反刍动物营养学(年上学期)-—反刍动物的蛋白质营养

反刍动物营养学傅彤TEL:13838553878E-mail：[e-mail]ersity第三章反刍动物蛋白质的营养第一节反刍动物蛋白质的消化和代谢HenanAgriculturalUniversity一、蛋白质的组成蛋白质的主要组成元素是碳、氢、氧、氮，大多数蛋白质还含有硫，少数含有磷、铁、铜、碘等元素。蛋白质的含氮量为15.5~18%（平均16%）。氨基酸是蛋白质的基本构成单位，目前生物体发现的氨基酸有180多种，构成动植物体蛋白质的氨基酸只有20种，并且都是α-氨基酸。α-氨基酸是羧酸分子中的α碳原子上的一个氢原子被氨基取代生成的化合物。HenanAgriculturalUniversity二肽的生成氨基酸的结构羧基氨基α-碳原子侧链HenanAgriculturalUniversityHenanAgriculturalUniversity蛋白质的一级结构蛋白质的二级结构蛋白质的三级结构蛋白质的四级结构HenanAgriculturalUniversity1.消化蛋白质NPN肽＋氨基酸微生物有机酸＋氨＋二氧化碳微生物微生物菌体蛋白瘤胃二、反刍动物蛋白质的消化吸收与代谢HenanAgriculturalUniversityHenanAgriculturalUniversity未被消化蛋白质盐酸变性蛋白胃蛋白酶多肽羧基肽酶、氨基肽酶游离的氨基酸＋寡肽十二指肠胰蛋白酶、糜蛋白酶菌体蛋白皱胃和小肠寡肽主要是含二到四个氨基酸残基的小肽HenanAgriculturalUniversity日粮蛋白质饲料非降解蛋白氨、肽类、氨基酸微生物蛋白流入后部消化道瘤胃HenanAgriculturalUniversity在瘤胃中被发酵而分解的蛋白质叫瘤胃降解蛋白（RDP），用于合成瘤胃微生物蛋白（MCP）未经瘤胃微生物酶降解直接进如后部胃肠道的饲料蛋白质叫非降解蛋白（UDP）或过瘤胃蛋白HenanAgriculturalUniversity2.代谢氨基酸体蛋白质酮酸氨和胺化物葡萄糖或脂肪尿素或尿酸CO2＋H2O＋能量瘤胃中产生的氨唾液瘤胃瘤胃中的氮素循环瘤胃壁肝脏反刍动物蛋白质的消化和代谢组织合成血液唾液日粮N蛋白质NPN肽瘤胃氨基酸微生物蛋白NH3VFACHO过瘤胃内源蛋白质消化酶（肽）氨基酸微生物作用内源氨基酸NH3蛋白质非可消化N代谢N（内源和微生物）UREA肝脏肾脏血浆尿素尿小肠大肠和盲肠粪便NEAA蛋白质CP100%30%CP70%CP20%CP50%CP80%CP瘤胃降解蛋白RDP瘤胃非降解蛋白UDP微生物蛋白MPHenanAgriculturalUniversity三、增加过瘤胃蛋白的方法选择低降解率的日粮，使十二指肠的氨基酸组成与日粮相近植物性饲料降解率差异较大，动物性蛋白质降解慢；使用过瘤胃率蛋白高的饲料，如鱼粉、血粉以及豆科牧草。在保证日粮消化率的条件下，尽可能减少日粮蛋白质在瘤胃内的滞留时间滞留时间长，被降解的饲料蛋白质较多。过瘤胃保护物理处理：加热和包被化学保护：保护氨基酸（RPAA）、金属氨基酸螯合物、变性蛋白质、长链脂肪酸钙盐等HenanAgriculturalUniversity􀂄饲料蛋白质的过瘤胃率（RUP）HenanAgriculturalUniversity复习与回顾第四节瘤胃内容物的特性一、瘤胃的温度二、瘤胃内容物的pH三、氧化还原电位四、瘤胃液的渗透压五、瘤胃内的气体六、瘤胃内容物的外流第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity复习与回顾第一节反刍动物蛋白质的消化和代谢一、蛋白质的组成二、反刍动物蛋白质的消化吸收与代谢第三章反刍动物蛋白质的营养三、增加过瘤胃蛋白的方法HenanAgriculturalUniversity加热处理法加热处理法使蛋白质变性，形成蛋白质-碳水化合物的复合物并在蛋白质之间形成交叉连接，加热处理时应注意时间和温度物理包被保护蛋白质利用富含白蛋白的物质在饲料颗粒外可形成一层保护壳，防止易溶蛋白在瘤胃内的扩散溶解。