第四章 蛋 白 质 营 养,内容目录,第一节 蛋白质的组成和营养作用 第二节 蛋白质的消化吸收,第四节 反刍动物蛋白质的合理利用 第五节 单胃动物蛋白质营养,第三节 反刍动物非蛋白氮营养,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,4.对单胃动物而言，蛋白质的营养实质是氨基酸AA的营养。,一、基本概念,1.蛋白质：protein ,是指由AA组成的一类数量庞大的物质的总称。,3.组成机体蛋白质的AA氨基酸种类、数量，AA氨基酸间的结合方式、蛋白质本身结构不同造成蛋白质性质不同。没有两种蛋白质的生理功能是完全一样的。,2.CP(粗蛋白)：将饲料中的蛋白质统称为CP。包括真蛋白质和NPN。,一般范围： C : 5155% O : 21.523.5% N ：15.58.0% H：6.57.3% S : 0.52.0% P : 01.5%,二、蛋白质的组成,1、元素组成,尿素(CP )粗蛋白= 46.7%6.25 = 288%,CP = N16% = N 氮 6.25 (N是pr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、排列顺序不同而形成了各种各样的蛋白质，因此说蛋白质营养实际上是AA的营养。 现已发现AA200多种，但常见的构成动植物体蛋白质的AA只有20种。,2AA氨基酸组成,AA是pr蛋白质的基本组成单位,二、蛋白质的组成,AA的通式： NH2 RCHCOOH,植物能合成自己所需的全部AA，而动物不能合成其所需的全部AA，动物所需的AA须从饲料中获得。动物是异养生物，而植物是自养生物。,二、蛋白质的组成,除Met蛋氨酸外，L-AA生物学效价大于D-AA。,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D、L混合物。,因为： A: 动物体内缺乏分解D-AA的酶。 B: 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。,四、蛋白质的营养生理功能,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%。,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. 机体更新的必需养分,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、肌红蛋白： 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,4. 提供能量、转化为糖和脂肪,四、蛋白质的营养生理功能,Pr蛋白质转化为糖、脂肪、能量的情况一般发生于：,饲料营养不足，能N比过低； CP粗蛋白含量或摄入过多； 饲料的AA氨基酸组成不平衡,因为： 蛋白质价格高，由高价物转化为低价物不经济。,蛋白质转化为糖，脂肪，能量既不科学，也不经济,3) Pr蛋白质分解，脱氨，使血中氨含量上升，对各种代谢都有不利影响。,2) 过多地蛋白质氧化及其排泄均是耗能过程，Pr过多造成能量利用率下降。,四、蛋白质的营养生理功能,4) 三大营养物中，蛋白质的热增耗（HI）最高,在高温季节饲喂过多蛋白质加重热应激，不利于生产。,5) 蛋白质（Pr）的过多使用，使大量 Pr在大肠中发酵，腐败，生成三甲胺，引起动物腹泻，对生产不利。,四、蛋白质的营养生理功能,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 HCl 高级结构分解，肽链暴露 胃、胰、糜蛋白酶 内切酶使蛋白质分解为多肽 羧基肽酶、氨基肽酶 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,（4）顺序： L-AA D-AA Cys半胱Met蛋Tyr酪Leu亮Phe苯丙Lys赖Ala丙Ser丝Asp天冬Glu谷,2.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,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2436小时内能够直接吸收免疫球蛋白，获得被动免疫。,4. 23个肽键的寡肽可以被肠黏膜直接吸收，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),(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,二、反刍动物对蛋白质的消化、吸收,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，并在肝脏转成尿素。所生成的尿素一部分可以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,二、反刍动物对蛋白质的消化、吸收,1饲料Pr蛋白质在瘤胃内经过微生物改组合成饲料中不曾有的AA氨基酸。因此在很大程度上可以说反刍动物的蛋白质营养实质上是瘤胃微生物营养。,（一）瘤胃的Pr消化吸收特点,2反刍动物本身所需AA（小肠AA）来源于MCP和UDP。MCP（菌体蛋白）可以满足动物需要的50100%, 而UDP（未降解蛋白质）是高产时的必要Pr补充。,二、反刍动物对蛋白质的消化、吸收,3. 瘤胃中80%的微生物可以以NH3为唯一氮源，26%只能利用NH3，55%可以利用NH3和AA，因此少量Pr就可以满足微生物的需要，这是瘤胃微生物利用尿素等的基础。