乳清濃縮蛋白在仔豬生產(chǎn)應(yīng)用及作用機(jī)制研究進(jìn)展

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　　研究表明，乳清濃縮蛋白是一種良好的蛋白質(zhì)資源，可以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，增強(qiáng)其免疫機(jī)能。目前，隨著超濾、噴霧干燥等新興工藝在乳清粉加工過(guò)程中的應(yīng)用，乳清濃縮蛋白已廣泛應(yīng)用生產(chǎn)。乳清濃縮蛋白品種繁多，不同產(chǎn)品在組成上有顯著差異，在市場(chǎng)上通常根據(jù)蛋白質(zhì)含量的不同來(lái)劃分（Belobrajdic等，2003）。本文綜述了乳清濃縮蛋白作用機(jī)制及其對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響。

　　1 乳清濃縮蛋白的營(yíng)養(yǎng)特征

　　目前，奶替代品主要蛋白質(zhì)源是乳清粉，具有良好的適口性與可消化性，已成為仔豬日糧的傳統(tǒng)典型原料（Heinrichs等，1998）。乳清濃縮蛋白是由牛乳清經(jīng)噴霧干燥生產(chǎn)的粉狀物，含有蛋白質(zhì)、多種必需氨基酸、乳糖、礦物元素和少量脂肪，富含維生素（如VB1、VB2、泛酸、VB6、VB12）和高比例免疫球蛋白、抑菌蛋白如溶菌酶、乳鐵蛋白、生長(zhǎng)因子、核苷酸、激素、細(xì)胞因子等，蛋白質(zhì)含量可在34%～80%之間任意變動(dòng)，具有良好的適口性與可消化性（比其他任何蛋白質(zhì)都易于消化）。乳清蛋白具有高蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值（Wingerd，1970），提供的蛋白質(zhì)功效比大于3.0，乳清蛋白含有α-乳白蛋白部分有高蛋白利用率和蛋白質(zhì)凈利用價(jià)值，含有的β-乳球蛋白部分有高蛋白質(zhì)凈利用價(jià)值和中等蛋白質(zhì)有效率（Forsum，1973）。

　　乳清濃縮蛋白性質(zhì)較為穩(wěn)定，儲(chǔ)存期較長(zhǎng)，一般不含生長(zhǎng)毒素、肌胃糜爛素等有害物質(zhì)，相對(duì)安全可靠。乳清濃縮蛋白與脫脂奶粉（McDonough等，1976）具有相同的化學(xué)組成，但乳清濃縮蛋白只有脫脂奶粉大約40%的成本，這就使消費(fèi)者有很大的動(dòng)力用前者來(lái)替代后者。乳清濃縮蛋白與脫脂奶粉和酪蛋白（McDonough等，1976；Heinrichs等，1998）相比，具有更好的氨基酸組成，適于牛的生長(zhǎng)。

　　2 乳清濃縮蛋白粉在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　研究表明，與魚(yú)粉比較，乳清濃縮蛋白能提高斷奶仔豬生長(zhǎng)速度（Cinq-Mars等，1986）。乳清濃縮蛋白可以混合或完全替代血漿蛋白而沒(méi)有降低斷奶豬生產(chǎn)性能（Davis等，1997；Grinstead等，2000）。Gottlob等（2007）研究早期斷奶仔豬0～14d飼喂高質(zhì)量乳清濃縮蛋白或血漿蛋白粉，14～28d統(tǒng)一飼糧，結(jié)果表明，0～14d或全程兩組平均采食量和料肉比無(wú)差異，高質(zhì)量乳清濃縮蛋白是仔豬飼糧中血漿蛋白粉潛在替代品。需要注意的是，不同來(lái)源乳清濃縮蛋白對(duì)早期斷奶仔豬日增重差異顯著（P<0.05）（Gottlob等，2007）。

　　仔豬斷奶后10d，乳清濃縮蛋白組仔豬生長(zhǎng)性能（采食量、日增重、料重比、腹瀉指數(shù)和腹瀉率）、免疫指標(biāo)（IgG、IgA 、IgM、C3、C4）和血清激素（皮質(zhì)醇、IGF-1）均與血漿蛋白粉組無(wú)差異（P>0.05）（詹黎明，2010a），乳清濃縮蛋白可替代血漿蛋白粉而沒(méi)有降低斷奶仔豬生長(zhǎng)性能與前人研究結(jié)果一致（Grinstead等，2000；Gottlob等，2007）。與大豆?jié)饪s蛋白、雞蛋粉組比較，乳～清濃縮蛋白料重比分別降低10.53%（P<0.05）和7.24%（P<0.05）。乳清濃縮蛋白與大豆?jié)饪s蛋白比較，可降低斷奶后5d、10d血清中皮質(zhì)醇濃度13.10%（P<0.05）、9.47%（P>0.05），極顯著降低十二指腸隱窩深度（P<0.05），提高絨毛高度與隱窩深度比值（P<0.001），（詹黎明，2010b）。以上研究表明，高質(zhì)量的乳清濃縮蛋白能修復(fù)仔豬斷奶后腸道形態(tài)完整性，減少斷奶應(yīng)激，是理想的仔豬蛋白質(zhì)來(lái)源。