全血、乳清蛋白、卵清蛋白等都能对蛋白质起到保护作用蛋白质的过瘤胃保护物理处理：HenanAgriculturalUniversity化学药品处理法使蛋白质变性，改变蛋白质的结构（如酸、碱、乙醇）结合蛋白质或在蛋白质分子间引入双键常用的化学物质：单宁、甲醛、酚类、甲烷抑制剂（半缩醛）等；化合物、聚合物包被保护依据瘤胃与皱胃液pH差别，包被材料在蛋白质饲料颗粒外形成坚韧的保护薄膜，具有吸湿性、耐热性、无毒及异常的气味，与包被物不反应以及价格便宜等优点。化学处理：HenanAgriculturalUniversity00mois2001-Ref.:0000Microvit-Overview2002瘤胃网胃瓣胃皱胃小肠大肠吸收98%释放:95%保护:90%•过瘤胃后,产品完好•产品形态•过皱胃后,产品释放HenanAgriculturalUniversity蛋氨酸(methionine)又名甲硫氨酸，甲硫基丁氨酸，2-氨基-4-甲硫基-丁酸或甲硫基丁氨酸。DL-蛋氨酸羟基类似物(DL-methioninehydroxyanalogue，缩略语：MHA)又名Alimet、液态羟基蛋氨酸、2-羟基-4-甲硫基丁酸。N-羟甲基蛋氨酸钙(mepron)又名保护性蛋氨酸。DL-蛋氨酸羟基类似物钙盐(DL-methioninehydroxyanaloguecalcium)又名蛋氨酸羟基钙(MHA-Ca)HenanAgriculturalUniversity四、瘤胃微生物蛋白质的质量1.瘤胃微生物蛋白质的含量受微生物类型、生长阶段和营养物质利用率等因素影响瘤胃混合细菌干物质中氮的含量平均10.5%，相当于65.5%的粗蛋白质（58%-77%）；原虫细胞内含有大量的糖，蛋白质含量24%-49%；HenanAgriculturalUniversity2.瘤胃微生物蛋白的氨基酸组成原虫与细菌蛋白质的各种氨基酸含量和比例均很恒定；细菌蛋白质中苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸高于原虫蛋白质；原虫蛋白质中亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸均高于细菌；胱氨酸、组氨酸和精氨酸含量大致相等；瘤胃细菌含有较高水平的二氨基庚二酸，动植物、纤毛虫体内不存在；纤毛虫含氨基乙基磷酸（纤毛素）是细菌所不具有的。HenanAgriculturalUniversity二氨基庚二酸赖氨酸HenanAgriculturalUniversity3.瘤胃微生物蛋白质的消化绵羊瘤胃细菌的表观消化率76.0%-78.2%（回肠末端和全收粪法），平均77.5%（Storm,1982）；羔羊对瘤胃微生物的真实消化率为81%，除二氨基庚二酸（37%）、组氨酸（68%）和胱氨酸（73%）外，其它氨基酸的消化率均在80%-88%；瘤胃原虫的蛋白质真消化率大于细菌（91%vs74%；McNaught,1954）；HenanAgriculturalUniversity饲料中某养分的消化率＝饲料中某养分量－粪中某养分量饲料中某养分量×100%蛋白质表观消化率＝进食氮－粪中氮进食氮×100%蛋白质真消化率＝进食氮－（粪氮－代谢粪氮）进食氮×100%HenanAgriculturalUniversity内源尿氮(EUN)是指动物在维持生存过程中，必要的最低限度体蛋白质净分解代谢经尿中排出的氮。代谢粪氮（MFN)动物采食无氮饲粮时经粪中排出的氮叫代谢粪氮。它主要来源于脱落的消化道上皮细胞和胃肠道分泌的消化酶等含氮物质，也包括部分体内蛋白质氧化分解经尿素循环进入消化道的氮。HenanAgriculturalUniversity4.瘤胃微生物蛋白质的利用率与生物学价值瘤胃微生物的生物学价值为66%-87%；瘤胃细菌蛋白质的生物学价值、真消化率及净利用率分别为82%、87%与63%，原虫蛋白质相应为82%、87%与71%（Ellis,1965）；瘤胃微生物对蛋白质饲料的调平作用导致所有蛋白质的营养价值都向瘤胃微生物蛋白质靠近，因此日粮粗蛋白质的生物学价值差异较小。