饲料化学教学教案

饲料化学教学教案

养殖生产中的动物必须不断地从外界摄取各种营养物质。这些营养物质主要来自于各种

植物性和动物性的饲料。因此，了解构成饲料的各种营养物质的化学基础，是我们进一步学

习饲料营养价值评定、饲料原料、饲料资源开发与饲粮配置技术的基础。

第一节碳水化合物

碳水化合物（carbohydrate）是自然界分布最广的,类有机物质，更是植物性饲料的一

项重要组成成分，其含量一股约占植物体干物质总重的50%〜80%。而在除乳以外的动物

性饲料中，碳水化合物总量虽不及1%,但却是动物体中重要的组织、能源、贮备物质和合

成某些外分泌成分如乳脂、乳糖的原料。因此碳水化合物常被人们视为一种重要的营养物质。

碳水化合物的名称来源于法语hydrate（氢氧化物，水化物）decarbone,最初用于含有

C、H、0元素的化合物。碳水化合物主要由碳、氢、氧三大元素遵循C:H:O为1:2:1的

结构规律构成基本糖单位，可用通式［（CH2O）n］描述不同碳水化合物分子的组成结构。但少

数碳水化合物并不遵循这一-结构规律。饲料中所含碳水化合物种类较多，但根据单糖的聚合

度，主要分为3大类（如图2—1）：即单糖（不能被水解的简单化合物）、低聚糖（单糖聚合度W

10的碳水化合物，又称其糖）和高聚糖（单糖聚合度＞10的复杂碳水化合物，又称多糖此

外，尚含•些糖类衍生物［如几丁质、甘油等）。

丙糖：甘油醛、二羟丙酮

'丁糖：赤鲜糖、苏阿糖等

J戊糖：核糖、核酮糖、木糖、木酮糖、阿拉伯糖等

单糖己糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等

、庚糖：景天庚酮糖、帝萄庚酮糖、半乳庚酮糖等

,衍生糖：脱氧糖、氨基糖、糖醇、糖醛酸、磷酸糖酯等

双糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖、蜜二糖

［三糖：棉籽糖、龙胆三糖、松三糖、洋槐三糖

《四糖：水苏糖

低聚糖-油工廿世*rfi

五糖：毛枝草糖

六精：乳六糖

j戊聚糖：阿拉伯树胶、木糖

J葡聚糖：淀粉、糊精、糖原、纤维素

/均多糖：果聚糖：菊糖、左聚糖

I多聚糖（【半乳聚糖

任露聚糖

杂多糖：果胶、树胶、半纤维素、粘多糖、透明质酸等

其它化合物：几丁质、硫酸软骨素、糖蛋白、糖脂、木质素等

图2-1碳水化合物分类图

一、单糖

单糖（monosaccharide）是最端单的一类碳水化合物，包括丙糖、丁糖、戊糖、己糖、

庚糖及衍生型。其分子结沟特点是：①I个碳原子的2个共价键分别与1个氢原子和1个羟

基相连（H—f—OH）,下余2个价键再分别与其它碳原子相连；②每个糖分子中均含有1个

拨基（=CO也称碳氧基）。也就是说，从化学结构特点看，单糖属多元羟基醛、酮或它优的缩

合物.故有人又将单糖分成醛糖（如前萄糖）和酮糖（如果糖）（如图2-2）。

OH

CHOCHOH

12H~!-|CH20H

(午HOH)nF=o1

(CHOH)n-1O『|

CH2OH(CjHOH)n-11

(CJHOH)n.|O

CIbOH

CH2OH

CH2

醛糖酮糖

环状醛糖环状酮糖

图2-2醛糖与酮糖的结构式

图2-3环状醛糖与环状酮糖的结构式

单糖不仅有链状结构，同样还有环状结构（如图2-3）。一般在单糖分子中碳原子数达5

个时可借助“氧桥”形成稳定的环（含8个碳原子的单糖少见）。单糖的链状结构和环状结构

实际上是同分异构体。环状结构最重要，例如葡萄糖在晶体状态或水溶液中，绝大部分是环

状结构，在水溶液中链状结构和环状结构可以互变。

所有糖类都有不对称谈原子，故都具有旋光性。旋光性也是鉴定糖的重要指标。丙糖是

最简单的单糖，比较重要的丙糖有甘油醛（丙醛糖）和二羟丙酮（丙酮糖）。它们的磷酸酯

是糖代谢的重要中间产物。现以具有1个不对称碳原子的最简单的单糖一一甘油醛为例说明

糖的旋光性。凡翔基在甘油醛的不对称碳原子右边者被称为D・型，而在左边的称为L・型（如

图2⑷

CHOCHO

I

H—C—OHHO-H

8H20HI

CH2OH

由于单糖分寸D（+）-甘油醛L(-)-甘油醛(-CHO)或酮基(=C=0)

的结构，这就使柒图2~4D-甘油醛和L-廿油醛的结构式4、氨基化等），乂可产生醛

或酮化学反应（如_—is,…某些金属离子，尤其是铜离

子或银离子的还原能力来说明它们的还原性，并作为鉴定还原糖的基础。这些醛糖或酮糖在

化学反应或酶促反应中被氧化成糖酸（还原糖）或被还原为醇。

单糖中以戊糖（五碳糖）和己糖（六碳糖）最为常见，对动植物来说也是最重要的。其因戊

糖中的核糖是核酸的组成成分；木糖是半纤维素和果胶的组成成分，反刍动物可借助瘤胃微

生物发酵作用，使90%以上木糖被消化利用。另外，也有报告指出，木糖及木磺酸等具有

促进畜禽代谢和营养吸收功能。己糖中的葡萄糖是动物体极易吸收的一种糖（胃壁直接吸收）,

可为动物组织提供能量，在植物体内也可以纤维素、淀粉等化合态形式贮存起来。果穗（由

葡萄糖经异构化反应转比而来）是糖中最甜者，供能上虽与葡萄糖相同，但在吸收、运载等

营养生理过程中却存在一定的差异，故应注意合理利用。

二、低聚糖

低聚糖（oligosacchardc）一般是指由2〜6个单糖通过糖昔键组成的一类糖。其中以双

糖分布较广，营养意义较大。

（一）双糖

双糖（disaccharide）又称二糖，是由2分子单糖脱水缩合而成的一类糖。植物组织中存

在的双糖主要有蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖、海藻糖、蜜二糖等，而动物乳中则含有较

