蛋白質與動物營養(yǎng)經典

1、第三節(jié) 蛋白質的營養(yǎng),主講 袁施彬西華師范大學生命科學學院,一、蛋白質的組成和作用,蛋白質：是由氨基酸組成的高分子有機化合物。（一）、元素組成主要元素：碳、氫、氧、氮，大多數(shù)還含硫，少數(shù)含磷、鐵、銅和碘等。典型的蛋白質元素組成（%）C 53%；H 7% ； O 23% ；N 16% ；S+P <1%。測定動物組織和飼料中真蛋白質含氮量較困難，通常只測定其中的總含氮量，并以粗蛋白表示。,基本概念,粗蛋白質：飼料中所

2、有含氮化合物的總稱。包括真蛋白+非蛋白含氮物。NPN又包括游離氨基酸、肽、硝酸鹽、銨鹽（如硫酸銨）、酰胺、生物堿、有機堿、含氮糖苷、氨、尿素、尿酸等。真蛋白除含有碳、氫、氧元素外，還含有氮元素，有的蛋白質還含有硫、磷、鐵、銅等元素。,（二）、蛋白質的營養(yǎng)作用,1. 機體和畜產品的重要組成部分 是除水外，含量最多的養(yǎng)分，占干物質的50%，占無脂固形物的80%蛋白質也是乳、蛋、毛的主要組成成分。除反芻動物外，食物蛋白質幾乎是唯

3、一可用以形成動物體蛋白質的氮來源。,2. 機體更新的必需養(yǎng)分 動物體蛋白質每天約 0.25-0.3%更新，約6-12月全部更新。,3. 生命活動的體現(xiàn)者 ，參與新陳代謝肌肉蛋白質-----肌肉收縮；血紅蛋白、肌紅蛋白-----運輸氧；酶、激素-----代謝調節(jié)；免疫球蛋白-----抵抗疾??；運輸?shù)鞍祝ㄝd體）-----脂蛋白、鈣結合蛋白、內因子等 ；核蛋白-----遺傳信息的傳遞、表達。,4. 提供能量、轉化為糖和脂肪

4、 機體能量供應不足；蛋白質過多或氨基酸不平衡時；魚等水生動物在正常情況下利用蛋白質供能。,（三）、化合物組成單位生物體內發(fā)現(xiàn)的氨基酸有180多種，但常見的構成動植物體蛋白質的氨基酸只有20種左右。植物能合成自己全部需要的氨基酸，動物蛋白質雖然含有與植物蛋白質同樣的氨基酸，但動物不能全部自己合成。,氨基酸的分類,根據(jù)性質分為中性氨基酸（1：1）：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、蘇氨酸等；堿性氨基酸（2：1）

5、：賴氨酸、精氨酸等；酸性氨基酸（1：2）：天門冬氨酸、谷氨酸等。,R,NH2,CH,COOH,,,,,,,氨基酸營養(yǎng),1、必需氨基酸和非必需氨基酸（1）. 必需氨基酸（EAA）----動物體內不能合成或合成數(shù)量不能滿足需要，必須由飼料供給的氨基酸。生長豬：10種EAA---- 賴氨酸、蛋氨酸、色氨 酸、 苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、組氨酸、精氨酸 成年豬：8種---不包含組氨酸和精氨酸,禽：13種--

6、--包含甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸反芻動物（瘤胃功能正常）：必需氨基酸來自微生物蛋白半必需氨基酸：甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸 甘氨酸（部分）-----絲氨酸 蛋氨酸（50%）-----胱氨酸 苯丙氨酸（30-50%）-----酪氨酸2. 非必需氨基酸： 動物體內能夠合成， 不需要從飼糧直接供給的氨基酸。,限制性氨基酸,1.概念 一定飼料或飼糧中某種或幾種氨基

7、酸的含量低于動物的需要量，并由于他們的不足， 限制了動物對其他氨基酸的利用，導致蛋白質利用率下降，故稱LEAA，并根據(jù)限制程度的大小稱為第一、二、三等限制性氨基酸。2.與必需氨基酸的比較相同： LEAA一定是EAA不同：LEAA是針對特定的飼料而言，EAA是針對特定的動物而言,四、蛋白質的缺乏癥,主要癥狀 食欲不振、采食量下降、厭食，此又導致能量攝入不足，伴隨能量缺乏。

