劉 薇，丁 雪，楊運玲*，張廣寧，苗曉微，劉文峰，梁代華

（1.谷實生物集團股份有限公司，哈爾濱 150078；2.東北農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，哈爾濱 150030）

具有生物活性的小肽在代謝調(diào)控中起著重要作用。多項研究表明，在對各類動植物蛋白的消化吸收、食物加工以及對細菌蛋白水解等過程中，都能夠釋放出生物活性小肽，這些小肽被應用在食品和制藥行業(yè)，具有抗高血壓、抗氧化、調(diào)節(jié)免疫、抗糖尿病、降膽固醇、抗菌、抗癌等多種作用。隨著小肽研究的不斷深入，表明小肽作為飼料添加劑在動物機體中也扮演著重要的角色。大豆是最豐富的植物蛋白來源之一，含有36%～56%的蛋白質(zhì)，是生物活性小肽的良好來源。大豆生物活性肽既具備大豆蛋白質(zhì)的營養(yǎng)學特性，又具備小分子肽特有的物化特性，具有很高的飼用價值[1-2]。

1 大豆肽的來源

肽的分子結構介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間，其基本構成基團是氨基酸。50 個氨基酸殘基以上通常稱為蛋白質(zhì)，50 個以下稱為肽。大豆肽是大豆蛋白經(jīng)過發(fā)酵、酶解或特殊加工方式制得的肽類混合物，為3～6個氨基酸所組成，分子量通常集中在1 000 u 以下[3]。但也有一些大豆肽超出了定義的范圍，如大豆生物活性肽Lunasin是由43個氨基酸組成[4]。

2 大豆肽的代謝途徑

先前的研究認為，單胃動物吸收蛋白質(zhì)主要是以氨基酸的形式[5-6]，早在20世紀50年代，就有學者指出腸壁吸收氨基酸是以肽的形式吸收的[7-8]，但是直到20世紀80年代后期，這一觀點才被接受[9]。近年來的研究表明，腸道內(nèi)蛋白質(zhì)的利用大部分是以2～3 個氨基酸組成的小肽的形式吸收[10]，在消化道中，蛋白質(zhì)的消化終產(chǎn)物大部分都是小肽，它可以完整地被吸收，最終以二肽和三肽的形式進入血液循環(huán)[11]。目前的研究認為，小肽的轉運機制存在以下三種方式：（1）需要消耗三磷酸腺苷（ATP）的主動轉運過程；（2）依賴pH 的Na+/H+交換轉運體系；（3）谷胱甘肽（GSH）轉運系統(tǒng)。M.T.Vincenzini 等[12]研究認為鈉、鉀、鈣、錳等離子的濃度梯度與谷胱甘肽的跨膜轉運密切相關，而與H+濃度無關。在生物膜內(nèi)由于GSH 具有抗氧化作用，因而該體系可能有特殊生理意義[13-14]。E.R.Gilbert等[15]研究認為小肽的吸收途徑包括通過腸肽轉運蛋白PepT1、細胞穿透肽（cell-penetrating peptides,CPPs）和細胞旁路運動等方式吸收（見圖1）。

圖1 腸細胞攝取肽的可能途徑

反芻動物對肽和氨基酸的吸收有2種不同的途徑，分別為腸系膜系統(tǒng)、非腸系膜系統(tǒng)[14]，非腸系膜系統(tǒng)是反芻動物吸收小肽的主要途徑，占總吸收小肽的 85%～90%[16-17]。瓣胃是非腸系膜系統(tǒng)中吸收小肽的主要部位，瘤胃等其他非腸系膜和腸系膜組織次之，瘤胃和瓣胃對小肽進行吸收的主要方式是被動擴散和主動轉運[13]。

