营养素调控奶牛乳蛋白合成的研究进展
毕微微，高学军＊，林叶，李庆章
【摘 要】乳蛋白含有机体几乎所有的必需氨基酸，有较高的营养价值。随着蛋白质营养研究的深入，如何提高乳蛋白的产量，改善乳品质已成为当今研究的热点。本文从营养素角度，对碳水化合物、氨基酸及小肽三方面对奶牛乳蛋白合成调控的影响做综述。 【期刊名称】乳业科学与技术 【年(卷),期】2012(035)004 【总页数】3
【关键词】奶牛；乳蛋白合成；碳水化合物；氨基酸；小肽
乳蛋白是牛乳中的主要组成成分之一，含有多种有益机体的必需氨基酸，具有较高的营养价值，消化后产生的一系列生物活性肽对人体健康具有抗癌、抗高血压等功能［1］。随着乳品研究的发展和健康消费的需要，人们对乳蛋白的需求不断增加。目前我国奶牛的良种率已达到95%以上，但乳蛋白含量均低于发达国家，乳蛋白品质低下，未能发挥奶牛应有的遗传潜力。因此，探讨营养素如何调控乳蛋白的合成，提高乳蛋白的产量，改善乳品质已成为反刍动物营养科学研究的前沿，是今后发展我国乳品生产的关键，对我国奶业发展具有重要意义。
乳蛋白合成与不同营养素和激素的调控有关。Liu等［2］研究表明乳蛋白的合成受多因素的调节包括葡萄糖和氨基酸的合理供应。而且也有研究表明日粮供给的小肽在乳蛋白合成中有一定的作用。
1 碳水化合物对乳蛋白合成的调控
碳水化合物是瘤胃和组织代谢的主要能量物质，为乳中蛋白质合成提供碳架。Mark等［3］研究表明提高非结构性碳水化合物，尤其是玉米淀粉的摄入量能够提高泌乳奶牛乳及乳蛋白产量和氮利用率。有研究表明增加日粮中的碳水化合物，可使用于供能的氨基酸减少，微生物蛋白质合成增多，同样使瘤胃中丙酸盐比例提高，刺激胰岛素分泌，增加乳腺对氨基酸的吸收，从而提高乳蛋白率［4］。
葡萄糖是动物代谢活动中供能最有效的营养素，是唯一能通过血浆和细胞在全身循环的一种碳水化合物。大量研究已经表明葡萄糖的供应可提高奶牛乳蛋白产量。Lemosquet等［5］的研究结果表明，向奶牛十二指肠灌注葡萄糖（1.5kg／d）可显著降低乳脂率和乳脂产量，并提高乳蛋白质率及乳蛋白质产量。Toerien等［6］研究发现向奶牛静脉注射必需氨基酸（essential amino acid，EAA）和葡萄糖混合物或单独的葡萄糖能分别提高奶牛乳蛋白产量的33%和27%。
2 氨基酸对乳蛋白合成的调控
目前，许多实验已证实氨基酸对乳蛋白合成影响很大，均可使奶牛的乳蛋白产量甚至产奶量和饲料氮转化效率得到不同程度的提高。
王俊峰［7］研究表明乳腺血液供给的不同氨基酸限制乳蛋白的分泌并且影响乳腺的代谢，调控乳腺组织血液中不同氨基酸的供给可以改变乳蛋白的合成，增加乳腺摄取氨基酸的能力。Bobe等［2］表明日粮中额外增加氨基酸混合物的供给可提高奶牛乳蛋白25%～30%。Burgod等［8］也发现，向奶牛乳腺组织腺泡培养的培养液中合理添加氨基酸混合物，乳蛋白的合成提高了50%。Doepell等［9］发现日粮中添加必需氨基酸，奶牛的乳产量和乳蛋白产量均提
高，但是在缺乏非必需氨基酸供给时不能提高乳及乳蛋白的合成。Wang Chong等［10］表明在代谢蛋白质稍受限制奶牛日粮中，添加蛋氨酸羟基类似物（methionine hydroxyanalog，MHB）和赖氨酸盐酸可提供2.3%蛋氨酸和7.0%赖氨酸，可提高奶牛的产奶量、乳蛋白量和氮的利用率。Appuhamy等［11］发现高产奶牛对于赖氨酸和蛋氨酸的供给表现出明显的应答，而支链氨基酸的供应对于乳蛋白的合成没有明显的提高。但Moshel等［12］研究表明支链氨基酸，主要是亮氨酸可调控mTOR信号通路，在小鼠和奶牛乳腺上皮中可直接调控乳蛋白的合成。
3 小肽对乳蛋白合成的调控
通常小肽是指动物降解蛋白质为氨基酸过程中的中间产物，是动物的重要营养物质。有研究认为血液循环中的肽可以参与乳腺细胞的氨基酸供应和乳蛋白合成，弥补乳腺对游离氨基酸摄入的不足，也有研究表明肽结合的蛋氨酸和赖氨酸在乳蛋白合成过程中起作用。
王恬等［13］研究发现，在奶牛日粮中添加小肽，奶牛产奶量和乳蛋白含量均在有明显提高。Pan等［14］研究牛的MAC－T细胞利用22种包含蛋氨酸的二肽至辛肽的能力时发现，MAC－T乳腺上皮细胞能够利用含蛋氨酸的肽用于蛋白质的合成；与游离蛋氨酸相比，含蛋氨酸的肽促进乳蛋白分泌的作用更大。杨金勇［15］报道用60μm／L蛋氨酸二肽或120μm／L蛋氨酸赖氨酸二肽替代等量的游离氨基酸时，二肽组奶牛乳腺上皮细胞酪蛋白αsl基因表达极显著高于游离氨基酸组；同时二肽组培养液中酪蛋白的浓度高于相应的游离氨基酸组。周苗苗［16］研究发现，奶牛乳腺上皮细胞能够利用苯丙氨酸二肽合成乳蛋白，其乳蛋白的合成效率也高于游离氨基酸。但是，肽及肽结合氨基酸之间
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