第二节 蛋白质与动物营养
蛋白质的组成及结构
蛋白质的营养生理作用
单胃动物蛋白质营养
反刍动物蛋白质营养
2
蛋白质的平均元素含量:
C 53% H 7% O 23%
N 16% S+P <1%
氨基酸 20多种
一,蛋白质的组成及结构
1、元素组成
2、化合物组成单位
3
二、蛋白质的营养生理作用
是除水外,含量最多的养分,占干物质的
50%,占无脂固形物的 80%。
2,机体更新的必需养分
动物体蛋白质每天约 0.25-0.3%更新,
约 6-12月全部更新。
1,机体和畜产品的重要组成部分
4
3,生命活动的体现者,参与新陈代谢
( 2)肌肉蛋白质,肌肉收缩
( 1)血红蛋白、肌红蛋,运输氧
( 3)酶、激素,代谢调节
5
( 6)核蛋白,遗传信息的传递、表达
( 5)运输蛋白(载体),脂蛋白、钙
结合蛋白、因子等
( 4)免疫球蛋白,抵抗疾病
4,提供能量、转化为糖和脂肪
6
主要在胃和小肠上部,20%在
胃,60-70%在小肠,其余在大肠。
(一)单胃动物蛋白质消化代谢
特点
2.消化酶(表 2-1)
1.消化部位
三, 单胃动物蛋白质营养
7
表 2-1 消化道内主要蛋白酶类
种类 来源 分解底物 最终产物
胃蛋白酶 胃液 蛋白质,胨
凝乳酶 胃液(幼龄动
物)
酪蛋白 酪蛋白钙、、

胰蛋白酶 胰液 蛋白质,胨、肽
糜蛋白酶 胰液 蛋白质,胨、肽
羧基肽酶 小肠液 肽 氨基酸
氨基肽酶 胰液 二肽 氨基酸
小肠液,胨、肽 氨基酸
二肽酶 小肠液,胨、肽 氨基酸
8
3.消化过程 (图)
HCL
胃蛋白酶
胰蛋白酶
糜蛋白酶
羧肽酶
胃蛋白酶原
胰蛋白酶原
糜蛋白酶原
羧肽酶原
壁细胞
主细胞

AA & 二 /三肽
刷状缘
(肠细胞 )
Large
Protein
Unfolded
Protein
Smaller
Protein
Smaller
Protein
Smaller
Protein
Smaller
Protein
AA,di & tripeptides吸收
肠激酶

