動物營養(yǎng)學第四章 蛋白質的營養(yǎng)

第四章蛋白質的營養(yǎng)1.比較學習并掌握反芻與非反芻動物的蛋白質營養(yǎng)原理及其異同；2.掌握蛋白質品質的有關概念和提高蛋白質利用效率的理論知識；3.了解蛋白質周轉代謝。目的要求內容第一節(jié)蛋白質的組成和作用第二節(jié)單胃動物的蛋白質營養(yǎng)第三節(jié)反芻動物蛋白質營養(yǎng)第四節(jié)蛋白質周轉代謝第一節(jié)蛋白質的組成和作用二.蛋白質的營養(yǎng)生理作用一.蛋白質的組成及結構蛋白質的平均元素含量：

C53%H7%O23%N16%S+P<1%氨基酸20多種一.蛋白質的組成及結構1、元素組成2、化合物組成單位二、蛋白質的營養(yǎng)生理作用是除水外，含量最多的養(yǎng)分，占干物質的50%，占無脂固形物的80%。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。1.機體和畜產品的重要組成部分3.生命活動的體現(xiàn)者，參與新陳代謝（2）肌肉蛋白質：肌肉收縮（1）血紅蛋白、肌紅蛋：運輸氧（3）酶、激素：代謝調節(jié)二、蛋白質的營養(yǎng)生理作用（6）核蛋白：遺傳信息的傳遞、表達（5）運輸蛋白（載體）：脂蛋白、鈣結合蛋白、因子等（4）免疫球蛋白：抵抗疾病4.提供能量、轉化為糖和脂肪二、蛋白質的營養(yǎng)生理作用第二節(jié)單胃動物蛋白質營養(yǎng)一.消化吸收二.氨基酸營養(yǎng)三.氨基酸平衡理論

及理想蛋白圖4-1豬消化道結構一、消化吸收主要在胃和小腸上部,20%在胃,60-70%在小腸,其余在大腸。一、消化吸收2.消化酶（表4-1）1.消化部位表4-1消化道內主要蛋白酶類種類來源分解底物最終產物胃蛋白酶胃液蛋白質、胨凝乳酶胃液（幼齡動物）酪蛋白酪蛋白鈣、、胨胰蛋白酶胰液蛋白質、胨、肽糜蛋白酶胰液蛋白質、胨、肽羧基肽酶小腸液肽氨基酸氨基肽酶胰液二肽氨基酸小腸液、胨、肽氨基酸二肽酶小腸液、胨、肽氨基酸一、消化吸收3.消化過程（圖）一、消化吸收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細胞主細胞胰AA&二/三肽刷狀緣(腸細胞)LargeProteinUnfoldedProteinSmallerProteinSmallerProteinSmallerProteinSmallerProteinAA,di&tripeptides吸收腸激酶胃（4）順序：L-AA>D-AA

Cys>Met>Try>Leu>Phe>Lys≈Ala>Ser>Asp>Glu4.吸收（1）部位:小腸上部（2）方式:主動吸收（3）載體:堿性、酸性、中性系統(tǒng)一、消化吸收5.影響蛋白質消化吸收的因素(1)動物年齡(消化酶發(fā)育的時間效應)(2)日糧蛋白質種類與水平(底物誘導效應)(3)日糧礦物元素水平(酶激活劑)(4)日糧粗纖維水平(縮短消化時間)一、消化吸收(8)影響吸收的因素（AA平衡、腸粘膜狀態(tài)）(5)抗營養(yǎng)因子(胰蛋白酶抑制劑)(6)飼料加工(熱損害)(7)飼養(yǎng)管理(補飼、飼喂次數、飼喂量）一、消化吸收二、氨基酸營養(yǎng)1.氨基酸的代謝飼料蛋白葡萄糖酮體游離氨基酸能量肌肉、酶、抗體(4)Trp5-HT，調節(jié)采食量；2.氨基酸的營養(yǎng)生理作用(1)合成蛋白質——Lys的作用幾乎全在于此；(2)分解供能小腸可能不能降解Asp、Cys、Trp、His；(3)參與免疫調節(jié)過程——Thr、SAA、Gln、Val；二、氨基酸營養(yǎng)(7)Gln在仔豬腸道發(fā)育和供能中具有重要作用(5)Thr與生糖、維持和采食量調節(jié)(6)BCAA與體蛋白周轉和能量代謝

