目前，研究較為廣泛的生物活性肽主要來源于牛乳酪蛋白，這類肽具有免疫、鎮痛、促進礦物質吸收等諸多生物功能。其中，研究較多的是酪蛋白磷酸肽(CPP)，它是以牛乳酪蛋白為原料，經過單一或復合蛋白酶的水解，再對水解產物分離純化后得到的含有磷酸絲氨酸簇的天然生理活性肽，具有結合鈣和促進鈣吸收的功能，同時對提高鐵的生物利用率也有作用。

    1 CPP的來源與分子結構

     酪蛋白占牛乳總蛋白的80%左右，主要有αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白組成。CPP主要是由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白，β-酪蛋白經胰蛋白酶水解后，產生的相對分子量不均一，且富含Ser-P的多肽。理論上可產生8種磷酸肽，其中最為典型的有以下4種。

    sequence 1 [β-CN(1-25)]：

    Arg1-Glu-Leu-Glu-Glu-Leu-Asn-Val-Pro-Gly-Glu-Ile-Val-Glu-Ser（P）-Leu-Ser（P）3-Glu2-Ser-Ile-Thr-Arg25。

    sequence 2 [αs1-CN(59-79)]：

    Gln59-Met-Glu-Ala-Glu-Ser(P)-Ile-Ser(P)3-Glu2-Ile-Val-Pro-Asn-Ser(P)-Val-Glu-Gln-Lys79。

    sequence 3 [αs2-CN(46-70)]：

    Asn46-Ala-Asn-Glu-Glu-Glu-Tyr-Ser-Ile-Gly-Ser(P)3-Glu2-Ser(P)-Ala-Glu-Val-Ala-Thr-Glu-Glu- Val-Lys70。

    sequence 4 [αs2-CN(1-21)]：

    Lys1-Asn-Thr-Met-Glu-His-Val-Ser(P)3-Glu2-Ser-Ile-Ile-Ser(P)-Gln-Glu -Thr-Tyr-Lys21。

     其結構特點含有共同的核心部位是SerP-SerP-SerP-Glu-Glu。這一核心部位是CPP發揮生物功能的關鍵區域，可以與鈣、鐵等二價離子結合，同時磷酸絲氨酸基上含有的負電荷可以阻止CPP在腸道內被消化酶降解。

    2 CPP與鈣、鐵的營養

    2.1 CPP與鈣的營養

     CPP最早是作為促鈣吸收因子而被發現的。鈣是動物體內礦物質營養中需求量最大的一種常量元素,在維持機體構造和生理機能中起著重要作用,也是細胞和血液的主要生理活性物質。由于飼料中含有大量的植酸鹽、纖維素、草酸等,它們可以與Ca2+結合生成不溶性沉淀物質,從而抑制了動物對鈣的吸收利用。因此,在生產中除了尋求良好的鈣補充制劑外,提高現有鈣的吸收也是一項很有意義的措施。CPP促進動物對鈣的吸收主要表現在3個方面：小腸、骨骼和牙齒。