　　3 乳清濃縮蛋白的作用機(jī)制

　　3.1 富含免疫調(diào)節(jié)組分

　　牛奶含有2種組分具有抗輪狀病毒能力，對(duì)免疫健康的最大益處是含有高比例脂肪球膜蛋白和免疫球蛋白，后者廣泛存在于乳清制品中（Bojsen等，2007）。牛奶乳清含有的成分具有抗菌和免疫調(diào)節(jié)活力（Marshall，2004；van Hooijdonk等，2000），含有乳清蛋白產(chǎn)品作為功能食品組成更加令人關(guān)注（Beaulieu等，2006）?；谝陨?，乳清濃縮蛋白含有抗病毒和免疫調(diào)節(jié)組分，顯示具有提高許多免疫功能，可以在腸道吸附和中和病原體（Low等，2003；Florisa等，2003；Bojsen等，2007），其中抑菌蛋白如溶菌酶、乳鐵蛋白、生長(zhǎng)因子、核苷酸、激素和細(xì)胞因子可以提高免疫防御和腸道屏障功能（Marshall，2004；Beaulieu等，2006）。乳清濃縮蛋白含有生物活性物質(zhì)能夠激活免疫細(xì)胞，預(yù)防感染，可減少輪狀病毒疾病，通過(guò)減少嚴(yán)重腹瀉的發(fā)生，縮短嚴(yán)重癥狀和糞便高病毒脫落的持續(xù)時(shí)間（Frances等，2005）。乳清濃縮蛋白許多組分如乳鐵蛋白（LF）具有抗菌和抗病毒功能（Valenti等，2005），能改善RV腹瀉的嚴(yán)重度和發(fā)生，調(diào)節(jié)早期黏膜和系統(tǒng)免疫應(yīng)答（Pérez-cano等，2008）。

　　研究表明，乳清濃縮蛋白、片段或單個(gè)小肽存在于奶和初乳中有益于治療多樣的胃腸道病癥，例如腸炎、壞死性小腸結(jié)腸炎和傳染性腹瀉（Playford等，2000）。雖然乳清濃縮蛋白能幫助胃腸道病癥的精確機(jī)制還不完全清楚，然而，許多因子，例如大量的免疫球蛋白（de Wit，1998）、嗜中性粒細(xì)胞和NK細(xì)胞激發(fā)（Xu等，2006）阻斷病原體和具有特定生物活性的大分子如乳鐵蛋白LF （Valenti等，2005）存在于乳清濃縮蛋白，從而有益于抵抗病原體。

　　3.2 調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能

　　乳清濃縮蛋白含有抗病毒和提高許多免疫功能（Low等，2003；Florisa等，2003），從乳清分離或鈍化的一些蛋白質(zhì)顯示是細(xì)胞免疫功能的有效調(diào)節(jié)者。一些乳清濃縮蛋白顯示含有生物活性物質(zhì)或許能夠激活免疫細(xì)胞，預(yù)防感染（Frances等，2005）。乳清濃縮蛋白組分乳糖蛋白（LF）具有上下調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，可能因?yàn)榫哂薪Y(jié)合在細(xì)胞表明的能力，對(duì)免疫細(xì)胞分化、活性和增殖進(jìn)程具有影響（Legrand等，2005）。事實(shí)上，使用牛Ig或特定免疫動(dòng)物的初乳能提供新生兒被動(dòng)免疫抵抗引起腹瀉的病原體如RV或大腸桿菌（Korhonen等，2000；Tawfeek等，2003），在要下調(diào)免疫應(yīng)答時(shí)如對(duì)日糧抗原，被描述為早期生命的生理過(guò)程，乳清濃縮蛋白的免疫抑制特性是必需的（Cummins等，1997）。GMP在減少鼠脂肪沉積上表現(xiàn)出顯著的附加影響（Royle等，2008），濃度是600mg/L，這個(gè)可能是乳清濃縮蛋白在鼠中發(fā)揮效果所在（Belobrajdic等，2003）。GMP顯示能刺激膽囊收縮素（CCK）釋放（Yvon等，1994）。因此對(duì)飽滿感和采食量存在潛在的影響（Kissileff等，1981；Lieverse等，1994）。Glycomacropeptide（GMP）是Caseinomacropeptide的糖基化片段，是由內(nèi)肽酶凝乳酶作用于K-酪蛋白釋放的碳端片段，存在于酪蛋白制造的乳清中（Brody，2000）。可能機(jī)制是GMP通過(guò)小腸內(nèi)分泌細(xì)胞增加CCK（Mutt等，1971）。影響飽滿感和減少采食（Weller等，1990）。因此減少體增重和減少腹部和皮下脂肪沉積。其他許多與健康相關(guān)的功能都?xì)w結(jié)于Caseinomacropeptide（Thoma-Worringer等，2006）。

