降解蛋白对水生动物生长的影响
对水生动物而言,蛋白质不仅用于沉积，还是重要的供能物质，因此，水生动物对蛋白的需要量远高于陆生动物[1]。如何提高水生动物对蛋白质尤其是植物蛋白的利用率是改善饵料利用率、提高生长速度的有力措施。从20世纪80年代初以来，陆续开展了将蛋白原料降解后用于水生动物的研究。蛋白原料经酶或酸等降解后，其产物主要是各种肽及少量游离氨基酸（AA）的混合物[2，3]，因此降解的蛋白可以更好的被水生动物消化吸收[4，5]。近年来对草鱼[6]、海鲈[2，7]、虾[3]、鲤鱼[8]等多种水生动物的研究表明：降解鱼粉蛋白、降解虾蛋白、降解酪蛋白以及大豆降解蛋白等多种降解蛋白，能够改善饵料利用率，提高生长速度，此外，降解蛋白还具有免疫调节作用。自1979年Brantle[9]等人从牛奶酪蛋白的酶解产物中分离出一种具有阿片肽活性的七肽以后，降解蛋白中肽的生理作用在国内外开始引起人们的关注 。免疫活性肽是继阿片肽之后发现的第二种活性肽，目前已经从酪蛋白[10]、大豆蛋白[11]、 鱼体蛋白[11]等多种降解蛋白中分离到的具有免疫活性的肽。
1 降解蛋白对水生动物生长的影响
近年来的一些研究发现：摄食含降解蛋白的饵料，可以提高海鲈[2，7]、鲫鱼[12]、鲤鱼[8]、虾[3]、鳗鲡[13]、大西洋鲑[14]、虹鳟[15]等多种水生动物的生长速度。在大西洋鲑饵料中分别用5%、10%、15%的鱼粉降解蛋白替代相应的鱼粉，试验68d后，增重分别提高8%、12%、16%[16]。Berge [14]研究发现：在0.15g大西洋鲑饵料中用鱼粉降解蛋白替代鱼粉5%、8%后,生长速度显著提高。饵料中使用一定比例的磷虾降解蛋白也提高幼金鲈[17]、虾[3]等的生长速度，但也有少量不一致的报道。Kolkovski[18]分别用鱿鱼降解蛋白替代相应的鱿鱼蛋白，饲喂幼龄金头鲷,随着替代比例的增加，生长速度不断下降；在大菱鲆饵料中，用鱼粉降解蛋白替代部分鱼粉，对生长速度没有影响[19]。可见，一定量的降解蛋白能促进水生动物的生长，但其效果受到多种因素的影响。
2 降解蛋白影响生长的方式
2.1 影响摄饵量
摄饵量的提高可能是生长速度改善的一个重要原因。一些研究表明，降解蛋白能够提高水生动物的摄饵量。在大西洋鲑[16]、欧鳗[13]、金鲈[17]等饵料中使用一定比例的降解蛋白，其摄饵量显著提高。饵料中添加5%磷虾降解蛋白，金鲈的摄食量提高一倍[17]。用二肽混合物替代酪蛋白50%，作为虹鳟开口料，也能显著提高摄饵量[20]。
关于降解蛋白是如何促进水生动物摄食，还没有深入的研究。由于小肽能被动物直接吸收，饵料消化吸收更快，因此降解蛋白可以改善饲料的物理特性和营养价值，促进鱼苗摄食[21]。降解蛋白还能有效刺激和诱导小肠绒毛刷状缘酶的活性上升，促进动物的营养性康复，从而增强动物的消化吸收功能，增加摄食。Cahu和Jose（1997）[2，5]研究发现，用鱼粉降解蛋白替代部分鱼粉蛋白，能提高海鲈肠碱性磷酸酶活力，促进肠粘膜的发育。降解蛋白中某些小肽的氨基酸残基和侧链还可能对水生动物有特殊的诱食作用。
2.2 影响饵料利用率
在饵料中使用降解蛋白替代部分完整蛋白可以提高饵料利用率。在虾[3]、草鱼[6]、欧鳗[13]等饵料中使用一定比例的降解蛋白，饵料利用率得到明显改善。在欧鳗饵料中使用2%海鱼降解蛋白,饵料转化率提高8%[13]；分别用磷虾降解蛋白9%、15%替代虾饵料中的虾蛋白，饵料利用率分别提高4%、11%[3]；用5%的鱼粉降解蛋白替代虹鳟饵料中相等量的鱼粉，饵料利用率也提高11%[15]。饵料利用率的提高与其中蛋白质和矿物质的消化吸收增加有关。