    2.1.1 CPP促進小腸對鈣的吸收

     已經有大量的動物試驗研究表明,CPP可以增加小腸末端Ca2+的濃度,促進小腸對鈣的吸收。Reeves等(1958)用動物試驗證明了CPP可以在中性或偏堿性條件下阻止鈣的沉淀，從而促進鈣在小腸中的吸收。Y. S. Lee等(1983)進一步研究證明CPP可增加大鼠小腸末端可溶性鈣的含量。 Y. S. Tome等(1992)報道，添加CPP的日糧很大程度上提高了機體內的鈣平衡，降低鈣的排泄。但是也有報告認為,添加CPP對鈣的吸收沒有促進作用或作用效果不顯著(Scholz-Ahrens等,2000；Camara-Martos等，2002；Bouhallab等，2004)。這種不一致的結果可能是由于試驗設計不同，主要包括試驗模型的選擇、動物的年齡、體內鈣況、日糧成分、商品CPP的組成、純度不同。另外，添加外源CPP與鈣在胃腸內相互作用也是產生不一致結果的關鍵因素。由于液態乳中鈣的理化狀態不同，在消化高鈣乳和常乳時,CPP與礦物質的相互作用就不同。高鈣乳中鈣主要以離子的形式存在，而常乳中的鈣大部分以結合形式存在。H. Tsuchita 等(2001)研究了在大鼠日糧中添加外源CPP對飼喂高鈣乳(2.7 g/kg)中鈣吸收的影響，以胃腸鈣的消失量[攝入鈣-（胃鈣+腸鈣）]做為鈣吸收的間接判定依據,當飼喂大鼠高鈣乳時,添加不同水平的外源CPP,胃腸鈣消失量在30 min和60 min時顯著高于不添加CPP組（P<0.05）,說明CPP可以和高鈣乳中的Ca2+相互作用，提高其在小腸中的溶解性，以增加小腸末端中可溶性鈣的含量。盡管胃腸鈣消失量與鈣表觀吸收并不相等，但可以反映出胃腸鈣消失越多，則鈣吸收也越多。常乳中鈣的理化性質能影響其與CPP的相互作用。在另一個試驗中,當飼喂常乳(1.35 g/kg)時,與對照組相比,試驗組添加CPP對腸內可溶性鈣的增加和胃腸鈣消失量并無顯著性的影響。原因之一可能是添加到常乳中的CPP被胃排空的速度快于從乳中釋放的鈣的速度(Holt和 Hukins,1991)；或者，常乳中以蛋白水解物結合形式的鈣直接從胃內排空，因此與外源CPP無相互作用。增加Ca2+的可溶性是CPP促進小腸鈣吸收的重要機制，在CPP與鈣由胃排空進入小腸的同時，小腸內CPP很容易與鈣相互作用。當所有的日糧鈣預先與CPP結合后，鈣的利用率提高（Tsuchita，1996），而飼糧中其它成分的干擾都會減弱CPP與鈣的相互作用。以上研究表明，添加外源CPP對鈣吸收的影響依賴于日糧中鈣的存在形式及胃、腸內鈣與CPP的相互作用。

     另外，分子結構決定生物功能，CPP核心結構上的絲氨酸磷酸基帶有的負電荷在腸腔內與Ca2+有較強的親和性，從而結合形成可溶性的復合物以促進腸上皮細胞對鈣的吸收利用。Anita Ferraretto等（2001）研究表明，在不考慮CPP增加小腸可溶性鈣含量的情況下研究CPP與細胞膜的直接作用發現，CPP并不影響膜結合受體或離子通道，而作用方式可能是CPP直接嵌入到細胞膜中形成特殊的Ca2+選擇性通道，或者是作為一種鈣載體肽經過細胞膜內吞或其它過程而迅速內陷，使Ca2+進入細胞溶質中。由CPP引起的細胞溶質中鈣的上升主要是依賴于CPP的劑量和細胞的數量。

