以植物性飼料為主的動物飼糧中含有大量的植酸、草酸等成分，在小腸下端pH7～8環(huán)境下易與鈣結(jié)合生成難溶性沉淀，減少鈣的吸收，導(dǎo)致各類動物缺鈣的發(fā)生。如果飼糧中鈣的濃度過高，產(chǎn)蛋母雞對其消化吸收（絕對與相對兩者）降低。配合飼料中添加過量鈣不僅降低動物食欲，減少采食量，且過量鈣可抑制微量元素（鋅、錳、鐵以及可能有銅）的吸收，并干擾磷的消化吸收^［1］。故導(dǎo)致動物鈣缺乏的主要營養(yǎng)原因是吸收率低下，解決的主要途徑是增加鈣的吸收率，而不應(yīng)盲目提高日糧中鈣的含量。增加鈣的吸收率的關(guān)鍵在于增加腸道中離子態(tài)鈣的數(shù)量，而來源于牛乳蛋白的酪蛋白磷酸肽(Casein Phosphopeptides，CPPs)由于具有阻止鈣離子在腸道形成沉淀和促進鈣及其它二價礦物離子吸收的功能而備受關(guān)注。

本文擬對酪蛋白磷酸肽(CPPs)的來源、分子結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)生理作用、作用機理及在動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用前景作一綜述。

1酪蛋白磷酸肽(CPPs)的來源與結(jié)構(gòu)

酪蛋白占牛乳總蛋白的80％，含有α_s1、α_s2、β和к-酪蛋白四種主要成分，其比例為34：8：33：9，一級結(jié)構(gòu)均已精確測定。α和β酪蛋白含有高含量的磷酸絲氨酰殘基，其中α_s酪蛋白氨基酸殘基數(shù)為199，含8個磷酸絲氨酰基，β-酪蛋白由209個氨基酸殘基構(gòu)成，含5個磷酸絲氨酰基。

Hiroshi等(1974)^［2］用動物實驗表明，酪蛋白可在動物腸道內(nèi)形成CPPs并確定其結(jié)構(gòu)為SerP-SerP-SerP-Glu-Ile-Pro-Asn。Nicholas等(1974)^［3］用胰蛋白酶水解酪蛋白，經(jīng)過精制、純化得到CPPs，其核心結(jié)構(gòu)為：-SerP-SerP-SerP-Glu-Glu-。CPPs結(jié)構(gòu)中的磷酸絲氨酰殘基(-Ser(P)-)成簇存在，在腸道pH弱堿性環(huán)境下帶負電荷，可阻止消化酶的進一步作用，使CPPs不會被進一步水解而在腸中穩(wěn)定存在。這些氨基酸的負電荷側(cè)鏈，尤其是磷酸基團是礦物質(zhì)結(jié)合的位點。CPPs能與某些二價的礦物離子形成可溶性的有機磷酸鹽，可充當(dāng)不同礦物質(zhì)的載體，尤其是鈣^{［4］［5］［6］}。而CPPs的持鈣力大小與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，CPPs中氮與磷的摩爾比值（N/P）小，CPPs的肽鏈就短，磷酸基的密度大，則CPPs純度越高，促進鈣的吸收和利用的作用也就越強^［7］。

2 CPPs的生理功能

2.1酪蛋白磷酸肽促進鈣及其它二價礦物質(zhì)的吸收利用

2.1.1促進鈣的吸收利用

CPPs促進鈣吸收的臨床研究，最早始于1950年。Mellandder在醫(yī)治佝僂病患者時發(fā)現(xiàn)，在不需要V_D的情況下，用酪蛋白的胰蛋白酶水解產(chǎn)物（CPPs）能提高佝僂病患兒的鈣吸收達80％，并增進骨骼的鈣化^［8］。

CPPs促進鈣吸收利用的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）促進小腸對鈣的吸收

Sato等(1986) ^［9］用含有CPPs的食物喂養(yǎng)大鼠，并在食物中加入用同位素標(biāo)記的鈣(⁴⁵Ca)，發(fā)現(xiàn)其大腿骨骼中標(biāo)記的鈣含量明顯高于對照組。張亞非等（1994）^［10］用斷乳大鼠研究了CPPs對大鼠鈣吸收和儲留的影響，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)飼料(Ca1.42%，Ca:P=1:0.57)添加0.5％CPPs組的大鼠鈣吸收率和鈣儲留率比對照組高6％左右(P＜0.05),低鈣飼料(Ca0.545%,Ca:P=1.05)添加0.2％CPPs亦使鈣吸收率和儲留率增加5％-6％(P＜0.01)。

