动物营养学 第三章 蛋白质与动物营养

第三章蛋白质与动物营养第一节蛋白质的概念和营养作用第二节蛋白质的消化、吸收和代谢第三节饲料蛋白质营养价值的评定第四节影响饲料蛋白质营养价值的因素第一节蛋白质的概念和营养作用一、蛋白质的概念二、蛋白质的主要营养作用三、蛋白质不足和过多的后果下节一、蛋白质的概念蛋白质粗蛋白质非蛋白质含氮化合物二、蛋白质的主要营养作用1.是构成动物体各组织器官的基本组成成分：2.是动物生命活动所必需的活性物质的组成成分和原料：3.是机体维持血液胶体渗透压的基础。4.是动物体组织生长、更新、修补的必需物质：经6～7个月，动物体全部蛋白质的一半被更换。5.可提供机体活动所需要的能量或转化为糖、脂肪以及体内其他物质：①正常情况下，约20～30%蛋白质分解供能；部分Pro在体内经脱氨基后，不含氮部分被氧化供机体活动的能量或转变为脂肪贮存起来。②当能量不足时，特别是Pro/能量较大时，Pro供能的比例↑;③但因Pro氧化不全,转换率低,且Pro饲料较能量饲料贵,所以不合算。Pro过多还会增加肝、肾负担，甚至中毒，应尽量避免之。三、蛋白质不足和过多的后果(一)蛋白质供给不足的后果1.明显影响动物的生产性能：2.严重不足则会影响动物健康：(二)蛋白质过多的后果1.造成蛋白质饲料的浪费:2.影响动物健康:3.排泄氮增加会污染环境。下节1.明显影响动物的生产性能：产量降低；畜产品品质下降；（例如,猪肉的瘦肉比例降低;乳蛋白含量降低等）饲料转化效率降低。返三2.蛋白质严重不足会影响动物健康：(1)动物消瘦，体重下降:(2)长期缺乏，动物出现水肿，贫血，抗病力下降,发病率增加等：因血浆蛋白质下降,则血液胶体渗透压降低,动物出现水肿;由于血红蛋白合成不足,导致贫血;血液中免疫蛋白减少,动物的抗病力下降,发病率增加;同时,因机体内某些激素和酶合成受阻而使整个机体代谢紊乱。返二(二)蛋白质过多的后果1.造成蛋白质饲料的浪费:蛋白质过多,其消化率降低；吸收过多的蛋白质虽可分解供能或转化为碳水化合物和体脂肪,但蛋白质能量转换率低；而且，用蛋白质供能不经济。2.影响动物健康:加重肝脏、肾脏的负担,甚至造成肝、肾组织损伤,发生病理变化,严重时造成动物体中毒；3.增加氮对环境污染。返二下节第二节蛋白质的消化、吸收和代谢一、单胃动物对饲料蛋白质的消化利用二、反刍动物对饲料蛋白质的消化利用本章目录下节一、单胃动物对饲料蛋白质的消化利用(一)主要消化过程：见图(二)消化、利用特点：二蛋白质非蛋白氮含氮物蛋白质非蛋白氮肽AA胃和小肠蛋白质非蛋白氮肽AA菌体蛋白氨大肠未消化蛋白代谢粪氮粪尿素氨AA组织代谢尿素内源尿氮猪体内蛋白质消化代谢示意图肝脏体组织尿蛋白质非蛋白氮含氮物蛋白质非蛋白氮肽AA胃和小肠蛋白质非蛋白氮肽AA菌体蛋白氨大肠未消化蛋白代谢粪氮粪尿素氨AA组织代谢尿素内源尿氮猪体内蛋白质消化代谢简图(二)消化、利用特点：1.主要消化吸收：在胃酸、胃蛋白酶和小肠中各种蛋白酶、肽酶的作用下逐步降解为氨基酸和少量短肽,被小肠吸收。2.兔：因食软便,能部分利用盲肠内的菌体蛋白质。一般软便含蛋白质28-30%(干物质基础)。3.幼龄哺乳动物：主要对乳蛋白有较高的消化能力,对其他天然蛋白质消化率低；新生哺乳动物能直接吸收免疫球蛋白。在出生后24-36小时内4.氨基酸代谢特点：合成体蛋白质或畜产品蛋白质；(肉、蛋、乳、毛等)部分氨基酸经脱氨基,氧化供能或转化为其他物质。包括参与非必需氨基酸的合成。未被利用的氨基在肝脏中形成尿素、尿酸,随尿排出体外。二二、反刍动物对饲料蛋白质的消化利用二、反刍动物对饲料蛋白质的消化利用(一)主要消化过程:见图P42.(二)瘤胃微生物蛋白质的产量和品质：(三)瘤胃中的氮素循环：(四)瘤胃降解蛋白质和过瘤胃蛋白质：(五)反刍动物对饲料蛋白质的消化利用特点：反刍动物CP消化代谢示意图饲料CP蛋白质非蛋白氮尿素唾液蛋白质非蛋白氮肽氨基酸微生物蛋白氨蛋白质肽氨基酸未消化白质代谢粪氮真胃与肠粪尿素氨氨基酸肝脏尿体组织蛋白质肽氨基酸微生物蛋白氨大肠瘤胃尿素内源尿氮组织代谢(二)瘤胃微生物蛋白质的产量和品质：1.