大豆肽生物學(xué)功能及在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

■易 鑫陳 芬舒 剛*

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，四川成都 611130；2.宜賓山勾勾農(nóng)業(yè)科技有限公司，四川宜賓 644000）

大豆肽是多種肽的混合物，由大豆粕、大豆粉或大豆蛋白通過(guò)微生物發(fā)酵或水解法生成，依據(jù)QB/T 224922—2008規(guī)定，大豆肽分子量≤5 000 u，其中一級(jí)品分子量（MW）≤2 000 u，肽含量≥80%；二級(jí)品MW≤5 000 u，肽含量≥70%[1]。大豆肽有著和大豆蛋白幾乎一樣的氨基酸組成，但是大豆肽比大豆蛋白更易消化吸收且具有促生長(zhǎng)、抗氧化、降膽固醇、提高機(jī)體免疫力等作用[2]。因?yàn)榇蠖怪羞€有較多的抗?fàn)I養(yǎng)因子，包括熱敏性的蛋白酶抑制因子、凝集素、脲酶；熱穩(wěn)定性的寡糖、單寧、植酸、抗原蛋白；抗維生素因子以及其他大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子不僅不利于畜禽胃腸道的吸收，還會(huì)對(duì)胃腸道造成損害，從而導(dǎo)致畜禽生產(chǎn)性能的下降[3]。但大豆蛋白經(jīng)水解后得到的大豆肽，已經(jīng)去除了其中大部分抗?fàn)I養(yǎng)因子，并且分子量更小，因此更易消化吸收并發(fā)揮其功能。黃明媛等[4]發(fā)現(xiàn)經(jīng)蛋白酶處理后的豆粕中的胰蛋白酶抑制因子被消除或鈍化，豆粕中小肽含量也明顯升高。劉延杰等[5]發(fā)現(xiàn)豆粕經(jīng)角蛋白酶處理后，抗原蛋白和胰蛋白酶抑制劑明顯降解，可溶性蛋白、酸溶蛋白和小肽含量升高。釋放出來(lái)的小肽不僅更利于畜禽腸道吸收，而且具有生物活性，可以發(fā)揮多種生理功能[3]。文章主要圍繞大豆肽的生物學(xué)功能及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期對(duì)大豆肽在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。

1 大豆肽的制備

大豆肽的制備方法和技術(shù)很多，不同方法和技術(shù)產(chǎn)生的大豆肽的品質(zhì)和生化性質(zhì)不同。目前，生產(chǎn)大豆肽的方法主要有化學(xué)水解法、微生物發(fā)酵法、酶水解法三種。

1.1 化學(xué)水解法

化學(xué)水解法分為酸水解和堿水解兩種方法。即用酸、堿等化學(xué)試劑在一定溫度下使蛋白質(zhì)的肽鏈發(fā)生斷裂，從而形成小分子多肽物質(zhì)[6]。這種方法具有操作簡(jiǎn)便、效率高、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)[7]。但也存在諸多缺點(diǎn)，如水解沒(méi)有特異性、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、工藝難控制、營(yíng)養(yǎng)成分損失大，并且對(duì)色氨酸、蛋氨酸、谷氨酰胺和天冬酰胺有影響[6]。因此，此方法大都用于實(shí)驗(yàn)室，不適于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，所以一般不采用。

1.2 微生物發(fā)酵法

微生物發(fā)酵法是指利用微生物發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的蛋白酶將蛋白質(zhì)分子分解成多肽或游離氨基酸的工藝[6]。該法生產(chǎn)的大豆肽是將釋放的小肽通過(guò)移接和重排，同時(shí)也將某些苦味基團(tuán)進(jìn)行了修飾、轉(zhuǎn)移和重組，使產(chǎn)生的大豆肽具有更好的溶解性，無(wú)苦味，增強(qiáng)了其應(yīng)用價(jià)值[8]。微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的大豆肽具有原料成本低、條件溫和、工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品品質(zhì)好等特點(diǎn)[9]。其缺點(diǎn)在于所產(chǎn)生的雜質(zhì)過(guò)多、分離純化難、工業(yè)成本高[7]。劉延杰等[5]用角蛋白酶處理豆粕，發(fā)現(xiàn)抗原蛋白和胰蛋白酶抑制劑明顯降解，可溶性蛋白、酸溶蛋白和小肽含量升高。