Sato等(1986) ^［11］報道，在氯化鈣溶液中加入少量的CPPs和生理pH值的磷酸緩沖液，使磷酸鈣形成延遲至12h,且溶液最終的CPPs和鈣的摩爾比為1：40。Lee等（1983）^［12］指出：動物腸內(nèi)數(shù)微摩爾的CPPs可阻止40－100倍的鈣沉淀。

上述試驗結(jié)果均證實了CPPs可阻止鈣的沉淀，促進了胃腸道對鈣的吸收。雖然Mellander最早證明，CPPs可以在無V_D的情況下促進鈣的吸收，但后來也有實驗證明在沒有V_D參與的情況下，CPPs促進動物對鈣的吸收似乎沒有明顯的作用。造成這種差異的原因可能是實驗對象及飼糧組成不同所致。但至少有一點可以肯定，即在正常食物攝入的情況下，CPPs促進腸道對鈣的吸收是確定無疑的。

（2）促進骨骼對鈣的利用

Tsuchita等(1996)^[13]證明，CPPs可顯著抑制切除卵巢的老年雌性大鼠股骨的骨密度降低。Matsui等(1994)^[14]在試驗大鼠的股骨上安裝了一種能引起骨丟失的裝置，并在其日糧中加CPPs，觀察到對照組大鼠股骨骨量比加CPPs組明顯減少，認為這是由于CPPs促進了鈣的吸收和利用，間接減弱破骨細胞作用及抑制骨的再吸收所致。

（3）促進牙齒對鈣的利用

Reynolds(1997)^[15]研究發(fā)現(xiàn)，CPPs能將咀嚼食物中的鈣離子結(jié)合在齲齒處，減輕釉質(zhì)的去礦物化，從而達到抗齲目的。

2.1.2促進鐵、鋅的吸收

牟廣慶等(2001)^[16]試驗表明：在貧血大鼠的飼料中添加FeSO4或FeSO4＋0.1%CPPs(Fe2.45mg/100g)，對血紅蛋白、紅細胞數(shù)及血細胞壓積有顯著影響(P<0.05；P<0.01)，并且CPPs和FeSO4同時添加的效果優(yōu)于單獨添加硫酸亞鐵組。Saito(1996) ^[17]研究認為CPPs通過增加無機鐵在腸道中的溶解性而促進鐵的吸收。

CPPs能增加鋅的溶解性，對大鼠做的實驗表明，在含有肌醇六磷酸的飼糧中添加CPPs，結(jié)果CPPs提高了放射性標(biāo)記鋅的吸收利用率約10％－50％^[18]。

2.2促進動物體外受精

Nagai等（1994）^[19]發(fā)現(xiàn)在含CPPs培養(yǎng)液中的豬的精子明顯比其它組具有更高的穿透卵細胞的能力。進—步實驗發(fā)現(xiàn)這些精子對鈣的吸收能力強于對照組。因此，認為CPPs促進了精子對鈣離子的吸收，加強精蟲頂體的反應(yīng)能力，提高精于對卵細胞的穿透能力。此外，CPPs還能減少精子的變異程度而使胚胎發(fā)育更加穩(wěn)定^[20]。2.3增強免疫力

Otani.H等(2003)^[21]發(fā)現(xiàn)給小豬口服CPPs可以提高腸道IgA的含量。

3 CPPs的作用機理

3.1 CPPs促進鈣吸收利用的機理

目前對酪蛋白磷酸肽（CPPs）促進鈣吸收利用的機理有兩種解釋：

(1)核殼（core-shell）模型：在小腸遠端，管腔內(nèi)的pH為中性或弱堿性(pH=7-8)，在此環(huán)境下，鈣離子往往與磷酸根離子形成不溶性的磷酸鈣沉淀，阻止了鈣的吸收。Holt認為^[22][23]：CPPs在腸道中可形成包圍無定形的磷酸二鈣的毫微簇，CPPs中的-SerP-取代無定形磷酸二鈣中的磷酸根，與鈣離子結(jié)合。磷酸根則被CPPs鏈包圍，不能與鈣離子形成沉淀。由于毫微簇內(nèi)部是由無定形物組成的核，外層是緊密包裹的由CPPs組成的殼，抑制無定形物轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿徕}晶體而生成沉淀。溶液中的鈣離子游離于毫微簇外并與毫微簇處于不停頓的交換狀態(tài)，保證了鈣以離子形式存在。