3 大豆肽制備工藝

目前國內(nèi)制備大豆肽的方法主要有微生物發(fā)酵法、酸解法、酶解法等。由于強酸強堿的腐蝕性和污染性，通過強酸、強堿的分解作用制備大豆肽的方法正被其他更先進的工藝所取代[3]，利用酶的定向分解特性將大分子蛋白質(zhì)分解為小分子肽這就是酶解法，該工藝所需的時間較短，并且能更好地控制水解程度以獲得更一致的分子量和肽組分[18]；利用微生物將大分子的大豆球蛋白轉化為小分子的肽，這就是微生物發(fā)酵法。此外在食品加工過程中應用的方法以及高效液相色譜分離純化等技術也應用在大豆肽的生產(chǎn)中。

3.1 酶解法

利用特異性或非特異性的蛋白酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和木瓜蛋白酶等）對蛋白質(zhì)進行水解[19-20]，是生產(chǎn)生物活性肽的最常見方法，廣泛應用于食品和制藥行業(yè)[21-22]。這些酶可以單獨水解也可以結合使用以釋放更有效和穩(wěn)定的生物活性肽[23]，林洋等[24]試驗表明，復合酶比單酶更易制備水解度高、苦味低的大豆小肽。酶解法生產(chǎn)的大豆肽具有免消化、易吸收的特點，是優(yōu)良的蛋白質(zhì)來源。

3.2 發(fā)酵法

發(fā)酵是生產(chǎn)生物活性肽和食品級水解蛋白的有效途徑。乳酸菌（Lactic acid bacteria，LAB）是自然界中分布的一大批有益細菌，也存在于消化系統(tǒng)中，通常用于生產(chǎn)生物活性肽。位于細胞內(nèi)需要完全降解所積累肽的乳酸菌蛋白水解系統(tǒng)，如乳酸乳球菌、乳酸桿菌和保加利亞乳桿菌具有廣泛的特異性，能夠釋放大量不同的寡肽（4～8個氨基酸），是寡肽的轉運系統(tǒng)，也是氮進入細胞的主要途徑[25-26]。LAB 由于具有β-半乳糖苷酶，可以在發(fā)酵過程中水解大豆寡糖，包括蔗糖、棉籽糖和水蘇糖，并降低其豆腥味和腸胃氣脹[27-29]。相對而言，微生物發(fā)酵是獲得大豆生物活性肽最便宜的方法，因為微生物是蛋白酶比較便宜的來源，并且該方法是安全的。細菌培養(yǎng)成本相對較低，因為它們需要的營養(yǎng)需求最少且成熟時間短，而且LAB 的蛋白酶在細胞膜上表達，因此純化程序相對容易且便宜[21]。發(fā)酵大豆中生物活性肽的形成及其生物活性[19]見圖2。

3.3 食品加工

生物活性肽的釋放也會發(fā)生在蛋白質(zhì)食品加工過程中，由于結構和化學變化，蛋白質(zhì)食品也會釋放生物活性肽[30]。體內(nèi)消化試驗表明，生物活性肽可以在消化過程中形成。為了提高代謝穩(wěn)定性，肽的N-甲基化已成功地用于肽類藥物的設計中，因為肽和肽類藥物具有較差的口服生物利用度[31]。S.Roufik等[32]研究β-乳球蛋白的三種生物活性肽的體外消化率，發(fā)現(xiàn)當被胃蛋白酶水解時，β-Lgf142-148 保持完整，而當被胰凝乳蛋白酶水解時，β-Lgf15-20 和f102-105 被弱水解（31%），僅β-Lgf142-148被強烈水解（99.8%）。