1.3 酶水解法

酶水解法是利用蛋白酶在適宜條件下將大豆蛋白進(jìn)行酶解的反應(yīng)，將分子量較大的蛋白質(zhì)分解為分子量較小的肽，再分離純化，加工成大豆肽產(chǎn)品[7]。其具有反應(yīng)條件溫和、水解時(shí)間短、純度較高、能完整地保留蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)功能，氨基酸不易被破壞，不易發(fā)生消旋現(xiàn)象等特點(diǎn)[10]。該方法生產(chǎn)的大豆肽易分離、純度高、適用于工業(yè)化生產(chǎn)，因此成為應(yīng)用最為廣泛的大豆肽制備方法[7]?？聺萚11]用雙酶法生產(chǎn)大豆肽，可產(chǎn)生300～1 000 u范圍的大豆肽，占總蛋白量的54.2%，其中以小于2 000 u以下的大豆肽為主，占肽含量的91.5%，因此具有良好的生理功能和吸收性。

2 大豆肽的生物學(xué)功能

2.1 促生長(zhǎng)作用

大豆肽中含有豐富的蛋白質(zhì)，其氨基酸組成與大豆蛋白相似，其形成的小肽能夠被機(jī)體迅速吸收和直接利用[12]。小肽與游離氨基酸的吸收相比，具有耗能低、載體不易飽和、吸收速度快、各種肽之間運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)抑制性和競(jìng)爭(zhēng)性的特點(diǎn)[13]?，F(xiàn)代研究也表明，蛋白質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)后，被多種蛋白酶水解，以多肽的形式被腸道直接吸收利用[14]。沈一茹等[15]在1日齡健康A(chǔ)A肉雞的日糧中添加不同劑量大豆酶解蛋白，結(jié)果表明，隨著大豆酶解蛋白的添加，AA肉雞的采食量和料重比呈現(xiàn)顯著降低（P<0.05），且顯著影響了肉雞空腸的隱窩深度和絨毛隱窩比（P<0.05），改善了腸道發(fā)育。楊在賓等[16]在仔豬日糧中添加大豆酶解蛋白，發(fā)現(xiàn)其提高了日增重，降低了料重比（P<0.05），促進(jìn)了生產(chǎn)性能。

2.2 抗氧化作用

Nolihara等[17]報(bào)道，大豆蛋白水解后可獲得3～16個(gè)氨基酸組成的小肽，這些小肽通常含有組氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、亮氨酸、纈氨酸等氨基酸，且具有較強(qiáng)的體外抗氧化活性。Yamauchi[18]基于大豆蛋白水解酶酶解產(chǎn)物的抗氧化肽結(jié)構(gòu)，將氨基酸序列設(shè)置為亮氨酸-亮氨酸-脯氨酸-脯氨酸-組氨酸-組氨酸并合成小肽，研究發(fā)現(xiàn)，這些小肽對(duì)超氧陰離子和單線態(tài)氧等有一定的滅活作用。肖偉偉[19]發(fā)現(xiàn)酶解大豆蛋白中分子量小于1 000 u的區(qū)段具有很強(qiáng)的自由基清除能力，其中含有兩個(gè)含量較高、抗氧化活性強(qiáng)的二肽。大豆蛋白水解后產(chǎn)生的抗氧化肽是改善機(jī)體抗氧化能力的重要因素。Hao等［20］通過(guò)1，1-二苯基苦基苯肼（DPPH）法、2，2-連氮基-雙-（3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（ABTSD）法和氧自由基清除試驗(yàn)測(cè)定了富含露娜辛（Lunasin）大豆的抗氧化能力，結(jié)果顯示，過(guò)表達(dá)的大豆肽Lunasin具有更強(qiáng)的清除DPPH、ABTSD和清除氧自由基的活性，在未來(lái)，過(guò)表達(dá)的Lunasin可以作為功能性食品用于癌癥和肥胖癥患者的飲食。楊加梅等[21]在二元雜交經(jīng)產(chǎn)母豬日糧中添加2%大豆肽替代等量豆粕的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，大豆肽能顯著提高哺乳母豬血清總抗氧化能力、總超氧化物歧化酶活力（P<0.05）。

