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小肽在水产养殖中的应用研究
发布日期:2010-11-30  来源:全球肽网  浏览次数:1682
充分合理地利用饲料中的蛋白质,是动物营养学科研究多年来一直关注的热点问题。传统的蛋白质理论认为,蛋白质必需水解为游离氨基酸后才能吸收利用,即蛋白质营养就是氨基酸营养。根据这一理论,只要给动物提供充足的必需氨基酸,就能获得最佳生产性能。但近年来研究发现,给动物饲喂按理想蛋白质模式配制的氨基酸纯合日粮或低蛋白氨基酸平衡日粮,动物并不能获得最佳生产性能和饲料利用率,这就表明动物对某些完整蛋白质或肽有着特殊的需要。随着对小肽营养研究的不断深入,目前对小肽的代谢特点和营养作用规律有了较全面的认识。越来越多的研究表明

充分合理地利用饲料中的蛋白质,是动物营养学科研究多年来一直关注的热点问题。传统的蛋白质理论认为,蛋白质必需水解为游离氨基酸后才能吸收利用,即蛋白质营养就是氨基酸营养。根据这一理论,只要给动物提供充足的必需氨基酸,就能获得最佳生产性能。但近年来研究发现,给动物饲喂按理想蛋白质模式配制的氨基酸纯合日粮或低蛋白氨基酸平衡日粮,动物并不能获得最佳生产性能和饲料利用率,这就表明动物对某些完整蛋白质或肽有着特殊的需要。随着对小肽营养研究的不断深入,目前对小肽的代谢特点和营养作用规律有了较全面的认识。越来越多的研究表明,在动物饲料中添加小肽制品,可以有效避免游离氨基酸之间的竞争,提高饲料中蛋白质和微量元素的利用率,促进动物生长,改善饲料报酬,提高动物的免疫力和抗应激能力。在水产养殖中,还可以提高鱼类的成活率,降低鱼类骨骼畸形的发生。因此,小肽在水产养殖中的应用也越来越受到人们的重视。 1 水产动物的特殊性  水产动物的生理结构不同于畜禽等单胃动物和反刍动物,因而水产动物对营养物质的需求、消化、吸收与利用等方面都具有其特殊性。 1.1 鱼类属于低等变温脊椎动物,其维持体温所需的能量消耗比畜禽这类高等动物要少;且鱼类的代谢产物主要是氨氮,这种代谢形式比畜禽代谢产物是尿素和尿酸的消耗能量少;另外,由于水的浮力大,鱼类在水中保持身体平衡所消耗的能量也要少。因此,鱼类对能量的需求比畜禽要低,且这些能量主要来自于蛋白质的分解代谢。 1.2 鱼类对饲料蛋白质的需求比畜禽要高得多。畜禽日粮中蛋白质含量一般在20%以下,而鱼类饲料的蛋白质水平一般都在20%以上,有的肉食性鱼类则高达60%。 1.3 鱼类消化道分化简单,消化道较短,只有畜禽的1/3~1/5,食物在消化道中停留的时间短,消化腺也不发达,消化酶因体温低、活性也不高。消化道与体长之比:鳜鱼0.6、鲤鱼2.5、草鱼2.0、鲢鱼3.0~7.8、猪14、鸡10、牛26、羊27。 1.4 鱼类肠道中起消化作用的细菌种类少,数量也不多。 1.5 鱼类淀粉酶活性很弱,不能利用碳水化合物作为机体的主要能源,而只能以饲料中的蛋白质为能源,通过大量氧化氨基酸为机体生长供给能量。因此,为鱼类提供易消化、吸收与利用的蛋白质原料是水产营养学中的核心内容。 2 小肽的吸收机制及其特点 自从动物营养学家于1954年首次观察到肠道能完整地吸收转运双甘肽以后,有关小肽的吸收机理与营养作用的研究逐渐活跃起来。传统的蛋白质营养理论开始受到挑战,小肽的营养理论正在逐渐为人们建立和接受。传统的蛋白质代谢理论认为,动物机体摄入的蛋白质进入肠道后被肠道中的蛋白酶和肽酶彻底水解成氨基酸,然后通过肠壁被机体吸收进入血液循环和细胞内,细胞再利用氨基酸在肽酶与蛋白酶的作用下,合成机体生长所需的蛋白质和肽,即机体利用外源蛋白质的模式是从蛋白质到氨基酸再到蛋白质的模式。 但近年来,随着小肽吸收机制及营养作用研究的不断深入,人们发现小肽的代谢模式在蛋白质代谢中有着极其重要的地位,并且比氨基酸代谢模式具有更大的优势。