动物营养课件 第四章(蛋白质营养)

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。第四章蛋白质营养本章要点第一节蛋白质的组成及营养作用三、蛋白质的分类及性质二、蛋白质的组成一、基本概念四、蛋白质的营养生理功能一、基本概念蛋白质（protein）指由AA组成的一类数量庞大的物质的总称。CP：将饲料中的含氮化合物统称为CP。包括真蛋白质和NPN。Aa：组成蛋白质的结构单元。包括真蛋白质和NPN。现已发现200多种Aa，常见的构成动植物体蛋白质的Aa只有20种。α-氨基-L-构象

C:51～55%O:21.5～23.5%N：15.5～18.0%H：6.5～7.3%S:0.5～2.0%P:0～1.5%二、蛋白质的组成1、元素组成尿素CP=46.7%×6.25=288%CP=N÷16%=N×6.25（N是蛋白质的特征元素）平均含量：C：53%O：23%N：16%H：7%S：1%由于组成蛋白质的AA的数量、种类、排列顺序、空间结构不同而形成了各种各样的蛋白质，因此,蛋白质营养实际上是AA的营养。现已发现200多种AA，但常见的构成动植物体蛋白质的AA只有20种。2．AA组成AA是蛋白质的基本组成单位二、蛋白质的组成

NH2R—CH—COOH氨基酸分类1、中性氨基酸：含硫氨基酸（蛋、胱、半胱氨酸）；脂肪族氨基酸（甘、丙、丝、苏、缬、亮、异亮氨酸）；芳香性氨基酸（苯丙、酪氨酸）；杂环状氨基酸（色、脯、羟脯氨酸）。2、酸性氨基酸：天门冬氨酸、谷氨酸。3、碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸。除Met外，L-AA生物学效价大于D-AA。卵白蛋白和酪蛋白中很多，天然得到的是L-型。是必需氨基酸之一，L型D型都有效

AA的类型天然饲料中仅含L-AA；微生物能合成L-AA和D-AA.；人工化学合成的是L-AA或D、L混合物。因为：

#动物体内缺乏分解D-AA的酶。

#D-AA不构成体蛋白质，它必须转化成L-AA才能构成体蛋白质。大多数D-AA不能被动物利用或利用率很低。（一）分类三、蛋白质分类及性质糖蛋白脂蛋白蛋白质纤维蛋白球状蛋白结合蛋白胶原蛋白弹性蛋白角蛋白组蛋白鱼精蛋白{{清蛋白球蛋白谷蛋白醇溶蛋白{{核蛋白磷蛋白金属蛋白色素蛋白

三、蛋白质分类及性质1．纤维蛋白

包括胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白。胶原蛋白富含除色氨酸和半胱氨酸外的18种氨基酸，其中维持人体生长所必需的氨基酸有7种。胶原蛋白中的甘氨酸占30％．脯氨酸和羟脯氨酸共占约25％，同时还含有在一般蛋白中少见的羟脯氨酸和焦谷氨酸和在其他蛋白质几乎不存在的羟基赖氨酸。胶原蛋白：软骨、结缔组织

弹性蛋白：弹性组织（腱、动脉）角蛋白：羽毛、蹄、角、爪、喙、脑灰质、脊髓和视网膜神经的Pr消化利用率较低，AA组成不好（含有大量羟脯AA、羟lys）,酸、碱、膨化或水解处理后可提高利用率。包括清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、组蛋白、鱼精蛋白等。这类蛋白质利用率很高，AA组成较纤维蛋白好，但成本较高。三、蛋白质分类及性质是蛋白质部分再结合一个非AA的辅基。如核蛋白、磷蛋白、金属蛋白、脂蛋白、糖蛋白等。2．球状蛋白3．结合蛋白2.

缓冲和维持渗透压：两性特征使蛋白质可作为体内很好的缓冲剂，且由于其分子量大、离解度低，对维持渗透压也有一定作用，可维持机体内环境的稳定和平衡。（二）蛋白质的性质1.

酸碱两性：利用不同蛋白质等电点不同和在等电点易生成沉淀的特点，常用作蛋白质的分离提纯。3.