2.3 降膽固醇作用

大豆中含有的蛋白質(zhì)具有降低膽固醇的作用，其水解后產(chǎn)生的多肽同樣具有降低膽固醇的作用[22]。其產(chǎn)生的大豆肽可以通過(guò)增加Thr173磷酸化來(lái)激活蛋白激酶（AMPK）途徑，從而降低膽固醇含量[23]。AMPK途徑是脂質(zhì)代謝的重要調(diào)節(jié)途徑，被激活后，可降低血漿總膽固醇（total cholesterol，TC）及三酰甘油（triglyceride，TG）含量[24-25]。該途徑可以通過(guò)使脂肪酸和TG合成所需要的關(guān)鍵酶失活、調(diào)節(jié)激素敏感性脂解酶活性以及調(diào)節(jié)膽固醇和脂肪酸合成過(guò)程中的一些轉(zhuǎn)錄因子來(lái)降低脂肪酸和TC含量[26]。此外，大豆肽還可以通過(guò)抑制羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶（HMGCR）來(lái)減少膽固醇的合成[23]。HMGCR是細(xì)胞內(nèi)合成膽固醇的直接限速酶，抑制其活性，可使肝臟的膽固醇合成減少，進(jìn)而激活膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-2（SREBP-2），使人肝癌傳代細(xì)胞系（HepG2）對(duì)低密度脂蛋白（LDL）的攝取增加，從而使血漿中膽固醇含量降低[27]。大豆肽也可能通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2（ERK1/2）的激活，使低密度脂蛋白受體（LDLR）mRNA穩(wěn)定表達(dá)，從而使質(zhì)膜的LDLR蛋白增加，從而達(dá)到降低膽固醇的目的[23]。在維持膽固醇代謝平衡方面，LDLR發(fā)揮了重要作用，血漿中超過(guò)70%的低密度脂蛋白膽固醇（LDL-c）都是通過(guò)肝臟LDLR代謝，LDLR蛋白的增加有助于攝取血漿中更多的LDL-c[27]。

2.4 提高機(jī)體免疫功能作用

免疫功能是指機(jī)體對(duì)疾病的抵抗力，免疫功能低下會(huì)使機(jī)體受到疾病的侵害，故而好的免疫功能對(duì)于機(jī)體健康至關(guān)重要。相關(guān)研究表明，大豆蛋白水解后產(chǎn)生的某些大豆肽具有調(diào)節(jié)免疫功能的作用[28]。大豆蛋白被水解后會(huì)產(chǎn)生一種序列為Met-lle-Thr-Leu-Ala-Ile-Pro-Val-Asn-Lys-Pro-Gly-Arg的大豆肽，該肽可刺激人多形核白細(xì)胞的吞噬功能[28]。Egusa等[29]研究發(fā)現(xiàn)大豆蛋白經(jīng)肽酶R降解后，獲得的小肽可以使CD11b+、CD49b+、IL-12+CD11b+、IFN-γ+CD49b+等淋巴細(xì)胞的數(shù)量增加，同時(shí)，發(fā)現(xiàn)小鼠派伊爾結(jié)（PP）細(xì)胞中與先天免疫反應(yīng)相關(guān)的基因表達(dá)有所增加，從而促進(jìn)了小鼠脾細(xì)胞免疫功能的發(fā)育。左倩[30]研究發(fā)現(xiàn)，大豆肽可使回腸派伊爾結(jié)（PP）的數(shù)量增加，血漿IgG、IFN-γ和IL-6的濃度提高，回腸黏膜sIgA、IFN-γ和IL-6含量也顯著增加，從而增強(qiáng)機(jī)體免疫力。