8、 其他癥狀 生長不良、血液蛋白質濃度下降、貧血、脂肪肝、不育、出生重下降、初生死亡率高、產奶量下降、產蛋率下降、某些激素和酶合成受影響。,蛋白質缺乏的受害動物：幼齡動物、高產動物,蛋白質過量的危害,飼糧中蛋白質超過動物的需要，造成浪費；加重肝腎負擔，嚴重時引起肝腎的病患，夏季還會加劇熱應激,五、單胃動物蛋白質消化代謝,消化部位：主要在胃和小腸上部, 20%在胃,60-70%在小腸,其余在大腸。 消化酶：胃蛋白酶、

9、胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧基肽酶及氨基肽酶 。消化過程：以豬為例（見下圖）,,,豬蛋白質消化代謝特點,由消化代謝過程，豬對蛋白質消化代謝的特點：蛋白質消化吸收的主要場所是小腸，并在酶的作用下進行；其次是大腸，在微生物的作用下進行。因此，豬能大量利用飼料中的蛋白質，但不能大量利用氨化物。,單胃動物蛋白質消化代謝特點,家禽蛋白質消化吸收的主要場所也是小腸，其特點大致與豬相同。馬屬動物和兔等單胃草食動物利用飼料中氨化物的能力比豬強。,（一）反

10、芻動物蛋白質消化代謝特點,反芻動物的蛋白質消化代謝過程（見下圖）,代謝,.,（1）RDP、 UDP,瘤胃降解蛋白（RDP）過瘤胃蛋白質（RBPP、 UDP ）,（2）反芻動物蛋白質消化代謝的特點,反芻動物蛋白質的消化代謝特點：蛋白質消化的主要場所是瘤胃，靠微生物的降解。其次是在小腸，在酶的作用下進行。因此，反芻動物不僅能大量利用飼料中的蛋白質，而且也能很好地利用氨化物。,（3）瘤胃氮素循環(huán),概念意義,（二）反芻動物對非蛋白氮的利

11、用,,1．反芻動物利用非蛋白氮的機制 以尿素為例，其利用機制簡述如下:,,2.提高尿素利用率的措施,日糧中有易消化的碳水化合物。日糧中蛋白質水平要適宜 保證供給礦物質喂法、喂量減緩尿素分解速度,常見的構成動植物體蛋白質的19種氨基酸,丙氨酸（Ala），精氨酸（Arg），天門冬氨酸（Asp），半胱氨酸（Cysteine），胱氨酸（Cys），谷氨酸（Glu），甘氨酸（Gly），組氨酸（His），

12、異亮氨酸（Ile），亮氨酸（Leu），賴氨酸（Lys），蛋氨酸（Met），苯丙氨酸（Phe），脯氨酸（Pro），絲氨酸（Ser），蘇氨酸（Thr），色氨酸（Trp），酪氨酸（Tyr），頡氨酸（Val）。,三、蛋白質營養(yǎng)的特殊性,1. 飼糧中最重要的養(yǎng)分---其獨特作用不能被其他養(yǎng)分代替，在幼齡動物，需要量最大。2. 最昂貴的飼料養(yǎng)分（有時與能量相等，或略低）3.蛋白質資源缺乏，營養(yǎng)價值變異很大。,4. 蛋白質營養(yǎng)的研究一直是動物營養(yǎng)

13、領域的熱點或前沿研究領域。 蛋白質營養(yǎng)價值的評定、理想蛋白質、蛋白質需要量、提高飼糧蛋白質利用率、發(fā)掘或制造新的蛋白質資源等。,第二節(jié) 蛋白質的消化和吸收,一、單胃動物對蛋白質的消化、吸收和代謝(一）消化1. 胃 鹽酸使蛋白質變性，胃蛋白酶催化降解產生胨等肽類和少量氨基酸。 飼料蛋白質約20%在胃中消化 。2. 小腸 在各種酶（小腸液、胰液中）的作用下，產生游離氨基酸和寡肽（ 進入腸粘膜細胞內，降解成氨基酸）

14、,3. 大腸 微生物消化，蛋白質降解產生氨基酸、硫化氫、二氧化硫、NH3、糞臭素等。 馬、兔的大腸對飼料蛋白質的消化程度大，占食入蛋白質的50% 。,,（二）吸收,消化終產物： 氨基酸和寡肽吸收部位： 小腸的上2/3部位吸收產物 ：主要為氨基酸，大部分進入血液，少量進入淋巴系統(tǒng)。,（三）代謝,1. 體組織蛋白質的合成2. 轉化為酶、激素、核酸和其他代謝產物3. 供能或轉化為糖、脂肪,二、反芻動物對蛋白質的消化、吸收和代謝