3.4 分離、純化和表征

高效液相色譜是分離、鑒定和純化生物活性肽應用最廣泛的技術。十二烷基硫酸鈉電泳和超速離心是多肽結構表征和氨基酸組成分析的可選方法。超濾膜系統(tǒng)可用于分離具有所需分子量和功能特性的肽。將超濾膜用于篩選大豆蛋白水解物的生物活性，發(fā)現(xiàn)回收肽的生物活性增加[33]。近年來，電噴霧電離、基質(zhì)輔助激光解吸電離和質(zhì)譜檢測已成為蛋白質(zhì)鑒定和表征的重要手段。液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測是鑒定多肽序列的常用方法。質(zhì)譜法可以精確測定分子質(zhì)量和蛋白質(zhì)序列，鑒定蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物和研究蛋白質(zhì)構象[34]。此外，反相高效液相色譜法特別是在研究肽的結構功能特性時可以根據(jù)肽的疏水性進行分離[35]。B.F.Gibbs等[36]通過Vydac ODS300A RP色譜柱的液相色譜-質(zhì)譜法，以1 mL·min-1的流速、5%～75%的乙腈濃度在70 min內(nèi)從大豆發(fā)酵食品中純化并鑒定了生物活性肽，其洗脫液在206 nm 和280 nm 處進行監(jiān)測，帶寬為2 nm，參考波長為550 nm。

4 大豆肽的生物活性

4.1 抗高血壓

抗高血壓肽是食品中研究最多的生物活性肽[37]。吳建平等[38]以大豆低溫脫脂豆粕為原料，經(jīng)過蛋白酶水解后制備的活性肽具有降壓效果。在自發(fā)性高血壓大鼠中，生物活性肽如Val-Pro、Ile-Pro 和Tyr-Pro 具有血管緊張素抑制活性和降壓作用[39]。M.Yonekura 等[40]研究發(fā)現(xiàn)，6 周齡大鼠口服0.1%大豆肽Leu-Ala-Pro 發(fā)酵液，6 周后血壓比未服發(fā)酵液的對照大鼠降低約20 mmHg?？偟膩碚f，小肽通過抑制血管緊張素轉換酶而發(fā)揮其抗高血壓的作用。

4.2 降低膽固醇

大豆肽具有降低膽固醇的功效。在大鼠試驗中，相較于完整的大豆蛋白，大豆蛋白消化水解物具有更強的降低血清膽固醇的作用[41]。大豆肽也可能與磷脂結合并在人類中發(fā)揮降低血清膽固醇的活性的作用，通過口服給動物或人類受試者服用時，豆制品對心血管疾病的有益影響是通過其對血液膽固醇的影響來起作用的[42]。蛋白質(zhì)在胃腸道中被蛋白酶消化，釋放出生物活性肽，從而可能降低膽固醇水平[43]。

4.3 抗氧化

清除自由基、抑制脂質(zhì)過氧化和金屬離子螯合性質(zhì)是生物活性肽發(fā)揮抗氧化活性的主要過程。自由基過多會導致細胞損傷，進而誘發(fā)多種疾病，主要包括動脈粥樣硬化、關節(jié)炎、糖尿病和癌癥等[44]。左倩等[45]研究大豆肽對仔豬體外抗氧化的影響時發(fā)現(xiàn)，大豆肽對1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和羥自由基具有良好的清除能力，其清除率可分別達到98.33%和84.38%。大豆肽具有比完整蛋白質(zhì)更高的抗氧化活性，是因為大豆蛋白水解時由于結構改變會暴露出更多的活性氨基酸R基[46]。

4.4 抗癌

從大豆子葉中分離出來的一種肽，具有抗癌和抗炎癥活性[47]。一些流行病學和動物研究表明大豆蛋白可以降低乳腺癌、結腸癌和前列腺癌的風險[48]。當合成的月桂酸肽被添加到哺乳動物細胞中時，可以阻止化學致癌物和病毒致癌基因RAS和E1A對細胞的轉化[49-50]。