多乳糖。双糖在动物体消化道内需经相应酶作用分解成单糖，才能被动物体吸收利用。

1.蔗糖蔗糖（sucrose）是由葡萄糖和果糖组成的一种非还原性二糖，分布较广、含

量较高的有甜菜（15%〜20%）、甜高梁（10%〜18%）、甘蔗（10%〜15%）、枫树（3%〜

6%）等。各种果实、根茎类、蔬菜与树木汁液中也有不等含量。

初生乳猪小肠和胰脏分泌的蔗糖的极微，在生后1周内只能利用乳糖或葡萄糖，若喂蔗、

果糖，则可引起乳猪严重下痢，一般乳猪出生后2周才可喂少量蔗糖或淀粉。犊牛消化道内

的双糖酶或胰碳水化合物酶发展更慢，2月龄时才可利用。

2.麦芽糖麦芽糖（mallose）为淀粉与糖原的组成成分，由2分子葡萄糖缩合生成，

也属•种还原性双糖。大量存在于发芽的谷物中尤其是麦芽中。动物体内含相应的酶，故可

被直接吸收利用。。

3.乳糖乳糖（lactose）是半乳糖以B-1,4糖苜键与葡萄糖结合而成的一种还原性双

糖，主要存化哺乳动物乳中。动物种类不同，乳中含量不同，如牛乳中含4.5%〜5.5%,猪

乳中含4.9%,马乳中含6.1%,山羊乳中含4.6%,人乳中含4.0%〜5.0%。由于乳糖酶仅存

于哺乳动物有触体内，因此成年家畜如摄取如糖过多时，除被肠道微生物发酵后吸收外，剩

余者排出体外。

4.纤维二糖纤维二糖（cellobiose）是纤维索的基本构成单位，也是其它不少多糖和

糖忒的组成成分，它是2个葡萄糖分子以B-1,4糖背键连接的。自然界中无游离态，只有

当纤维素经微生物发酵、悔解或酸水解时，才会产生游离态纤维二糖。动物体内无相应水解

它的酶（B-葡萄糖甘酶），故无法直接利用。

其他双糖还有蜜二糖、龙胆二糖、松二糖等。

（二）其它常见的低聚糖

其它常见的低聚糖主要有棉籽糖、水苏糖等。

1.三糖主要的三健（trisacoharide）有棉籽糖、甘露三塘等。棉籽糖是由半乳糖、葡

萄糖和果糖组成的一种无还原性三糖，棉籽中含量较高约（8.0%）,大豆、成熟的甜菜及蔗

糖废糖蜜中有一定含量（约0.5%）。

2.四糖主要四糖（tetrasaccharide）为水苏四糖，是一种由I分子果糖、1分子葡萄

糖和2分子的半乳糖组成的四糖，常见于多种植物的根茎和籽实中，而以唇形科水苏属

（S/aM.ys）植物含量较高。

3.甘露其糖甘露寡糖（……），又称甘露低聚糖或葡甘露寡聚糖，是由几个甘露糖分

子或甘露糖与葡萄糖通过。-1,6、a-1,2或a-1,3糖昔键连接组成的低聚糖。甘露寡糖广

泛存在于魔芋粉、瓜儿豆狡、田菁胶及多种微生物细胞壁内（葡甘寡聚糖）。目前饲料添加

剂用甘露寡糖主要是通过对酵母细胞壁的提取，其中含有磷酸化的甘露糖。少量的葡萄糖和

一些蛋白质。作为饲料添加剂用的甘露寡糖多为二糖、三糖、四糖等结构的混合物。甘露寡

糖不为单胃动物消化道酶分解。有报道:甘露寡糖可作为动物肠道内有益微生物如双歧杆菌、

乳酸杆菌等的营养素，有促进消化道有益菌株的增殖和抑制有害微生物的作用，同时还有促

进机体免疫力提高和促进动物生产的作用。另外有报道果寡糖等低聚糖也有类似作用。

其他低聚糖还有五糖一毛蕊.草糖（3半乳糖+1葡萄糖+1果糖）及乳六糖等。

（三）利用低聚糖应注意的问题

1.动物本身无消化棉籽糖和水苏糖等的酶，故无法对其直接利用。大肠微生物虽对其

可进行发酵，但常产生引起胃肠瞰气的气体如C02和Hz。因此，豆类或豆类产品等食入过

多时，易发生肠胃胺胀。

2.低聚糖中，有的有还原性（如麦芽糖），有的无还原性（如蔗糖）。了解还原性的意义在

于，原料或成品中单糖或还原性糖的炭基，在加热或长期贮藏过程中，易与氨基酸或胺发生

缩合反应（埃氨反应），并产生黑褐色素。此反应被称为“褐变反应”或“美拉德反应”（Maillard

Reaction）o反应结果可降低饲料中有效氨基酸含量，使整个饲料营养价值下降。

三、多糖

多糖（polysaccharide）是由10个糖单位以上单糖分子经脱水、缩合而成，属一类结构

兔杂的高分子化合物，一股单糖数多在百个以上。多糖广泛分布于植物和微生物体内，动物

体内也有少量分布（主要为糖原）。从其功能角度考虑多糖可以分成营养性多糖（贮存性多

糖）和结构多糖，如淀粉、菊糖、糖原等属营养性多糖，其余多糖属结构多糖。多糖一般不

溶于水，只有水解或发醉后才能被动物吸收利用。

（一）淀粉

淀粉（starch）是由D—锚萄糖组成的•种多糖，以微粒形式大量存在于植物种子、块

茎及干果实中，属植物体中一种贮藏物质。玉米、高粱、小麦等谷实中含量高，一般可达

60%〜70%；甘薯、木薯、马铃薯中含量约25%〜30%。淀粉分直链淀粉（溶于热水）和支链

淀粉（不溶于热水）2种，前者是葡萄糖以a7,4糖背键连接的链状分子；后者是除葡葛糖以

a-1,4糖苜键结合的主链外，尚含有a-1,6糖昔键与主链相连的支链。来源不同，直、支链

淀粉含量比例不同。一般淀粉中，直链淀粉约占15%〜25%,余为支链淀粉。而糯米、粘

高梁中99%的淀粉属支链淀粉。豆类中淀粉虽含量不高（如大豆仅含0.4%〜0.9%）,但全属