　　研究表明，乳清濃縮蛋白能提高鼠早期先天黏膜免疫（Pérez-cano等，2007）和在免疫障礙中具有保護(hù)作用（Wolber等，2005）。哺乳期補(bǔ)充乳清濃縮蛋白能抑制接種RV病毒鼠脾細(xì)胞特異增殖（Cross等，1999；Pérez-cano等，2008）。Cross等（1999）報(bào)道乳清濃縮蛋白能抑制分裂素刺激的T和B淋巴細(xì)胞增殖，但是這種對(duì)淋巴細(xì)胞增殖和其他免疫功能的免疫調(diào)節(jié)影響不總是被發(fā)現(xiàn)，可能是由于乳清濃縮蛋白不同的加工工藝和組成（Wong等，1997）。另外，用乳清濃縮蛋白預(yù)處理會(huì)減少輪狀病毒疾病，通過(guò)減少嚴(yán)重腹瀉的發(fā)生，縮短嚴(yán)重癥狀和糞便高病毒脫落的持續(xù)時(shí)間（Frances等，2005）。乳清濃縮蛋白能顯著減少接種異源輪狀病毒（RV）小鼠血清抗RV抗體、脾細(xì)胞增殖和IFN-γ分泌，抑制腸上皮特有黏膜T細(xì)胞（IE-TCD8α＋）增加（Pérez-cano等，2008）?？傊?，乳清濃縮蛋白能有效改善RV感染腹瀉的臨床過(guò)程（Wolber等，2005；Pérez-cano等，2008）減少腹瀉發(fā)生率和糞便病毒脫落水平，能相當(dāng)大地減少RV誘導(dǎo)的急性胃腸炎的嚴(yán)重性，調(diào)節(jié)對(duì)病原體的免疫應(yīng)答（Pérez-cano等，2008）。

　　3.3 調(diào)節(jié)機(jī)體抗體應(yīng)答

　　研究表明，異源物種口服牛奶蛋白質(zhì)能影響淋巴細(xì)胞功能和抗體應(yīng)答（Cross和Gill，2000）。乳清濃縮蛋白能提高特定抗原抗體生成（Florisa等，2003），調(diào)節(jié)腸段淋巴細(xì)胞組分，系統(tǒng)增殖能力和細(xì)胞因子，免疫球蛋白產(chǎn)生（Pérez-cano等，2008）。

　　乳清濃縮蛋白能有效改善RV感染腹瀉的臨床過(guò)程（Wolber等，2005；Pérez-cano等，2008）減少腹瀉發(fā)生率和糞便病毒脫落水平可能具有提高對(duì)輪狀病毒攻擊的免疫應(yīng)答，通過(guò)增加嗜中性粒細(xì)胞或天然殺傷細(xì)胞活性來(lái)減少病毒清除時(shí)間，也可能是乳清濃縮蛋白某一組分直接阻滯輪狀病毒感染通過(guò)防止病毒在腸上皮細(xì)胞附著唾液酸或整聯(lián)蛋白受體，如一些細(xì)胞因子（Yolken等，1994；Newburg等，1998）。但是，乳清濃縮蛋白沒(méi)有影響局部和系統(tǒng)抗輪狀病毒抗體水平，乳清濃縮蛋白減少輪狀病毒疾病的作用機(jī)制還不清楚，雖然個(gè)體樣本數(shù)小，存在個(gè)體的變異性（Frances等，2005）。

　　注射豬瘟弱毒苗后斷奶仔豬分別飼喂乳清濃縮蛋白和大豆?jié)饪s蛋白日糧，，乳清濃縮蛋白組仔豬5d、10d豬瘟抗體效價(jià)分別比大豆?jié)饪s蛋白質(zhì)組高出4.92%、6.23%（P>0.05），乳清濃縮蛋白組5d血清IFN-γ比大豆?jié)饪s蛋白、雞蛋粉組高出1.89%、5.94%，32d高出1.97%、8.5%（P<0.05）（詹黎明，2010a）。血漿蛋白粉組有利于仔豬母源抗體的維持和自身豬瘟抗體生成，增強(qiáng)疫苗的免疫保護(hù)效應(yīng)，其機(jī)理在于血漿蛋白粉組可激活補(bǔ)體C3，提高血清IFN-γ，上調(diào)脾臟TLR3、TLR9 mRNA表達(dá)（詹黎明，2010b），同富含免疫球蛋白和免疫組分的乳清濃縮蛋白可能具有相同增強(qiáng)抗體應(yīng)答機(jī)制。

　　4 展望

　　雖然乳清粉已廣泛應(yīng)用于仔豬日糧，表現(xiàn)出良好的適口性和高消化率，但對(duì)其作用機(jī)理并不十分明確。關(guān)于乳清濃縮蛋白粉與飼料中其他組分的互作效應(yīng)、制約因素以及加工工藝是否調(diào)節(jié)采食基因的表達(dá)，影響疫苗抗體效價(jià)仍需進(jìn)一步探討，為其與合成氨基酸、抗菌藥物、畜禽疫苗的最佳配比提供依據(jù)，從而獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。

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