4.5 抗菌

單春喬等[51-52]添加大豆小肽后益生菌Q68 與致病菌混合培養(yǎng)試驗發(fā)現(xiàn)，40 h內(nèi)可以徹底清除金黃色葡萄球菌，48 h內(nèi)可以完全消滅大腸埃希菌，大豆肽可以促進有益菌的增殖，抑制有害菌的生長。M.Z.Sitohy 等[53]研究發(fā)現(xiàn)大豆球蛋白基本肽（GBP）可以抑制幾種腐敗細菌的生長；Li Y.Q.等[54]研究表明，低濃度的GBP 可以有效地滅活細菌，例如大腸埃希氏菌，其失活機制是通過與細菌膜結構的相互作用來實現(xiàn)的。0.015%GBP 可以抑制微生物的生長和繁殖，并改善巴氏滅菌牛奶的感官特性和理化特性，可以防止牛奶變質(zhì)[55]，因此，GBP也可以用作天然防腐劑來延長牛奶的保質(zhì)期。

4.6 促進氨基酸吸收，提高蛋白質(zhì)合成

大豆肽作為一種小肽，可以避免腸道中吸收的氨基酸因為競爭同一位點而產(chǎn)生的拮抗作用。施用暉等[56]研究發(fā)現(xiàn)，當給動物飼喂小肽且不添加游離氨基酸時，精氨酸不再對賴氨酸產(chǎn)生拮抗作用，可促進氨基酸的吸收。此外，血液循環(huán)中的小肽能直接參與組織蛋白的合成。一般認為，肌肉蛋白質(zhì)的合成效率受動脈靜脈間氨基酸差異的影響，在一定條件下，差異性越大則其對蛋白質(zhì)合成的促進效果越明顯[57]，由于小肽吸收速度快，可以快速增大血液中氨基酸的濃度，進而增大了動靜脈間氨基酸的差值，促進蛋白質(zhì)的合成。

4.7 促進礦物質(zhì)的吸收利用

小肽主要以絡合物形式與礦物質(zhì)結合，通過小肽的吸收通道完成吸收，因此可以避免與原來利用同一吸收通道的礦物質(zhì)競爭，提高礦物質(zhì)的吸收性能[58]。此外，小肽的氨基酸殘基還可與金屬離子螯合，以螯合物整體的形式通過被動轉運來促進礦物質(zhì)的吸收[59]。單春喬等[51]在妊娠母豬飼糧中添加小肽螯合鐵，顯著提高了仔豬血紅蛋白濃度和血清鐵濃度，降低了仔豬血清總鐵結合力和血清轉鐵蛋白濃度，同時對妊娠后期母豬飼喂小肽螯合鐵，可以通過胎盤和乳汁增加仔豬體內(nèi)的鐵含量，滿足哺乳仔豬對鐵的需求。李麗立等[60]在小肽對山羊消化率的研究中發(fā)現(xiàn)，無論是飼喂還是灌注小肽，均能提高能量與鈣的表觀消化率。

5.8 生理調(diào)節(jié)功能

小腸中某些酶活力由于受到小肽的誘導而提高，最終會促進小腸消化功能發(fā)育提前，增進營養(yǎng)的消化吸收能力。祝平等[61]在哺乳仔豬的日糧中適當加入植物小肽之后，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)添加量越高斷奶仔豬的生長效果愈好。R.Puchala 等[62]將小肽和氨基酸灌注到安哥拉山羊的皮膚中，發(fā)現(xiàn)小肽可顯著促進羊毛的生長。同時，張晶等[63]認為大豆肽滲透壓低，可有效避免仔豬因高滲透壓而引起的腹瀉。因此，小肽可以促進動物生長、改善其健康和生產(chǎn)性。

4.9 免疫調(diào)節(jié)作用

目前，從大豆蛋白水解液中分離到兩種具有促進吞噬作用的免疫調(diào)節(jié)肽His-Cys-Gln-Arg-Pro-Arg和Gln-Arg-Pro-Arg，較低分子量和帶正電的肽可能在刺激免疫調(diào)節(jié)中起關鍵作用[64]。使用不溶性的大豆蛋白為原料，通過堿性蛋白酶制備的大豆蛋白水解液對小鼠脾淋巴細胞和巨噬細胞的增殖有促進作用[20]。A.I.Masotti 等[65]研究了大豆和牛奶發(fā)酵對人單核細胞模型（U937）的免疫調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)大豆和牛奶發(fā)酵均影響U937細胞因子的產(chǎn)生。

