《蛋白质的营养》课件.ppt

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1、第四章 蛋白质的营养,Protein Nutrition,目 的 要 求,1.比较学习并掌握反刍与非反刍动物的蛋白质营养原理及其异同；,2.掌握蛋白质品质的有关概念和提高蛋白质利用效率的理论知识；,3.了解蛋白质周转代谢。,内 容,第一节 蛋白质的组成和作用第二节 单胃动物的蛋白质营养第三节 反刍动物蛋白质营养第四节 蛋白质周转代谢,第一节 蛋白质的组成和作用,一.蛋白质的组成及结构二.蛋白质的性质和分类三.蛋白质的营养生理作用,一、蛋白质化学,（一）蛋白质的元素组成,典型的蛋白质的元素组成（）：C 51.055.0 S 0.5 2.0 H 6.5 7.3 P 0 1.5 O 21.5 23.

2、5 N 15.5 18.0,（二）组成蛋白质的氨基酸,-氨基酸,氨基酸的一般结构式,表 氨基酸的R辅基结构特点,氨基酸结构,1 中性氨基酸(一氨基一羧基氨基酸),甘氨酸(Gly)丙氨酸(Ala)缬氨酸(Val),亮氨酸(Leu)异亮氨酸(11e),2 酸性氨基酸（一氨基二羧基氨基酸及其衍生物),天冬氨酸(Asp)谷氨酸(Glu),天冬酰胺（Asn）谷氨酰胺（Gln）,3 碱性氨基酸（二氨基一羧基氨基酸),赖氨酸(Lys),精氨酸(Arg),4 带羟基的氨基酸,丝氨酸(Ser)苏氨酸(Thr),5 含硫氨基酸,半胱氨酸(Cys),蛋氨酸(Met),6 含环氨基酸,苯丙氨酸(Phe)酪氨酸(Tyr

3、),脯氨酸(Pro)组氨酸(His),色氨酸(Trp),氨基酸的理化性质,氨基酸的旋光性（L-型、D-型、DL型氨基酸）氨基酸对光的吸收能力（Phe、Tyr、Trp）等电点：当某氨基酸存在于一定pH值的溶液中，使其所带静电荷为0时，这时溶液的pH值就叫作该氨基酸的等电点,还原脱氨基反应 因氢作用使氨基酸脱掉氨基生成有机酸和氨的一种反应。RCHNH2COOH十2H RCH2COOH十NH3,氧化脱氨基反应 因氧化使氨基酸脱掉氨基而生成-酮酸和氨的一种反应。RCHNH2COOH十 O2 RCOCOOH十NH3,脱羧基反应 指氨基酸氧化脱羧生成胺的一种反应。该反应多在动物性饲料腐败变质时由相应氨基酸

4、脱羧产生，如组胺、酪胺、色胺分别由组氨酸、酪氨酸、色氨酸产生。这些胺类虽具有特殊的生理生化功能，如组胺具扩张血管、降低血压、促进胃液分泌的作用等，但若在体内聚积，则会引起动物中毒。,氨基羰基反应(美拉德反应)指饲料过度加热时，其中氨基酸中的氨基与还原糖之间发生的一种非酶促褐变反应。尤其是赖氨酸的-NH2与还原糖在过热条件下发生的反应，反应结果使赖氨酸变为无效。,赖氨酰丙氨酸生成反应 指在碱性条件下，多肽链中赖氨酸的-NH2与丙氨酸分子内发生的反应，生成赖氨酰丙氨酸残基。由于该生成物不能被酶作用，故不能被动物吸收利用。此反应在用碱处理饲料蛋白时应特别注意。,(三）蛋白质的性质与分类,蛋白质的性质

5、,在酶、酸、碱等条件下发生水解胨、多肽、氨基酸等 蛋白质的胶体性质 各种蛋白质具有其特定的等电点 蛋白质的变性(紫外线、热、强酸碱及有机溶剂）,2 蛋白质的分类,1)按其化学组成和溶解性，一般分为：单纯蛋白质、复合蛋白质和衍生蛋白质。,（1）单纯蛋白质,纤维蛋白：胶原蛋白 弹性蛋白 角硬蛋白,球状蛋白:清蛋白（白蛋白）球蛋白 谷蛋白 醇溶性蛋白 鱼精蛋白 组蛋白,（2）复合蛋白（或结合蛋白）,脂蛋白 核蛋白 糖蛋白 磷蛋白,（3）衍生蛋白质,色蛋白 金属蛋白,三、蛋白质的营养生理作用,1.机体和畜产品的重要组成部分 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