HenanAgriculturalUniversity表观生物学价值（BV）＝存留氮吸收氮×100＝进食氮－（粪氮＋尿氮）进食氮－粪氮×100真实生物学价值（TBV）＝进食氮－（粪氮－代谢粪氮）－(尿氮－内源尿氮）进食氮－（粪氮－代谢粪氮）×100HenanAgriculturalUniversity蛋白净利用率（NPU）＝存留氮进食氮×100NPU＝BV×氮（CP）的消化率＝进食氮－（粪氮＋尿氮）进食氮×100HenanAgriculturalUniversity五、非蛋白氮在瘤胃中的消化与代谢粗蛋白质真蛋白质非蛋白质含氮物（NPN）NPN包括：游离氨基酸、酰胺类、含氮的糖苷和脂肪、生物碱、硝酸盐、铵盐、嘌呤、嘧啶等。HenanAgriculturalUniversity尿素含氮量:42～46％42～46％×6.25＝262.5～287.5％尿素氨（NH3）＋二氧化碳（CO2）碳水化合物挥发性脂肪酸＋酮酸（碳链）氨＋酮酸氨基酸菌体蛋白氨基酸细菌脲酶细菌酶细菌酶细菌酶细菌对尿素的利用：HenanAgriculturalUniversity第二节反刍动物对非蛋白氮的利用HenanAgriculturalUniversity一、NPN利用的理论依据和应用对象瘤胃中来源于细菌的脲酶（尿素酶）活性很强；微生物可以利用氨合成菌体蛋白（MCP）,瘤胃微生物蛋白氮中，大约50%-80%直接来源于瘤胃中的氨；尿素是一种完全可降解的含氮物质；主要用于反刍动物低蛋白日粮。HenanAgriculturalUniversity二、影响尿素等NPN利用的主要因素1.日粮中能量水平和来源的影响菌体蛋白（MCP）合成量与可发酵有机物质与代谢能（ME）呈正相关，100g可发酵有机物质可合成22gMCP，每兆焦ME，可合成8.2gMCP；日粮中淀粉含量较高，瘤胃微生物利用尿素的能力提高；精粗饲料混合组成日粮，比单一用好。HenanAgriculturalUniversity2.日粮粗蛋白水平及来源的影响饲料粗蛋白质含量达到一定量时，瘤胃液中的氨浓度超过了微生物的利用能力，再添加尿素等NPN毫无益处，甚至造成氨中毒；一般低溶解度蛋白（降解率低）日粮，可适当多添加尿素。HenanAgriculturalUniversity3.矿物质及微量元素的影响矿物质通过调节瘤胃渗透压，pH值及稀释率，维持瘤胃内环境，从而影响微生物的生长及氮的利用瘤胃中硫不足，减低微生物对氮的利用，例如绵羊日量N:S比超过10.9时，菌体蛋白数量下降；钴是瘤胃微生物合成VB12主要元素，间接的影响硫的利用和尿素的利用。4.其他一些影响因素凡是影响瘤胃微生物生物量的因素，都直接或间接影响氮的利用，也影响NPN的利用率；如：日粮类型和pH值。HenanAgriculturalUniversity三、利用NPN时应注意的问题及应对措施1.延缓NPN饲料在瘤胃中的分解速度，以便微生物有机会充分利用采用一些重金属或尿酶抑制剂；采用保护剂，即用硫、蜡与某些化学聚合物包被尿素，以减缓分解速度；采用分解速度慢的NPN饲料，如双缩脲、羟甲基尿素；注意饲喂方式和方法：混在精料中饲喂、不可混于水中饲喂；添加尿素的谷类混合料中，不应使用大豆和其他含尿酶的豆类。HenanAgriculturalUniversity2.增强微生物的合成作用饲喂尿素应逐渐加量，需2-4周作为适应期；饲喂后不应间断，否则再喂时仍需过渡期。3.提供充足的的营养源饲喂尿素与补饲淀粉结合，1kg淀粉加入100g尿素。4.应补充硫、磷、铁、锰、钴等矿物质元素的不足氮硫比以10-14:1为宜。HenanAgriculturalUniversity5.在已满足蛋白质需要的日粮中添加无效瘤胃微生物在氨浓度超过5-8mg/100ml时不能有效利用NPN；日粮粗蛋白超过13%时，添加尿素效果差（高产奶牛例外，可能是由于代谢旺盛，