变性：蛋白质是生物活性物质、在紫外线照射或遇到酸、碱、热、金属盐、有机溶剂处理时，蛋白质的一些物理和生物学性质会发生改变。一定程度的变性有利于消化。四、蛋白质的营养生理功能

蛋白质是除水外，体内含量最多的养分，占干物质的50%，占无脂固形物的80%。

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2.机体更新、修补必需养分

3.是体内功能物质的主要成分（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：代谢调节四、蛋白质的营养生理功能（4）免疫球蛋白：抵抗疾病

（5）运输蛋白（载体）：脂蛋白、钙结合蛋白等

（6）核蛋白：遗传信息的传递、表达

由蛋白质和核酸结合而成的复合蛋白质。存在于一切生物体

4.提供能量、转化为糖和脂肪四、蛋白质的营养生理功能Pr转化为糖、脂肪、能量的情况一般发生于：饲料营养不足，能氮比过低；CP含量或摄入过多；饲料的AA组成不平衡第二节蛋白质的消化吸收

一、单胃动物对蛋白质的消化吸收二、反刍动物对蛋白质的消化吸收一、单胃动物对蛋白质的消化、吸收

蛋白质

高级结构分解，肽链暴露

内切酶使蛋白质分解为多肽外切酶使之分解为AA/小肽1.蛋白质的消化起始于胃，终止于小肠HCl胃、胰、糜蛋白酶羧基肽酶、氨基肽酶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、胨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)LargeProteinUnfoldedProteinSmallerProteinSmallerProteinSmallerProteinSmallerProteinAA,di&tripeptides

吸收肠激酶胃（4）顺序：L-AA>D-AA

Cys>Met>Trp>Leu>Phe>Lys≈Ala>Ser>Asp>Glu2.吸收（1）部位：小肠上2/3部位（2）方式:

主动吸收（3）载体：碱性、酸性、中性系统一、单胃动物对蛋白质的消化、吸收

哺乳动物氨基酸的跨膜运输由多种氨基酸转运载体蛋白介导，转运氨基酸的载体蛋白称为氨基酸转运载体。细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrierprotein）和通道蛋白（channelprotein）。迄今已经分离了二十多种哺乳动物氨基酸转运载体蛋白氨基酸转运载体系统一、单胃动物对蛋白质的消化、吸收

3.新生哺乳动物在出生后24～36小时内能够直接吸收免疫球蛋白，获得被动免疫。

4.2～3个肽键的寡肽可被肠黏膜直接吸收，其特点是吸收快、不竞争有限的载体，分解、吸收时耗能少，可作为活性物质，合成时耗能少。

5.影响蛋白质消化吸收的因素(1)动物种类与年龄(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)一、单胃动物对蛋白质的消化、吸收

(8)影响吸收的因素（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)：Maillard反应(7)饲养管理(补饲、饲喂次数、饲喂量）一、单胃动物对蛋白质的消化、吸收

日粮中含氮化合物蛋白质肽氨基酸氨NPNVFA微生物蛋白瘤胃蛋白质内源分泌物氨基酸尿素尿素氮循环过瘤胃蛋白真胃小肠唾液血液蛋白质氨基酸NH3未消化氮代谢粪氮大肠盲肠粪氨尿尿素内源氮体组织代谢体组织反刍动物蛋白质营养策略动物可利用蛋白饲料蛋白NH4微生物蛋白降解降解合成氨从瘤胃壁中吸收不降解蛋白非蛋白氮反刍动物的N循环动物可利用蛋白饲料蛋白NH4微生物蛋白不降解蛋白降解降解合成瘤胃壁中吸收血液中尿素代谢产物进入瘤胃尿液唾液瘤胃氮素循环：瘤胃中多余的NH3会被瘤胃壁吸收，经血液运送到肝脏，并在肝脏合成尿素。所生成的尿素一部分可经过唾液和血液返回瘤胃，再次被瘤胃微生物分解产NH3。这种NH3和尿素的生成的不断循环，称为瘤胃氮素循环。二、反刍动物对蛋白质的消化、吸收