15、,（一）消化1.瘤胃 微生物消化，約占攝入蛋白質的70%（40-80%），其余部分（30%）進入真胃和小腸消化。 CP----肽、AA----NH3、CO2、VFA（揮發(fā)性脂肪酸） MCP（微生物蛋白）,,,2.真胃和小腸,方式與產物 ： 與單胃動物相同底物： 與單胃動物不同 MCP底物 RDP3.大腸 與單胃動物相同,,（二）吸收,1. 瘤

16、胃 吸收NH3---肝門靜脈----肝臟（尿素）----腎臟---尿2. 小腸 與單胃動物相同，氨基酸來自MCP和 RDP（三）代謝 與單胃動物相同,三 蛋白質代謝的動態(tài)平衡,機體蛋白質是一個動態(tài)平衡體系，體蛋白沉積是其合成和降解的結果。生長動物蛋白質合成率大于降解率。成年動物兩個過程的速率相等。蛋白質攝入嚴重不足的動物，體蛋白質降解率責大于合成率。,蛋白質周轉代謝,概念：機體老組織不斷更新，被更新的

17、組織蛋白降解為氨基酸，而又重新用于合成組織蛋白質的過程。,四、影響蛋白質消化的因素,1.動物因素2.飼糧因素3.熱損害4.影響微生物生長的因子,動物因素,動物種類：不同種類動物各自消化生理特點不同；年齡：不同年齡動物消化道功能完善程度不同。例如：仔豬胃內鹽酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶的分泌在2～3月齡才能達到成年豬的水平。,,飼糧因素,（1）纖維水平：纖維物質對飼糧蛋白質的消化、吸收都有阻礙作用，隨著纖維水平的增加，蛋白質在消化道中

18、的排空速度也增加，因而降低了其被酶作用的時間以及被腸道吸收的幾率。,（2）蛋白酶抑制因子未經處理或熱處理不夠的大豆及其餅粕和其它豆科籽實中的蛋白酶抑制劑。,,熱損害,在對蛋白質熱處理時，溫度過高或時間過長，產生一種棕色反應（Maillard反應）。Maillard反應：氨基酸上的氨基與還原糖上的醛基發(fā)生反應，生成一種棕褐色的氨基糖復合物，胰蛋白酶不能切斷與還原糖結合的氨基酸的相應肽鏈，導致氨基酸不能被動物消化、吸收。,,必需氨基酸和

19、非必需氨基酸比較,1. 相同1.1構成蛋白質的基本單位1.2維持動物生長和生產的必需成分1.3數(shù)量必須滿足蛋白質合成需要2. 不同點2.1 在體內合成的速度和數(shù)量不同2.2血液中的濃度是否取決于飼糧中相應氨基酸的濃度2.3 是否必須從飼糧中供給-----缺乏癥,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,常用飼料的限制性氨基酸,飼料 第一LEAA 第二LEAA玉米 L

20、ys Trp豆粕 SAA 蘇氨酸菜籽餅 Lys 肉骨粉 Trp 大麥 Lys,三、氨基酸的相互關系,1. 氨基酸的缺乏---- 某種或幾種氨基酸含量不足，不能滿足動物需要，而影響動物的生產性能。缺乏癥：氨基酸的缺乏引起其他氨基酸脫氨、氧化分

21、解供能，使蛋白質利用率下降，產生蛋白質缺乏癥，個別氨基酸產生特異性癥狀，如賴氨酸使禽類的有色羽毛白化等。 特點：缺乏的氨基酸常常是EAA ；常發(fā)生在低蛋白飼糧和生長快、高產的動物；缺乏癥可過補充所缺乏的氨基酸而緩解或糾正。,2. 氨基酸中毒 由于飼糧中某種氨基酸含量過高而引起動物生產性能下降，添加其他氨基酸可部分緩解中毒癥，但不能完全消除。在必需氨基酸中，蛋氨酸最容易發(fā)生。,3. 氨基酸平衡和不平衡 體內蛋

22、白質合成時，要求所有的必需氨基酸都存在，并保持一定的相互比例。該比例是根據(jù)動物的需要來確定。若某種飼糧（料）的EAA的相互比例與動物的需要相比最接近，說明，該飼糧（料）的氨基酸平衡，反之，則為不平衡。,氨基酸平衡的意義-----蛋白質利用率高氨基酸失衡的結果-----蛋白質利用率下降，因多余的氨基酸發(fā)生脫氨、氧化分解，并加重氨代謝負擔。,4. 氨基酸的互補作用 兩種或多種飼料混合使用時，由于各自所含的必需氨基酸種類