首先,小肽可不经降解直接为肠壁吸收转运进入血液循环和组织细胞内,为组织细胞合成机体蛋白质提供原料,从而加速了蛋白质的新陈代谢;其次,小肽的转运吸收机制完全不同于氨基酸的转运吸收,两者的吸收相互独立,并且小肽有促进氨基酸吸收的作用。游离氨基酸的吸收是一个主要依靠Na+泵的主动转运过程,转运有四类系统:中性、碱性、酸性和亚氨基酸,是逆浓度梯度转运(Matthews等1991)。小肽的转运则是:(1)依赖H+或Ca2+的主动转运过程,需要消耗ATP;(2)具有PH依赖性的非耗能性Na2+/H+交换转运系统;(3)谷胱甘肽转运系统。肠粘膜上有肽的转运载体,与氨基酸相比小肽具有吸收速度快、能耗低和载体不易饱和的特点,机体可在短时间内大量吸收小肽,以满足自身的生长需要,因此对于水产动物而言,如果在饲料中添加小肽制品,则会为动物的生长发育和营养物质的利用起到促进作用。 3 小肽在水产动物营养中的作用 3.1 促进氨基酸的吸收,提高蛋白质的利用率和合成率 以小肽形式存在的氨基酸能够迅速吸收,因为小肽吸收机制本身具有载体不易饱和、耗能低、转运速度快的特点,而且能够缓解肠壁细胞对不同游离氨基酸摄入的竞争。例如,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而发生颉抗作用,当完全以小肽形式供给时,赖氨酸的吸收速度不再受精氨酸的影响,而且肽本身对氨基酸或肽的转运有促进作用。Bamba等(1992)报道,小肽作为肠腔的吸收底物,不仅增加刷状缘膜的氨基酸肽酶活性,而且能提高二肽酶和氨基酸载体的活性和载体数量。大量试验证明:循环中的小肽能直接参与组织蛋白质的合成。在动物饲料中,当以小肽形式作为氮源时,整体蛋白质沉积高于相应的氨基酸日粮或完整蛋白日粮(Shibata和onodera、1991)。肌肉蛋白质合成率与动静脉氨基酸浓度存在相关性。在吸收状态下,其差值越大,蛋白蛋的合成率越高。由于小肽的吸收速度快、吸收峰高,还能消除游离氨基酸的吸收竞争,能快速提高动静脉的氨基酸浓度差值,加速组织蛋白质的合成率。 3.2 增强水产动物的免疫力,提高其成活率 小肽中的某些活性肽,如表皮生长因子、胰岛素样生长因子等,具有促进幼小动物小肠提早成熟、促进小肠绒毛生长、提高机体消化吸收和增进机体免疫力的作用。由酪氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸三个氨基酸组成的酪啡肽具有增进采食、调节机体胃肠运动、以及提高血液中胰岛素水平、促进淋巴细胞增生、调节动物免疫系统的功能。研究认为,小肽能提高鱼苗存活率是因为:小肽能促进体内某些消化酶活力提高,使水产动物的消化方式尽早由胞液消化转变为膜消化,消化功能发育提前,机体对营养物质的消化和利用更为有效和充分。具有免疫调节活性的小肽,能参与机体免疫系统的调节,促进鱼苗机体的抗应激能力;具有抗菌活性的小肽,能抑制和杀灭动物体内的病原微生物,从而维持了鱼苗的消化道健康。 3.3 提高水产动物的饵料转化率,促进水产动物的生长 由于水产动物消化道分化简单,消化道较短,其酶数量少,肠壁转运氨基酸的载体数量不足,供能状态和消化功能较差,因而,劣质饵料影响鱼类的饲料转化率和鱼类生长。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。钱利纯(1998)通过试验得出,在一定量的低蛋白质饲料中补充适量的含小肽物质,可以发挥出高蛋白饲料的生产水平。在虾苗的饵料中添加0.5%的小肽,能促进采食,增加生长速度及苗体的长度。汪碧莲等(2001)在鳗鲡饵料中分别添加2%和4%的小肽制品,添加2%小肽制品的试验组较对照组的生长率、摄食率和饵料效率分别提高了38.6%、13.53%和8.05%。Peres等(2001)用小肽物质代替4%的鱼粉饲养对虾,试验结果表明,对虾的生长速度、采食量和成活率都有显著提高。