瘤胃中80%的微生物可以NH3为唯一氮源，26%只能利用NH3，55%可同时利用NH3和AA，因此，少量Pr即可满足微生物的需要，这是瘤胃微生物利用尿素等NPN的生物学基础。尿素

尿素酶

NH3+CO2

(CH2O)n

细菌酶

VFA+酮酸（碳链）NH3+酮酸+ATP

细菌酶

AAMCP

真胃、小肠酶

AA

吸收、合成

体蛋白、产品蛋白质二、反刍动物对蛋白质的消化、吸收(二)小肠中蛋白质的去向

二、反刍动物对蛋白质的消化、吸收MCP

小肠蛋白

70％消化、吸收

血液

30%

组织蛋白合成UDP30%

70%

粪便排出(粪N)

未利用(尿N)

}第三节反刍动物NPN营养一、日粮补充NPN的目的二、影响NPN利用的因素三、提高NPN利用率的措施

NPNRDPMCP满足动物50～100％的蛋白质需要小肠AAUDP}}反刍动物蛋白质营养策略动物可利用蛋白饲料蛋白NH4微生物蛋白降解降解合成氨从瘤胃壁中吸收不降解蛋白非蛋白氮2．在一定范围内代替高价格蛋白质饲料，在不影响或提高生产性能的前提下降低生产成本，提高养殖效益。一、饲喂NPN的目的1．补充日粮CP不足，提高生产性能和经济效益。3．用于平衡日粮中RDP与UDP的比例。充分发挥瘤胃微生物的功能。二、影响NPN利用率的因素（CH2O）n微生物

VFA+酮酸+ATP尿素微生物

NH3+H2O+CO2NH3+酮酸（碳架）+ATP（能源）微生物

MCP

NPN合成MCP的过程1.日粮能量及其有效性二、影响NPN利用率的因素2.日粮蛋白质的含量及降解度

3.NPN降解速度4.瘤胃环境：pH、脂肪酸、S、Co5.饲养管理：增加饲喂次数、瘤胃排空调控、逐步适应动物可利用蛋白饲料蛋白NH4微生物蛋白降解降解合成氨从瘤胃壁中吸收不降解蛋白非蛋白氮三、改善NPN利用率的办法

原理：NPN的降解与能量及其他养分在数量、比例和释放速度上保持同步和匹配，激发微生物利用NH3的活力。

瘤胃微生物脲酶活性高，大大影响NPN的利用。

1.抑制瘤胃微生物脲酶的活性有效的脲酶抑制剂有：

甲醛、多聚甲醛；氧肟酸盐等。天然类固醇萨洒皂角苷（YuccaSapanoin,一种丝兰属植物提取物）

重金属离子（Mn2+、Ba2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+）

异位酸类化合物：异丁酸、异戊酸异己酸等支链脂肪酸。四、改善NPN利用率的措施四、改善NPN利用率的措施2.颗粒凝胶淀粉尿素（Starea）

原理：将尿素、淀粉混合，在高温高压下膨化，使淀粉凝胶化，降解加快；而尿素形成双缩脲，降解变慢，二者达到同步降解。

非结晶状尿素和淀粉的高度凝胶化是优质Starea的标志，国内称为热喷尿素或糊化淀粉尿素。

四、改善NPN利用率的措施

3.尿素衍生物

通过化学反应生成较尿素分子量大的衍生物，可降低尿素的分解速度。（1）

尿素+H3PO4磷酸脲

降低NH3的释放速度、降低瘤胃pH、提供磷，促进微生物对NH3的捕获力。

产物分子量变大，从而降低了分解速度；四、改善NPN利用率的措施（2）尿素+甲醛羟甲基尿素甲醛过多，会形成不被瘤胃消化的物质。

一般1.5--2.0gHCOH/100g尿素；五、关于NPN利用的建议（1）一般牛羊NPN不超过日粮中总氮35%，育肥牛羊可达50%左右。1．确定NPN的有效用量经验数据：羊6～12g/d.h

