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)動物生長，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，在市場上通常根據(jù)蛋白質(zhì)含量的不同來劃分（Belobrajdic等，2003）。本文綜述了乳清濃縮蛋白作用機(jī)制及其對豬生產(chǎn)性能的影響。

　　1 乳清濃縮蛋白的營養(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，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養(yǎng)價值（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)凈利用價值，含有的β-乳球蛋白部分有高蛋白質(zhì)凈利用價值和中等蛋白質(zhì)有效率（Forsum，1973）。

　　乳清濃縮蛋白性質(zhì)較為穩(wěn)定，儲存期較長，一般不含生長毒素、肌胃糜爛素等有害物質(zhì)，相對安全可靠。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，這就使消費者有很大的動力用前者來替代后者。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。

　　2 乳清濃縮蛋白粉在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　研究表明，與魚粉比較，乳清濃縮蛋白能提高斷奶仔豬生長速度（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，不同來源乳清濃縮蛋白對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有降低斷奶仔豬生長性能與前人研究結(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）?；谝陨希榍鍧饪s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)，可能因為具有結(jié)合在細(xì)胞表明的能力，對免疫細(xì)胞分化、活性和增殖進(jìn)程具有影響（Legrand等，2005）。事實上，使用牛Ig或特定免疫動物的初乳能提供新生兒被動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)答時如對日糧抗原，被描述為早期生命的生理過程，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）?？赡軝C(jī)制是GMP通過小腸內(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)處理會減少輪狀病毒疾病，通過減少嚴(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）。總之，乳清濃縮蛋白能有效改善RV感染腹瀉的臨床過程（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輪狀病毒攻擊的免疫應(yīng)答，通過增加嗜中性粒細(xì)胞或天然殺傷細(xì)胞活性來減少病毒清除時間，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，雖然個體樣本數(shù)小，存在個體的變異性（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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