6、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。,3.生命活动的体现者，参与新陈代谢（1）血红蛋白、肌红蛋：运输氧（2）肌肉蛋白质：肌肉收缩（3）酶、激素：代谢调节,（4）免疫球蛋白：抵抗疾病（5）运输蛋白（载体）：脂蛋白、钙结合蛋白、因子等（6）核蛋白：遗传信息的传递、表达4.提供能量、转化为糖和脂肪,第二节 单胃动物蛋白质营养,一、单胃动物对蛋白质的消化吸收二、氨基酸的营养三、氨基酸的平衡理论及理想蛋白四、氨基酸的评价五、蛋白质的评价,主要在胃和小肠上部,20%在胃,60-70%在小肠,其余在大肠。,一、单胃动物对蛋白质的消化吸收,2.消化酶（表4-1）,1

7、.消化部位,表4-1 消化道内主要蛋白酶类,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,胰,AA&二/三肽,刷状缘(肠细胞),吸收,肠激酶,胃,小肠,（4）顺序：L-AA D-AA CysMetTryLeuPheLysAlaSerAspGlu,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,(1)动物年龄(消化酶发育的时间效应),(2)日粮蛋白质种类与水平(底物诱导效应),(3)日粮矿物元素水平(酶激活剂),(4)日粮粗纤维水平(缩短消化时间),5.影响蛋白质消化吸收的因素,(8)影响吸收的

8、因素（AA平衡、肠粘膜状态）,(5)抗营养因子(胰蛋白酶抑制剂),(6)饲料加工(热损害),(7)饲养管理(补饲、饲喂次数、饲喂量）,二、氨基酸的营养,1.氨基酸的代谢,饲料蛋白,葡萄糖,酮体,游离氨基酸,能量,肌肉、酶、抗体,蛋白质是生命的基础，蛋白质的种类繁多，功能多样。,氨基酸是组成蛋白质的基本单位,氨基酸营养学说由于蛋白质是氨基酸的聚合物，蛋白质在利用时，分解成氨基酸再被吸收，因而可以说蛋白质的营养实际上是氨基酸的营养。,一、组成蛋白质的结构单元-氨基酸 常见的构成蛋白质的氨基酸只有20种。NH2 氨基酸的通式：R-CH-COOH,饲料中存在的含氮物质的种类,蛋白质,氨络物(Ammin

9、e),氨基酸（22种）,肽(Peptide),核苷酸(Nucleotides),非蛋白N(Non-protein nitrogenous),脂肪族氨基酸,芳香族氨基酸,亚氨基酸(Imino acid),生理活性物质（15种）,普通肽,生理活性肽,2 肌酸（Creacine）肌肉收缩时供给ATP,3 谷胱苷肽（Glutathione）活性氧解毒,9 血浆激肽（Plasmakinin）降血压、血凝、促膜渗透,10 激肽（Kinin）炎症、蜂毒、蛇毒等的发痛物质,7-10 血管紧张素（Angiotensin）升血压、促激素分泌,5-31 类鸦片肽（Opoid peptide）与吗啡受体结合后镇痛,氨

10、基酸残基,脯氨酸(Proline),中性氨基酸（10种）,酸性氨基酸（2种）,酰胺（2种）,碱性氨基酸（4种）,苯丙氨酸Phneylalanine,酪氨酸Tyrosine,色氨酸Tryptophan,氨基酸连接的键,1)肽:一个氨基酸分子的-羧基可以与另一个氨基酸分子的-氨基结合,失去一个水分子,形成肽.这种由两个氨基酸分子缩合而成的肽,称二肽.2)肽键:含三个四个五个氨基酸的肽称为三肽 四肽 五肽.由许多氨基酸残基通过肽键彼此连接而成的链状多肽,称多肽链.,河南科技大学动物科技学院,二、必需、非必需及限制性氨基酸,（一）必需氨基酸、半必需氨基酸和条件性必需氨基酸 1.1必需氨基酸是指动物自身

11、不能合成或合成的数量不能满足动物的需要，必须由饲粮提供的氨基酸。猪：精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、蛋+胱氨酸、苯丙氨酸、苯丙+酪氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸1.2 半必需氨基酸 半必需氨基酸是指在一定条件下能代替或节约部分必需氨基酸的氨基酸。半胱氨酸或胱氨酸、酪氨酸以及丝氨酸，在体内可由蛋氨酸、苯丙氨酸及甘氨酸转化而来，这几种氨基酸称半必需氨基酸。1.3 条件性必需氨基酸 条件性必需氨基酸是指在特定条件下必须由饲粮提供的氨基酸。例如，妊娠母猪必需由日粮提供一定的组氨酸，成年母猪能通过体内合成满足需要。,（二）非必需氨基酸（UEAA）,是指可不由日粮提供、体内能够合成且合成的

