考研科目,动物生物化学 第21章 乳和蛋的生物化学

.,第21章乳和蛋的生物化学,重点与难点:乳的组成、合成及其生理功能蛋的机构、形成及其生理功能,.,一乳的生物化学:乳的组成、成分与形成二蛋的生物化学:蛋的结构、成分与形成,主要内容,.,一乳的生物化学,乳的生物学意义：是动物出生后早期的食物来源。母乳除了为新生幼仔提供营养以外，还传递被动免疫力和代谢调节信号。,.,1乳的组成,乳中除了大部分是水以外，还含有脂肪、蛋白质、糖类、无机盐、维生素、以及酶类、激素等生物活性物质。,.,乳中主要成分的含量,.,（1）乳脂,乳中的脂类称乳脂，主要成分是甘油三酯，约占99%，呈小球状存在，称为乳脂肪球。表面膜由磷脂和蛋白质构成：使乳脂肪球在乳中稳定悬浮和防止其被乳脂肪酶水解的作用。,.,动物体乳脂差异,牛乳：甘油三酯中含有较多的短链脂肪酸，如丁酸（4：0）。人乳：中含有较多的油酸（18：1）。大鼠乳：中等长度的饱和脂肪酸（8-14C）含量相对较高。,.,乳脂的功能,供能；易消化吸收的脂肪；乳脂肪是各种饮食脂肪和油中消化性最好的。乳脂肪的食用价值。,.,（2）乳蛋白,乳中所含的氮约95%是以蛋白质的形式存在；乳中的蛋白质统称为乳蛋白，分为：酪蛋白，乳清蛋白，乳脂肪球膜蛋白。,.,酪蛋白,酪蛋白是乳腺自身合成的含磷的酸性蛋白，在乳中与钙离子结合并形成微团结构，是乳中的主要营养性蛋白，也是乳中丰富的钙磷来源。s、和等类型。,.,乳清蛋白,分为-乳清蛋白和-乳球蛋白。前者存在于所有动物的乳中，乳中的浓度通常比较低，是乳腺特有的乳糖合成酶二聚体中的一个调节成分。,.,乳清中还有一定量来自血液的血浆清蛋白和免疫球蛋白。初乳中常有高浓度的免疫球蛋白。母体血液中的免疫球蛋白不能直接传给胎儿，而是通过初乳向新生幼畜转移免疫球蛋白，使新生幼畜获得被动免疫力。,.,人和各种动物乳中酪蛋白和乳清蛋白含量（）,.,乳中蛋白质的功能,酪蛋白:是新生幼仔最具营养价值的蛋白质，同时也提供钙、磷等营养素。在新生幼仔胃肠道可释放多种生物活性肽，对幼仔的消化、营养、免疫等发挥调节用；,.,-乳清蛋白：氨基酸组成与婴儿的需求十分相近。除作为重要的营养源之外，-乳清蛋白是乳腺中乳糖合成酶的一个重要组分。,.,-乳球蛋白：在牛的肠道中与脂溶性维生素结合，利于它们的吸收和转运；乳清白蛋白：除提供氨基酸外，可结合激素与微量元素，作为物质的转移媒介；,.,乳铁蛋白：抑制细菌生长、抗病毒作用、抑制自由基形成、促进细胞生长、提高免疫能力、抗氧化、促进双歧杆菌增殖等。,.,多种酶和多种激素和生长因子，在乳中的浓度都高于血浆，并且在初乳中浓度最高，不仅对于维持母畜乳腺的健康与功能有关，而且对新生幼仔消化道发育、代谢和免疫至关重要。,乳中其它蛋白和酶、激素,.,（3）糖类,大多数哺乳动物乳中的主要糖类是乳糖，是乳腺特有的产物，在动物的其他器官中没有游离的乳糖，是维持乳的渗透压的重要成分。