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( 4)顺序,L-AA > D-AA
Cys>Met>Try>Leu>Phe>Lys≈Ala>Ser>Asp>Glu
4.吸收
( 1)部位, 小肠上部
( 2)方式, 主动吸收
( 3)载体, 碱性、酸性、中性系统
11
5,代谢特点
猪:
蛋白质消化吸收的主要场所是小肠,并在酶
的作用下,最终以大量氨基酸和少量寡肽的形
式被机体吸收、利用,而大肠的细菌虽然可利
用少量氨化物合成菌体蛋白质,但最终绝大部
分还是随粪便排出,因此,猪能大量利用饲料
中蛋白质,而不能大量利用氨化物。
12
禽:
腺骨容积小,饲料停留时间短,消化作用
不大,而肌胃又是磨碎饲料的器官,因此,
家禽蛋白质消化吸收的主要场所也是小肠,
其特点大致与猪相同。
13
马属动物和兔等单胃草食动物:
盲肠与结肠相当发达,它们在蛋白质消化过程
起着重要作用,这一部位消化蛋白质过程类似反刍
动物,而胃的小肠蛋白质的消化过程与猪类似,因
此草食动物不仅能利用饲料中蛋白质还能利用饲料
中氨化物。
14
生长猪, 10种 EAA---- 赖,蛋,色,苯丙、
亮、异亮、缬、苏、组、精氨酸;
成年猪, 8种 ---不包含组氨酸和精氨酸;
禽, 13种 ----包含甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸;
1,必需氨基酸( EAA)
概念,动物体内不能合成或合成数量与速度不能满足需
要,必须由饲料供给的氨基酸。
(二)单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
15
3.条件性必需氨基酸:
特定条件下必需由饲料供给的 AA.
如,对仔猪,Arg,Glu是条件性 EAA
4.非 EAA
2.半必需氨基酸 ——能代替或部分节约 EAA的 AA。
丝氨酸 甘氨酸(部分 )
胱氨酸 蛋氨酸( 50%)
酪氨酸 苯丙氨酸( 30-50%)
16
5.必需氨基酸和非必需氨基酸比较
( 1)相同
— 构成蛋白质的基本单位;
— 维持动物生长和生产的必需成分;
— 数量必须满足蛋白质合成需要;
( 2)不同点
— 在体内合成的速度和数量不同;
— 血液中的浓度是否取决于饲粮中相应氨基酸的浓
度;
— 是否必须从饲粮中供给 -----缺乏症;
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( 2)与 EAA比较
相同,LAA一定是 EAA
不同,LAA是针对特定的饲料而言
EAA是针对特定的动物而言
6,限制性氨基酸( LAA)
( 1) 概念,与动物需要量相比,饲料(粮)中含量不足的
EAA。由于他们的不足,限制了动物对其他氨基酸的利用,
导致蛋白质利用率下降。满足需要程度最低的为第一 LAA,
依次为第二、三、四 …… 等 LAA。
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( 3)确定 AA限制顺序的方法(表 2-2)
表 4-2 仔猪玉米 —— 豆粕型日粮(粗蛋白 18%)的氨基酸化学评分
19
表 2-3 饲料 AA的限制顺序
猪 禽
第一 第二 第三 第一 第二 第三
玉米 Lys Trp Thr Lys Arg Ile
小麦 Lys Thr Val Lys Thr Arg
大麦 Lys Thr SAA Lys Arg SAA
玉米蛋白粉 Lys TrP Thr Lys Trp Arg
米糠 Lys SAA Thr Lys SAA Ile
麦麸 Lys Thr SAA Lys SAA Thr
20
猪 禽
第一 第二 第三 第一 第二 第三
豆粕 SAA Thr Lys SAA Thr Val
棉饼 Lys SAA Thr SAA Lys Ile
菜饼 SAA Lys Trp SAA Arg Ile
鱼粉 Trp Thr SAA SAA Arg Thr
血粉 Ile SAA Thr Ile SAA Thr
肉粉 Trp SAA Thr SAA Trp Thr
表 2-4 饲料 AA的限制顺序
21
( 1) AA平衡的概念
体内蛋白质合成时,要求所有的必需氨基
酸都存在,并保持一定的相互比例。该比
例是根据动物的需要来确定。若某种饲粮
(料)的 EAA的相互比例与动物的需要相
比最接近,说明,该饲粮(料)的氨基酸
是平衡的,反之,则为不平衡。
1.AA平衡理论
(三)理想蛋白质与氨基酸平衡
22
Th
re
on
in
e
Va
lin
e
Me
th
io
ni
ne
Tr
yp
to
ph
an
Iso
leu
cin
e
( 2)水桶理论
23
2)缺乏症:氨基酸的缺乏引起其他氨
基酸脱氨、氧化分解供能,使蛋白质
利用率下降,产生蛋白质缺乏症,个
别氨基酸产生特异性症状,如赖氨酸
使禽类的有色羽毛白化等。
( 3)氨基酸的缺乏
1)概念:某种或几种氨基酸含量
不足,不能满足动物需要,而影响
动物的生产性能。
适宜赖氨酸
和蛋氨酸
24
3)特点:缺乏的氨基酸常常是 EAA ;常发生
在低蛋白饲粮和生长快、高产的动物;缺乏症
可过补充所缺乏的氨基酸而缓解或纠正。
蛋白质不足
25
由于饲粮中某种氨基酸含量过高而引起动物
生产性能下降,添加其他氨基酸可部分缓解中毒
症,但不能完全消除。
在必需氨基酸中,蛋氨酸最容易发生。
( 4)氨基酸中毒
26
1)概念:由于某种氨基酸含量过高而引起另一种或几
种氨基酸需要量提高,这就称为 氨基酸拮抗作用 。
( 5)氨基酸拮抗作用
2)拮抗作用的实质:干扰吸收 ------竞争相同的吸
收载体,或影响代谢 -----影响酶活性
3)常见类型:赖氨酸与精氨酸
亮氨酸与异亮氨酸、缬氨酸
例如,Lys与 Arg拮抗对鸡生产性能的影响
Weight
gain in
chicks
Time
Basal Diet
+ Lys + Arg
Basal diet
Basal diet
+ excess Lys
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1)概念:饲料氨基酸的相互比例与
动物的需求比例不一致
2)氨基酸失衡的结果:
— 蛋白质利用率下降
— 能量利用率下降
— 有机物利用率下降
— 生产水平和效益降低
( 6)氨基酸不平衡
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( 1)概念
AA间平衡最佳, 利用效率最高的蛋
白质 。 理想蛋白中各种氨基酸 (包括
NEAA)具有等限制性, 不可能通过添加
或替代任何剂量的任何氨基酸使蛋白
质的品质得到改善 。