产量：氮源和能源充足时,能合成足以维持动物正常生长和生产一定产量产品的氨基酸和蛋白质。2.微生物蛋白质的品质：次于优质的动物蛋白质；与豆饼和苜蓿叶蛋白质相当，优于大多数谷物蛋白质。瘤胃微生物的生物学价值平均为：70%～80%纤毛原虫蛋白的真实消化率约为：88%～91%细菌蛋白的真实消化率约为：66%～74%粗饲料多的日粮比精料高的日粮，瘤胃纤毛虫的数量多。(三)(三)瘤胃中的氮素循环：见图饲料含氮化合物,在瘤胃微生物作用下,被降解为肽、氨基酸和氨。微生物利用这些产物合成微生物体蛋白。未被微生物利用的氨被瘤胃壁吸收,经血液运送到肝脏合成尿素。尿素中的一部分进入肾脏随尿排出体外,另一部分随唾液、血液返回瘤胃再被微生物降解、利用。这种氨和尿素的不断循环称作瘤胃中的氮素循环。下张(四)瘤胃降解蛋白质和过瘤胃蛋白质：1.概念：见图在瘤胃中被瘤胃微生物降解为非蛋白质含氮化合物的饲料蛋白质称为“瘤胃降解蛋白质”。经过瘤胃未被微生物降解,而进入真胃、小肠直接被动物自身利用的饲料蛋白质称为过瘤胃蛋白质。或称“未降解蛋白质”。下张2.瘤胃降解蛋白质和过瘤胃蛋白质在反刍动物蛋白质营养上的意义：经过瘤胃微生物的“降解－合成”作用，可提高劣质蛋白质的品质，降低优质蛋白质品质。降低优质饲料蛋白质在瘤胃中的降解率,对保证高产反刍动物对蛋白质、氨基酸的需要有重要的意义。3.3.保护性蛋白质：经过一定的处理以提高饲料蛋白质中过瘤胃蛋白质的比例,这种经处理的蛋白质又称作“保护性蛋白质”。蛋白质保护性处理方法：主要有蛋白质保护性处理主要方法:(1)物理处理方法:①包被:②青草的干制:显著降低蛋白质的溶解度,减少降解；③热处理:使蛋白质变性,降低溶解度,以减少降解；④碾磨、制粒、破碎、微化处理和压饼等也有一定效果。乳酸青贮：减少饲料中过瘤胃蛋白的数量。(2)化学处理方法：常用甲醛处理。(五)(五)反刍动物对饲料蛋白质的消化利用特点：1.幼龄反刍动物：蛋白质的消化吸收和利用与单胃动物相同。2.成年反刍动物：2.成年反刍动物主要是瘤胃微生物消化；瘤胃微生物能利用NPN合成微生物体蛋白被动物利用；经过瘤胃微生物的“降解-合成”作用,可提高劣质蛋白质品质,降低优质蛋白质品质；真胃和肠中蛋白质的消化吸收、体内氨基酸的利用除氮素循环外，其他与单胃动物基本相同。三节本章目录第三节饲料蛋白质营养价值的评定常用的评定指标有：饲料粗蛋白质的含量，蛋白质消化率，生物学价值，蛋白质的净利用率，蛋白质的效率比，AA指标，反刍动物饲料蛋白质在瘤胃中的降解率等。一、饲料蛋白质的消化率二、蛋白质的生物学价值(BV)三、净蛋白质利用率(NPU)四、蛋白质效率比(PER)五、氨基酸与蛋白质的质量六、饲料蛋白质中各种氨基酸的有效性七、反刍动物蛋白质降解率本章目录一、饲料蛋白质的消化率(DigestionCoefficient,DC)食入氮－粪氮───────×100%食入氮食入氮-(粪氮-代谢粪氮)────────────×100%食入氮--即粗蛋白质(crudeprotein,CP)的消化率。其表达式:分为表观消化率与真实消化率,表观消化率＝真实消化率＝代谢粪氮：是指动物在采食无氮日粮时,由粪中排出的氮。主要包括消化道脱落物、消化液残余物以及消化道中原来就存在的微生物所含的氮。本节目录二二、蛋白质的生物学价值(biologicalvalue,BV)(一)概念：动物体内存留的氮量占吸收氮量的比价值。通常以百分比表示。即:存留氮生物学价值(BV)＝────×100%吸收氮BV表示：BV表示动物体吸收的蛋白质转化为体组织(或畜产品)蛋白质的效率。(二)(二)测定方法：食入氮-(粪氮+尿氮)──────────×100%食入氮-粪氮运用氮平衡试验进行测定。亦分表观生物学价值(ABV)和真实生物学价值(TBV)。