    為了更清楚了解CPP的作用功能，確定CPP對動物的最佳添加量，進一步對CPP的N與P、CPP與Ca的最佳比例進行了研究。CPP的N與P摩爾比可反映CPP的純度和磷酸基的密度,N與P比值低則純度或磷酸基密度較高，結合鈣的能力也強。馮玉琴等(1997)探討了CPP的N與P比值大小與結合鈣的能力之間關系發現，N與P摩爾比越小，則CPP制品中核心結構區域（即相連的3個磷酸絲氨酰及兩個谷氨酰殘基）所占的比例越大，CPP結合鈣的能力越強；隨后又說明CPP作用效果不僅與N與P比值有關，還與分子中核心區域以外的氨基酸組成和順序有關。胡志和(2001)研究CPP阻止鈣沉淀的活性與酪蛋白水解度之間的關系發現，當酶與底物比不同時，所得CPP的N與P比值不同；N與P比值不同，其CPP阻止鈣沉淀的活性也不同。另外，N與P比值不能太小，因為從酪蛋白與酶的水解物中分離純化出來CPP分子中，成簇存在的磷酸基在反應pH值條件下帶負電荷,可阻止酶的進一步水解。Daniela Erba 等(2002)報道，CPP對鈣的被動吸收有積極作用，且依賴于小腸內CPP和鈣的相對數量，試驗結果表明，CPP與Ca比例為0.37時對提高礦物元素運輸是最有效的。Y. Saito等(1998)研究表明，雄性大鼠日糧CPP與Ca比值為0.2時，小腸鈣表觀吸收率、鈣儲留率、可溶性鈣含量與對照組相比顯著提高（P<0.05），CPP最小有效劑量為0.7 g/kg。另外，Bennett等(2000)分別給大鼠飼喂100、200、350、500 g/kg的CPP，試驗發現，100 g/kg劑量組鈣吸收和骨沉積與對照組相比無顯著差異，而200、350、500 g/kg劑量組卻降低了鈣吸收和骨沉積，說明高劑量的CPP反而抑制鈣的吸收利用。分析可能的原因：①過量的CPP可能與Ca2+螯合形成一種可以隱藏Ca2+的分子量更大的復合物，減少了Ca2+的釋放，從而降低了鈣的生物利用率，如Li等（1989）在大鼠回腸中發現，CPP與Ca結合成的復合物不能被吸收且存留在小腸粘膜上；②過量的CPP可增加P與Ca比值，當CPP由0到500 g/kg時，P與Ca比值就會由0.8：1增加到4.3：1。Howe和Beecher（1981）認為，當日糧磷含量上升時，會降低鈣的吸收。

    2．1．2 促進骨對鈣的利用

     大量動物試驗表明，CPP可提高鈣在骨中的儲留，能促進骨骼對鈣的利用，減弱破骨細胞作用及抑制骨的再吸收。Sato等（1986）指出，當老鼠的飲食中含CPP或酪蛋白時，將會增加大腿骨組織中放射線標記的鈣含量。K. Ashida等（1994）報道，飼喂正常鈣日糧的來航雞，添加CPP后可提高骨質量和骨灰分含量。另有試驗表明，CPP可降低骨發育異常的發病率，可緩解骨病的發生。Yamaguchi等（1998）報道，日糧中添加CPP可緩解卵巢切除的大鼠骨的損失。Zhong Jie Ma等（2000）研究了異黃酮和CPP對青年和老齡大鼠骨形成的協同效應，結果表明，異黃酮和CPP同時添加時，對青年和老齡大鼠股骨的形成具有增效作用；單獨添加CPP時，大鼠股骨骨干和干骺端的堿性磷酸酶活性和DNA含量與對照組（兩者均不添加時）相比無顯著差異。堿性磷酸酶參與骨的形成，DNA含量是骨骼生長和骨細胞數量的標志。試驗說明，CPP與異黃酮的作用方式不同,它是通過增加小腸鈣的吸收而促進骨中鈣的沉積的，對成骨細胞的分化具有間接作用。因此，CPP在骨骼的形成中是作為一種促進骨礦化的因子,而異黃酮有類雌激素的作用，可抑制骨的吸收，兩者結合使用可治療臨床骨質疏松癥。

    2.1.3 抗齲齒、促進牙齒中鈣的沉積和鈣化

     近年來的大量研究發現，乳酪中含有的CPP能將食物中的Ca2+給合到齲齒處，減輕釉質的去礦物質化，達到抗齲齒的目的。Reynolds（1998）研究表明，CPP在溶液中能與鈣、磷結合成復合體，即酪蛋白磷酸肽鈣磷復合體（CPP-ACP），促使鈣離子進入齲損區，使早期齲損再礦化，具有防齲功能。此結果在人磨牙釉質上用顯微放射照相技術和顯微光密度計得到證實。