（2）尿素占混合精料2-3%或日粮DM1-1.5%（3）绝对饲喂量：牛60～100g/d.h五、关于NPN利用的建议

根据反刍动物瘤胃蛋白质代谢规律，不同研究者提出确定日粮中尿素有效添加量公式。1.尿素有效添加量UFP（g/kgDM）=(10.44TDN­B)÷2.8尿素发酵潜力公式Nm：维持净能（Mcal/kg）UFP（g/kgDM）=11.78Nm+6.85-0.0357CP×DEGDEG:日粮CP在瘤胃中的降解率B：1kg饲料中可降解蛋白质的量（g）五、关于NPN利用的建议TDN（%）=X1+2.25X2+X3+X4式中：X1、X2、X3、X4依次分别代表可消化粗蛋白质、可消化粗脂肪、可消化粗纤维和可消化无氮浸出物。一、AA的代谢二、AA的营养生理功能三、有关概念四、蛋白质、AA营养价值评定五、饲料AA之间的关系六、用AA指标配制动物日粮的应用第四节动物蛋白质、氨基酸的代谢一、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3、Trp、Thr：调节采食量；4、BCAA与体蛋白周转和能量代谢；5、Gln在仔猪肠道发育和供能中具有重要作用。1、合成蛋白质：Lys的作用几乎全在于此；

2、参与免疫调节过程：Thr、SAA、Gln、Val；二、氨基酸的营养生理作用

(2)种类生长猪：10种----Lys，Met,Trp,Thr,Leu,Ile，Arg,Phe,His,Val。

成年猪：8种---不包含Arg和His。

家禽：13种---包含Gly,Cys,Tyr。必需氨基酸（EAA，essentialaminoacid）

(1)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。三、有关概念

3、条件性必需氨基酸：特定条件下必须由饲料供给的AA。

如:对仔猪,Arg、Glu是条件性EAA。动物体自身能合成，无需由饲料提供的氨基酸。

2、半必需氨基酸在一定条件下能代替或节约部分EAA的氨基酸。SerGly（部分）CysMet（50%）TyrPhe（30-50%）三、有关概念4、NEAA:必需氨基酸和非必需氨基酸比较（1）相同点

—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；三、有关概念（2）LAA与EAA的比较相同：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5、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。三、有关概念

（3）LAA限制性次序说明A.不同饲料类型，LAA不同：蛋白饲料Met多为第一LAA；谷物饲料Lys多为第一LAA；B.不同动物LAA不同：对生长动物Lys一般是第一LAA；对产蛋家禽Met一般是第一LAA。对反刍动物只有讨论UDP和MCP混合物的LAA才有意义，一般认为MCP提供Met较少，Met可能是泌乳反刍动物的主要LAA。C.AA不同的表示方法，LAA次序不同：

对非常规性饲料尤其如此。三、有关概念（4）确定AA限制顺序的方法

饲料中AA含量÷动物对AA的需要量比值越低，AA越缺乏，最低的为第一LAA三、有关概念饲料AA的限制顺序猪

禽第一第二第三第一第二第三玉米LysTrp

ThrLysArgIle小麦LysThrValLysThr

Arg

大麦LysThrSAALysArgSAA玉米蛋白粉LysTrP

ThrLysTrp

Arg

米糠LysSAAThrLysSAAIle麦麸LysThrSAALysSAAThr猪

禽第一第二第三第一第二第三豆粕SAAThrLysSAAThrVal棉饼LysSAAThrSAALysIle菜饼SAALysTrpSAAArgIle鱼粉Trp

ThrSAASAAArg

Thr

血粉IleSAAThrIleSAAThr

肉粉TrpSAAThrSAATrp

Thr饲料AA的限制顺序三、有关概念

6、理想蛋白（idealprotein，IP）

（1）概念

指饲料或日粮蛋白质中各种AA平衡的一种理想模式，或者说饲料中蛋白质的AA在组成和比例上与动物所需要蛋白质的AA组成和比例一致。当饲料/日粮中EAA的含量和比例接近IP模式时，动物对蛋白质的利用率接近100%。——建立动物氨基酸需要量——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。——预测动物生产性能——实现日粮低Ｎ化，降低日粮成本，减少Ｎ排泄和环境污染。（2）理想蛋白的应用三、有关概念生长猪不同阶段可消化AA平衡模式肉鸡不同阶段可消化AA平衡模式四、蛋白质、氨基酸营养价值评定（一）蛋白质