12、数量能够满足动物的生理需要的氨基酸，但也是动物生长和维持生命活动过程中必需的。（三）限制性氨基酸 是指一定饲料或饲粮所含必需氨基酸的量与动物所 需的蛋白质必需氨基酸的量相比，比值偏低的氨基酸。由于这些氨基酸的不足限制动物对其他氨基酸的利用。其中比值最低的氨基酸称为第一限制性氨基酸，以后为第二、第三、第四限制性氨基酸。,（1）必需氨基酸（EAA）：动物不能合成或合成量不能满足动物生活需要，必需从饲料中供给的氨基酸。成年动物EAA：赖、蛋、苏、色、苯丙、亮、异亮、缬。生长动物EAA：除以上8种还有组、精共10种。家禽EAA：以上10种加甘氨酸。,赖氨酸是合成脑神经、生殖细胞等细胞核蛋白及血红蛋白的

13、必要成分。可叫做“生长性氨基酸”。蛋氨酸为“生命性氨基酸”。也是重要的甲基供体，通过甲基转移，参与肾上腺素、胆碱和肌酸的合成。色氨酸参与血浆蛋白质的更新，促进核黄素发挥作用，还有助于烟酸、血红素的合成。能促进维生素B2作用的发挥，并具有神经冲动的传递功能。精氨酸是生长期畜禽的重要氨基酸。在成年家畜体内可以合成，但幼畜合成的数量满足不了生长需要，而雏鸡没有合成精氨酸的能力。,组氨酸 在血浆球蛋白中含量最多，它参与机体的能量代谢。苯丙氨酸 参与甲状腺素和肾上腺素的合成。苏氨酸 参与体蛋白的合成，以及免疫球蛋白的组成。亮氨酸 是合成体组织蛋白与血浆蛋白所必需的氨基酸，可促进小鸡的食欲和生长。异亮氨酸

14、 与亮氨酸共同参与体蛋白合成。缬氨酸具有保持神经系统机能正常运转的作用。甘氨酸对禽类为必需氨基酸，雏鸡缺乏时易呈现麻痹症状，羽毛发育不良。酪氨酸生理功能是在甲状腺中经碘化形成甲状腺素，又用于形成肾上腺素和去早肾上腺素及黑色素。,玉米-豆粕与花生饼饲粮必需氨基酸含量与标准比较（%）,第一与第二限制性氨基酸添加效果,氨基酸的生理作用,1.1 合成体蛋白 1.2 分解供能 分解成-酮酸或彻底氧化成C02 和HO2或转化成糖和脂肪。1.3 影响免疫功能 免疫球蛋白由苏氨酸、亮氨酸和缬氨酸组成。1.4 对蛋白质周转代谢的影响 支链氨基酸具有促进蛋白质合成和抑制蛋白质降解的作用。1.5 某些氨基酸对动物的

15、调节作用 谷氨酰胺是一种中性氨基酸，脱氨基后可以形成谷氨酸，它是肾脏产氨的前体，对酸碱平衡起调节作用，是动物合成嘌呤、嘧啶、核苷酸，氨基糖的必需前体。色氨酸调节动物的采食量。,三、理想蛋白（Ideal protein,IP),所谓理想蛋白质是指这种蛋白质的氨基酸在组成和比例上与动物所需蛋白质的氨基酸组成和比例一致，包括必需氨基酸以及必需氨基酸和非必需氨基酸之间的组成和比例，动物对该种蛋白质的利用率为应100%。理想蛋白质，往往是指各种必需氨基酸与赖氨酸的比例。它包含的内容可更广泛，可包括各种必需氨基酸与赖氨酸的比例与含量，必需氨基酸与非必需氨基酸的比例与含量，必需氨基酸中蛋氨酸与胱氨酸、苯丙氨

