富肽饲料功能活性及制备方法研究进展

康连虎

（安徽粮食工程职业学院，合肥 230011）

随着养殖业和饲料工业的发展，中国蛋白饲料源的缺乏日益显现，逐渐影响饲料工业和畜牧业的发展，因此，开发寻找新的饲料蛋白源，尤其是具有功能活性的蛋白源尤为重要。近年来，国内外对生物活性肽的研究日益增多，生物活性肽是一类具有生物活性的肽链片段，存在多种动植物和微生物体中，能够给机体带来积极作用。生物活性肽由两个及以上氨基酸组成，不同生物活性肽氨基酸的组成和排列方式不同[1]。活性肽与蛋白质相比，具有溶解性强、乳化性高、吸收快以及吸收率高等优点，还具有抗菌抗病毒、免疫调节、调节风味、抗氧化、促生长等多种功能作用。富肽饲料是通过一定的物化或生物方法使饲料中的活性肽含量提升，富肽饲料由于含有生物活性肽而具备多种功能活性。同时，富肽饲料来源广泛，大豆、玉米、小麦等均可作为生物活性肽原料，大豆肽、玉米肽和小麦肽等均已被大量研究和应用，因此，富肽饲料具有广泛的应用前景和重要的市场价值。

1 功能活性

1.1 抗菌抗病毒活性

目前，对抗菌肽的研究和应用已较成熟。抗菌肽能够起到抗菌、抗病毒的作用，还可改善肠道菌群环境，促进有益菌生长，抑制有害菌繁殖。因此，抗菌肽对动物的肠道健康具有很好的保健作用。已发现的多种抗菌肽结构类似，能抑制革兰细菌、霉菌、病毒的生长。孙占田等在饲喂断奶仔猪过程中，添加部分抗菌肽，结果表明，猪盲肠中的乳酸杆菌等有益菌的数量增加，有害菌数量减少[2]。抗菌肽没有特殊的受体，在体内可快速穿透细胞膜且具有多靶点杀菌机制，具有别于抗生素的低耐药分子机理，可广谱抗菌，所以在饲料中的抗菌肽不会产生抗药性和其他抗性[3]。因此，抗菌肽可以部分替代抗生素产品添加到饲料中，减少抗生素产生的药物残留以及抗药性问题。

1.2 提高机体免疫活性

免疫是机体自身的免疫系统识别异己，产生免疫应答排除异物的一种机体自我保护作用。从一些动物、植物及微生物中得到的小肽、多肽以及混合肽可以增强动物免疫力，提升动物机体抵抗力。邓志程等采用模拟消化酶水解法制备马氏珠母贝全脏器免疫活性肽，同时探究了制备的马氏珠母贝全脏器免疫活性寡肽对小鼠免疫活性的影响，结果表明，小鼠淋巴细胞的转化能力和免疫应答均显著增强[4]。Lozano等研究肽的免疫调节作用以及卵清蛋白、溶菌酶和全蛋清碱性蛋白酶水解产物对细胞因子的产生、抗体分泌，用原脂多糖刺激的鼠脾和肠系膜淋巴结细胞的增殖的作用，结果表明，三者均可降低因产生促炎细胞因子和细胞毒性物质对细胞的影响，增加细胞的免疫调节作用，酶水解全蛋白释放的肽可以以不同方式调节小鼠细胞对有丝分裂原刺激的免疫反应[5]。