Leu

促進骨骼肌蛋白的合成二、氨基酸營養(yǎng)生長豬：10種EAA----賴、蛋、色、苯丙、亮、異亮、纈、蘇、組、精氨酸；成年豬：8種---不包含組氨酸和精氨酸；禽：13種----包含甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸；3.必需氨基酸（EAA）概念：動物體內不能合成或合成數量與速度不能滿足需要，必須由飼料供給的氨基酸。二、氨基酸營養(yǎng)5.條件性必需氨基酸：

特定條件下必需由飼料供給的AA.

如:對仔豬,Arg、Glu是條件性EAA6.非EAA二、氨基酸營養(yǎng)4.半必需氨基酸——能代替或部分節(jié)約EAA的AA。絲氨酸甘氨酸（部分）胱氨酸蛋氨酸（50%）酪氨酸苯丙氨酸（30-50%）7.必需氨基酸和非必需氨基酸比較（1）相同

—構成蛋白質的基本單位；

—維持動物生長和生產的必需成分；

—數量必須滿足蛋白質合成需要；（2）不同點

—在體內合成的速度和數量不同；

—血液中的濃度是否取決于飼糧中相應氨基酸的濃度；

—是否必須從飼糧中供給-----缺乏癥；二、氨基酸營養(yǎng)（2）與EAA比較相同：LAA一定是EAA

不同：LAA是針對特定的飼料而言

EAA是針對特定的動物而言8.限制性氨基酸（LAA）（1）概念:與動物需要量相比，飼料（糧）中含量不足的EAA。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。滿足需要程度最低的為第一LAA，依次為第二、三、四……等LAA。二、氨基酸營養(yǎng)（3）確定AA限制順序的方法（表4-2）表4-2仔豬玉米——豆粕型日糧（粗蛋白18%）的氨基酸化學評分二、氨基酸營養(yǎng)表4-3飼料AA的限制順序豬

禽第一第二第三第一第二第三玉米Lys

Trp

Thr

Lys

Arg

Ile小麥Lys

ThrValLys

Thr

Arg大麥Lys

ThrSAALys

ArgSAA玉米蛋白粉Lys

TrP

Thr

Lys

Trp

Arg米糠LysSAAThr

LysSAAIle麥麩Lys

ThrSAALysSAAThr二、氨基酸營養(yǎng)豬

禽第一第二第三第一第二第三豆粕SAAThr

LysSAAThrVal棉餅LysSAAThrSAALys

Ile

菜餅SAALys

TrpSAAArg

Ile魚粉Trp

ThrSAASAAArg

Thr血粉IleSAAThr

IleSAAThr肉粉TrpSAAThrSAATrp

Thr表4-4飼料AA的限制順序二、氨基酸營養(yǎng)（3）AA互補作用的實踐意義：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。9.EAA的作用與蛋白質的互補效應（1）作用（2）互補效應:由于各種飼料所含EAA種類、含量、限制的程度不同,多種飼料混合可起到AA取長補短的作用。互補作用也可能發(fā)生在不同時間飼喂的多種飼料中，但隨間隔時間增長，互補作用減弱。二、氨基酸營養(yǎng)三、AA平衡理論及理想蛋白（1）AA平衡的概念體內蛋白質合成時，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）的氨基酸是平衡的，反之，則為不平衡。1.AA平衡理論LysineThreonineValineMethionineTryptophanIsoleucine（2）水桶理論三、AA平衡理論及理想蛋白LysineThreonineValineMethionineTryptophanIsoleucine（2）水桶理論三、AA平衡理論及理想蛋白2）缺乏癥：氨基酸的缺乏引起其他氨基酸脫氨、氧化分解供能，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。（3）氨基酸的缺乏1）概念：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。適宜賴氨酸和蛋氨酸賴氨酸和蛋氨酸缺乏三、AA平衡理論及理想蛋白3）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。蛋白質不足三、AA平衡理論及理想蛋白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。（4）氨基酸中毒三、AA平衡理論及理想蛋白