2.理想蛋白
30
? Lys的分析测试简单易行;
?Lys的主要功能是合成蛋白质;
? Lys需要量大, 且常是日粮的第一, 二 LAA;
? Lys有关研究资料最多;
? 配制日粮时可应用价格便宜的合成 Lys。
( 2)理想蛋白的表达方式
1) g/16gN
2)以 Lys为 100 的 EAA相对比例 ——理想AA模式
原因:
31
( 3) AA平衡模式(表 5-6)
EAA与NEAA的比例
猪,ARC (1981), 45, 55
Fuller (1989),50, 50
Colin(1993),43.5, 56.5
Wang (1989),45, 55
肉鸡,55:45
32
表 2-5 生长猪 AA平衡模式
_____________________________________________ __
ARC NRC Wang Baker Whitemore
1981 1988 1990 1992 1993
______________________________________________________
精氨酸 33 42
赖氨酸 100 100 100 100 100
组氨酸 33 29 32 36
蛋 + 胱氨酸 50 57 61 60 57
异亮氨酸 55 61 60 60 57
亮氨酸 100 80 111 100 107
苯丙 + 酪氨酸 96 88 120 95 107
苏氨酸 60 64 64 65 64
色氨酸 15 16 20 18 21
缬氨酸 70 64 75 68 71
_______________________________ ______________________ __
33
表 2 家禽 AA 平衡模式
______________________________________________________
产蛋鸡 0 - 3 周 3 - 6 周 火鸡 鸭 雉鸡
肉鸡 肉鸡
______________________________________________________
精氨酸 106 120 120 96 94 96
赖氨酸 100 100 100 100 100 100
组氨酸 25 29 30 35 43 28
蛋 + 胱氨酸 86 78 72 58 83 75
异亮氨酸 78 67 70 65 78 75
亮氨酸 114 113 118 115 133 130
苯丙 + 酪氨酸 125 112 117 108 144 139
苏氨酸 70 67 74 60 66 79
色氨酸 22 19 18 15 19 17
缬氨酸 86 68 72 72 8 9 73
_______________________________________________________
表 2-6 家禽 AA平衡模式
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表 5 生长猪可消化 AA 平衡模式
Yen 等 Yen 等 Wang 等
(1986a) (1986b) (1990)
赖氨酸 100 100 100
组氨酸 43 46
蛋氨酸 37 39
蛋 + 胱氨酸 52 58 60
异亮氨酸 73 76 60
亮氨酸 130 140 111
苯丙氨酸 86 95 120
苏氨酸 64 67 66
色氨酸 19 21 19
缬氨酸 90 97 75
表 2- 7 生长猪可消化 AA平衡模式
表 6 猪的维持和体蛋白沉积
所需的最佳 AA 平衡模式
____________________________________
维持 体蛋白沉积
____________________________________
赖氨酸 100 100
蛋氨酸 25 28
蛋 + 胱氨酸 136 53
异亮氨酸 44 63
亮氨酸 64 115
苯丙氨酸 50 60
苯丙 + 酪氨酸 103 124
苏氨酸 147 69
色氨酸 31 18
缬氨酸 56 77
___________________________________
表 2- 8 猪的维持和体蛋白沉积所
需的最佳 AA平衡模式
表 7 生长猪不同阶段可消化 AA 平衡模式
___________________________________________
5 - 20Kg 20 - 50Kg 50 - 100Kg
___________________________________________
赖氨酸 100 100 100
精氨酸 42 36 30
组氨酸 32 32 32
蛋氨酸 30 30 30
蛋 + 胱氨酸 60 65 70
异亮氨酸 60 60 60
亮氨酸 100 100 100
苯丙 + 酪氨酸 100 100 100
苏氨酸 65 67 70
色氨酸 18 19 20
缬氨酸 68 68 68
表 2- 9 生长猪不同阶段可消化 AA平衡模式
表 9 肉鸡不同阶段可消化 AA 平衡模式
____________________________________
1 - 21 日龄 21 - 42 日龄
____________________________________
赖氨酸 100 100
精氨酸 105 105
组氨酸 32 32
蛋氨酸 36 37
蛋 + 胱氨酸 72 75
异亮氨酸 67 67
亮氨酸 109 109
苯丙氨酸 105 105
苏氨酸 67 70
色氨酸 16 17
缬氨酸 77 77
_______________________________ ___ _
表 2- 10 肉鸡不同阶段可消化 AA平衡模式
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—— 建立动物AA需要量
—— 指导饲粮配制及合成氨基酸的应用, 充分合理
利用饲料资源 。
—— 预测生产性能 ( 表4- 11)
—— 实现日粮低N化, 降低日粮成本, 降低N排泄
量, 减少环境污染 。
( 4)理想蛋白的应用
39
(四)提高蛋白质转化效率的措施
1、配合日粮时饲料应多样化。
2、补饲氨基酸添加剂。
3、日粮中蛋白质与能量有适当比例。
4、控制饲粮中的粗纤维水平。
5、掌握好饲粮中蛋白质的水平。
6、豆类饲料的湿热处理。
7、保证与蛋白质代谢有关的 VA,D,B1及 F必需,Cu、
Co等的供应。
40
四, 反刍动物蛋白质营养
(一)反刍动物蛋白质消化代谢特点
摄入蛋白质的 70%( 40-80%)被瘤胃微生物消
化,其余部分( 30%)进入真胃和小肠消化。
1.消化过程(图4- 1)
日粮
皱胃
唾液
尿素
尿素
肝脏
NH3
真蛋白 NPN