其计算公式为：表观生物学价值＝真实生物学价值＝食入氮-(粪氮-代谢粪氮)-(尿氮-内源尿氮)───────────────────×100%食入氮-(粪氮-代谢粪氮)内源尿氮：是指动物在采食无氮日粮时,由尿中排出的氮。是由动物体内蛋白质代谢产生的氮。常用猪饲料蛋白质的生物学价值BV对蛋白质营养价值的评定BV反映被动物消化吸收的饲料蛋白质在动物体的利用程度。生物学价值越高,说明蛋白质品质越好,营养价值高。常用猪饲料蛋白质的生物学价值(%)━━━━━━┯━━━━┯━━━━━┯━━━━━饲料种类│BV│饲料种类│BV──────┼────┼─────┼─────大麦│46│大豆粕│86小麦│43│菜籽粕│63燕麦│59│棉籽粕│60玉米│50│葵花籽粕│60高粱│34│椰籽粕│43优质小麦麸│59│马铃薯(熟)│67大米糠│31│苜蓿草粉和│蚕豆│53│三叶草粉│79-81羽扇豆│55│肉骨粉│60━━━━━━┷━━━━┷━━━━━┷━━━━━三本节目录三、净蛋白质利用率(netproteinutilization,NPU)存留氮────×100%食入氮是指沉积于动物体的蛋白质占食入蛋白质的比价值。通常以存留氮占食入氮的百分比表示。即:或净蛋白质利用率(NPU)＝食入氮-(粪氮+尿氮)─────────×100%食入氮也可＝蛋白质的消化率×生物学价值禽一般用此指标蛋白质净利用率越高,说明饲料蛋白质的品质越好,营养价值越高。表观净蛋白质利用率＝作业某试验测得试验期动物食入总氮量340克,由粪中排出氮71克,由尿中排出氮69克。该被测饲料蛋白质的表观生物学价值是多少？蛋白质的表观净利用率是多少？四、蛋白质效率比(proteinefficiencyratio,PER)是指食入每单位质量蛋白质的动物增重。即:蛋白质效率比表示饲料蛋白质用于动物生长的效率。蛋白质效率比越高,说明该饲料蛋白质品质越好,营养价值越高。动物体增重(g)─────────食入蛋白质量(g)PER＝五、氨基酸与蛋白质的质量(一)AA分类：1.按照其性质：2.按动物体的合成能力：必需氨基酸和非必需氨基酸(1)必需氨基酸和非必需氨基酸的定义:P47(2)必需氨基酸的种类:P47.(二)氨基酸与蛋白质的品质:1.必需氨基酸的“木桶模式”:2.氨基酸与蛋白质品质的关系(1)饲料蛋白质的品质取决于所含氨基酸，特别是必需氨基酸的种类、数量和氨基酸的组成比例。(2)决定于第一限制性氨基酸的化学评分。(2)决定于第一限制性氨基酸的化学评分。①概念：A.限制性氨基酸：B.氨基酸的化学评分(Chemicalscore)：②限制性氨基酸的确定:③常用饲料中的限制性氨基酸:A.限制性氨基酸即限制性必需氨基酸。是指饲料或日粮中不能满足动物需要的那些必需氨基酸，由于这些氨基酸的不足会限制日粮中其他氨基酸在动物体内的利用,降低整个蛋白质的营养价值。BB.氨基酸的化学评分(Chemicalscore)：P50饲料Pro.中必需氨基酸的含量与动物体Pro.中相应氨基酸含量之比。又称作“化学比分”。通常以百分比表示。即：饲料蛋白质中必需AA含量────────────────×100%动物组织(产品)蛋白质中相应AA含量化学评分=饲料蛋白质中氨基酸化学评分的计算：饲料蛋白质中必需AA含量化学评分＝────────────×100%卵蛋白质中相应AA含量实际应用:，常以饲料中氨基酸含量与动物对氨基酸的需要量之比进行计算，饲料中必需AA含量化学评分＝───────────×100%动物相应AA的需要量见下表:仔猪用玉米-豆饼饲料(CP.12%)的AA化学评分━━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━━━┯━━━━━必需氨基酸│需要量(%)│饲料中含量(%)│化学评分───────┼─────┼───────┼─────精氨酸│0.20│0.77│385组氨酸│0.18│0.30│167异亮氨酸│0.50│0.58│116亮氨酸│0.60│1.31│218赖