16、酸和酪氨酸的比例，游离氨基酸和小肽、蛋白质的比例。目前认为，以表观可消化氨基酸为基础的理想蛋白质模型（AIP）较为客观。,河南科技大学动物科技学院,以总氨基酸为基础的生长猪理想蛋白的模式,氨基酸 NRC（1998）ARC（1981）赖氨酸 100 100苏氨酸 64 60蛋氨酸+胱氨酸 57 50色氨酸 18 15异亮氨酸 54 55亮氨酸 95 100组氨酸 32 33苯丙+酪氨酸 92 96缬氨酸 67 70总必需氨基酸 40.4总非必需氨基酸+精（%）59.6,河南科技大学动物科技学院,以表观可消化氨基酸为基础的生长猪理想蛋白质模型,河南科技大学动物科技学院,四、饲粮氨基酸的平衡（一）饲

17、粮氨基酸含量的表示法,1、氨基酸占饲料的百分比 氨基酸占饲粮的百分比是指整个饲粮中各种氨基酸占饲粮风干物质的百分比。在营养需要和饲养标准中多采用此表示方法。2、氨基酸占粗蛋白的百分比 指饲粮中各种氨基酸的含量占饲粮粗蛋白质的百分比。常用于比较蛋白质的品质，了解饲粮各种氨基酸与理想蛋白的差距。,河南科技大学动物科技学院,（二）氨基酸的缺乏,一般在低蛋白的情况下，可能有一种或几种必需氨基酸含量不能满足动物的需要。氨基酸缺乏并不表示蛋白质缺乏。（三）氨基酸的不平衡 氨基酸的不平衡主要是指饲粮氨基酸的比例与动物所需氨基酸的比例不一致。日粮的实际情况，大部分氨基酸符合需要的比例，而个别氨基酸偏低。不平衡

18、主要是比例问题，缺乏主要是量不足。,河南科技大学动物科技学院,河南科技大学动物科技学院,氨基酸不平衡对仔猪生长的影响,河南科技大学动物科技学院,试验前、后罗曼蛋鸡活体组成及模式,河南科技大学动物科技学院,罗曼蛋鸡产蛋前期的各种氨基酸模式,河南科技大学动物科技学院,5提高氨基酸利用,(1)提高日粮蛋白质质量，满足氨基酸需要,防止出现氨基酸缺乏。(2)利用氨基酸互补效应采用多种蛋白质原料进行搭 配，或添加合成氨基酸，防止出现氨基酸不平衡、拮抗。蛋白能量比：1公斤饲料中（蛋白克数/代谢能兆卡数氨基酸能量比：1公斤饲料中（氨基酸克数/代谢能兆卡数(3)选择氨基酸消化率、利用率高的饲料原料。,河南科技大

19、学动物科技学院,家禽常用蛋白质饲料氨基酸利用率（丁晓明1996）,河南科技大学动物科技学院,（四）氨基酸的互补,氨基酸互补是制饲粮配合中，利用各种氨基酸含量和比例的不同，通过两种以上饲料蛋白质配合，互相取长补短，使饲粮的氨基酸比例达到比较理想的状态。（五）氨基酸的拮抗 某些氨基酸在过量的情况下，有可能在肠道和肾小管吸收时与另一种或几种氨基酸产生竞争，增加机体对这些氨基酸的需要，这种现象称为氨基酸的拮抗。,河南科技大学动物科技学院,氨基酸拮抗的例子,1、赖氨酸与精氨酸的拮抗 有相同的重吸收途径；妨碍肾小管重吸收精氨酸。日粮赖氨酸含量与精氨酸含量的比值不超过1.2。2、亮氨酸和异亮氨酸的拮抗3、苯

20、丙氨酸与缬氨酸、苏氨酸4、亮氨酸与甘氨酸5、苏氨酸与色氨酸,河南科技大学动物科技学院,（六）氨基酸中毒,当一种氨基酸与其他氨基酸的比值特别高时可出现氨基酸中毒。难于出现中毒。蛋氨酸达4%时，增重减少92%，而色氨酸、赖氨酸、苏氨酸过量的毒性要小得多。即使日粮氨基酸平衡，过高的蛋白质水平对家禽也是一种应激，导致肾上腺皮质激素分泌增加。生长减慢，血中尿酸水平上升,河南科技大学动物科技学院,河南科技大学动物科技学院,（七）氨基酸间的互作,1、蛋氨酸和胱氨酸 生成一分子的胱氨酸需两分子的蛋氨酸。蛋氨酸的甲基可参与甲基化，用于合成甲基甘氨酸（肌氨酸）、甜菜碱和胆碱。2、苯丙氨酸和酪氨酸 苯丙氨酸可用于满