直链淀粉。

1.淀粉的特性淀粉的特性可概括为“三化”，即期化、老化和胶化。

（1）糊化指天然淀粉颗粒（生淀粉、B-淀粉）在适当温度（不同淀粉要求不同温度〕下在

水中膨润，分裂成均匀、有粘性的糊状溶液，此现象即称为淀粉的糊化，处于这种状态的淀

粉被称为淀粉。一般支链淀粉易于糊化。淀粉糊化的实质是淀粉分子间氢键断裂和联系

变松散，故a-淀粉易于消化利用。

（2）老化是指糊化淀粉缓慢冷却或在室温下长期放置后变得不透明，甚至产生沉淀,

此现象即称淀粉的老化。一般直链淀粉易老化。老化的淀粉较难以被淀粉陋水解，不利动物

消化利用。淀粉老化的实质是相邻分子间断裂的氢健逐渐恢复，部分致密、高度晶化的淀粉

分子微束重新形成。生产中对淀粉的老化特性应特别重视，以防造成浪费。

（3）胶化是指利用高温或其它手段使淀粉粒破碎的过程。淀粉产生胶化的原因是淀粉

分子中虽含有很多的羟基，但这些羟基是通过高强度化学氢键结合的，从而使淀粉具有不同

程度的抗涨破或抗压碎能力。特别是马铃薯中的淀粉粒，若不经高温处理，猪禽消化道中的

酶就无法进入淀粉粒内，从而产生消化障碍。

2.动物对淀粉的消化利用动物采食饲料后，饲料中的淀粉便会在淀粉酶的作用下，

降解为多个长短不一的多昔链片段（统称糊精），然后再变为麦芽糖，最终以葡萄糖的形式被

吸收利用。

（二）糊精糊精（……）是淀粉消化或加温水解而产生的一系列有支链的低分子化合

物。据研究，支铳淀粉在动物消化过程中可先分解成极限糊精，a-极限糊精再在糊精酶

作用下进一步水解成麦芽糖与葡萄糖，供动物利用。由于糊精是嗜酸菌的良好培养基，因而

在动物消化道内尚有促进B族维生素合成的功效。

（三）糖原糖原（glycogen）结构与支链淀粉相似.，是糖在动物体内存在的另一种形

式。除酵母中含量较高外［占干物质的3%〜20%）,一般饲料含量极微。

糖原由葡萄糖合成。化学上把由葡萄糖合成糖原的过程称为糖原生成作用。

糖原的分解是糖原首先在磷酸化酶催化下牛成葡萄糖-1-磷酸,又在磷酸葡萄糖变位酶

催化下转变成葡萄糖-6-磷酸，最后再在葡萄糖-6-磷酸酶催化下在肝、胃中水解为葡萄糖和

磷酸，以补充血糖。

（四）非淀粉多糖非淀粉多糖（non-starchpolysaccharides,NSP）是植物的结构多糖的

总称，是植物细胞壁的重要成分。它主要由纤维素、半纤维素、果胶和抗性淀粉（阿拉伯木

聚糖、B-葡聚糖、甘露聚糖、葡甘聚糖等）组成。纤维素属于不溶性NSP,其余的属于可

溶性NSP。可溶性NSP的抗营养作用日益受到关注。大麦中的可溶性NSP主要是8-薰聚糖

和阿拉伯木聚糖，猪鸡消化道内缺乏相应的内源酶，因此不能将其消化。

I.纤维素纤维素（cellulose）广泛存在于植物界，是植物细胞壁的主要结构成分。

秸秆饲料中含量高，其量超过其它碳水化合物的总和。

纤维素的化学结构是由多个BT,4糖甘键连接的葡萄糖聚合体，呈扁带状微纤维。由

于微纤维间与氢键牢固联连接，因而使纤维素具有基本穴溶性和极大的抗酶性。哺乳动物体

内不含BT,4糖昔键水解酶（纤维素酶），故无法直接利用，但消化道内共生的细菌、真

菌分泌的纤维素陋可分解纤维素供动物利用。

2.半纤维素半纤维素（hemicellulose）是由多个高聚糖组成的一种异源性混合物，

包括戊聚糖、己聚糖等各自的聚合体。其中戊聚糖中的木聚糖是构成植物茎叶、秸秆的骨架。

而果聚糖则为植物体的贮存物质（牧草中含量较多）。虽然半纤维素总是与纤维素共同存在于

植物细胞壁中，但却属于2种完全不同的高聚糖。研究表明：半纤维素在细胞壁中与果胶的

共价键相结合，与纤维素则以氢键相连接，从而更加增强了细胞的坚实度。特别是随着植物

生长期的延长和木质素的增多，植物体的坚实度进一步增强，其消化性更随之下降。

纤维素和半纤维素虽为草食动物重要的营养物质，但对单胃动物却被列为限制因子。

为了提高纤维素、半纤维素的消化性，多年来国内外学者先后研究与推广粗饲料的碱化、氨

化、微贮处理以及通过添加B-葡聚糖酶、纤维素陶等来提高饲料的利用率。

3.果胶果胶（pectin）属胶状多糖类，是细胞壁成分之一，广泛存在于各种高等植

物细胞壁和相邻细胞之间为中胶层中，具粘着细胞和运送水分的功能。果胶溶「水，而在

酒精及某些盐（硫酸镁、硫酸钱和硫酸铝等）溶液中凝结沉淀，通常利用这•性质提取果胶。

果胶为白色或淡黄褐色的粉末，微有特异臭，味微甜带酸，无固定熔点和溶解度，相对密度

约为0.7,溶于20倍的水可形成乳白色粘稠状液体，呈弱酸性，不溶于乙醇及其它有机溶

剂，能为乙醉、甘油和蔗糖糖浆润湿，与3倍以上的砂糖混合后，更易溶于水。

植物中的果胶物质一般有3种形态，即原果胶、果胶和果胶酸。原果胶多与纤维素、

半纤维素结合，存在于细胞壁中，不溶于水，但可水解成果胶。果胶是按基不同程度甲酯化

与中和的聚半乳糖醛酸苗堆，存在植物汁液中。果胶酸是羟基完全游离的聚半乳糖醛酸甘链,

梢溶于水，能产生不溶性沉淀。总之，果胶物质是不同程度酯化与中和的a-半乳糖醛酸以

1.4-糖背键形成的一类聚合物.