,.,人和各种动物乳中乳糖的含量（%）,.,乳糖的功能,为生理活动提供能量；促进肠道内钙磷等的吸收；参与机体组成和细胞活动；乳糖消化吸收和乳糖不耐症。,.,（4）盐类和维生素,乳中无机盐约占0.75%,包括钾、钠、钙、镁的磷酸盐、氯化物和柠檬酸盐，还有微量的重碳酸盐。乳与血液相比，有较多的钙、磷、钾、镁、碘，但钠、氯和重碳酸盐则较少。,.,2乳的生成,乳中主要成分是由乳腺腺泡和细小乳导管的分泌上皮细胞，利用简单的前体分子（葡萄糖、氨基酸、-羟丁酸和脂肪酸等）合成的。,.,（1）乳脂的合成,乳中的甘油三酯主要是通过磷酸二丙酮还原为-磷酸甘油途径合成得到；乳糜微粒和低密度脂蛋白转运到乳腺组织中去的甘油三酯的水解来提供甘油。,.,.,（2）乳蛋白质的合成,乳中蛋白质有两个来源：由乳腺从头合成：如酪蛋白、-乳清蛋白、-乳球蛋白等，是乳腺特有的；来自血液蛋白质，主要有免疫球蛋白和血浆清蛋白等。,.,乳蛋白质编码的基因的表达具有明显的组织特异性和阶段特异性。仅在乳腺上皮细胞中进行表达；并且发生在哺乳母体分娩前和之后的相当长一段时间的泌乳期中，乳腺合成的乳蛋白很少进入动物的循环系统。,乳腺从头合成的蛋白质,.,乳中血液来源的蛋白质,乳中还有5%-10%的蛋白质不是乳腺自身合成的，而是来源于血液。血浆清蛋白：在初乳中的浓度高于常乳。免疫球蛋白：初乳中的免疫球蛋白有很高的浓度远高于常乳中的水平。,.,蛋白质是在乳腺细胞内粗面内质网层上合成的,.,（3）乳糖的合成与分泌,乳糖由葡萄糖和半乳糖构成的双糖，半乳糖本身实际上来自葡萄糖。乳糖合成酶催化半乳糖和葡萄糖连接形成。,.,二蛋的生物化学,（一）蛋的结构及成分（二）蛋的形成,.,（一）蛋的结构,由外向内蛋壳、蛋清和蛋黄三个部分组成。1蛋壳的结构蛋壳由角质层、蛋壳和蛋壳膜所构成。,.,又称外蛋壳膜，是一层覆盖在鲜蛋外表面上的由可溶性胶原粘液干躁而形成的透明薄膜。它透水透气，覆盖在蛋壳上的小孔上，有抑制微生物侵入蛋内的作用。,角质层,.,是包裹在蛋内容物外的碳酸钙硬壳，它使蛋具有形状并保护内部的蛋清和蛋黄。蛋壳上分布有许多微小气孔，作为鲜蛋本身进行气体代谢的内外通道。,蛋壳,.,蛋壳膜分为内外两层，由角蛋白纤维形成的网状结构。外膜:稍厚，纤维较粗。内膜:又称蛋白膜，较薄，纤维致密，有更强的保护作用。在蛋的钝端，内外两层壳膜分离形成气室。,蛋壳膜,.,.,2蛋清的组成,蛋白膜之内为蛋清，是颜色微黄的胶体，约占蛋总重的60%。蛋白由外向内可分为四层：外层稀薄蛋白，占23.2%，中层浓厚蛋白，占57.3%，内层稀薄蛋白，占16.8%，系带膜厚蛋白，占2.7%。,.,卵清蛋白在蛋清中含量最多，占总蛋清蛋白的54%是一个含磷酸基的糖蛋白。,伴清蛋白约占蛋清总蛋白的13%，它是一个糖蛋白。与许多金属特别是铁结合牢固，具有抑菌功能。卵类粘蛋白约占蛋清总蛋白的11%，含糖类20%-25%，抑制蛋白酶。,.,卵球蛋白G2和G3能抑制病毒的血凝集作用。溶菌酶占蛋清总蛋白的3-4%，抗菌蛋白。