21、足家禽酪氨酸的需要（分子比1：1）。该反应可逆，但生成的苯丙氨酸量及少，没有实际意义。3、甘氨酸和丝氨酸 丝氨酸可转化成等摩尔的甘氨酸，该反应不可逆。,河南科技大学动物科技学院,（七）氨基酸间的互作,4、氨基酸代谢产生一些为动物所需要的重要化合物。如蛋氨酸代谢产生半胱氨酸，胱氨酸和一些甲基化合物，如肌酸、甜菜碱、胆碱和肉毒碱；赖氨酸代谢产生肉毒碱；半胱氨酸产生谷胱甘肽、牛磺酸、硫酸盐（存在于硫酸软骨素和粘多糖）；精氨酸代谢产生鸟氨酸、肌酸和尿素。5、氨基酸转化成维生素 唯一能用氨基酸合成的维生素只有烟酸。色氨酸可用来减轻烟酸的缺乏，但其转化率很低。,河南科技大学动物科技学院,（八）饲粮氨基酸的

22、平衡,家禽饲粮常以植物性饲料为主，氨基酸存在严重的不平衡。添加合成的氨基酸以可消化氨基酸为指标配制日粮,河南科技大学动物科技学院,四、饲料氨基酸品质的评价,河南科技大学动物科技学院,化学比分(Chemical score，cs),待测蛋白质的必需氨基酸含量与某种标准蛋白质（常为鸡蛋蛋白质）的必需氨基酸含量相比，其比值最低的那种必需氨基酸的比值，则为该待测蛋白质相对与标准蛋白质的化学比分。,河南科技大学动物科技学院,化学比分(Chemical score，cs),化学比分没有考虑其他必需氨基酸的缺乏，只能说明与标准蛋白相比，第一限制性氨基酸的缺乏程度。例如：小麦蛋白质中最缺乏是赖氨酸，在鸡蛋和小

23、麦的蛋白质中，赖氨酸的含量分别为72g/kg和27 g/kg，小麦蛋白质的化学比分是27/72=o.37，也可用百粉含量来表示，37。,河南科技大学动物科技学院,必需氨基酸指数（Essential amino acid index，EAAI）,必需氨基酸指数为饲料中的必需氨基酸含量与标准蛋白质（常用鸡蛋蛋白）中相应必需氨基酸含量之比的几何平均数。,河南科技大学动物科技学院,可消化、可利用和有效氨基酸,3.1、可消化氨基酸 可消化氨基酸是指食入饲料蛋白质经消化后被吸收的氨基酸。3.2、可利用氨基酸是指食入的饲料蛋白质经消化吸收并可用于蛋白质合成的氨基酸。3.3有效氨基酸 有效氨基酸有时是可消化、

24、可利用氨基酸总称，有时却特指用化学方法测定的有效氨基酸。如：有效赖氨酸，染料结合法测定的有效赖氨酸，生物法测定的可利用氨基酸。,河南科技大学动物科技学院,五、蛋白质质量与评价,蛋白质的质量 是指蛋白质被消化吸收以后，能满足动物新陈代谢和生产对氮和氨基酸需要的程度。满足需要的程度越高，质量越好。氨基酸的组成和比例，特别是必需氨基酸的比例和数量，与动物所需一致，其质量越高。,河南科技大学动物科技学院,1、蛋白质质量的评定方法,（一）粗蛋白质（Crude protein，CP）粗蛋白是最早的蛋白质质量评定指标，它反应的是 日粮总含氮物的多少。（二）真蛋白质（true protein，TP）将真蛋白与

25、非蛋白分开 单胃动物对非蛋白氮的不消 化。,河南科技大学动物科技学院,（三）可消化粗蛋白质（Digestible crude protein,DCP）饲料可消化粗蛋白质可由其粗蛋白的含量乘以粗蛋白消化率而得。可消化蛋白质可粗略地反映蛋白质的质量。豆粕 棉粕 鱼粉 肉粉 羽毛粉 粗蛋白 44 40 65 50 70消化率 92 82 95 85 35可消化蛋白 40.48 32.8 61.25 42.5 24.5,河南科技大学动物科技学院,（四）蛋白质的生物学价值,4.1 表观生物学价值(Biological value,BV）生物学价值是指动物利用的氮占吸收氮的百分比。食入氮-(粪氮+尿氮)B