据研究，软组织中含果胶物质较多，如柑皮干物质中约含30%〜50%,胡萝卜约含10%,

西红柿、马铃薯分别含3%和2.5%。大多数植物，特别是水果未成熟时果胶物呈不溶状,

成熟后果胶变成水溶状。水溶状果胶物易被消化道微生物分解，供动物利用，而与木质素结

合者利用率极低，这点在禾本科牧草中表现更为突出。

近年来有研究认为：用含10%果胶的饲料喂大鼠，可使大鼠结肠癌发病率减少50%,

血中胆固醇水平下降20%〜30%。产生这一结果的原因可能是果胶干扰了影响结肠细胞中

遗传物质的致癌原：果胶与胆汁结合，抑制了胆汁在小肠的吸收，从而使血脂下降。

（五）木质素木质素（lignin）是一种高分子苯基丙烷的非晶体聚合物。与碳水化合物

相比较，碳多（氢氧比并非2:1）,且常含氮，因此严格地来说它不属碳水化合物。木质素的

准确化学结构至今尚不太清楚，但经用同位素标记物研究，木质素合成是以芳香族氨基酸（苯

丙氨酸、酪氨酸）开始的，即先由芳香族氨基酸形成基质物质（如松柏醇），再经细胞壁过氧化

物酶氧化，最终聚合而成s并认为木质素与半纤维素之间以共价键连接。但也有报道认为,

植物不同，木质素与纤维素或半纤维素连接的键合不同。即禾本科牧草以酯键结合，豆科牧

草以醒键结合。由于这2种键合物均不能被哺乳动物酶和消化道微生物产生的酶作用，从而

使纤维素和半纤维素的消化性下降。

据研究，碱处理高度木质化的秸秆，可打破木质素与半纤维素之间的化学键，释放出

较易消化的半纤维素，以改善秸秆的营养价值。自然界虽也存在某些需氧微生物和真的可使

其结合键断裂（使木材和饲草腐烂），但何种微生物以何种方式分解，能否服务于生产等问题,

尚需进•步探讨。

（六）结合糖结合糖（boundsaccharide）是指糖与非糖物质的结合物。常见的有与蛋白质

结合，统称为糖蛋白。它分布广泛，具有多种生物学功能。

氨基多糖又称粘多糖或糖胺聚糖。它是一类含氨基糖或氨基糖衍生物的杂多糖，是由

多个二糖单位形成的长链多聚体，其主链由己糖胺和糖陛酸组成，有的含有硫酸根。常见的

氨基多糖有硫酸软骨素、透明质酸、硫酸皮肤素、硫酸角质素等。

蛋白多糖又称粘蛋白或蛋白聚糖。这类物质有蛋白质和氨基多糖通过共价键相连接而

构成。蛋白多糖是动物组织细胞间隙中的重要成分。

第二节含氮化合物

饲料中所有含氮物质统称为粗蛋白（CrudeProtein,CP）,它又包括真（纯）蛋白质与

非蛋白含氮物（NPN）。氨基酸是组成真蛋白质的基本单位，主要由C、H、O、N四种元索组

成（约占98%）,同时还有少量的S、P、Fe等元素。非蛋白含氮物又包括游离氨基酸、钱

盐、肽类、酰胺、硝酸盐等。

多数饲料中蛋白质含氮量近于16%（变幅在14.90%〜18.87%）,因此饲料中的粗蛋白

质含量被定义为：

饲料CP含量=6.25X饲料含氮量

但实际上不同种类饲料间蛋白质的含氮量存在差异，表2-1中列出了几种饲料根据其含

氮量的蛋白质含量换算系数。另外，不同饲料的NPN种类与比例也存在差异，例如几种饲

料的NPN占总氮的百分比：青饲料40%,甜菜50%,青贮饲料30%〜60%,马铃薯30%〜

40%,麦芽30%,成熟籽实3%〜10%。

表2-1不同饲料蛋白质的换算系数

饲料名称换算系数饲料名称换算系数

玉米6.25全脂大豆粉5.72

豆类5.46小爰粉5.83

棉籽5.30乳及孔制品6.28

向日葵饼5.30大麦5.83

燕麦5.83黑麦5.83

一、蛋白质的性质与分类

（一）蛋白质的性质蛋白质（protein）同糖类一样，具有水解特性。它可在酶、酸、

碱等条件下发生水解陈、多肽、氨基酸等。有些蛋白质对动物消化酶有很强的抗性，如硬蛋

白，但在高温高压或酸性溶液的条件下可发生水解。如利用这•原理生产水解羽毛粉。

所有的蛋白质均具有胶体性质，但它们在水中的溶解度不同。其溶解度在由角蛋白的

不溶解到白蛋白的高度溶解范围内变动，溶解的蛋白质可以通过添加某些盐类如Na。、或

（NHSSOa,使它们从溶液中沉淀出来。这是一种物理过程，蛋白质的性质并未改变，将已

沉淀的溶液稀释，能使蛋白质再次溶解。

尽管蛋白质肽键内存在的是无酸碱反应的氨基和酸基，但在它们肽键的两个末端或侧

链氨基酸残基上，含有许多自由氨基或自由按基。所以，与氨基酸一样，蛋白质也是两性电

解质。各种蛋白质显示其各种特定的等电点，蛋白质在等电点易生成沉淀，这个特性被常用

作蛋白质的分离提纯。并且由于其大分子和离解度低，在维持体内蛋白质溶液形成的渗透压

中起重要作用，这种缓冲和渗透作用对于血液蛋白质维持体内环境的稳定和平衡具有非常重

要的意义。

在某些因素的作用下，蛋白质会变性，所谓蛋白质变性是指任何非水解蛋白质作用造

成天然蛋白质独特结构的改变所引起的蛋白质化学性质、物理性质和生物学活性上的固定变

化。如加热作用使许多蛋白质发生凝固。除了加热以外，还有许多能引起蛋白质变性的试剂，

包括有强酸、碱、乙醇、丙酮、眠以及重金属盐类。

（二）蛋白质的分类天然饲料中，蛋白质种类多，结构复杂，分类方法较多。常见

的分类方法有如下几种:

按生理功能可分为：结构蛋白（如胶原纤维、肌原纤维等）、贮藏蛋白（如清蛋白、谷蛋白、

酪蛋白和生物活性蛋白（如酶、激素等）。

按蛋白分子形状可分为：球蛋白和纤维蛋白。

按加工性状表现可分为：面筋性蛋白（醇溶蛋白、谷蛋白）和非面筋性蛋白（清蛋白、球蛋

白）。

按化学组成，一般多将蛋白质分为：单纯蛋白质、复合蛋白质和衍生蛋白。

1.单纯蛋白质单纯蛋白质（simpleprotein）是指经彻底水解只产生氨基酸的蛋白质，

若进一步按其溶解性，又可分为7种：

（1）清蛋白清蛋白（albumin）又称白蛋白。溶于水、盐酸、碱及稀盐溶液中。加硫

酸钱至饱和时，会从溶液中沉淀析出，遇热凝固。清蛋白广泛存在于动植物组织中，如血清

蛋白、乳清蛋白、豆清蛋白（豌豆中）和麦清蛋白（小麦中）等。

（2）球蛋白球蛋白（globulin）不溶或微溶于水，但加少最盐、酸或碱时可缓慢溶解。

加硫酸钱至饱和时，可从溶液中沉淀析出。动物球蛋白遇热凝固，植物球蛋白遇热不凝固。

球蛋白广泛存在动植物组织中，如血清球蛋白、肌球蛋白、棉籽球蛋白、大豆及豌豆球蛋白

等。化学组成中以缎氨酸、亮氨酸、精氨酸含量较高，丙氨酸、色氨酸含量一般较低。

（3）谷蛋白谷蛋白（glutelin）不溶于水、盐溶液和乙醇，但溶于稀酸、稀碱溶液，

遇热凝固。仅存在植物组织中，如小麦中的麦谷蛋白、大米中的米谷蛋白等，含谷氨酸较多。

（4）醇溶蛋白醇溶蛋白（prolamin）不溶于水及盐溶液，可溶于10%酒精中，加热

不凝固。仅存在植物体中，如玉米醇溶蛋白、小麦醇溶圣白等。化学组成上含脯氨酸较多,

赖氨酸、色氨酸一般较少。

（5）精蛋白（spermatin）可溶于水和稀酸，能被稀氨水沉淀，遇热不凝固，屈动物

性蛋白。鱼精子、卵子和胸腺等组织中含量较高（如鞋精蛋白等）。化学组成中含赖氨酸、精

氨酸较高，不含胱氨酸、谷氨酸。

（6）组蛋白组蛋白（siston）可溶于水和稀酸，能被氨水沉淀。组织中常与酸性物质

结合成盐而存在，加热不凝固，属动物性蛋白。化学组成上组氨酸、赖氨酸、精氨酸含量较

高，酪氨酸含量低。

（7）角硬蛋白角硬蛋白（scleroprotein）水及盐溶液中不溶，遇热不凝固。主要存在

动物的表皮、毛、腱、角、软骨等组织中。化学组成上含胱交酸、甘宓酸较高。该蛋白难消

化，但经高温高压水解或酸碱处理（破坏二硫基）可供作饲料。

2.复合蛋白复合蛋白（onjugatedprotein）由单纯蛋白和非蛋白辅基结合而成。水解

时不仅产生氨基酸，而且还会产生其它物质。按辅基不同，复合蛋白一般又可分为：

（1）脂蛋白脂蛋白（lipoprotein）由蛋白质与脂肪或类脂质（磷脂、类固醇等）结合而

成。血、乳、蛋黄、神经及细胞膜中含量较高。

（2）核蛋白核蛋白（nucleoprotein）由单纯蛋白与核酸结合而成。为细胞核的组分,

对动物的生长、繁殖有特殊功能。

(3)糖蛋白糖蛋白(glycoprotein)由蛋白质和碳水化合物组成。如动物体中的粘蛋

白等。

(4)色蛋白色蛋白(chromoprotein)由蛋白质和色素物质组成(以色素作为辅基)。

如叶绿蛋白以镁吓咻为辅基，血红蛋白和细胞色素C以扶吓咻为辅基。

(5)磷蛋白磷蛋白(phosphoprotein)由蛋白质和磷酸组成。如酪蛋白、卵黄磷蛋白

等。

(6)金属蛋白金属蛋白(metalloprotein)由蛋白质和金属元素组成。如除蛋白质外，

铁蛋白中含［Fe(OH)3］、细胞色素氧化酶含Fe和Cu、乙醺脱氢酶含Zn、黄喋吟氧化酶含

Mo和Fe等。

4.衍生蛋白衍生蛋白(derivedprotein)既包括蛋白质分子内部结构变化的变性蛋

白质，又包括天然蛋白质经酸、碱、酶等处理后所生成的蛋白陈、月示、肽、明胶等。

二、氨基酸

(-)组成蛋白质的氨基酸及其结构据研究，天然存在的氨基酸(aminoacid)约200余

种，但常见的组成蛋白质的氨基酸仅20种(编码氨基酸)。由丁氨基酸在种类、数量和排列

顺序方面的不同，又组成了自然界多种多样的蛋白质。天然存在的氨基酸多为易于被动物吸

收利用的L型氨基酸。

天然的氨基酸结构上的共同点是都有氨基和瘦基，与氨基酸的粉基相连的碳原子称为a

-碳原子，从碳原子起依次称8、丫、3、£-碳原子。天然氨基酸在碳原子有一个

氨基，因此也称为a-氨基酸。氨基酸的一般结构式如下：

+

NH2NH3

20中氨基酸的不同点在于其侧链的R基团。根据氨基酸的R辅基化学特性，饲料中的

氨基酸通常可分为4类(表2-2)。

表2-2氨基酸的分类、分子式与简写符号