3 大豆肽在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

大豆肽在豬的應(yīng)用上主要改善其生長(zhǎng)性能、腸道健康、抗氧化能力和免疫功能。唐玲等[31]在仔豬基礎(chǔ)日糧中添加1.0%、1.5%、2.0%和2.5%大豆酶解蛋白，其研究表明，隨著大豆酶解蛋白添加量的增加，仔豬血清C3、C4、免疫球蛋白G含量、谷胱甘肽和谷胱甘肽還原酶含量隨之提高（P<0.05），同時(shí)大豆酶解蛋白使血清丙二醛（MDA）含量降低（P<0.01），大豆酶解蛋白使肝臟中丙二醛含量降低（P<0.01），使谷胱甘肽、谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶提高（P<0.05），由此可見(jiàn)，大豆酶解蛋白可以提高仔豬免疫力和抗氧化能力。左倩[30]在仔豬日糧中添加5、10、20 g/kg大豆肽，研究發(fā)現(xiàn)，大豆肽能促進(jìn)仔豬腸黏膜組織結(jié)構(gòu)發(fā)育，提高消化酶活性和腸黏膜免疫功能，改善仔豬生長(zhǎng)性能；同時(shí)有助于提高仔豬抗氧化能力，增強(qiáng)仔豬免疫功能。Zheng等[32]以豆粕發(fā)酵產(chǎn)生的大豆肽飼喂豬，研究結(jié)果表明，5～10 g/kg大豆肽可提高豬的日增重，增加十二指腸和空腸的絨毛高度，降低了空腸組織中腫瘤壞死因子和丙二醛（MDA）的含量。程璞等[33]研究表明，添加2.5%、3%的大豆蛋白肽可以改善斷奶仔豬血清中的總蛋白（TP）、白蛋白、尿素氮（BUN）和葡萄糖的濃度，提高仔豬抗應(yīng)激能力。

3.2 在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

家禽日糧中加入大豆肽，能提高其生長(zhǎng)性能，降低家禽患病率，改善腸道健康。孟可愛(ài)等[34]研究發(fā)現(xiàn)，0.8%大豆肽可以提高雛雞日增重，降低料重比，提高免疫器官指數(shù)，并且具有降低總膽固醇含量的作用。Osho等[35]用1、2、3、4、5 g/kg的大豆肽飼喂肉雞，研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度的大豆肽均對(duì)肉雞的日增重、料重比、回腸絨毛高度、空腸隱窩深度均有顯著的線性影響（P<0.05），對(duì)回腸干物質(zhì)和能量消化率有極顯著的線性影響（P<0.01）。陳亮等[36]研究發(fā)現(xiàn)，添加0.3%、0.6%、0.9%大豆酶解蛋白可以提高合格蛋數(shù)和蛋重，增加蛋殼厚度和強(qiáng)度，提高哈夫單位。劉小飛等[37]在湘黃雞的飼糧中添加0.4%、0.8%和1.2%的大豆肽，研究表明，添加大豆肽可以提高湘黃雞的日增重、屠宰率、全凈膛率和胸肌率，降低了其料重比、胸肌肌肉的滴水損失，從而提高了湘黃雞的經(jīng)濟(jì)效益。于維等[38]在肉雞飼糧中添加0.2%、0.4%、0.6%的大豆活性肽，研究表明，大豆活性肽可以提高黃羽肉雞日增重、飼料利用率、血清中激素含量、血清抗氧化能力，降低發(fā)病率。