26、V=食入氮粪氮此式算出的生物学价值为表观生物学价值。,河南科技大学动物科技学院,4.2 真生物学价值,从粪中扣除来自内源的代谢粪氮（MFN），从尿中扣除来自内源的内源尿氮（EUN），则可计算出真生物学价值（TBV）：食入氮-(粪氮-MFN）-（尿氮-EUN)TBV=食入氮-(粪氮-MFN）蛋白质的生物学价值越高，说明其质量越好。,河南科技大学动物科技学院,饲料 BV 饲料 BV鸡蛋 96 小麦麸 64 牛奶 92 大豆（生）64鱼粉 9690 棉籽粕 64肌肉 75 玉米 5460大豆（经热处理）75 豌豆 48马铃薯 71 玉米谷蛋白 40燕麦 70 蚕豆 38谷类 6467 明胶 35,表

27、4-6 几种饲料的BV（猪，%）,河南科技大学动物科技学院,（五）净蛋白利用率（Net protein utilization,NPU）,净蛋白利用率是指动物体内沉积的蛋白质或氮占食入的蛋白质或氮的百分。沉积氮（CP）NPU=食入氮（CP）或NPU=BV*氮的消化率NPU是用含氮饲粮时机体的含氮量减去食入无氮饲粮时机体含氮量的差，再除以食入氮而得。,河南科技大学动物科技学院,（六）蛋白质效率比,（Protein efficiency ratio,PER）PER 是指动物食入单位蛋白质或氮的体增重，可表示为：体增重（g)PER=蛋白质或氮的食入量(g),河南科技大学动物科技学院,2、提高蛋白质的

28、利用措施,合理供给蛋白质营养；控制饲粮中的粗纤维水平；对豆类进行适当的热处理。,河南科技大学动物科技学院,3、蛋白质不足的后果,（1）消化机能紊乱;（2）幼龄动物生长发育受阻；（3）易患贫血症及其他疾病；（4）影响繁殖;（5）生产性能下降.,河南科技大学动物科技学院,河南科技大学动物科技学院,4、蛋白质过量的危害,河南科技大学动物科技学院,5、非反刍动物对NPN的利用,猪 基本无效，仅成年公猪有一定的利用能力。母鸡 在必需氨基酸平衡很好的基础上，能够利用NPN合成一些氨基酸微生物从肠道释放的氨基本无用。非反刍草食动物利用少量。兔等有食粪癖的非反刍动物，能有效地利用NPN。,河南科技大学动物科技

29、学院,第三节反刍动物蛋白质的营养,河南科技大学动物科技学院,第三节 反刍动物蛋白质营养,四.小肠消化,三.瘤胃降解蛋白与非降解蛋白及其调控,一.瘤胃微生物对氮的消化与利用,二.微生物蛋白质的品质,五.大肠消化,六.氨基酸营养,七.NPN的利用,八.反刍动物蛋白质评价体系,河南科技大学动物科技学院,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1）,一、瘤胃微生物对N的消化与利用,河南科技大学动物科技学院,日粮,尿素,尿素,NH3,真蛋白,NPN,蛋白质,肽,菌体蛋白,氨基酸,NH3,NPN,蛋白质,肽氨基酸,Proteoses蛋白胨

30、,氨基酸,胰液（胰蛋白酶）（糜蛋白酶）,小肠液,肽酶,胃液（胃蛋白酶）,尿素,氨基酸,氨基酸,图1 反刍动物对蛋白质的消化吸收,（1）饲料蛋白质,（2）蛋白质降解率（%）=RDP/食入CP,一、瘤胃微生物对N的消化与利用,瘤胃降解蛋白（RDP）,瘤胃未降解蛋白（过瘤胃蛋白，UDP）,河南科技大学动物科技学院,2.利用,瘤胃NH3浓度达到5mM(9mg/100ml),微生物蛋白合成达到最大水平，超过此浓度的NH3被吸收入血。通过合成尿素而解毒。最大解毒能力：80mg/100ml。,一、瘤胃微生物对N的消化与利用,NH3+-酮戊二酸,Glu,其他AA,微生物蛋白,河南科技大学动物科技学院,唾液腺

31、口腔 80%瘤胃 血液 肝脏 尿素 尿 NH3,图 瘤胃的氮素循环,意义：节约蛋白质,一、瘤胃微生物对N的消化与利用,河南科技大学动物科技学院,（3）蛋白质种类：NPN与真蛋白 CP 13%,加NPN有效;高于13%,效果差（4）其他养分：碳水化合物、P、S,（2）日粮CP水平,3.影响消化利用的因素,（1）瘤胃内环境的稳定,一、瘤胃微生物对N的消化与利用,河南科技大学动物科技学院,理论上，当瘤胃微生物的外流速度和微生物的繁殖速度相近时，MCP的产量最高。最大产量随瘤胃的稀释速度的增加而增加。一般：瘤胃1kg干物质-90-230g MCP，可满足100kg动物的正常生长需要或日产10kg奶的奶

