樣的?;瘜W(xué)合成法雖然發(fā)展較早,也比較成熟,但仍有許多缺點,包括:①消旋化現(xiàn)象;②側(cè)鏈官能團需要保護;③整體效率低;④以及使用大量的有毒溶劑,且成本高昂。因此化學(xué)合成法多半用在實驗室,或是高價肽的生產(chǎn)上。
DNA重組法沒有化學(xué)合成法的缺點,且一旦整個合成系統(tǒng)建立好,將可以大量地重復(fù)性生產(chǎn)所要的活性肽。但目前的技術(shù)在基因的表達與產(chǎn)品回收上仍有問題,同時該法生產(chǎn)的活性肽種類也有限制,不能生產(chǎn)酰胺肽,也不適合制備短鏈肽。
酶法則有許多的優(yōu)點,包括反應(yīng)較溫和、使用的試劑毒性較低、反應(yīng)具有空間立體性,產(chǎn)物沒有消旋化現(xiàn)象、反應(yīng)位點具有方向性等。典型的例子就是阿斯巴甜的制造,利用嗜熱菌蛋白酶(thermolysin)催化N一CBZ-L-天門冬氨酸與DL苯丙氨酸甲基酯的合成反應(yīng),由于酶的空間立體轉(zhuǎn)一性,只有L-苯丙氨酸甲基酯可以參與反應(yīng),D-苯丙氨酸甲基酯在反應(yīng)后回收,經(jīng)消旋化后再作為原料參加反應(yīng)。然而,酶法也有局限,利用蛋白酶催化活性肽的合成,最明顯的副作用是蛋白酶本身的水解作用,會造成許多不必要的產(chǎn)物生成,此外缺乏適合使用伯蛋白酶、產(chǎn)率低等技術(shù)問題也限制酶法的廣泛應(yīng)用。

4展望
生物活性肽引起人們極大的關(guān)注,發(fā)展前景廣闊。肽在機體內(nèi)的吸收與調(diào)節(jié)、新肽類的純化與氨基酸序列測定、化學(xué)結(jié)構(gòu)與功能特性間的關(guān)系、商業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的完善與發(fā)展是今后研究的重點。當(dāng)然,對生物活性肽也存在爭議,例如,如果生產(chǎn)條件控制不當(dāng),能否產(chǎn)生對機體有害的肽類?如何鑒別與剔除有害肽類?因此對生物活性肽還需進行深入細致的研究,同時避免炒作和過分渲染,本著科學(xué)、嚴謹?shù)膽B(tài)度進行生物活性肽的研究、生產(chǎn)及應(yīng)用,在科學(xué)事實的基礎(chǔ)上發(fā)展生物活性肽。
(遼寧省遼中縣北一路75號,孫永泰)
