《蛋白质的营养》课件.ppt

第四章蛋白质的营养,ProteinNutrition,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（）：C51.055.0S0.52.0H6.57.3P01.5O21.523.5N15.518.0,（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),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十2HRCH2COOH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O2RCOCOOH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,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.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（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,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CP15kg,Met、Leu是LAA30kg，Met、Leu、Lys等是LAA,六、AA营养,1.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3gS,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20-30g2）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（rumendegradableprotein,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（undegradableprotein,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（absorbedproteinsystem)将蛋白质分为降解食入蛋白质（degradedintakeprotein,DIP)和未降解食入蛋白质(undegradedintakeprotein,UIP)。DIP相当于RDP，UIP相当于UDP。计算动物氮共给量时，必需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CP1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12.5,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