32、牛需要。,二、微生物蛋白质的品质,1.数量,河南科技大学动物科技学院,2.组成,微生物蛋白平均含 AA 79%，DNA 4.1%,RNA 11.3%细菌含CP 58-77%，原生动物 24-49%,3.品质,MCP含所有的必需氨基酸品质次于动物性蛋白质，与豆粕蛋白质相当，优于谷物蛋白质。,二、微生物蛋白质的品质,河南科技大学动物科技学院,（1）MCP生物学价值平均为 70-80%原生动物（真消化率88-91%）优于细菌（真消化率66-74）,（2）绵羊的MCP：表观消化率77.5%小肠真消化率 84.7%BV 66-87%总氮利用率54%,二、微生物蛋白质的品质,河南科技大学动物科技学院,1）

33、优质饲料蛋白的AA组成比微生物蛋白好；2）饲料蛋白转化为微生物蛋白时,有20-30%的N损失；3）微生物N中有10-20%是核酸N,对动物无营养价值；,（3）微生物蛋白品质次于优质饲料蛋白,原因:,因此,保护优质饲料蛋白,防止瘤胃降解可提高蛋白的生物学价值。,二、微生物蛋白质的品质,河南科技大学动物科技学院,三、瘤胃降解蛋白与非降解蛋白及其调控,1.饲料蛋白的降解率 平均约60%（表4-13）,表13 饲料蛋白的降解率,河南科技大学动物科技学院,影响降解率的因素（1）溶解度（2）蛋白质结构（3）采食量（4）食糜通过速度（5）碳水化合物水平与种类,三、瘤胃降解蛋白与非降解蛋白及其调控,河南科技大

34、学动物科技学院,（1）加热（2）甲醛处理（3）血粉包被（4）丹宁处理（5）膨化处理（6）金属离子：Zn、Cu等（7）抗生素：瘤胃素、氯霉素,2.调控,河南科技大学动物科技学院,四、小肠消化,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%,RDP 占10-50%,底物,河南科技大学动物科技学院,与单胃动物相同。进入盲肠的N 占摄入N的20%。,五、大肠的消化,河南科技大学动物科技学院,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,六、AA营养,1

35、.EAA：40%来自微生物蛋白、60%来自饲料。,河南科技大学动物科技学院,七、非蛋白氮的利用,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,河南科技大学动物科技学院,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。,七、非蛋白氮的利用,河南科技大学动物科技学院,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。,七、非

36、蛋白氮的利用,（2）中毒水平,河南科技大学动物科技学院,（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。,七、非蛋白氮的利用,河南科技大学动物科技学院,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

37、的使用技术,河南科技大学动物科技学院,八、反刍动物蛋白质体系质量评定,曾采用粗蛋白质、可消化粗蛋白质、蛋白质当量、酸性洗涤不溶氮。反刍动物对蛋白质的需要分为：瘤胃微生物的需要和宿主需要两部分。核心：饲料蛋白质在瘤胃中的降解率。代表性：美国的可代谢蛋白质体系和英国的瘤胃降解和非降解蛋白质体系。,河南科技大学动物科技学院,反刍动物蛋白质质量评定体系,旧体系（粗蛋白质体系）采用粗蛋白质、可消化粗蛋白质、蛋白质当量及酸性洗涤不溶性氮来评定蛋白质营养.缺点：表观消化率误差，消化率差异很大，粪蛋白来源于日粮的比例不一样。,河南科技大学动物科技学院,1、英国的瘤胃降解与非降解蛋白体系 瘤胃降解蛋白质（rum

38、en degradable protein,RDP）为微生物所降解的蛋白质，80100%可合成菌体蛋白；瘤胃未降解的蛋白（undegradable protein,缩写 UDP）及瘤胃合成的微生物蛋白进入后段肠道，除核酸蛋白外，一般均被动物消化吸收，并为组织所利用。,河南科技大学动物科技学院,2、美国的可吸收蛋白体系（absorbed protein system)将蛋白质分为降解食入蛋白质（degraded intake protein,DIP)和未降解食入蛋白质(undegraded intake protein,UIP)。DIP 相当于RDP，UIP相当于UDP。计算动物氮共给量时，必需