1.3 改善饲料风味，提高适口性

饲料的风味及适口性会直接影响动物的摄食量，对动物的生长和增重产生影响，因此饲料风味以及适口性是饲料生产加工过程中的一个重要考量因素。部分生物活性肽由于氨基酸组成以及排列方式不同，会产生不同的风味，饲料中的生物活性肽可以提高饲料的风味和适口性，促进动物摄食。不同的活性肽味道差别也很大，具有酸甜苦咸等不同味道。研究表明，大豆蛋白酶解物中具有不同风味的肽，天冬酰苯丙氨酸甲酯是一种具有甜味的二肽，鸟氨酸-B-丙氨酸是一种苦味肽，短链谷氨酸多肽对苦味有掩盖作用，二肽甜味素可使饲料具有甜味等，一些缓冲肽是风味增强肽，可以利用其起到增强风味的作用[6]。因此，应针对不同畜禽种类和饲料添加不同的肽段来掩盖或加强味觉，从而改善饲料的适口性，使饲料品质得到提高，增加畜禽对饲料的采食量，促进畜禽快速增长。

1.4 抗氧化性活性，提高饲料品质

饲料中存在大量的脂肪、糖类等高能量物质，极易氧化，导致饲料风味、成分等发生变化。研究发现，活性肽中存在一部分肽尤其是相对分子质量较小的肽，具有较强抗氧化作用，被称作抗氧化肽。抗氧化肽具有清除自由基、抑制脂质氧合酶和单态氧催化的脂肪酸败作用，可降低饲料发生褐变反应，减少饲料中脂肪和其他物质的氧化，使饲料的保质期延长。

肌肽和大豆肽是两种很好的抗氧化肽。此外，某些生物活性肽可以添加到畜禽饲料中，能够螯合重金属离子和促进分解过氧化物，降低自动氧化速率，起到天然防腐剂的作用。目前消费者对抗生素等化学添加剂较为抵触，天然防腐剂很受大家的喜爱，因此对抗氧化肽等天然防腐剂的开发对动物饲料市场具有重大意义。大豆、玉米、小麦、米糠等多种蛋白源抗氧化肽被陆续制备出来[7]。

1.5 促生长作用

研究发现，肽类物质尤其是小分子肽类在动物的消化吸收过程中起到非常重要的作用，甚至是动物生长所必需的营养素之一。肽类在机体内可以独立运输吸收，和氨基酸相比，其吸收途径更加多样，优势明显，不同类小肽间运转不存在阻碍性。所以，在吸收速度方面，小肽比游离氨基酸要快很多，动物对饲料、蛋白质的使用效率也得到很大的提高[8]。活性肽对机体蛋白质的合成有促进作用，可以直接作为合成新蛋白质的起点或刺激蛋白质的合成，能够让畜禽生长速度更快。有研究在饲料中添加等量活性肽和血粉饲喂断奶后的仔猪，一段时间后发现，添加活性肽饲料组的仔猪体重显著增加，显著促进机体生长。大豆肽还能够加快脂肪消耗，减少脂肪在机体内沉积，提高瘦肉率，改善猪肉品质[9]。

2 制备方法

2.1 酶解法

酶解法制备生物活性肽具有安全性高、条件温和、易于控制等特点，是制备生物活性肽常用的方法之一。酶解法是通过蛋白酶将蛋白质分解成小分子片段，可以较少破坏蛋白质营养价值，在分解产生的物质中多肽的生物活性较强。酶解过程中使用的酶具有选择专一性，能水解特定的肽键，比较容易控制反应过程和产物。当然，酶解法也存在一些缺点，比如在制备豆粕饲料的过程中发现，能够有效酶解大豆蛋白的酶较少，得到的大豆肽含有一定的苦味，影响饲料的风味和适口性。在实际工作过程中，为了解决这个问题，制备过程中需要使用两种及以上的酶共同作用，造成蛋白酶用量极大增加，成本大幅提高。曹亚兰使用大豆分离蛋白做实验对象，对3种常规使用的蛋白酶（碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶）的酶解产物进行抗氧化活性评价，结果表明，碱性蛋白酶酶解制备的大豆肽具有强抗氧化活性[10]。谷中华等以谷朊粉为原料，在中性蛋白酶的作用下，将谷朊粉酶解得到多种不同的肽类，用于动物饲料添加剂[11]。