卵粘蛋白约占蛋清总蛋白的1.5-2.9%。溶解性弱，纤维状，浓厚蛋白的主要成分。,.,黄素蛋白能与核黄素结合得很稳定功能可能是将核黄素转移到胚胎中。卵巨球蛋白是蛋清中在免疫学上唯一具有广谱交叉反应的成分，有强的免疫原性。卵糖蛋白是酸性糖蛋白，约含己糖13.6%，己糖胺13.8%，唾液酸3.0%。,.,（10）卵抑制剂占蛋清总蛋白量的0.1%-0.5%。为糖蛋白，能抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶。（11）抗生物素蛋白含量最少的成分，占0.05%，它可结合生物素，能抑制细菌对生物素的摄取。（12）无花果蛋白酶抑制剂：能抑制木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶。,.,3蛋黄的结构,蛋黄是蛋清包围的球状体。蛋黄由蛋黄膜、蛋黄内容物和胚胎所组成。蛋黄膜是蛋黄外面的透明薄膜，分为三层，内外两层为粘蛋白，中间为角蛋白。,.,.,蛋黄的组成很复杂，50%是蛋白质和脂类。脂类主要以脂蛋白形式存在，还含有糖类、酶类、矿物质、维生素、色素、磷脂蛋白。,蛋黄的组成,.,低密度脂蛋白所含脂类占蛋黄总脂类的95%。组成为蛋白质11%，中性脂类66%，磷脂23%，磷脂23%。卵黄脂磷蛋白(高密度脂蛋白)蛋黄中绝大部分铁和钙存在于其中。组成为：蛋白质78%，脂类20%。,.,卵黄高磷蛋白是蛋黄中主要的磷蛋白，磷占所有蛋白质中磷的80%，而所含的蛋白质则仅占卵黄所有蛋白质的10%。卵黄蛋白是水溶性蛋白质用电泳或超速离心可分出、三种形式。,.,黄素蛋白通常与核黄素以1：1形成复合体。此外蛋黄还含有叶黄素、玉米黄素和胡萝卜素等一些脂溶性色素因此蛋黄会有颜色。,.,（二）蛋的形成,1蛋黄的形成2蛋清的形成3蛋壳的形成,.,1蛋黄的形成,当产蛋鸡接近性成熟时，肝脏重量及其脂肪含量以及血脂含量都增加，肝脏中合成的卵黄蛋白质经血液到卵巢，再到发育中的卵，成熟的卵子脱离卵巢掉入输卵管，然后进入输卵管的漏斗部。,.,2蛋清的形成,卵,漏斗部,蛋清内层（浓厚）,膨大部,3h,蛋清中层（浓胶状蛋白质、Na、Ca2+、Mg2）,峡部,h,蛋清稀释提供G、水,壳腺,20h,蛋清分层,内层蛋白的粘蛋白形成系带,内层稀蛋白的形成,壳腺膨胀液加入蛋清中,中层浓蛋白外层稀蛋白,68h,.,.,3蛋壳的形成,卵由峡部运动至壳腺后，壳腺立即开始分泌。在起初的3-5h中，钙的沉积速度较慢，此后的沉积加快，并以恒定的速度沉积15-16h，直到产蛋。,.,卵由峡部运动至壳腺后，壳腺立即开始分泌。在起初的3-5h中，钙的沉积速度较慢，此后的沉积加快，并以恒定的速度沉积15-16h，直到产蛋。,.,蛋壳中的钙主要来源于饲料和骨骼。一方面壳腺上皮细胞中的钙离子直接来自血液，另一方面壳腺上皮细胞不断地将钙排到壳腺腔内。产蛋鸡的血钙含量为非产蛋鸡的2倍。,.,在产蛋期间，很多骨的髓腔被新的次级