39、计算微生物对氮的需要量，微生物利用NPN的效率，小肠内蛋白质的消化率及吸收氮的利用率。,河南科技大学动物科技学院,十二指肠非氨氮微生物氮 降解率=1 食入的饲粮氮降解率更精确的计算公式，是从十二指肠非氨氮中扣除内源部分，即：十二指肠非氨氮（微生物氮+内源氮）降解率=1 食入的饲粮氮,河南科技大学动物科技学院,河南科技大学动物科技学院,3、尼龙袋法的降解率,初始含氮量 瘤胃内培养后含氮量降解率=初始含氮量4、体外法 是在体外人工模拟瘤胃条件下测定其消化率，原理与体内法类似。培养液的配制可直接取自瘤胃，也可模拟配制。,河南科技大学动物科技学院,新体系（小肠微生物蛋白体系）：,新体系的共同特点：是以

40、小肠蛋白质为基础，以可消化真蛋白或可吸收蛋白为对象。实质是将反刍动物对蛋白质的需要分为瘤胃微生物的需要和宿主需要两部分，核心是测定饲料蛋白质在瘤胃中的降解率。,河南科技大学动物科技学院,第四节 蛋白质周转代谢,一.周转代谢的概念,二.蛋白质周转代谢的生物学意义,三.蛋白质周转代谢的规律,四.蛋白质周转代谢的调控,河南科技大学动物科技学院,AA代谢库,蛋白质合成,氧化或排泄,AA摄入,蛋白质降解,N沉积,S,B,E,I,一、周转代谢的概念,河南科技大学动物科技学院,一、周转代谢的概念,E：N排泄（AA氧化率）,I：N摄入（AA摄入率）,S+E：离开代谢库的AA,B+I：进入代谢库的AA,二、蛋白

41、质周转代谢的生物学意义,1.调节细胞内特异酶的含量，使其合成或降解率适应代谢的需要；,2.是适应营养、生理和病理变化的需要；,3.是消除异常蛋白的需要；,4.是构造细胞的需要。,河南科技大学动物科技学院,（1）更新的蛋白质约占蛋白质总合成量的60%以上，为摄入量的5-10倍；（2）成年人每日合成蛋白质300g，而摄入量只有100g；（3）成年动物合成蛋白质的AA，80%来自体蛋白的降解，20%来自饲料。,三、蛋白质周转代谢的规律,1.体蛋白的总周转量大,河南科技大学动物科技学院,2.组织器官不同，蛋白质周转程度不同（表14）肝脏、胰腺和消化道周转最快。小肠粘膜完全更新只需1-2天。,表14 生

42、长猪一些器官蛋白质合成速度*,河南科技大学动物科技学院,3.蛋白质寿命与其结构有关 N末端为蛋、丝、丙、苏、缬、甘时，蛋白质寿命长；为其余AA时，半衰期短。,4.蛋白质降解需要特异识别信号和ATP参加,5.降解蛋白质的去路 生糖、氧化供能、合成蛋白质,河南科技大学动物科技学院,2.支链AA和Gln3.日粮蛋白质水平和质量4.不饱和脂肪酸5.环境温度6.生理阶段,四、蛋白质周转代谢的调控,1.激素（表4-15）,河南科技大学动物科技学院,措施 减少N排泄潜力（%）降低CP 1个百分点 8使用消化率高的饲料 6多阶段饲养 12.5添加AA至最佳平衡 24改进管理，使用生长促进剂提高饲料利用率 12

43、.5,表12 养猪生产中减少氮排泄的营养措施,河南科技大学动物科技学院,复习题,一、概念 必需氨基酸、非必需氨基酸、限制性氨基酸、可消化粗蛋白、蛋白质生物学价值、净蛋白利用率、蛋白质效率比、化学比分、必需氨基酸指数、可消化氨基酸、可利用氨基酸、有效氨基酸、瘤胃降解蛋白质、降解率、理想蛋白、氨基酸的不平衡、氨基酸的拮抗、氨基酸中毒、非蛋白氮（NPN）瘤胃氮素循环、过瘤胃蛋白、Maillard反应、蛋白质周转代谢。,河南科技大学动物科技学院,二、论述题1、蛋白质的营养生理作用3、比较反刍动物与非反刍动物对蛋白质消化、吸收和代谢的异同？4、影响反刍和非反刍动物消化和吸收的因素。5、反刍动物使用尿素应注意哪几点？,河南科技大学动物科技学院,