蛋白质

菌体蛋白
氨基酸 NH3
NPN
蛋白质

氨基酸
Proteoses
蛋白胨
小肠
氨基酸
胰液
(胰蛋白酶)
(糜蛋白酶)
小肠液
肽酶
胃液(胃蛋白酶)
唾液
尿素
氨基酸

组织
氨基酸
皱胃
图4- 1 反刍动物对蛋白质的消化吸收
43
( 1)饲料蛋白质
( 2)蛋白质降解率( %) = RDP/食入 CP
瘤胃降解蛋白( RDP)
瘤胃未降解蛋白
(过瘤胃蛋白,UDP)
44
( 1)方式与产物,与单胃动物相同
( 2)底物,与单胃动物不同
MCP 占 50-90%
UDP 占 10-50%
底物
( 3)小肠消化
45
与单胃动物相同。
进入盲肠的 N 占摄入 N的 20%。
( 4)大肠消化
46
唾液腺
口腔 80%
瘤胃 血液 肝脏 尿素 尿
NH3
图 2- 2 瘤胃的氮素循环
意义:节约蛋白质
47
2,利用 NPN的意义
节约蛋白质、降低成本
1.NPN的利用原理
尿素 NH3 + CO2
CH2O VFA + 酮酸
NH3 + 酮酸 AA 菌体蛋白
(二)反刍动物对非蛋白氮的利用
48
3.NPN中毒 -----氨中毒
( 1)原因:
NPN释放氨的速度大大超过微生物利用氨的速度,
使血液氨浓度大大增加。
100g瘤胃内容物能在 1小时内把 100mg尿素转化为
NH3。
49
血氨浓度:
>8ppm, 出现中毒,表现神经症状,肌肉震颤;
>20ppm,呼吸困难、强直性痉挛,运动失调;
>50ppm,死亡。
( 2)中毒水平
50
( 2)增加微生物的合成能力
提供充足的可溶性碳水化合物
提供足够的矿物元素
N:S =15:1,即 100g尿素加 3g S
4,合理利用 NPN的途径
( 1)延缓 NPN的分解速度
选用分解速度慢的 NPN,如双缩脲等
采用包被技术,减缓尿素等分解
使用脲酶抑制剂等抑制脲酶活性。
51
1)用量:不超过总氮的 20-30%
不超过饲粮干物质的 1%
不超过精料补充料的 2-3%
每 100kg体重 20-30g
2)适应期,2-4周
3)不能加入水中饲喂
4)制成舔砖
5)不与含脲酶活性高的饲料混合
6)尿素青贮
( 3)正确的使用技术
52
2.对维持需要和中等生产水平的动物,不需补充 EAA。
3.高产动物,需添加 EAA
日产奶 >15kg,Met,Leu是 LAA
30kg,Met,Leu,Lys等是 LAA
1.EAA,40%来自微生物蛋白,60%来自饲料。
(三)反刍动物对必需氨基酸的需要
53
(四)对过瘤胃蛋白的保护技术
1.概念:
即经过技术处理将饲料蛋白质保护起来,避免在瘤胃
内被发酵降解,直接进入小肠被消化吸收,从而达到提高
饲料蛋白质利用率的目的。在保证氨基酸利用率不受抑制
的前提下,降低饲料蛋白质在瘤胃中的降解度,提高过瘤
胃蛋白质的数量是控制过瘤菌蛋白质产生量的基本原则。
2.物理处理法
3.化学处理法
4.包埋法