分类与名称分子式英文名简写符号・分子量含N/%

非极性R基氨基酸：

丙氨酸C3H7O2NalanineAla,A8915.7

缎氨酸CsHnOiNvalineVaLV11712.0

亮氨酸C6Hl3O2NleucineLeu,L13110.7

异亮氨酸CM3O2Nisoleucinelie,I13110.7

脯氨酸C6H9O2NprolinePro,P11512.2

苯丙氨酸C9H11O2NphenylalaninePhe,F1658.5

色氨酸C11H12O2N2tryptophanTrp,W20413.7

蛋氨酸C5H11O2NSmethionineMet,M1499.4

不带电荷的极性

R基氨基酸：

甘氨酸C2H5O2NglycineGly,G7518.7

丝氨酸C3H7O3NserineSer,S10513.3

苏氨酸C4H9O3NthreonineThr,T11911.8

半胱氨酸C3H7O2NScysteineCys,C12111.6

酪氨酸C9HIIO3NtyrosineTyr,Y1817.7

天冬酰胺

01HxO3N2asparagineAsn,N13221.2

谷氨酰胺C5H10O3N2glutamineGin,Q14619.2

带正电荷的R基氨

基酸（碱性氨基酸）：

赖氨酸C6Hl4O2N2lysineLys,K14619.2

精氨酸CM4O2N4aiginincAig,R17432.2

组氨酸C6H9O2N3histidineHis,H15527.1

带负电荷的R基氨

基酸（酸性氨基酸）：

天门冬氨酸C4H7O4NasparticacidAsp,D13310.5

谷氨酸C5H9O4NglutamicacidGlu,C1479.5

*列出的简写符号包括三字母符号和单字母符号

（二）氨基酸的理化性质不同氨基酸在水中的溶解度不同，赖氨酸、精氨酸易溶于水，

胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸等则难溶于水。但所有的豆基酸都不同程度地可溶于盐酸溶液

中。

因为氨基酸分子中存在着氨基和按基，所以氨基酸是两性化合物，它既具有碱性基因，

又有酸性基因，它既可以不带电荷的分子状态存在，又可以带相反电荷的偶极离子（或称两

性离子）状态存在。还可以前两者的混合物状态存在。短基酸在水溶液中以偶极离子状态存

在，在强酸性溶液中，大部分氨基酸以阳离子形式存在，在碱性溶液中则主要呈阴离子状态。

对于任何一种氨基酸，当它存在于一定pH值的溶液中，使其所带静电荷为。时，这个pH

值就叫作该氨基酸的等电点。

氨基酸的旋光性所有的天然氨基酸中（甘氨酸除外），都存在有不对称的a-碳原子，

因此，都具有旋光性。即有L-型和D-型两种立体构型。目前发现存在于天然蛋白质中的氨

基酸（除甘氨酸外）都是L-型的。但在某些生物体内，特别是细菌中，D-型氨基酸也是广

泛存在的。旋光性物质在化学反应中，发生消旋现象并洛其转变为D-型和L-型的等些量混

合物，称消旋物。用一般的有机合成方法人工合成氨基酸时，得到的都是无旋光性的DL-消

旋氨基酸。

组成蛋白质的20种氨基酸，一般对可见光都没有光吸收，但有几种氨基酸对紫外光有

明显的吸收能力，如酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。利用这一特性可以测定这些氨基酸的含量。

此外，氨基酸还有如下化学反应特性：

1.氧化脱氨基反应因氧化使氨基酸脱掉氨基而生成a-酮酸和氨的•种反应。

RCHNH2coOH十yO2——>RCOCOOH+NH3t

2.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NH3t

3.脱粉基反应指氨基酸氧化脱陵生成胺的一种反应。该反应多在动物性饲料腐败变

质时由相应氨基酸脱陵产生，如组胺、酪胺、色胺分别臼组氨酸、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。

此外，某峻植物性饲料也可在动物体内转变为胺类。如甜菜中的甜菜碱可转化成具鱼腥

味的三甲胺而影响蛋的品质。

4.氨基默基反应(美拉德反应)指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。如赖氨酸的£-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。易发生这种反应的氨基酸有赖氨酸、精氨酸、组氨酸、色氨酸、苏氨酸等。