5 大豆肽在動物生產(chǎn)中的應用

5.1 大豆肽在單胃動物中的應用

大豆肽可以促進動物腸道健康，有增強腸絨毛和腸黏膜發(fā)育、提高酶活性、降低炎性細胞因子水平的作用，同時可以提高動物生產(chǎn)性能，改善飼料轉化率，增強免疫等[66]。Zheng L.等[66]在基礎日糧中添加0、5、10 g·kg-1和15 g·kg-1的大豆肽，結果表明添加5～10 g·kg-1的大豆肽對育肥豬的生長性能和腸道健康有促進作用，此外還有降低氧化應激產(chǎn)物的作用。朱振平等[67]探究大豆肽對小鼠免疫性能的影響，發(fā)現(xiàn)大豆肽能提高小鼠血清溶血素水平、碳廓清吞噬指數(shù)及腹腔巨噬細胞吞噬雞紅細胞百分率，有效提高小鼠免疫力。研究表明，大豆肽能夠作用于機體內(nèi)源性免疫調(diào)節(jié)因子，提高仔豬IgG和sIgA含量，增強其免疫功能，同時能夠提高腸道消化酶及腸黏膜Na+-K+-ATP 酶活性，減輕斷奶應激對腸道黏膜造成的損傷[68-69]。在與常用蛋白質(zhì)添加劑作對比時，大豆肽能夠提高仔豬生長性能、改善飼料轉化率[1]。大豆肽在單胃動物的免疫性能、生產(chǎn)性能和機體健康等方面體現(xiàn)出了優(yōu)勢。

5.2 大豆肽在禽類中的應用

大豆肽在禽類中的應用較多也較完善，其對于蛋雞的產(chǎn)蛋量、蛋殼厚度、哈夫單位，肉雞的日增重和屠宰率等有較好的促進作用[70-72]。除生產(chǎn)性能外，大豆肽對于禽類還有免疫、降低膽固醇等生理調(diào)節(jié)作用。孟可愛等[73]將大豆肽添加至育雛雞日糧中，發(fā)現(xiàn)可以提高育雛雞的日增重，降低其料肉比，此外還可以提高育雛雞的免疫器官指數(shù)、血清鈣的含量，降低總膽固醇含量，同時還有提高一些酶活性的趨勢，以添加0.8%大豆肽的效果為最佳。在禽類生產(chǎn)中，將大豆肽作為飼料添加劑時，大部分的研究著眼于提高蛋雞的產(chǎn)蛋性能和肉雞的產(chǎn)肉性能，但仍有研究以促進禽類的免疫能力為目的，適宜的肽料比和肽重比能顯著提高禽類的生產(chǎn)性能。