1）概念：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。（5）氨基酸拮抗作用2）拮抗作用的實質：干擾吸收------競爭相同的吸收載體，或影響代謝-----影響酶活性3）常見類型：賴氨酸與精氨酸亮氨酸與異亮氨酸、纈氨酸三、AA平衡理論及理想蛋白例如：

Lys與Arg拮抗對雞生產性能的影響WeightgaininchicksTimeBasalDiet+Lys+ArgBasaldietBasaldiet+excessLys1）概念：飼料氨基酸的相互比例與動物的需求比例不一致2）氨基酸失衡的結果：

—蛋白質利用率下降

—能量利用率下降

—有機物利用率下降

—生產水平和效益降低（6）氨基酸不平衡三、AA平衡理論及理想蛋白（1）概念

AA間平衡最佳、利用效率最高的蛋白質。理想蛋白中各種氨基酸(包括NEAA)具有等限制性，不可能通過添加或替代任何劑量的任何氨基酸使蛋白質的品質得到改善。

2.理想蛋白三、AA平衡理論及理想蛋白1）蛋白飼料資源的開發(fā)及優(yōu)質蛋白飼料替代品的利用所必需。2）蛋白飼料價格上揚及動物生產效益的下降要求隨時調整日糧的ＡＡ和蛋白供應水平。3）動物生產中由于Ｎ利用率低下，Ｎ排泄量大，環(huán)境污染嚴重。4）過量ＡＡ或蛋白質既造成能量的損失，又增加機體的負擔，影響動物健康。5）合成ＡＡ（種類增加、價格下降）的合理利用所必需。（2）建立理想蛋白概念的必要性三、AA平衡理論及理想蛋白Lys的分析測試簡單易行；Lys的主要功能是合成蛋白質；Lys需要量大，且常是日糧的第一、二LAA；Lys有關研究資料最多；配制日糧時可應用價格便宜的合成Lys。（3）理想蛋白的表達方式1）g/16gN2）以Lys為100的EAA相對比例——理想ＡＡ模式原因：三、AA平衡理論及理想蛋白（4）AA平衡模式（表5-6）ＥＡＡ與ＮＥＡＡ的比例豬：ARC(1981):45:55Fuller(1989):50:50Colin(1993):43.5:56.5Wang(1989):45:55

肉雞：55:45三、AA平衡理論及理想蛋白

表4-5生長豬AA平衡模式三、AA平衡理論及理想蛋白表4-6家禽AA平衡模式三、AA平衡理論及理想蛋白

——可消化理想蛋白；

——不同基因型、不同生產目的或體重階段的最佳模式可能不同；

——寡肽營養(yǎng)與理想蛋白；

——ＡＡ及蛋白質周轉與理想蛋白；三、AA平衡理論及理想蛋白（5）理想蛋白的發(fā)展（表4-7～4-10）表４－7生長豬可消化AA平衡模式三、AA平衡理論及理想蛋白表４－8豬的維持和體蛋白沉積所需的最佳AA平衡模式表４－9生長豬不同階段可消化AA平衡模式表４－10肉雞不同階段可消化AA平衡模式——建立動物ＡＡ需要量——指導飼糧配制及合成氨基酸的應用，充分合理利用飼料資源?！A測生產性能（表４－11）——實現(xiàn)日糧低Ｎ化，降低日糧成本，降低Ｎ排泄量，減少環(huán)境污染。（6）理想蛋白的應用三、AA平衡理論及理想蛋白三、AA平衡理論及理想蛋白生長期肥育期粗蛋白攝入量0.550.50DCP攝入量0.630.59總Lys攝入量0.670.53D-Lys攝入量0.850.87可消化理想蛋白0.850.87表４－11不同指標預測豬平均日增重的準確性1）應用合成氨基酸的優(yōu)點:—配方的靈活性

