蛋白质的营养

1、会计学1蛋白质的营养蛋白质的营养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。（一）蛋白质的元素组成 典型的蛋白质的元素组成 （）： C 51.055.0 S 0.5 2.0 H 6.5 7.3 P 0 1.5 O 21.5 23.5 N 15.5 18.0 -氨基酸 氨基酸的一般结构式R辅基结构 氨基酸 R辅基结构 氨基酸 氢原子 甘氨酸 硫醇 胱氨酸 脂肪烃 丙氨酸 蛋氨酸 缬氨酸芳香烃 苯丙氨酸 亮氨酸 酪氨酸 异亮氨酸 杂环结构 色氨酸 脂肪醇 天门冬氨酸 组氨酸 谷氨酸 亚氨基酸 脯氨酸

2、 含氮碱 赖氨酸 羟脯氨酸 精氨酸 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) 氨基酸的旋光性 （ L-

3、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十2H RCH2COOH十NH3l 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 O2 RCOCOOH十NH3l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

4、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。1. 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

5、白质的变性( 紫外线、热、强酸碱及有机溶剂）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. 纤维蛋白： 2. 胶原蛋白 3. 弹性蛋白 4. 角硬蛋白 1. 球状蛋白: 2. 清蛋白（白蛋白 ） 3. 球蛋白 4. 谷蛋白 5. 醇溶性蛋白 6. 鱼精蛋白 7. 组蛋白1. 脂蛋白 2. 核蛋白 3. 糖蛋白 4. 磷蛋白1. 色蛋白 2. 金属蛋白一、单胃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二、氨基酸的营养二、氨基酸的营养三、氨基酸的平衡理论及理想蛋白三、氨基酸的平衡理论及理想蛋白四、氨基酸的评价四、氨基酸的评价五、蛋白质的评价五、蛋白质的评价

6、一、单胃动物对蛋白质的消化吸收2.消化酶（表4-1）1.消化部位表表4-1 4-1 消化道内主要蛋白酶类消化道内主要蛋白酶类种类种类来源来源分解底物分解底物最终产物最终产物胃蛋白酶胃蛋白酶胃液胃液蛋白质蛋白质、胨、胨凝乳酶凝乳酶胃液（幼龄动胃液（幼龄动物）物）酪蛋白酪蛋白酪蛋白钙、酪蛋白钙、胨胨胰蛋白酶胰蛋白酶胰液胰液蛋白质、蛋白质、胨、肽胨、肽糜蛋白酶糜蛋白酶胰液胰液蛋白质、蛋白质、胨、肽胨、肽羧基肽酶羧基肽酶小肠液小肠液肽肽氨基酸氨基酸氨基肽酶氨基肽酶胰液胰液二肽二肽氨基酸氨基酸小肠液小肠液、胨、肽、胨、肽氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶小肠液小肠液、胨、肽、胨、肽氨基酸氨基酸HCL胃蛋白酶胃蛋白

7、酶胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶羧肽酶羧肽酶胃蛋白酶原胃蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶原糜蛋白酶原糜蛋白酶原羧肽酶原羧肽酶原壁细胞壁细胞主细胞主细胞胰胰AA & 二二/三肽三肽刷状缘刷状缘(肠细胞肠细胞)LargeProteinUnfoldedProteinSmallerProteinSmallerProteinSmallerProteinSmallerProteinAA, di & tripeptides吸收吸收肠激酶肠激酶胃胃小肠4.吸收（1）部位: 小肠上部（2）方式: 主动吸收（3）载体: 碱性、酸性、中性系统(1)动物年龄(消化酶发育的时间效应)(2)日粮蛋白质种类与水

8、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)5. 影响蛋白质消化吸收的因素(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)(7)饲养管理(补饲、饲喂次数、饲喂量）1. 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、抗体蛋白质是生命的基础，蛋白质的种类繁多，功能多样蛋白质是生命的基础，蛋白质的种类繁多，功能多样。氨基酸是组成蛋白质的基本单位饲料中存在的含氮物质的种类饲料中存在的含氮物质的种类蛋白质氨络物(Ammine)氨基酸（22种）肽(Peptide)核苷酸(Nucleotides)非蛋白

9、N(Non-protein nitrogenous )脂肪族氨基酸芳香族氨基酸亚氨基酸(Imino acid)生理活性物质（15种）普通肽生理活性肽2 肌酸（Creacine） 肌肉收缩时供给ATP3 谷胱苷肽（Glutathione） 活性氧解毒9 血浆激肽（Plasmakinin） 降血压、血凝、促膜渗透10 激肽（Kinin） 炎症、蜂毒、蛇毒等的发痛物质7-10 血管紧张素（Angiotensin）升血压、促激素分泌5-31 类鸦片肽（Opoid peptide）与吗啡受体结合后镇痛氨基酸残基氨基酸残基脯氨酸(Proline)中性氨基酸（10种）酸性氨基酸（2种）酰胺（2种）碱性氨基酸

