蛋白質(zhì)與動物營養(yǎng)經(jīng)典_第1頁
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文檔簡介

1、第三節(jié) 蛋白質(zhì)的營養(yǎng),主講 袁施彬西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,一、蛋白質(zhì)的組成和作用,蛋白質(zhì):是由氨基酸組成的高分子有機(jī)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(zhì)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(zhì)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(zhì):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(jī)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(zhì)還含有硫、磷、鐵、銅等元素。,(二)、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用,1. 機(jī)體和畜產(chǎn)品的重要組成部分 是除水外,含量最多的養(yǎng)分,占干物質(zhì)的50%,占無脂固形物的80%蛋白質(zhì)也是乳、蛋、毛的主要組成成分。除反芻動物外,食物蛋白質(zhì)幾乎是唯

3、一可用以形成動物體蛋白質(zhì)的氮來源。,2. 機(jī)體更新的必需養(yǎng)分 動物體蛋白質(zhì)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(zhì)-----肌肉收縮;血紅蛋白、肌紅蛋白-----運(yùn)輸氧;酶、激素-----代謝調(diào)節(jié);免疫球蛋白-----抵抗疾?。贿\(yùn)輸?shù)鞍祝ㄝd體)-----脂蛋白、鈣結(jié)合蛋白、內(nèi)因子等 ;核蛋白-----遺傳信息的傳遞、表達(dá)。,4. 提供能量、轉(zhuǎn)化為糖和脂肪

4、 機(jī)體能量供應(yīng)不足;蛋白質(zhì)過多或氨基酸不平衡時(shí);魚等水生動物在正常情況下利用蛋白質(zhì)供能。,(三)、化合物組成單位生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的氨基酸有180多種,但常見的構(gòu)成動植物體蛋白質(zhì)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(zhì)雖然含有與植物蛋白質(zhì)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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(dǎo)致蛋白質(zhì)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(zhì)的缺乏癥,主要癥狀 食欲不振、采食量下降、厭食,此又導(dǎo)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(zhì)濃度下降、貧血、脂肪肝、不育、出生重下降、初生死亡率高、產(chǎn)奶量下降、產(chǎn)蛋率下降、某些激素和酶合成受影響。,蛋白質(zhì)缺乏的受害動物:幼齡動物、高產(chǎn)動物,蛋白質(zhì)過量的危害,飼糧中蛋白質(zhì)超過動物的需要,造成浪費(fèi);加重肝腎負(fù)擔(dān),嚴(yán)重時(shí)引起肝腎的病患,夏季還會加劇熱應(yīng)激,五、單胃動物蛋白質(zhì)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(zhì)消化代謝特點(diǎn),由消化代謝過程,豬對蛋白質(zhì)消化代謝的特點(diǎn):蛋白質(zhì)消化吸收的主要場所是小腸,并在酶的作用下進(jìn)行;其次是大腸,在微生物的作用下進(jìn)行。因此,豬能大量利用飼料中的蛋白質(zhì),但不能大量利用氨化物。,單胃動物蛋白質(zhì)消化代謝特點(diǎn),家禽蛋白質(zhì)消化吸收的主要場所也是小腸,其特點(diǎn)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(qiáng)。,(一)反

10、芻動物蛋白質(zhì)消化代謝特點(diǎn),反芻動物的蛋白質(zhì)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(zhì)(RBPP、 UDP ),(2)反芻動物蛋白質(zhì)消化代謝的特點(diǎn),反芻動物蛋白質(zhì)的消化代謝特點(diǎn):蛋白質(zhì)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(jìn)行。因此,反芻動物不僅能大量利用飼料中的蛋白質(zhì),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(jī)制 以尿素為例,其利用機(jī)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(zhì)水平要適宜 保證供給礦物質(zhì)喂法、喂量減緩尿素分解速度,常見的構(gòu)成動植物體蛋白質(zhì)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(zhì)營養(yǎng)的特殊性,1. 飼糧中最重要的養(yǎng)分---其獨(dú)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(shí)與能量相等,或略低)3.蛋白質(zhì)資源缺乏,營養(yǎng)價(jià)值變異很大。,4. 蛋白質(zhì)營養(yǎng)的研究一直是動物營養(yǎng)

13、領(lǐng)域的熱點(diǎn)或前沿研究領(lǐng)域。 蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的評定、理想蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)需要量、提高飼糧蛋白質(zhì)利用率、發(fā)掘或制造新的蛋白質(zhì)資源等。,第二節(jié) 蛋白質(zhì)的消化和吸收,一、單胃動物對蛋白質(zhì)的消化、吸收和代謝(一)消化1. 胃 鹽酸使蛋白質(zhì)變性,胃蛋白酶催化降解產(chǎn)生胨等肽類和少量氨基酸。 飼料蛋白質(zhì)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(chǎn)生游離氨基酸和寡肽( 進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞內(nèi),降解成氨基酸)

