酪蛋白磷酸肽在动物营养中的研究进展
日期:2006-4-13 10:53:00 来源:河南畜牧网 主题:酪蛋白磷酸肽在动物营养中的研究进展
酪蛋白磷酸肽( Casein Phosphopeptides,简称CPP)是以牛乳酪蛋白为原料,经单一酶或复合酶系水解,再经分离纯化而得到的含有成簇的磷酸丝氨酸基的肽。钙、铁、锌在动物体内起着重要作用,由于饲料原料中含有大量植酸盐、纤维素、糖醛酸、藻酸钠和草酸等,从而阻碍了动物对钙、铁。锌等矿物质的吸收。CPP可提高钙、铁、锌等矿物质的溶解度从而促进矿物质的吸收。另外,CPP对动物免疫和繁殖也有着重要作用。
1 CPP的分子结构
CPP有α和β两种,它们分别由α一酪蛋白和β-酪蛋白水解生成。α一酪蛋白占牛乳酪蛋白的物%,氨基酸残基数为199,是含有8个磷酸丝氨酸、没有高级构造的蛋白质。β一酪蛋白占牛乳酪蛋白的36 %,由209个氨基酸残基构成,含5个Ser-β的单链状蛋白质。
2 CPP的生物学功能
2.1 促进矿物质的吸收
2.1.1 促进钙的吸收 钙必须以离子的形式才能被机体吸收,在中性和弱碱性的环境下易与酸根离子形成不溶性盐而流失。CPP对钙吸收的促进作用主要表现为在中性和弱碱性环境下能与钙结合,抑制不溶性沉淀的生成,避免钙流失,最终可因游离钙浓度提高而促进钙的被动吸收。
2.1.1.2 进小肠对钙的吸收 维生素D常常作为钙吸收促进剂,这是因为维生素D可强化钙在小肠上端的主动吸收过程。而小肠下端,钙的吸收主要是被动扩散,其吸收效率取决于小肠内游离的钙离子浓度,基础口粮中植物性原料中含有大量的植酸、肌醇六磷酸等高磷成分,它们在小肠下端 pH 7- 8的环境下与钙结合成磷酸钙沉淀,因此影响钙离子的被动吸收。CPP能抑制磷酸钙沉淀的形成,使游离钙保持较高的浓度,促进小肠对钙的被动吸收。
2.1.1.2 钙的利用动物试验表明,CPP能促进骨骼对钙的吸收和利用,减弱破骨细胞作用及抑制骨的再吸收。
2.1.1.3 对钙的利用近年研究发现,乳酪中含有的CPP能将食物中的钙离子结合在龋齿处,减轻釉质的去矿物化,从而达到抗龋齿的目的。
2.1.2 锌的吸收tinder 1977)报道,可溶解性是影响铁吸收的一个重要因素。当肠内的pH值大于4时,铁与氢氧根离子迅速结合形成不溶性聚合物,从而降低其吸收利用率。饲料中与植酸结合在一起的铁的生物利用率极低,Bjorn(1974)发现非血红素铁的吸收率与饲料中植酸含量成负相关。CPP能抑制磷酸盐沉淀的形成,从而促进动物对铁、锌、镁的吸收。另外,CPP和矿物质的结合,能提高矿物质的吸收利用率。铁和酪蛋白磷酸肽结合,提高了对铁的吸收。CPP能增加锌的溶解性,对大鼠做的试验表明,在含有肌醇六磷酸的饲粮中添加 CPP,结果 CPP提高了锌的吸收利用率约 10%-50%(Hansen-M,1996)
2.2 提高繁殖性能,增强机体免疫力Nagai等(1994)医道,CPP能提高卵细胞的受精率。他们发现含CPP培养液中的精子明显具有更高的穿透卵细胞的能力。此外,CPP还能减少精子的变异程度而使胚胎发育更加稳定。研究表明,在饲料中添加酪蛋白磷酸肽能提高血清中的等抗体水平。酪蛋白磷酸肽使肠道内的抗原特异性IgA和总Igh得到显著提高,这些说明酪蛋白磷酸肽对粘膜免疫力的提高有很大促进作用(Otani-H等,2000)。
3 CPP的制备
工业生产CPP以酪蛋白或牛乳为原料,用胰酶水解使CPP游离,再用树脂或酶除去或分解其中的苦味成分。CPP的分离方法有钙一乙醇沉淀法、膜分离法、离子交换法等。常用的方法为钙一乙醇沉淀法,工艺流程见图1:(图略)
4 CPP的检测
CPP的检测主要是用高效毛细管区带电泳(HPCE)和高效液相色谱(HI,LC),用MALD-TOFMS辅助确定含磷酸丝氨酸簇的组分。由于这些方法都需要较昂贵的仪器、设备和药品,操作也比较复杂,对于多数企业和广大用户来说显然需要探索更简单易操作的方法。Heddleson等(1997)研究表明,CPPS具有半抗原的性质,如果能制备CPP生物活性的单克隆抗体,做成酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒,将对CPPS的测定和研究具有重要意义。
5 CPP在动物生产中的应用
CPP可促进蛋鸡对钙、铁、锌等矿物质的吸收,增强了蛋鸡的体质,减少蛋鸡腿病的发生;提高了蛋壳的强度,从而降低破蛋率。Ashida-K等(1996)试验表明,在正常钙水平日粮中添加 CPP可增强蛋鸡骨骼的强度,在低钙口粮中添加0.5%-l.0%的CPP可改善蛋壳的品质。
CPP能显著提高仔猪血清中的IgG、IgA、lgM等抗体水平,从而增强仔猪的免疫力。同时,CPP还能显著提高种畜的繁殖性能。因为制备CPP的原料一酪蛋白是天然存在的蛋白质,所以CPP作为饲料添加剂使用不存在安全性问题,因此被认为是绿色饲料添加剂。