5.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晦作用，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。

6.其它反应据研究，蛋白质饲料加热过度：

(1)可使来自组氨酸的组胺与赖氨酸结合，产生糜烂素。其量达3mg/kg时，即会使鸡发

生肌胃糜烂、猪下痢、鱼肝脏机能下降等。

(2)可引起氨基酸键之间发生新的交换，形成新的酰胺键，难以被酹水解、消化(如赖氨

酸中的£-NH2基易与天匚冬氨酸或谷氨酸之间发生的反应)。

(3)在一定条件下，氨基酸还能与铁、钵、钻、钙、锌等二价或二价以上金属离子发生

反应，生成螯合物。如氨基酸铁、氨基酸铜、氨基酸锌等。结果使这些矿物元素的生物学效

应得以提高，且易被动物体吸收利用。

三、寡肽

寡肽也称小肽，主要指由2个或3个氨基酸残基构成的二肽或三肽。由于寡肽在动物营

养与生理机能上的特殊作用，因此愈来愈受到国内外学者们的关注。

肽有开链和环链之分，开链肽有两个末端，环链肽无末端。一般蛋白质的肽链为开链,

某些抗生素中的肽(如短杆菌肽S、酪酸杆菌肽、某些组菌的多黏菌肽和缴氨霉素等)则为

环链。

除了蛋白质局部水解可以产生各种简单的肽外，在自然界和生物体内还存在许多活性的

寡肽。例如动植物细胞内广泛存在的谷胱tr肽是一种三肽；动物肌肉中存在的肌肽是一种二

肽等。

寡肽中的二肽或三肽在动物肠道被直接吸收，显示巴它对饲料蛋白质利用的优势，使得

小肽饲料添加剂生产工业及其消化代谢机理的研究成为当今动物营养研究中的又一热点。

其肽的理化特性与氨基酸类似，故不赘述.

四、其他含氮化合物

（一）酰胺类天冬酰胺和谷酰胺分别是天冬氨酸和谷氨酸的重要酰胺（amide）衍生物。

这2种酰胺已被列入氨基酸类。

尿素是一种最简单酰按。它是哺乳动物体内氮代谢的主要尾产物。也是反刍动物的一种

非蛋白氮饲料。

NH2尿素

另外，在禽类氮代谢的主要尾产物是尿酸。

（二）硝酸盐硝酸盐（nitrate）存在于植物饲料中，尤其是幼嫩的青饲料。它本身并无

毒性，但在适宜的条件下，如青饲料堆放或烟煮不当，在微生物的作用下可使其转化为亚硝

酸盐，动物食后引起中毒，对于这一点，在生产中须特别注意。

（三）核酸核酸（nucleicacid）是一种高分子化合物，水解后生成一种有碱性含氮化

合物（噪岭、啥咤）、戊糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸组成的混合物。核酸在动物体内的作