23、、含量、限制的程度不同，彼此可取長補短，使混合后的飼糧蛋白質的氨基酸平衡得以改善，從而提高蛋白質的利用率，此效應稱為氨基酸的互補作用。,互補作用也可能發(fā)生在不同飼料在同一天的不同時間飼喂時，但不能超過一定時間范圍。 氨基酸互補作用的意義-----提高蛋白質利用率的有效途徑，是配合飼料生產的理論基礎之一。,5. 氨基酸拮抗作用----由于某種氨基酸含量過高而引起另一種或幾種氨基酸需要量提高，這就稱為氨基酸拮抗作用。拮抗作用的實質：

24、干擾吸收------競爭相同的吸收載體，如賴氨酸和精氨酸、亮氨酸和異亮氨酸。,四、理想蛋白質,1. 概念---- 指氨基酸比例（平衡）與動物需要比例相同的飼糧蛋白質。平衡：1）EAA間的比例平衡 2）EAA和LEAA之間比例平衡特點：蛋白質營養(yǎng)價值最高，不能再通過改變氨基酸的平衡來提高蛋白質的利用率。,2. 理想蛋白質的表示方法EAA間的比例-----理想蛋白模式用各種EAA占蛋白質的比例（%）表示以賴氨酸或色氨

25、酸為100或1，計算其他氨基酸與之的比例，其中最常用賴氨酸。,第四節(jié) 非蛋白氮的利用,一、反芻動物對NPN的利用1. NPN的利用原理 瘤胃微生物2. NPN的意義-----節(jié)約蛋白質、降低成本3. NPN中毒-----氨中毒原因：NPN釋放氨的速度大大超過微生物利用氨的速度，使血液氨濃度大大增加。血氨濃度：5ppm以上中毒，表現(xiàn)神經癥狀，肌肉震顫、呼吸困難、強直性痙攣，運動失調、死亡。,4. 合理利用NPN的途徑

26、4.1 延緩NPN的分解速度：選用分解速度慢的NPN，如雙縮脲等；采用包被技術，減緩尿素等分解；使用脲酶抑制劑等抑制脲酶活性。4.2 增加微生物的合成能力：提供充足的可溶性碳水化合物；提供足夠的礦物元素。4.3 正確的使用技術用量：不超過總氮的1/3；不超過飼糧干物質的1%；不超過精料補充料的3% ；適應期：2-4周；不能加入水中飼喂,二、非反芻動物對NPN的利用,利用NPN合成體蛋白的能力低,第五節(jié) 蛋白質營養(yǎng)價值的評定,概

27、念 蛋白質營養(yǎng)價值是指蛋白質能被動物吸收利用的程度。其程度越高則蛋白質的營養(yǎng)價值越高。,一、單胃動物蛋白質營養(yǎng)價值評定,主要方法：粗蛋白質、可消化粗蛋白質、蛋白質生物學價值、凈蛋白利用率、蛋白質效率比、化學比分、必需氨基酸指數(shù) 。,A 蛋白質消化率,飼料蛋白質 食入飼料蛋白質量—糞中排出蛋白質量表觀消化率（%）= -------------------------------------------&

28、#215;100 食入飼料蛋白質量 食入飼料蛋白質量—（糞中排出蛋白質量—糞代謝性產物蛋白含量）飼料蛋白質 = ---------------------------------------------------×100真實消化率 食入飼料蛋白質量

29、（%）,,B 可消化粗蛋白質,Digestible crude protein，DCP 飼料可消化粗蛋白質可由其粗蛋白質含量乘以粗蛋白質消化率而得。DCP可粗略地反應飼料蛋白質的質量。,C.蛋白質的生物學價值,Protein biological value ，PBV 吸收的蛋白質轉化為組織蛋白質的效率（即存留N量占吸收N量的百分數(shù)） 食入N—糞N—尿N表觀PBV

30、（%）= ---------------------------×100 食入N—糞N 食入N—（糞N—代謝糞N）—（尿N—內源尿N）真實PBV（%）= ------------------------------------------×100

31、 食入N—(糞N—代謝糞N)由于代謝糞N和內源尿N不易測，因而實際應用時常用表觀PBV。,D.凈蛋白利用率,net protein utilization，NPU 指動物體內沉積的蛋白質或氮占食入蛋白質或氮的百分比。NPU＝沉積氮/食入N×100％NPU以某種飼料或飼糧蛋白質被利用的程度來表示其質量的好壞，同時，它也可以用于研究動物對蛋白質的需要量。,E.蛋白質效率比,Protein ef