,二、反刍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,尿素 尿素酶 NH3 + CO2 碳水化合物 细菌酶 （VFA）挥发性脂肪酸 + 酮酸（C链） NH3 +酮酸+ATP 细菌酶 AA MCP 真胃、小肠酶 AA 吸收、合成 体蛋白，产品蛋白质,4（MCP）菌体蛋白品质与豆粕（饼），苜蓿叶蛋白质相当，略次于优质的动物蛋白质，但优于大多数谷物蛋白。 BV生物价 7080%,MCP的CP含量5877% ，原虫含CP2449%,日粮不同，MCP的Pr含量不同：如日粮粗饲料含量高时瘤胃原虫含量高于精料含量高的日粮,5. 大量RDP（降解蛋白）在瘤胃中分解，实际上存在能量和蛋白质的损失。,二、反刍动物对蛋白质的消化、吸收,6饲料蛋白的降解率差异很大，适当加工处理可以降低降解率，提高过瘤胃蛋白利用率（如加热、甲醛包被、缓释等措施可以提高利用率）。,二、反刍动物对蛋白质的消化、吸收,8.对反刍动物补充AA、Pr的效果一般不如单胃动物明显，其效果取决于过瘤胃的数量以及过瘤胃AA在小肠的消化、吸收。,7非蛋白氮在瘤胃中集中、急剧分解不仅有氮素损失，且可能造成中毒。,(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菌体蛋白 小肠蛋白 70 消化、吸收 血液 30% 组织蛋白合成 UDP 30% 70% 粪便排出 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,2可以在一定范围内代替高价蛋白质饲料，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非蛋白氮的目的,1补充日粮粗蛋白的不足，提高生产性能，提高经济效益。,如：用NPN占日粮总N的78%饲喂效果相当于用植物性蛋白正常饲喂条件下6070%，说明NPN可以取代部分植物性蛋白。,如：用麦秸加鱼粉饲喂反刍动物没有麦秸加尿素好。,3用于平稳日粮中降解蛋白与未降解蛋白的比例。充分发挥瘤胃微生物的功能。,原因：鱼粉是天然抗降解原料，瘤胃利用率不高，而尿素可被瘤胃微生物利用，同时提高秸秆利用率。,一、饲喂NPN的目的,据国外报道，在蛋白质不足的日粮中加入1千克尿素，可多产奶612千克，或多增重l3千克。在我国也取得了每千克尿素换取3.64.6千克奶的效果。,尿素含氮量一般为4246，若按尿素中氮70可被合成菌体蛋白计算，1千克尿素经瘤胃细菌转化后，可提供相当于4.5千克豆饼的蛋白质。,尿素的饲用价值,一、饲喂NPN的目的,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 + CO2,NH3+酮酸（碳架）+ATP（能源） 微生物 MCP,NPN合成（MCP）菌体蛋白的过程,微生物利用NH3合成MCP时，需要一定的能量和碳架，这些养分主要是饲料（CH2O）n在瘤胃发酵产生的。,1.日粮能量及其有效性,（1）能量的含量,一般提高日粮中有效能的数量，可以提高MCP的合成量。,二、 影响NPN利用率的因素,A 尿素在瘤胃中被微生物分解产生NH3的速度是微生物利用NH3合成MCP的4倍，即VNH34VMCP；由于尿素被分解的速度远远大于MCP合成的速度，易造成氮素损失，只有当NPN在瘤胃中分解释放NH3的速度与（CH2O）n发酵释放能量和C架速度密切同步时，微生物的固氮作用最大。,（2）能量的有效性（同步性）,二、 影响NPN利用率的因素,B 通过调整饲料的饲喂顺序，或选择不同的能量饲料，或对NPN及能量饲料进行加工处理，就可以达到能氮同步释放，从而保证微生物及时有效地摄取NH3。,每100g尿素至少要有1kg易发酵的糖，其中2/3是淀粉，1/3是可溶性糖。,摄取NH3的有效（CH2O）n次序：糊化淀粉淀粉糖蜜粗饲料，蔗糖、葡萄糖、乳糖对NPN的有效性相同。,二、 影响NPN利用率的因素,二、 影响NPN利用率的因素,C：研究认为让快速降解的能氮同步比慢速降解的能氮同步更能有效刺激菌体蛋白的合成效率；且淀粉对瘤胃内养分与利用的影响比蛋白质大。,二、 影响NPN利用率的因素,2.日粮蛋白质的含量组成及降解度,保证最佳的瘤胃NH3浓度，是获取的最大量MCP合成量的关键。,（1）日粮粗蛋白浓度及降解率； （2）内源尿素的再循环； （3）能量及其他必需养分的水平。,瘤胃中NH3的浓度取决于：,二、 影响NPN利用率的因素,随着日粮中天然蛋白质分量的增加，瘤胃NH3浓度升高，此时添加NPN仅可增加尿氮的排出，使NPN的利用率很低。,A：日粮CP浓度,瘤胃中NH3浓度越高，可饲用的NPN数量越少，牛羊对NPN的利用率越低。,因此，基础日粮中CP越少，饲用NPN效果越好，日粮CP超过1213%时，NPN的使用效果很差或不能使用NPN。,降低日粮CP的降解度，增加（UDP）未降解蛋白，可以提高NPN的利用率。,B：日粮CP粗蛋白的降解度,通过物理、化学和生物学方法降低植物CP的降解度，或将天然抗降解蛋白质饲料（血粉、鱼粉等）与NPN搭配使用，可望提高NPN的利用率。,二、 影响NPN利用率的因素,随日粮中NPN用量的增加，瘤胃中NH3浓度直线上升，NPN的利用率下降。,C：日粮中NPN浓度,牛羊采食新鲜牧草（尤其豆科牧草）、青贮料或氨化秸秆时，NPN的含量较高。此时可饲用的NPN很少或不能再添加NPN。,二、 影响NPN利用率的因素,有些AA可促进尿素的利用，有些则对尿素的利用不利。,D：AA,AA促进MCP合成的大致原因是添加的AA可以作为MCP的组分而直接被细菌所结合，或者添加的AA可