10、（4种）苯丙氨酸Phneylalanine酪氨酸Tyrosine色氨酸Tryptophan氨氨基基酸酸河南科技大学动物科技学院甘氨酸 Glycine Gly.精氨酸 Arginine Arg.组氨酸 Histidine His.缬氨酸 Valine Val.亮氨酸 Leucine Leu.异亮氨酸 Isoleucine ILe.赖氨酸 Lysine Lys.蛋氨酸 Methionine Met.苯丙氨酸 Phneylalanine Phe.苏氨酸 Threonine Thr.色氨酸 Tryptophan Trp.名称英文缩写人 鼠 猪 狗 猫1） 禽2） 牛 日粮氨基酸必需氨基酸非必需氨基酸理

11、想蛋白实际蛋白质蛋白质中的氨基酸必需氨基酸非必需氨基酸赖氨酸是合成脑神经、生殖细胞等细胞核蛋白及血红蛋白的必要成分。可叫做“生长性氨基酸”。蛋氨酸为“生命性氨基酸”。也是重要的甲基供体，通过甲基转移，参与肾上腺素、胆碱和肌酸的合成。 色氨酸参与血浆蛋白质的更新，促进核黄素发挥作用，还有助于烟酸、血红素的合成。能促进维生素B2作用的发挥，并具有神经冲动的传递功能。精氨酸是生长期畜禽的重要氨基酸。在成年家畜体内可以合成，但幼畜合成的数量满足不了生长需要，而雏鸡没有合成精氨酸的能力。组氨酸 在血浆球蛋白中含量最多，它参与机体的能量代谢。苯丙氨酸 参与甲状腺素和肾上腺素的合成。苏氨酸 参与体蛋白的合成

12、，以及免疫球蛋白的组成。 亮氨酸 是合成体组织蛋白与血浆蛋白所必需的氨基酸，可促进小鸡的食欲和生长。异亮氨酸 与亮氨酸共同参与体蛋白合成。缬氨酸具有保持神经系统机能正常运转的作用。甘氨酸对禽类为必需氨基酸，雏鸡缺乏时易呈现麻痹症状，羽毛发育不良。酪氨酸生理功能是在甲状腺中经碘化形成甲状腺素，又用于形成肾上腺素和去早肾上腺素及黑色素。玉米-豆粕与花生饼饲粮必需氨基酸含量与标准比较（%）营养素标准玉米78%豆粕19%玉米78%花生饼19%蛋白质15100100精氨酸083126156甘氨酸058122119色氨酸014129107赖氨酸06010082蛋+胱氨酸0509488苏氨酸05710493

13、第一与第二限制性氨基酸添加效果饲料增重（g）玉米+豆粕400玉米+豆粕+赖氨酸500玉米+豆粕+色氨酸300玉米+豆粕+赖氨酸+色氨酸600三、三、理理想想蛋蛋白白（Idea河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院氨基酸Wang Fuller(1990)Lenis(1992)Baker(1997)张晋辉（2001）赖氨酸100100100100蛋氨酸3030蛋+胱氨酸60596060苏氨酸66635863色氨酸18211518亮氨酸111100100异亮氨酸606060缬氨酸756868苯丙氨酸5252苯丙+酪氨酸1209595精氨酸4242组氨酸383232河南科技大学动物科技学院河

14、南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院氨基酸不平衡对仔猪生长的影响日粮赖氨酸与粗蛋白质水平生产性能赖氨酸（%）粗蛋白质（%）增重（g）G/F日粮1（高粱+豆粕）1.0720.25400.52日粮2（高粱+花生粕）0.5420.22500.36日粮3+赖氨酸1.0720.24200.41日粮4+花生粕1.0740.03100.44河南科技大学动物科技学院试验前、后罗曼蛋鸡活体组成及模式氨基酸试验前活体试验后活体AA组成（）AA模式AA组成（）AA模式赖氨酸1.251001.20100苏氨酸1.07861.0184胱氨酸0.47380.4336缬氨酸1.23991.

15、1999蛋氨酸0.36290.3428异亮氨酸0.96770.9479河南科技大学动物科技学院罗曼蛋鸡产蛋前期的各种氨基酸模式氨基酸A*B*C*赖氨酸100100100苏氨酸787272胱氨酸272524缬氨酸1069897蛋氨酸434244异亮氨酸766973河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院家禽常用蛋白质饲料氨基酸利用率（丁晓明1996）原料赖氨酸蛋氨酸胱氨酸苏氨酸色氨酸豆粕9092838992棉粕6476727080菜粕7889768084花生粕8087808490葵粕8494818589芝麻粕5380755165河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学

16、动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院五、五、蛋蛋白白质质河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院利用能力。n母母鸡鸡在必需氨基酸平衡很好

17、的基础上，能够利用NPN合成一些氨基酸n微微生生物物从从肠肠道道释释放放的的氨氨基基本本无无用。用。n非非反反刍刍草草食食动动物物利利用用少少量。量。n兔兔等等有有食食粪粪癖癖的的非非反反刍刍动动物，物，能能有有效效地地利利用用NPN。河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院第三节 反刍动物蛋白质营养四四. .小肠消化小肠消化三三. .瘤胃降解蛋白与非降解蛋白及其调控瘤胃降解蛋白与非降解蛋白及其调控一一. .瘤胃微生物对氮的消化与利用瘤胃微生物对氮的消化与利用二二. .微生物蛋白质的品质微生物蛋白质的品质五五. .大肠消化大肠消化六六. .氨基酸营养氨基酸营养 七七.NPN.NPN的利