蛋白质消化利用的程度与饵料利用率密切相关。在虾[3]、草鱼[6]、大西洋鲑[16]等的研究中发现，降解蛋白提高饵料利用率的同时,蛋白质的消化率得到不同程度的改善。Barrias和Oliva[15]用5%的鱼粉降解蛋白替代鱼粉饲喂58g的虹鳟14周后氮的沉积率提高7%。在3.5g虾的饵料中分别用鱼粉降解蛋白、磷虾降解蛋白、鱿鱼降解蛋白替代相应的完整蛋白，不同程度地改善蛋白表观消化率[3]。因此蛋白质的消化、利用率提高是饵料利用率提高的一个重要原因。
降解蛋白还能促进矿物质的吸收。在海鲈的饵料中用鱼粉降解蛋白替代部分鱼粉后，显著降低鱼苗的畸形率[2]。饵料中添加0.5%降解酪蛋白饲喂3.8g的草鱼, 血浆中钙、磷含量分别提高5%、11%[22]。Barrias[15]报道：用5%的鱼粉降解蛋白替代鱼粉饲喂58g的虹鳟14周后，磷的沉积率提高21.8%。关于降解蛋白如何提高矿物元素的吸收可能是其中的一些小肽能与矿物质结合，提高其溶解性，从而促进其吸收。
2.3 降解蛋白影响饵料利用率的原因
2.3.1 改善饵料的可消化性
传统的蛋白质消化吸收理论认为：蛋白质在肠腔内在胰蛋白酶和糜蛋白酶及肽酶的作用下完全被水解成游离氨基酸，并以游离氨基酸形式进入血液循环。1921年Boegland 提出肽转运的可能性以来，大量的实验证明了蛋白质的消化产物以小肽和AA的形式吸收。到目前为止,除了陆生动物外，也在大西洋比目鱼[23]、鲤鱼[24]、鳗鲡[25]等多种水生动物上发现其具有吸收小肽的能力，并且水生动物与陆生动物一样，肽的吸收比AA吸收更重要[25，26]。降解蛋白中的肽能够快速被消化、吸收，使蛋白的消化率提高，从而可改善饵料的利用率。Jany[4]研究发现：在海鲇肠中，蛋白片段被蛋白酶降解的速度是完整蛋白的8倍。Rojas[23]分别用牛血清蛋白和血清降解蛋白饲喂幼龄大西洋比目鱼，结果发现，降解蛋白的吸收速度约是蛋白的1.3倍。
2.3.2 影响动物的消化、吸收能力
2.3.2.1 对消化道发育的影响
水生动物的消化道主要分为有胃和无胃二种类型，有胃鱼类其胃的消化功能仍然很差，因此消化道主要指肠道。水生动物肠道的结构跟陆生动物一样也分为粘膜层、粘膜下层、肌层和浆膜层。粘膜层是消化吸收的位点，粘膜层向肠腔突出，形成皱褶以增大吸收面积。陆生动物的粘膜层在形成皱褶后进一步分支形成绒毛，与陆生动物相比，水生动物粘膜层结构更简单，通常没有发达的绒毛，只是形成皱褶（皱襞）。
肠道的发育尤其是肠粘膜的正常结构与功能是营养物质充分消化与吸收的基本保证。关于降解蛋白对肠道结构的影响在水生动物上未见报道，但有一些相关的研究。肠粘膜表面分布的肠型碱性磷酸酶（IAKP）与多种物质的吸收有关[27]，随着粘膜细胞的分化成熟，肠碱性磷酸酶逐渐增强，因此其常作为水生动物肠粘膜发育成熟度的标识酶[28]。研究发现：用鱼粉降解蛋白替代部分鱼粉蛋白，能提高海鲈肠碱性磷酸酶活力[5]；在20日龄海鲈饵料中用鱼粉降解蛋白替代鱼粉20%，26d后肠碱性磷酸酶活性提高一倍[2]，这表明降解蛋白可能具有促进肠粘膜发育的作用。
2.3.2.2 对消化酶的影响
动物对营养物质的消化都需要酶的参与，酶活力的高低在一定程度上反映动物的消化能力。一些研究表明：降解蛋白能够提高水生动物消化道蛋白酶的活性。用鱼粉降解蛋白替代鱼粉蛋白20%，饲喂幼龄海鲈,糜蛋白酶活力显著提高[2]。在3.5g虾的饵料中用鱼粉降解蛋白替代鱼粉9%，胰蛋白酶和糜蛋白酶活力分别上升20%、10%；磷虾降解蛋白替代磷虾9%，糜蛋白酶活力上升16%[3]。降解蛋白不仅影响蛋白酶，还对糖酶等酶活有影响。用鱼粉降解蛋白替代鱼粉蛋白20%，饲喂20日龄海鲈, 26d后肠道麦芽糖酶活性提高1.5倍[2]。在南美白对虾饵料中加入0.1%～2.5%的小肽制品后，胃中淀粉酶和肠中淀粉酶的活性有不同程度地上升[29]。
3 降解蛋白对水生动物免疫功能的影响