3.3 在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

目前，關(guān)于大豆肽在反芻動(dòng)物上的研究和報(bào)道還較少，還需進(jìn)一步試驗(yàn)探索其使用效果。田梅等[39]在肉牛的基礎(chǔ)飼料中添加120、240 g/d和360 g/d的大豆小肽，研究表明，大豆小肽可以提高肉牛瘤胃丁酸弧菌數(shù)量（P<0.05），對(duì)回腸和十二指腸纖維、干物質(zhì)、氨基酸和有機(jī)物消化有顯著改善作用。王玲等[40]研究表明，灌注60 g/d大豆小肽使奶山羊腸系膜排流組織（MDV）總肽結(jié)合氨基酸凈流量和門(mén)靜脈排流組織（PDV）總肽結(jié)合氨基酸凈流量增加（P<0.05），促進(jìn)了奶山羊小腸對(duì)肽的吸收利用。

3.4 在水產(chǎn)動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

大豆肽不僅對(duì)家禽、豬以及反芻動(dòng)物有提高生產(chǎn)性能、抗氧化能力以及免疫力等作用，同時(shí)，對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物也有同樣的作用。肖偉偉[19]在幼建鯉日糧中添加1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%的酶解大豆蛋白，其結(jié)果表明，添加酶解大豆蛋白可清除自由基，對(duì)魚(yú)腸道細(xì)胞的氧化損傷有保護(hù)、修復(fù)和阻截作用，提高抗氧化酶基因表達(dá)及其活力等，添加1%酶解大豆蛋白還可以達(dá)到節(jié)約日糧的作用。李學(xué)麗[41]用酶解豆粕替代基礎(chǔ)飼料中20%、40%、60%和80%的魚(yú)粉，其研究表明，酶解豆粕可以促進(jìn)幼魚(yú)蛋白質(zhì)合成代謝，改善其脂肪蓄積和提高幼魚(yú)的抗氧化能力。宋志東等[42]添加14%、23.2%、37.7%、49.7%、61.7%和71.9%酶解大豆蛋白替代不同比例的魚(yú)粉，其研究結(jié)果表明，酶解大豆蛋白替代69.03%以下的魚(yú)粉對(duì)體組織脂肪蓄積有一定的改善作用，并且降低了血清三酰甘油水平。王銨靜等[12]研究表明，添加1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%和4.0%大豆酶解蛋白可提高凡納濱對(duì)蝦幼蝦粗蛋白質(zhì)含量、肌肉磷含量、抗氧化能力以及抗病能力。

4 展望

大豆肽作為大豆蛋白水解后的產(chǎn)物，不僅去除了大部分的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而且分子量小，更利于動(dòng)物消化吸收，同時(shí)，大豆肽還具有良好的理化性質(zhì)和多種生物學(xué)功能[7]。大豆肽的使用不僅可以促進(jìn)畜禽的生長(zhǎng)性能，而且可以提高畜禽免疫功能、抗氧化能力，改善脂肪代謝。而作為大豆肽生產(chǎn)原料的大豆蛋白，其來(lái)源豐富、價(jià)格低廉。因此，大豆肽作為畜禽的飼料添加劑具有廣闊的應(yīng)用前景。

但是，當(dāng)前不同水解方法獲得的大豆肽質(zhì)量不一。其中微生物發(fā)酵法會(huì)產(chǎn)生諸多雜質(zhì)，分離純化較困難，且成本較高；酸水解和堿水解法，其水解度難以控制，氨基酸容易受到破壞，且易產(chǎn)生有害物；酶水解法雖然是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的方法，但是存在酶資源少、易失活、產(chǎn)生苦味肽等問(wèn)題[43]。同時(shí)，水解產(chǎn)生的大豆肽成分較多，當(dāng)前各成分作用機(jī)制的研究還不夠充足，還需在分子層面上進(jìn)一步深入研究其機(jī)理。