(2)結(jié)晶理論：Glimcher(1980)^[24]對CPPs抑制磷酸鈣沉淀的機理的解釋是：磷酸鈣沉淀在剛形成時是無定形的狀態(tài)，然后逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫w并長大。CPPs能黏附在無定形物的表面，抑制其進一步的成長。腸內(nèi)的鈣以很高的頗率和CPPs不斷接觸、釋放，保持游離狀態(tài)，在不受磷酸根的作用狀態(tài)下被帶到腸粘膜。

CPPs與鈣具有適度的結(jié)合，這樣的結(jié)合強度使得CPPs分子中一個磷酸基可以保護30多個鈣離子不被沉淀^[7]，并足以推動大量的溶解鈣向腸黏膜轉(zhuǎn)運，而又不至于因結(jié)合太緊密而影響鈣的吸收。腸道中的鈣凡是在吸收細胞接觸點可溶解的，不管以任何形式存在都能吸收。離子態(tài)的溶解鈣以如下方式吸收：①以鈣結(jié)合蛋白的方式吸收；②以離子擴散方式吸收；③以CPPs與金屬絡(luò)合物的形式被吸收：配價化合物（絡(luò)合物）是金屬配位體反應(yīng)中對機體最有利的形式。在這些絡(luò)合物中，元素的活化度要比離子態(tài)金屬的活化度強10⁵－10⁷倍^[1]。

3.2促進其他二價元素的吸收機理

依賴磷酸絲氨酸簇在小腸內(nèi)與其他二價離子（鐵、鋅、錳、銅、硒等）形成可溶性絡(luò)合物，依靠被動擴散增加這些元素被機體吸收的數(shù)量。

3.3 CPPs抗蛀牙的機理

CPPs的磷酸絲氨酸簇結(jié)合鈣后，以非結(jié)晶的形式定位在牙蝕部位，磷酸絲氨酸的鈣鹽提供自由的Ca²⁺和PO₄^3-緩沖液，從而有效地防止牙蝕細菌的侵蝕和造成脫礦物質(zhì)過程。Reynolds(1997) ^[15]認為CPPs與鈣形成可活性復(fù)合物，附著在齲齒處，維持鈣離子的高濃度，促使鈣離子進入牙損傷區(qū)，補充釉質(zhì)的礦物質(zhì)。在人磨牙釉質(zhì)上用顯微放射照相技術(shù)和顯微光密度計已經(jīng)證實這一解釋。

3.4 CPPs促進體外受精的機理

目前還不太清楚，估計和溶解狀態(tài)的鈣離子介導(dǎo)的精卵細胞融合有關(guān)，也可能和谷氨酸的游離羧基有關(guān)。

4展望

4.1 CPPs作飼料添加劑利用的可行性

(1)性質(zhì)穩(wěn)定：胡志和等(2002)^[25]研究指出：在葡萄糖、蔗糖、淀粉、蛋白質(zhì)及Vc和苯甲酸鈉均存在的情況下，加熱溫度在100℃以下時，對CPPs活性無影響，在pH8-9時CPPs仍能延緩磷酸鈣沉淀的形成。

(2)添加成本：在實際應(yīng)用中的添加量少，對飼料制成品的成本增加少，況卻隨著制備工藝技術(shù)的進一步提高和完善，制備成本有望進一步降低。

(3)安全因素：CPPs的原料酪蛋白為天然蛋白質(zhì),作為飼料添加劑使用不存在安全性問題。

4.2應(yīng)用前景

(1)CPPs與植酸酶結(jié)合使用  植酸酶可使植酸分解釋放出磷酸根，而CPPs可阻止磷酸根與鈣離子形成磷酸鈣沉淀，二者結(jié)合使用有可提高鈣、磷的吸收，提高植酸酶的添加效應(yīng)。

(2)用于制作處于特定生理階段動物的保健飼料 CPPs與二價礦物元素形成的絡(luò)合物(CPPs-Ca,CPPs-Zn,CPPs-Fe等)提高其生物利用率降低飼料中的添加量,有利與動物生長與環(huán)境。也可直接將其添加于飼料中，以滿足畜禽對鈣鐵等礦物元素的需求，并防止相應(yīng)的缺乏癥。

(3)制成可促進體外受精和細胞融合的生物化學(xué)試劑。

(4)用于制藥  例如用于對佝僂病、骨質(zhì)疏松癥等疾病的治療。如制成CPPs-Ca的復(fù)合物用于治療和預(yù)防佝僂病；CPPs-Fe的復(fù)合物用于防治貧血；CPPs-Zn用于防治因缺乏Zn而引起的各種畜禽缺乏疾病。