     CPP與鈣、磷結合成不穩定的復合物，固定于牙齒表面，CPP的疏水鏈連接在牙菌斑和口腔粘膜上。酸性物質（pH值<5.5）一方面會引起牙齒表面脫礦；另一方面可使CPP-ACP解離，并形成自由的鈣離子和磷酸根離子。磷酸絲氨酸鈣鹽可提供由游離的Ca2+和PO43-構成的緩沖液，使溶液達到過飽和并沉積在牙齒表面，而過飽和的Ca2+和PO43-在牙齒表面則引起再礦化，以抵制細菌的侵蝕和脫礦作用。

    CPP-ACP加氟形成酪蛋白磷酸肽鈣氟磷復合體（CPP-ACFP）。Cross等用核磁共振光譜分析和X射線測定CPP-ACFP，證明是由CPP的功能結構αs1-CN（59-79）與ACFP結合，形成半徑為（2.12+0.26）nm的無定形的毫微簇。研究顯示，這種毫微簇中每一個縮氨酸結合15個鈣離子、9個磷酸根、3個氟離子。CPP-ACFP對釉質齲損的礦化作用相當明顯，因此，CPP可能是運送鈣、磷、氟至牙齒的良好載體。CPP-ACFP的抗齲機制可能是CPP使ACP和ACFP固定于牙齒表面，即固定部分鈣、磷、氟于牙齒表面，因而緩沖牙菌斑pH值，降低釉質脫礦，增強其再礦化，也可做牙膏的添加劑，以改善其防齲效果。

    2.2 促進鐵的吸收

     鐵缺乏是全世界普遍存在的營養問題之一，一味補鈣反而加重鐵的缺乏。Sato等(1991)研究認為，CPP通過增加無機鐵的溶解性促進鐵在腸道中的吸收。牟光慶等（2001）通過動物試驗研究了CPP對鐵吸收的影響，其試驗結果表明，飼喂添加FeSO4和0.1%CPP的飼料和僅添加FeSO4的飼料對缺鐵性貧血大鼠的血紅蛋白、紅細胞及血細胞壓積的影響比飼喂缺鐵性飼料大鼠的血液生化指標有較大影響，且飼喂后缺鐵性貧血的大鼠血液生化指標恢復良好，并且CPP和FeSO4同時添加組的效果優于單獨添加FeSO4組。Peters等（1999）報道，鐵和β-CPP的結合提高了鐵的吸收，減少了粘膜的儲存量，無論是在正常或缺鐵的情況下均促進了鐵的凈吸收，同時也提示至少有一種不同于鐵鹽的另一種鐵的吸收途徑，鐵和β-CPP的絡合物可被細胞內吞或與氨基酸、肽結合,從而提高鐵的吸收利用。

     牛奶和母乳都是幼兒食品，但是與母乳相比，牛奶對鐵的吸收較低。牛奶中高濃度的Ca2+和蛋白種類可能解釋這種差異存在的原因。牛奶中主要的蛋白是α-酪蛋白，它能通過磷酸絲氨酸簇結合陽離子，在與Fe2+結合時，這種結合作用非常強烈（大于100倍與鈣的結合能力）。這種強烈的結合作用，雖然使鐵在腸道以溶解狀態存在，但也阻止了十二指腸粘膜中Fe2+的釋放，因而阻止了鐵的吸收。經酶水解不同的酪蛋白所釋放的CPP，對鐵的吸收也會產生不同的影響。Kibangou等（2005）研究不同來源的CPP對鐵吸收的影響發現，來自α-酪蛋白的CPP與鐵結合成復合物對鐵的攝入和凈吸收顯著低于鐵-β-CPP組。當鐵與β-CPP結合后，小腸磷酸酶能顯著增加鐵的攝入和吸收，并且不影響其它形式鐵，所以β-酪蛋白和β-CPP能促進鐵的吸收。產生這種差異可能是不同CPP且有不同的結構與構象特征，鐵與αs1-CPP結合可能減少其與消化酶接近的機會，而β-CPP結合鐵后能使離子態的鐵更好的吸收，具體機理有待進一步研究。牛乳和人乳中蛋白種類的不同（即人乳中不含α-酪蛋白），可能解釋了它們對鐵生物利用率影響的差異。