（7）合成氨基酸的應用三、AA平衡理論及理想蛋白—利于環(huán)保（表4-12）—產品的經濟性2）合成氨基酸添加方案

LAA321需要量添加方案123三、AA平衡理論及理想蛋白第三節(jié)反芻動物蛋白質營養(yǎng)四.小腸消化三.瘤胃降解蛋白與非降解蛋白及其調控一.瘤胃微生物對氮的消化與利用二.微生物蛋白質的品質五.大腸消化六.氨基酸營養(yǎng)七.NPN的利用一、瘤胃微生物對N的消化與利用圖4-1牛消化道結構瘤胃中含有:200種細菌

——1.36±0.14×108細胞/毫升

18種厭氣真菌

——3.78±0.78×106孢子/毫升

20種原蟲

——3.82±0.88×105細胞/毫升菌體蛋白提供奶牛大部分蛋白需求一、瘤胃微生物對N的消化與利用攝入蛋白質的70%（40-80%）被瘤胃微生物消化，其余部分（30%）進入真胃和小腸消化。1.消化過程（圖４－1）飼料瘤胃小腸蛋白質NPN尿液瘤胃非降解蛋白質瘤胃降解蛋白質微生物蛋白能量供應唾液肝臟瘤胃非降解蛋白質瘤胃非降解蛋白質微生物蛋白質反芻動物蛋白消化過程示意圖（圖４－2）日糧皺胃唾液尿素尿素肝臟NH3真蛋白NPN瘤胃蛋白質肽菌體蛋白氨基酸NH3NPN蛋白質肽氨基酸Proteoses蛋白胨小腸氨基酸胰液（胰蛋白酶）（糜蛋白酶）小腸液肽酶胃液（胃蛋白酶）唾液尿素氨基酸肝組織氨基酸皺胃圖４－1反芻動物對蛋白質的消化吸收（1）飼料蛋白質（2）蛋白質降解率（%）=RDP/食入CP一、瘤胃微生物對N的消化與利用瘤胃降解蛋白（RDP）瘤胃未降解蛋白（過瘤胃蛋白，UDP）產奶量(kg)RDPRUP2011.35.13011.17.24010.98.9日糧中瘤胃降解蛋白（RDP）和瘤胃未降解蛋白（UDP）要適應不同產奶量需求產奶初期，體重680kg奶牛資料來自：NRC（2001）奶牛營養(yǎng)需要（占日糧

DM％

）一、瘤胃微生物對N的消化與利用2.利用瘤胃NH3濃度達到5mM(9mg/100ml),微生物蛋白合成達到最大水平，超過此濃度的NH3被吸收入血。通過合成尿素而解毒。最大解毒能力：80mg/100ml。一、瘤胃微生物對N的消化與利用NH3+α-酮戊二酸Glu其他AA微生物蛋白

唾液腺

口腔

80%

瘤胃

血液

肝臟尿素尿

NH3

圖４－2瘤胃的氮素循環(huán)意義：節(jié)約蛋白質一、瘤胃微生物對N的消化與利用（3）蛋白質種類：NPN與真蛋白

CP<13%,加NPN有效;高于13%,效果差（4）其他養(yǎng)分：碳水化合物、P、S（2）日糧CP水平：13%NH3濃度5mM3.影響消化利用的因素（1）瘤胃內環(huán)境的穩(wěn)定一、瘤胃微生物對N的消化與利用理論上，當瘤胃微生物的外流速度和微生物的繁殖速度相近時，MCP的產量最高。最大產量隨瘤胃的稀釋速度的增加而增加。一般：瘤胃1kg干物質-----90-230gMCP，可滿足100kg動物的正常生長需要或日產10kg奶的奶牛需要。二、微生物蛋白質的品質1.數量