2.2 微生物发酵法

酶解法制备多肽需要多酶水解，因此酶的消耗量大，造成酶解法成本较高。目前多使用微生物发酵法制备多肽。微生物可以产生蛋白酶、脂肪分解酶等多种酶类，发酵过程中大分子蛋白质降解，生成小分子肽链片段，而且在饲料发酵过程中，微生物产生的其他酶类能够使原料中的脂肪和腥味物质发生分解，产生乳酸和脂肪酸等，因此，发酵产物风味发生改善，具有发酵香味。同时，发酵过中还有各种维生素、氨基酸及活性因子的产生和增加，发酵后饲料的营养价值和保健功能大幅提升。目前筛选优势菌种以及选择合适的发酵条件是研究的重点。在发酵菌种选择上，主要选择细菌、霉菌和可脱除腥味的酵母菌，这些菌蛋白酶活力较强。王丹丹等从纳豆、酒曲、醋曲和海鱼胃肠道中分离筛选出2株细菌、1株霉菌、2株酵母和2株乳酸菌，都具有较高酶活力和产乳酸能力[12]。在发酵豆粕过程中，微生物产生的蛋白酶和羧肽酶能够分解大豆蛋白，去除苦味，发酵效率高，产生的主要是寡肽类，质量很好。马丽杰对菌株及菌株组合进行比较筛选，主要评价指标为水解度和发酵液的感官评定值，试验结果显示，细菌加酵母菌的组合较好，水解度较高，发酵液基本无腥味[13]。Niu等研究利用枯草芽孢杆菌发酵制备脱脂小麦胚芽肽，并研究脱脂小麦胚芽肽的抗氧化活性，结果显示，发酵制备的脱脂小麦胚芽肽表现出对羟基和超氧阴离子自由基清除活性的作用，表明脱脂小麦胚芽肽具有显著的抗氧化活性、抗菌活性，可以作为功能性添加剂使用[14]。杨小佳等通过固态发酵研究表明变温发酵可减少微生物对营养物质的消耗，但可以产生更多的低分子肽类物质，发酵72h后其酸溶蛋白含量可以达19.75%，其含量比恒温发酵提高6.45%[15]。刘骥等采用酵母菌发酵玉米蛋白，利用酵母菌产生的蛋白酶水解玉米蛋白粉中的蛋白质，产生可以溶性小肽，且具有抗氧化活性，可以清除自由基，减少疾病的发生，从而减少抗生素的使用，提高畜产品的安全性[16]。

2.3 化学水解法

蛋白质在酸或碱的作用下会发生水解，水解方法较简单且成本不高，在工业上使用较多，但存在水解过程不容易控制，酸碱会严重破坏氨基酸等缺点。盐酸水解菜籽清蛋白，使得蛋白质的结构发生改变，蛋白质表面的疏水性增加。反应环境条件较差，分解得到的肽活性容易消失，且水解位点不能够很好地控制[17]。

2.4 其他方法

实验室中较常使用化学合成法制备活性肽，有液相、固相合成法。两种方法各有优缺点，液相合成法可较好的合成小分子肽浓缩多肽片，固相合成法合成过程中的固相载体对肽链的固定、环化、去保护和纯化比较好，但费用高，副反应和残留化合物多，因此不能应用于大规模生产。使用基因工程重组法制备多肽比较成熟，可以不受生产原料限制，表达定向性强等优点，但只能合成大分子肽，对于短肽链的合成非常困难，而且效率低[18]。

3 展望

富肽饲料因含有生物活性肽而具有独特的抗菌抗病毒、免疫强化、增强风味、抗氧化以及促生长等多种功能活性，而且其生产制备方法多，资源丰富，种类来源广泛。其中大豆肽、小麦肽等多种生物活性肽已经得以开发利用，并应用于畜禽养殖。因此，富肽饲料的研究极具潜力和实用性，将为有效利用蛋白质和节约蛋白质资源开辟新的途径。