    3 CPP在動物營養上的應用

     目前CPP主要是作為一種促進礦物離子吸收的功能性飼料添加劑在動物生產中得到應用。Nakajima等(1994)報道，3～6周齡飼養期后，在產蛋雞低鈣日糧中添加1.0%CPP后,可提高蛋殼比重,改善蛋殼破碎程度。Ashida等(1996)試驗證明，在正常鈣水平日糧中添加CPP可增強蛋雞骨骼的強度，提高骨質量和骨灰分含量；在低鈣水平日糧中添加0.5%～1.0%的CPP可改善蛋殼的品質。G. B.Parkinson等(2004)報道，給育肥仔雞添加CPP，仔雞脛骨異常發病率下降。CPP還可以作為一種免疫增強劑用于生產中，在仔豬日糧中添加CPP可以明顯地提高IgG、IgA和IgM抗體的水平，從而增強仔豬的免疫力。Otani等(2000)在3周齡仔豬日糧中添加0.5%的CPP，經過5周飼養發現，對體增重無明顯影響，但是提高了血清和糞便中IgG和IgM的水平，對乳球蛋白特異的IgA比對照組要高得多。Kitamura等(2002)給母豬飼喂0．5％CPP-I，試驗期為母豬分娩前2個月至仔豬斷奶的當天，1個月后發現,試驗組母豬糞便中IgA的含量明顯高于對照組(只添加等量的卵白蛋白)，試驗組母豬在分娩前1月和l周，其血清IgG的含量都是升高的。分娩當天母豬乳汁中IgA和IgG含量比對照組分別提高了1．5％和1．7%，差異顯著。出生10 d后的試驗組仔豬血清IgG含量比對照組稍高；達到110 kg體重所需平均天數為186 d，優于對照組(196 d)。這一研究進一步說明，通過給母豬添加CPP-I可以提高仔豬的生長性能。Otani等(2000)認為，CPP-I在仔豬和母豬飼料中的添加量為0．5％比較合適。另外，通過對牛、豬體外試驗表明，CPP可明顯促進精子進入卵細胞的能力和體外精卵細胞的融合，從而提高卵細胞的受精率（Nagai，1996；Mori，1996）。原因是CPP促進精子對鈣離子的吸收，增強精子頂體的反應能力，提高精子對卵細胞的穿透能力。 Kreysing等（1997）在BO的介質中，使牛的成熟卵母細胞在體外受精，結果添加與不添加CPP的精子的穿透率分別為43.9%和20.7%，多精入卵率分別為5.2%和2.9%，分裂率分別為41%和25%，發育成胚泡的機率為13%和6%。

    4 CPP在動物生產上有待解決的問題

     CPP作為一種活性多肽，由于其穩定性好、安全、具有多種生物功能，已作為功能性營養添加劑在發達國家得到應用，并對它在動物營養上的研究與應用進行了嘗試。CPP在畜牧生產中有待進一步研究的問題：

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

     ②　從分子水平深入探討CPP促進礦物質吸收的全過程。

     ③　用于制藥和特定生理階段動物的保健飼料。如用于對佝僂病、骨質疏松癥等疾病的治療，制成CPP-Ca的復合物用于治療和預防佝僂病；CPP-Fe的復合物用于防治貧血；CPP-Zn用于防治因缺乏Zn而引起的各種畜禽缺乏疾病。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，并防止相應的缺乏癥。

    來源：《飼料工業》 作者： 段俊紅 王之盛 周安國