用是贮存遗传信息，并通过它们将这些信息用于蛋白质的合成过程中，对动物的生命和生产

起着十分重要的作用。

第三节脂类

脂类（iipid）也称脂质，是指饲料干物质中的乙醛浸出物，包括脂肪（真脂肪）和类脂

质。脂肪是甘油和脂肪酸组成的三酰甘油，亦称甘油三酯或中性脂肪。类脂质包括有游离脂

肪酸、磷脂、糖脂、脂蛋白、同酶类、类胡萝卜素和脂溶性维生素等。

一、脂类的分类

脂类的分类方法较多，如按可否皂化分类，按是否含有甘油分类等。下面按其化学结构

特点将脂类分为以下4类：

（-）单纯脂类（simplelipide）包括甘油三酯和蜡质。蜡由脂肪酸和一个长链攸一元

醇组成。

（二）复合脂（compoundlipide）其分子中除了脂肪酸和甘油外，尚含有其它化学基团。

如磷脂（为含磷、氮的脂类，如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸等）、糖脂（如

半乳糖甘油酯）和脂蛋白

（三）砧类（terpene）,类固醇（steroid）及其衍生物此类一般不含脂肪酸。

（四）衍生脂（derivedlipide）系上述脂类的水解产物，如甘油、脂肪酸及其氧化产物、

前列腺素等

二、脂肪

真脂肪（truefat）有时也称油脂。一般在常温下为液态者称油，固态者称脂。天然油脂

主要由3分子高级脂肪酸与I分子甘油组成，故又称甘油三酯。

脂肪的种类不同，油脂性状不同。如玉米油含90%不饱和脂肪酸，室温下呈液态。牛

油含饱和脂肪酸高，室温下呈固态。奶油含较多的低级挥发性脂肪酸，故熔点低于牛油。大

量研究表明，饲料油脂性质和营养价值主要决定「构成它的脂肪酸。为此，有必要首先讨论

一下脂肪酸的有关问题。脂肪类型不同，脂肪酸的组成也不同。

（一）脂肪酸的分类与组成据研究，当前从油脂分离出的近百种脂肪酸（fattyacid）中，

除微生物界可见有碳原子为奇数呈分枝结构的脂肪酸外，其它多呈偶数碳原子结构的直链脂

肪酸。

直链脂肪酸又可根据其是否溶解•、挥发和饱和程度分成如下3种类型（表2-3）o

表2-3饲料中常见脂肪酸的分类

类别名称分子式简式1简式2熔点（C）

丁酸（酪酸）C3H7COOHC|：o-7.9

水溶性挥发性己酸（羊油酸）C5H11COOHCfi:0-3.2

脂肪酸辛酸（羊脂酸）C7H15COOHCs：o16.3

癸酸（羊醋酸）C9H19COOHCio：o31

非水溶性挥发44

月桂酸C11H23COOHCj2:0

性脂肪酸

豆蔻酸CH7COOHCbi：o56

非水溶性不挥H2

棕摘酸（软脂酸）C15H31COOHC]6：063

发性饱和脂肪

硬脂酸C17H35COOHC18:070

酸

花生酸C19H39COOHC20:076

△：

棕桐油酸Ci5H29COOH'C161C16：|u.-71.5

△

油酸Ci7H33COOH“C18:iC|8：|w-913.4

芥子酸C21H41COOH△，3%C22JW-933~34

C

亚油酸C17H31COOHIS:2C|8：2«-«-5

非水溶性不挥

△""5

亚麻酸C17H29COOHC18;3C|8:3«-3-14.5

发性不饱和脂

花生四烯酸Ci9H31COOH出C20:4--6-49.5

肪酸

二十碳五烯酸C19H29COOHC20433

△%7,19cZ6

（EPA）C21H31COOHC22:6,"-3

二十二碳六烯酸

（DHA）

I.水溶性挥发性脂肪酸即分子中碳原子数＜10的脂肪酸，常温下呈液态。如「酸、

己酸、辛酸和癸酸等常见于奶油、椰子油中。

2.非水溶性挥发性脂肪酸如十二碳的月桂酸。

3.非水溶性不挥发性脂肪酸该类型脂肪酸又可根据其是否饱和分：

（1）饱和脂肪酸脂肪酸分子的碳链上的每个碳原子有4个化学键，除2个键用来互相

连结外，另外2个如果全部与氢结合，则脂肪酸分子中不含双键，这样的脂肪酸就是饱和脂

肪酸（saturatedfattyacid）。饱和脂肪酸在常温下多呈固态（常见饱和脂肪酸的熔点见表2-3）,

主要有十四碳的豆蔻酸（奶油与花生油中）、十六碳的棕桐酸（软脂酸）和二十碳的花生酸。

（2）不饱和脂肪酸脂肪酸分子中的碳键未全部被氢占据，即分了•中含有双键（即不饱

和键），这样的脂肪酸称为不饱和脂肪酸（unsaturated「allyacid）。不饱和脂肪酸分子中一般

含有1〜6个双键。通常将分子中含有两个或两个以上双链的十八或十八碳以上的脂肪酸称

为面度不饱和脂肪酸或多不饱和脂肪酸。

脂肪酸的系统命名法是根据构成它的母体碳氢化合物的名称来命名的。并且一般用简

式Cx”来表示（x代表碳链中碳原子数，y代表不饱和双键数）。但是为了表示碳链上双键的

位置，需要给碳原子编号，目前表示不饱和脂肪酸的双键位置的方法有2种：①△编号系

统（如表2-3“中简式1”项），自竣基（-C00H）端碳原子开始计数，在“△”右上角用

数字标明双键所在的位置，例如“△"2G8：2”指“十八碳二烯酸”，双键位于自按基端开始

起第9、10碳原子间与12、13碳原子间，即亚油酸。②3编号系统，“3”后的数字表不

自末端甲基开始计数，至第一个双键开始的位置数（如表2-3“中简式2”项）。近年来习

惯于用“n”来代替希腊字母"3,例如"CM」指”十八碳三烯酸”,第一个双键位于

自甲基端开始起第3、4碳原子间，即亚麻酸。

从表2-3可见，碳原子数量少的脂肪酸具挥发性，故称挥发性脂肪酸（VFA）。碳原子数

愈多，熔点愈高；饱和度愈低，熔点也愈低。一般来说：陆生动植物脂肪多为Cm和Cig的

脂肪酸（以C|8脂肪酸居多），主要有软油酸、油酸和硬脂酸；海洋水产动物多为C2O和C22

的不饱和脂肪酸；淡水鱼以Cis不饱和脂肪酸比例较高：果仁脂肪中主要是软脂酸、油酸、

亚油酸；种子中主要是G6的软油酸和C|8的油酸、亚油酸和亚麻酸，以C18不饱和脂肪酸

较多；哺乳动物乳中，除软脂酸、油酸外，尚含5%〜30%的C4〜Go低级脂肪酸。

此外，在不饱和脂肪酸中，尚有几种脂肪酸在动物体无法合成或合成量较小，满足不

了动物需要，必须由饲料中供给，这些不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸（EFA）。

（二）脂肪的主要性质脂肪由于其所含脂肪酸种类的不同而使之具有不同的特性。脂

肪饱和程度不同，脂肪酸和脂类的熔点、硬度和碘价不同；脂肪酸分子量不同，决定了不同

脂肪的皂化价不同。（儿种常见脂肪主要特性见表2-4）

表2-4几种常见脂肪的脂肪酸成分与理化常数

动物脂肪植物脂肪

名称分寸•问其

奶油猪油羊油豆油棉子油玉米汨

脂肪的脂肪酸组成（％）

饱和脂肪酸：

丁酸C4:03

己酸C6：01

辛酸Cg：o2

癸酸Cio：o2

月桂酸C12:O7

豆蔻酸C|4：o23131

软脂酸C16:O1925257197

硬脂酸C18:0111328423

不饱和脂肪酸：

油酸C|8：|w-9275437333343

亚油酸C|8:2«-6—73513939

亚麻酸Cl8:33-3———2——

理化常数

熔点（℃）12-3635-4544-50室温下为液态

碘价26-3840-7031-45130-137100-115105-125

皂化价220-241193-220—190-194190-20087-93

1.脂肪的水解特性脂类可以在稀酸或强碱溶液中水解成脂肪的基木结构单位-

一甘油和脂肪酸。脂类分解成基本结构单位的过程，也可以在微生物产生的脂肪酶催化下水

解。这类水解对脂类营养价值没有影响，但水解产生的某些脂肪酸有特殊的异味或酸败味,

可能影响动物适口性，脂肪酸碳链越短，这种异味越浓。

脂肪在强碱溶液中水解生成的高级脂肪酸盐习惯上称为“肥皂”，因此，把脂肪在碱性

溶液发生的水解反应称为“皂化反应”。

C3H5（OOCR）