1.CP和DCPCP最早使用的指标，只反映饲料中含N物质的多少。

2.消化率

包括真消化率和表观消化率。一般蛋白质的营养价值与消化率成正比，但蛋白质消化后的利用率差别很大。Pr的营养价值主要取决于AA的消化率和AA的平衡性。

蛋白质消化率饲料蛋白质消化率是评定蛋白质的初级指标。蛋白质质量的好坏首先由消化率可以看出。蛋白质消化率=×100可消化蛋白质含量饲料中蛋白质含量可消化蛋白质=食入蛋白质-粪中蛋白质粪中蛋白质=未消化蛋白质+内源蛋白质内源蛋白质=消化液+肠脱落细胞表观消化率真消化率3、蛋白质效率比、蛋白质生物学价值蛋白质的效价是以蛋白质实际效果和它的消耗量之比来表示，即以增加体重的克数和食入的蛋白质克数比来表示。蛋白质效价（PER）=×100蛋白质生物学价值（BV）=×100BV=×100增加体重（g）食入蛋白质量（g）食入氮-（粪氮+尿氮）食入氮-粪氮食入氮-（粪氮-代谢氮）-（粪氮-代谢氮）食入氮-（粪氮-代谢氮）

四、蛋白质、氨基酸营养价值评定4.净蛋白利用率（netproteinutilization,NPU）沉积Pr与食入Pr的比（食入蛋白转化为体组织蛋白的效率）NPU＝沉积N食入N×100％＝BV×DCP5、化学比分（CS）Chemicalscore,CS：待测蛋白质的必需氨基酸含量与某种标准蛋白质（常为鸡蛋蛋白质或乳蛋白）的必需氨基酸含量的比值。

CS=必需氨基酸最低的CS比值为该待测蛋白质相对于标准蛋白质的化学比分。例如：小麦蛋白质中最缺乏是赖氨酸，在鸡蛋和小麦的蛋白质中，赖氨酸的含量分别为72g/kg和27g/kg，小麦蛋白质的化学比分是27/72=0.37，也可用百粉含量来表示，37。供试蛋白质氨基酸百分数参考蛋白质氨基酸百分数6必需氨基酸指数（EAAI）Essentialaminoacidindex（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。

nb1b2b3

bnEAAI=×××…×a1a2a3anb1,b2,….bn为被考查蛋白质中各种必需氨基酸含量a1,a2,……an为标准蛋白质中相应必需氨基酸含量蛋白质生物学价值=1.0975X—15.71r=0.959X：EAAI反刍动物蛋白质饲料瘤胃降解率

十二指肠非氨氮—微生物氮降解率=1-

食入饲料氮量体外法

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。牛十二指肠小尼龙袋法fiscula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。四、蛋白质、氨基酸营养价值评定（二）AA的有效性评定

去盲肠鸡、回-直肠吻合猪1．AA的消化率

根据是否考虑内源分为真消化率和表观消化率

根据收粪部位：回肠消化率/粪消化率规律：Tdg＞Adg5%；粪消化率比回肠消化率高5-10%；猪回肠末端氨基酸消化率测定

1）T型瘘管

·优点：安瘘管后对荷术动物生理影响小；

·缺点：必须用指示剂，因不可能收集全部粪尿，由此取样缺乏代表性，而且较麻烦。图1、T型瘘管示意图安装瘘管猪

优点：收粪简便，而且可收集全部粪样；缺点：手术复杂、成功率低和护理相对麻烦。2）回-直肠吻合术四、蛋白质、氨基酸营养价值评定

2.生长斜率比

标准日粮：基础日粮+不同水平Lys

待测日粮：待测饲料（Lys）保证其他养分与基础日粮相同假设：（1）合成AA的