Zambonino等(1997)报道,用小肽部分替代海鲈饵料中的鱼粉对海鲈生长速度的影响时发现,小肽部分替代鱼粉明显促进了海鲈的日增重,鲈鱼的生长速度明显提高。研究认为,首先是鱼粉中含有的未知生长因子实际上是肽类物质,但由于鱼粉生产过程中带入许多致病微生物,严重地影响了动物生长和发育,而用小肽部分代替鱼粉则可在不影响日粮营养水平的情况下,大大减少带人致病微生物的数量。另外,在日粮中添加小肽后,能明显改善饲料的物理特性和营养价值,使日粮适口性更好,营养更趋平衡,因此,小肽能促进动物采食,从而提高动物的生长速度。 3.4 促进矿物元素的吸收和利用,减少畸形率 Zambonino和Infante等(1997)报道,在鲈鱼苗中添加小肽,能极大地减少海鲈骨骼畸形现象。含12%~20%的多种不同小肽的(2~20个氨基酸组成)饵料,能增加多种蛋白酶的活性,促进鱼苗小肠提早成熟,并能减轻鱼苗饲喂饵料而产生骨骼畸形。Maria等(1995)报道,肉类水解产物中的肽类能使亚铁离子可溶性吸收率提高。施用晖等(1996)报道,对蛋鸡日粮中添加小肽制品后,血浆中铁、锌的含量显著高于对照组,蛋壳强度提高。研究还发现,铁能够以小肽铁的形式达到特定的靶组织,能自由地通过成熟的胎盘,而硫酸亚铁的铁进入血液是经过主动转运途径被结合于运铁蛋白而吸收,由于其分子量相当大(86KD)而被胎盘滤出,这可能是小肽铁的生物学效价较高而促进了铁的吸收利用的原因。大量试验表明,酪蛋白的水解产物中有一类含有可能与Ca2+、Fe2+结合的磷酸丝氨酸残基,能提高其溶解性,使无机金属离子转变成有机小肽金属螯合物。小肽和金属离子螯合后,能抑制刷状缘肽酶的活力,结果完整的肽作为矿物质的配体通过肽转运机制进入粘膜细胞,充分利用了小肽的转运系统来转运矿物质,促进了动物机体对矿物质的吸收。 3.5 促进水产动物的摄食 大量实践结果表明,小肽有促进鱼类采食量、提高饵料诱食的作用。Carvalho等(1995)的研究表明,在鱼苗的饵料中添加小肽后,能改善饵料的物理特性和营养价值。促进鱼类采食。Scheppach等(1994)报道,小肽能有效刺激和诱导小肠绒毛膜刷状缘酶的活性上升,促进动物的营养性康复,从而增强水产动物的采食与消化吸收功能。Shimtno等(2001)的研究也表明,在欧鳗饵料中添加2%的小肽制品,摄食率比对照组明显提高。研究发现,小肽一方面能促进胃肠道消化液的分泌和消化道的蠕动,另一方面也有利于营养物质的转运及在体内的转化;小肽的摄入能促进胃肠道消化功能的提早发育,提高胃肠道中消化酶的活力,增加水产动物对营养物质的吸收和利用;小肽中的某些氨基酸残基和侧链对水产动物有特殊的诱食作用,某些特殊构型的小肽和某些特殊气味的小肽对水产动物具有一定的诱食作用。 4几种肽制品 因为小肽具有促进游离氨基酸的吸收、提高蛋白质利用率等作用,所以开发小肽制品已成为饲料添加剂行业一个新的亮点。目前市场上出现的小肽制品有: 4.1 快大快。它是采用分阶段酶解工艺从深海鱼中提取得到的各种小肽的超浓缩物、经低温干燥制得的。另外,针对动物的不同生理阶段需要特异性,补充了免疫肽、小肠促生长肽、类酶活性肽和外源应激活性肽等,可有效提高动物对饲料中蛋白质的消化吸收率,提高饲料转化率,减少优质蛋白质原料的添加,促进动物生长,提高免疫力,还有抗下痢、抗应激等作用。 4.2 肠膜蛋白粉(DPS)。DPS的主要成份是猪肠粘膜的水解蛋白质,含有部分小肠促生长肽,有促进早期断奶仔猪小肠的生长发育、提高肠道消化酶活力的作用。 4.3 喂大快。喂大快是海鱼蛋白水解产物,含有一定量的生物活性肽、有机螯合微量元素等,有提高动物的成活率、产蛋率和受精率的作用。

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