18、用的利用八八. .反刍动物蛋白质评价体系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皱胃皱胃唾液唾液尿素尿素尿素尿素肝脏肝脏NH3真蛋白真蛋白NPN瘤瘤胃胃蛋白质蛋白质肽肽菌体蛋白菌体蛋白氨基酸氨基酸NH3NPN蛋白质蛋白质 肽肽氨基酸氨基酸Proteoses蛋白胨蛋白胨小肠小肠氨基酸氨基酸 胰液胰液（胰蛋白酶）（胰蛋白酶）（糜蛋白酶）（糜蛋白酶）小肠液小肠液肽酶肽酶胃液（胃蛋白酶）胃液（胃蛋白酶）唾液唾液尿素尿素氨基酸氨基

19、酸肝肝组织组织氨基酸氨基酸皱胃皱胃图图1 1 反刍动物对蛋白质的消化吸收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图 瘤胃的氮素循环意义：节约蛋白质一、瘤胃微生物对N的

20、消化与利用河南科技大学动物科技学院（2）日粮CP水平3. 影响消化利用的因素（1）瘤胃内环境的稳定一、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二、微生物蛋白质的品质1.数量河南科技大学动物科技学院微生物蛋白平均含 AA 79%， DNA 4.1%, RNA 11.3% 细菌含CP 58-77%， 原生动物 24-49% 3. 品质MCP含所有的必需氨基酸品质次于动物性蛋白质，与豆粕蛋白质相当，优于谷物蛋白质。二、微生物蛋白质的品质河南科技大学动物科技学院（1）MCP生物学价值平均为 70-80% 原生动物（真消化率88-91%）优于细菌（真消化率66-74）（2）绵羊的MCP： 表观

21、消化率77.5% 小肠真消化率 84.7% BV 66-87% 总氮利用率54%二、微生物蛋白质的品质河南科技大学动物科技学院（3）微生物蛋白品质次于优质饲料蛋白, 原因:因此,保护优质饲料蛋白,防止瘤胃降解可提高蛋白的生物学价值。二、微生物蛋白质的品质河南科技大学动物科技学院 酪蛋白 90 豆粕 39-60 花生饼 63-78 棉仁饼 60-80 秘鲁鱼粉 30 菜籽饼 75 大麦 72-90 玉米 40 白三叶 47 黑麦草 59-70 苜蓿干草 40-60 玉米青贮 40 三、瘤胃降解蛋白与非降解蛋白及其调控1.饲料蛋白的降解率 平均约60%（表4-13）表13 饲料蛋白的降解率河南科技

22、大学动物科技学院影响降解率的因素（1）溶解度（2）蛋白质结构（3）采食量（4）食糜通过速度（5）碳水化合物水平与种类三、瘤胃降解蛋白与非降解蛋白及其调控河南科技大学动物科技学院2.调控河南科技大学动物科技学院四、小肠消化1.方式与产物 ：与单胃动物相同2. 底物： 与单胃动物不同MCP 占50-90%RDP 占10-50%底物河南科技大学动物科技学院与单胃动物相同。进入盲肠的N 占摄入N的20%。 五、大肠的消化河南科技大学动物科技学院六、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

23、利用原理尿素NH3 + CO2CH2OVFA + 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

24、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（3）正确的使用技术河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院河南科技大学动物科技学院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、尼尼龙龙袋袋河南科技大学动物科技学院新新体体系系（小小肠肠微微：河南科技大学动物科技学院第四节 蛋白质周转代谢一一. .周转代谢的概念周转代谢的概念二二. .蛋白质周转代谢的生物学意义蛋白质周转代谢的生物学意义三三. .蛋白质周转代谢的规律蛋白质周转代谢的规律四四. .蛋白质周转代谢的调控蛋白质周转代谢的调控

25、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SBEI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AAB+I： 进入代谢库的AAS：蛋白质合成率B：蛋白质降解率S+E = B+ISB = I E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

26、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* 示踪氨基酸肝脏胰脏十二指肠空肠回肠结肠肾脏肌肉心脏皮肤L-14C亮氨酸10314171453534378913L-14C赖氨酸1238144683932179720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制制性性氨氨基基酸、酸、可可消消化化粗粗蛋蛋白、白、蛋蛋白白质质生生物物学学价价值、值、净净蛋蛋白白利利用用率、率、蛋蛋白白质质效效率率比、比、化化学学比比分、分、必必需需氨氨基基酸酸指指数、数、可可消消化化氨氨基基酸、酸、可可利利用用氨氨基基酸、酸、有有效效氨氨基基酸、酸、瘤瘤胃胃降降解解蛋蛋白白质、质、降降解解率、率、理理想想蛋蛋白、白、氨氨基基酸酸的的不不平平衡、衡、氨氨基基酸酸的的拮拮抗、抗、氨氨基基酸酸中中毒、毒、非非蛋蛋白白氮氮（NPN）瘤瘤