2.組成微生物蛋白平均含

AA79%，DNA4.1%,RNA11.3%

細菌含CP58-77%，原生動物24-49%

3.品質MCP含所有的必需氨基酸品質次于動物性蛋白質，與豆粕蛋白質相當，優(yōu)于谷物蛋白質。二、微生物蛋白質的品質（1）MCP生物學價值平均為70-80%

原生動物（真消化率88-91%）優(yōu)于細菌（真消化率66-74）（2）綿羊的MCP：表觀消化率77.5%

小腸真消化率84.7%BV66-87%

總氮利用率54%二、微生物蛋白質的品質1）優(yōu)質飼料蛋白的AA組成比微生物蛋白好；2）飼料蛋白轉化為微生物蛋白時,有20-30%的N損失；3）微生物N中有10-20%是核酸N,對動物無營養(yǎng)價值；（3）微生物蛋白品質次于優(yōu)質飼料蛋白,原因:因此,保護優(yōu)質飼料蛋白,防止瘤胃降解可提高蛋白的生物學價值。二、微生物蛋白質的品質酪蛋白90豆粕39-60花生餅63-78

棉仁餅60-80秘魯魚粉30菜籽餅75

大麥72-90玉米40白三葉47

黑麥草59-70苜蓿干草40-60玉米青貯40三、瘤胃降解蛋白與非降解蛋白及其調控1.飼料蛋白的降解率平均約60%（表4-13）表４－13飼料蛋白的降解率影響降解率的因素（1）溶解度（2）蛋白質結構（3）采食量（4）食糜通過速度（5）碳水化合物水平與種類三、瘤胃降解蛋白與非降解蛋白及其調控（1）加熱（2）甲醛處理（3）血粉包被（4）丹寧處理（5）膨化處理（6）金屬離子：Zn、Cu等（7）抗生素：瘤胃素、氯霉素2.調控三、瘤胃降解蛋白與非降解蛋白及其調控四、小腸消化1.方式與產物：與單胃動物相同2.底物：與單胃動物不同MCP占50-90%RDP占10-50%底物與單胃動物相同。進入盲腸的N占攝入N的20%。

五、大腸的消化2.對維持需要和中等生產水平的動物，不需補充EAA。3.高產動物，需添加EAA

日產奶>15kg,Met、Leu是LAA30kg，Met、Leu、Lys等是LAA六、AA營養(yǎng)1.EAA：40%來自微生物蛋白、60%來自飼料。七、非蛋白氮的利用2.利用NPN的意義節(jié)約蛋白質、降低成本1.NPN的利用原理尿素NH3+CO2CH2OVFA+酮酸NH3+酮酸AA菌體蛋白3.NPN中毒-----氨中毒（1）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。

100g瘤胃內容物能在1小時內把100mg尿素轉化為NH3。七、非蛋白氮的利用血氨濃度：

>8ppm:出現(xiàn)中毒，表現(xiàn)神經癥狀，肌肉震顫；

>20ppm:呼吸困難、強直性痙攣，運動失調；

>50ppm:死亡。七、非蛋白氮的利用（2）中毒水平（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

N:S=15:1,即100g尿素加3gS4.合理利用NPN的途徑（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。七、非蛋白氮的利用

1）用量：不超過總氮的20-30%

不超過飼糧干物質的1%

不超過精料補充料的2-3%

每100kg體重20-30g2）適應期：2-4周

3）不能加入水中飼喂

4）制成舔磚

5）不與含脲酶活性高的飼料混合

6）尿素青貯（3）正確的使用技術七、非蛋白氮的利用第四節(jié)蛋白質周轉代謝一.周轉代謝的概念二.蛋白質周轉代謝的生物學意義三.蛋白質周轉代謝的規(guī)律四.蛋白質周轉代謝的調控AA代謝庫蛋白質合成氧化或排泄AA攝入蛋白質降解N沉積SBEI一、周轉代謝的概念一、周轉代謝的概念S：蛋白質合成率B：蛋白質降解