5.3 大豆肽在反芻動物中的應用

反芻動物與單胃動物最大的區(qū)別在于其特殊的瘤胃結構，大豆肽對于反芻動物的影響主要體現(xiàn)在其對于瘤胃微生物和瘤胃內(nèi)生理情況的影響，對于瘤胃微生物蛋白、揮發(fā)酸產(chǎn)量、氮的排泄等均有不同程度的影響，此外還可以提高反芻動物的生產(chǎn)性能。吳丹丹等[74]在日糧中添加大豆肽飼喂泌乳期奶牛，發(fā)現(xiàn)瘤胃微生物蛋白的產(chǎn)量提高了22.94%，產(chǎn)奶量提高12.64%，氮的排泄減少15.01%。王文娟等[75]將大豆肽灌注到魯西黃牛瘤胃中，發(fā)現(xiàn)灌注300 g·d-1以內(nèi)的大豆小肽，使瘤胃液氨氮濃度提高了75.78%，微生物蛋白增了42.38%，且顯著增加了溶纖維丁酸弧菌的含量和揮發(fā)酸的產(chǎn)量。其另一項試驗表明，飼喂大豆肽使日糧纖維的表觀消化率提高了4.08%，尿氮提高了22.00%，同時能量利用效率、血漿尿素氮和血糖的含量均提高，氮沉積增加[76]。然而，大豆肽在提高反芻動物瘤胃中微生物蛋白的同時，由于瘤胃微生物的降解、利用，使得大豆肽不能進入小腸，從而影響飼料蛋白的利用效率，同時也使肽的生物活性不能充分發(fā)揮[77]。目前，對大豆肽過瘤胃處理的研究較少，但對飼料中其他蛋白質(zhì)、肽、氨基酸等進行保護的方法早前就有大量研究，比如加熱處理、甲醛處理、單寧處理、氫氧化鈉處理、白蛋白包被、脂肪包被以及添加氨基酶抑制物等[78]。因此，可以對大豆肽采取一定的過瘤胃保護措施，使其盡可能多地被小腸消化吸收，從而提高乳蛋白質(zhì)量、增加產(chǎn)奶量、提高生產(chǎn)性能。

5.4 大豆肽在水產(chǎn)動物中的應用

除畜禽外，大豆肽還被應用在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，由于魚類生理結構的特殊性，使其對蛋白質(zhì)質(zhì)量的要求很高?，F(xiàn)有的研究表明，大豆肽可以提高魚類的生產(chǎn)性能，增強免疫能力，還可增強酶活性，提高其消化功能。宮修清等[79]添加5%的大豆肽進行試驗，提高了各類魚種產(chǎn)量共568 kg。宋文新等[80]用發(fā)酵豆粕替代部分魚粉飼喂黑鯛幼魚，發(fā)現(xiàn)當替代水平為10%時，黑鯛幼魚機體內(nèi)的超氧化物歧化酶（SOD）活性增強，血清溶菌酶活力也得到了明顯改善，當替代水平增加到30%、40%和50%時，SOD和血清溶菌酶的活性明顯低于對照組。陳曉瑛等[81]研究了菌酶協(xié)同發(fā)酵豆粕（FSBE）替代魚粉對大口黑鱸（Micropterus salmonides）生長性能、血清生化、免疫和抗氧化指標及肝臟組織形態(tài)的影響，試驗采用等氮（50%粗蛋白質(zhì)）等脂（10%粗脂肪）原則，在對照飼料基礎上用FSBE 分別替代10%、20%、30%和40%魚粉，并用豆粕（SB）替代30%魚粉作為負對照飼料，飼喂8 周，結果表明，F(xiàn)SBE 過高比例替代魚粉可對大口黑鱸生長性能、血清生化、免疫和抗氧化指標、肝臟組織形態(tài)產(chǎn)生明顯的不良影響，在魚粉含量為50%的飼料中，F(xiàn)SBE替代魚粉比例≤20%不會對大口黑鱸生長和飼料利用產(chǎn)生不利影響。總的來說，在水產(chǎn)品養(yǎng)殖中，大豆肽一定程度上可以提高生產(chǎn)性能，但添加量需適宜，過量的大豆肽反而會影響水產(chǎn)動物的免疫能力。

6 小 結

大豆肽在動物生產(chǎn)中得到了較為廣泛的關注和應用，大豆肽有提高免疫力、抗氧化、抗癌、提高動物生產(chǎn)性能等優(yōu)點，其制備技術比較完善。但基于小肽體系，將大豆作為小肽來源的研究還遠遠不夠，對于其在動物機體內(nèi)發(fā)揮生理調(diào)節(jié)功能的特點和機理還需進行更深入的研究，在反芻動物中進行一定的加工處理是否有效還有待驗證，由于過瘤胃處理的研究較少，大豆肽是否對反芻動物的腸道有改善和提高免疫的作用，還有待進一步探索。