14、,3. 大腸 微生物消化,蛋白質(zhì)降解產(chǎn)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(zhì)的消化程度大,占食入蛋白質(zhì)的50% 。,,(二)吸收,消化終產(chǎn)物: 氨基酸和寡肽吸收部位: 小腸的上2/3部位吸收產(chǎn)物 :主要為氨基酸,大部分進(jìn)入血液,少量進(jìn)入淋巴系統(tǒng)。,(三)代謝,1. 體組織蛋白質(zhì)的合成2. 轉(zhuǎn)化為酶、激素、核酸和其他代謝產(chǎn)物3. 供能或轉(zhuǎn)化為糖、脂肪,二、反芻動物對蛋白質(zhì)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(zhì)的70%(40-80%),其余部分(30%)進(jìn)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(chǎn)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(zhì)代謝的動態(tài)平衡,機(jī)體蛋白質(zhì)是一個(gè)動態(tài)平衡體系,體蛋白沉積是其合成和降解的結(jié)果。生長動物蛋白質(zhì)合成率大于降解率。成年動物兩個(gè)過程的速率相等。蛋白質(zhì)攝入嚴(yán)重不足的動物,體蛋白質(zhì)降解率責(zé)大于合成率。,蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)代謝,概念:機(jī)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(zhì)的過程。,四、影響蛋白質(zhì)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(diǎn)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(nèi)鹽酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶的分泌在2~3月齡才能達(dá)到成年豬的水平。,,飼糧因素,(1)纖維水平:纖維物質(zhì)對飼糧蛋白質(zhì)的消化、吸收都有阻礙作用,隨著纖維水平的增加,蛋白質(zhì)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(shí)間以及被腸道吸收的幾率。,(2)蛋白酶抑制因子未經(jīng)處理或熱處理不夠的大豆及其餅粕和其它豆科籽實(shí)中的蛋白酶抑制劑。,,熱損害,在對蛋白質(zhì)熱處理時(shí),溫度過高或時(shí)間過長,產(chǎn)生一種棕色反應(yīng)(Maillard反應(yīng))。Maillard反應(yīng):氨基酸上的氨基與還原糖上的醛基發(fā)生反應(yīng),生成一種棕褐色的氨基糖復(fù)合物,胰蛋白酶不能切斷與還原糖結(jié)合的氨基酸的相應(yīng)肽鏈,導(dǎo)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(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位1.2維持動物生長和生產(chǎn)的必需成分1.3數(shù)量必須滿足蛋白質(zhì)合成需要2. 不同點(diǎn)2.1 在體內(nèi)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(yīng)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(guān)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(chǎn)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(zhì)利用率下降,產(chǎn)生蛋白質(zhì)缺乏癥,個(gè)別氨基酸產(chǎn)生特異性癥狀,如賴氨酸使禽類的有色羽毛白化等。 特點(diǎn):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(chǎn)的動物;缺乏癥可過補(bǔ)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(chǎn)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(nèi)蛋

22、白質(zhì)合成時(shí),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(zhì)利用率高氨基酸失衡的結(jié)果-----蛋白質(zhì)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(fù)擔(dān)。,4. 氨基酸的互補(bǔ)作用 兩種或多種飼料混合使用時(shí),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(bǔ)短,使混合后的飼糧蛋白質(zhì)的氨基酸平衡得以改善,從而提高蛋白質(zhì)的利用率,此效應(yīng)稱為氨基酸的互補(bǔ)作用。,互補(bǔ)作用也可能發(fā)生在不同飼料在同一天的不同時(shí)間飼喂時(shí),但不能超過一定時(shí)間范圍。 氨基酸互補(bǔ)作用的意義-----提高蛋白質(zhì)利用率的有效途徑,是配合飼料生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)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(shí)質(zhì):

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(zhì),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(zhì)。平衡:1)EAA間的比例平衡 2)EAA和LEAA之間比例平衡特點(diǎn):蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值最高,不能再通過改變氨基酸的平衡來提高蛋白質(zhì)的利用率。,2. 理想蛋白質(zhì)的表示方法EAA間的比例-----理想蛋白模式用各種EAA占蛋白質(zhì)的比例(%)表示以賴氨酸或色氨

25、酸為100或1,計(jì)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(zhì)、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(jīng)癥狀,肌肉震顫、呼吸困難、強(qiáng)直性痙攣,運(yùn)動失調(diào)、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(shù),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(shù)用量:不超過總氮的1/3;不超過飼糧干物質(zhì)的1%;不超過精料補(bǔ)充料的3% ;適應(yīng)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(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的評定,概

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

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

29、(%),,B 可消化粗蛋白質(zhì),Digestible crude protein,DCP 飼料可消化粗蛋白質(zhì)可由其粗蛋白質(zhì)含量乘以粗蛋白質(zhì)消化率而得。DCP可粗略地反應(yīng)飼料蛋白質(zhì)的質(zhì)量。,C.蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值,Protein biological value ,PBV 吸收的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為組織蛋白質(zhì)的效率(即存留N量占吸收N量的百分?jǐn)?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(nèi)源尿N)真實(shí)PBV(%)= ------------------------------------------×100

31、 食入N—(糞N—代謝糞N)由于代謝糞N和內(nèi)源尿N不易測,因而實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用表觀PBV。,D.凈蛋白利用率,net protein utilization,NPU 指動物體內(nèi)沉積的蛋白質(zhì)或氮占食入蛋白質(zhì)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(zhì)被利用的程度來表示其質(zhì)量的好壞,同時(shí),它也可以用于研究動物對蛋白質(zhì)的需要量。,E.蛋白質(zhì)效率比,Protein ef

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