关于降解蛋白对水生动物免疫的影响报道还不多见。有研究表明：降解蛋白中的小肽具有提高大西洋鲑[30]头肾白细胞的呼吸爆发能力和南美白对虾[29]头部溶菌酶活力的作用。 虽然在水生动物上研究很少，但在陆生动物尤其是鼠上已有很多的研究。研究主要集中在血清抗体、细胞吞噬能力和淋巴细胞转化几个方面。研究表明：大豆降解蛋白能提高大鼠脾淋巴细胞IG-G水平[31]，增加小鼠血清中抗幽门螺旋菌抗体水平[32]，促进肠系膜淋巴细胞产生免疫球蛋白[33]。
降解蛋白中的免疫活性肽还对吞噬细胞的活性有影响。Parker[34]从酪蛋白中分离到Val-Gln-Pro-Iso-Pro-Thr和 Gly-Leu-Phe，这两种肽在0.1μM时就能激活巨噬细胞对绵羊红细胞的吞噬作用。除了酪蛋白外，大豆降解蛋白中也存在相似的活性肽。与降解酪蛋白一样，大豆降解蛋白也能增加大鼠尘细胞对羊红细胞的吞噬作用[35]。对小鼠每天每千克体重分别灌喂大豆降解蛋白0.85、1.7和5.1g，30d后单核巨噬细胞吞噬指数分别提高4%、12%、21.4%[36]。
淋巴细胞增殖和转化是反映机体免疫能力的重要指标。一些研究发现：降解蛋白具有促进淋巴细胞增殖、转化的作用。降解酪蛋白[37]、大豆降解蛋白[35]都能促进鼠淋巴细胞增殖。分别对小鼠皮下注射大豆降解蛋白和鱼粉降解蛋白，淋巴细胞转化率均显著提高。关于降解蛋白中的活性肽对免疫功能的影响，可能是因为这些肽具有类似内源活性肽的功能，与相应的受体结合，从而发挥生理功能,但其具体的作用机理还不清楚。
4 影响降解蛋白作用效果的因素
虽然很多研究证实了降解蛋白能提高鱼类生长速度，改善饵料利用率，但降解蛋白的作用效果受到多种因素的影响。
4.1 动物的年龄阶段
一般在幼龄水生动物饲料中用降解蛋白替代部分完整蛋白，不同程度地改善生长速度，但对于成年动物作用效果可能不明显。Barrias[15]研究发现，用5%的鱼粉降解物替代鱼粉饲喂58g的虹鳟, 生长速度没有差异。对于初始重为58.3g的大菱鲆，分别用5%、15%、25%的鱼粉降解蛋白替代鱼粉均不影响生长[19]。
4.2 蛋白降解程度
蛋白经降解成小肽后，具有明显的促生长作用[2，3]。但如果被降解成游离AA，则效果不佳。在幼龄金头鲷饵料中用鱿鱼降解蛋白替代完整的鱿鱼蛋白降低了生长速度，这与降解蛋白中主要成分为游离氨基酸有关[18]。用含有较多游离AA的鱼粉降解蛋白饲喂虾，当用量为3%～9%时，对生长没有影响，但用量达15%后，生长速度显著下降[3]。
4.3 降解蛋白的用量
降解蛋白提高生长速度有一定的限度，当用量过多时，通常都会引起生长下降，甚至可能低于对照组。在海鲈饵料中，鱼粉降解蛋白替代鱼粉40%后，生长速度不如替代20%组好[2]；虾的饵料中，鱼粉降解蛋白和降解虾蛋白的用量达到15%以后，降低生长速度[3]；对于虹鳟开口料,全用合成的二肽混合物作蛋白源，生长速度不如用完整的酪蛋白[20]。其它一些研究者也认为降解蛋白只能部分替代鱼饵料中的完整蛋白[38，39]。降解蛋白的用量又要受到降解程度的影响，当降解蛋白的肽链较长时，用量要比短链的降解蛋白高。对幼虾的研究发现，分别用分子量大于66kDa的肽为主的磷虾降解蛋白和分子量小于14kDa的肽为主的鱼粉降解蛋替代相应的完整蛋白，当替代比例从9%上升到15%，鱼粉降解蛋白组生长速度下降的幅度高于磷虾降解蛋白组[3]。
5 结语
降解蛋白与完整蛋白相比，更容易消化、吸收。同时，适量的降解蛋白可以促进肠道发育，提高水生动物的消化、吸收能力，从而提高摄食量，改善饲料利用率，促进生长。除了营养效应外，降解蛋白还具有调节免疫的作用。降解蛋白促进生长的作用效果受动物大小、降解蛋白本身的性质尤其是降解程度和用量等因素的影响。
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