蛋白質營養

本章主要內容1.蛋白質/氨基酸的基本概念及其營養生理作用.2.單胃動物、反芻動物蛋白質消化代謝特點.3.蛋白質/氨基酸營養價值評定方法.4.如何提高反芻動物對NPN的利用?5.如何有效提高單胃動物、反芻動物對飼糧蛋白質的利用率？4.對單胃動物，蛋白質營養實質上是AA/小肽的營養。從小腸層次講，單胃動物與反芻動物蛋白質營養沒有差異。

一、基本概念1.蛋白質：protein,是指由AA組成的一類數量龐大的物質的總稱。3.組成機體蛋白質的AA種類、數量，AA間的結合方式、蛋白質本身結構不同導致蛋白質性質不同。沒有兩種蛋白質的生理功能是完全一樣的。2.CP：將飼料中的含氮化合物統稱為CP。包括真蛋白質和NPN。C:51～55%O:21.5～23.5%N：15.5～8.0%H：6.5～7.3%S:0.5～2.0%P:0～1.5%二、蛋白質的組成1、元素組成尿素CP=46.7%×6.25=288%CP=N÷16%=N×6.25(N是蛋白質的特征元素)平均含量：C：53%O：23%N：16%H：7%S：1%由于組成蛋白質的AA的數量、種類、排列順序、空間結構不同而形成了各種各樣的蛋白質，因此,蛋白質營養實際上是AA的營養。現已發現200多種AA，但常見的構成動植物體蛋白質的AA只有20種。2．AA組成AA是蛋白質的基本組成單位二、蛋白質的組成AA的通式：

NH2

R—CH—COOH植物能合成自己所需的全部AA，而動物不能合成其所需的全部AA，動物所需的AA須直接或間接從飼料中獲得。動物是異養生物，而植物是自養生物。二、蛋白質的組成除Met外，L-AA生物學效價大于D-AA。

AA的類型天然飼料中僅含L-AA；微生物能合成L-AA和D-AA.；人工化學合成的是L-AA或D、L混合物。因為：

#動物體內缺乏分解D-AA的酶。

#D-AA不構成體蛋白質，它必須轉化成L-AA才能構成體蛋白質。大多數D-AA不能被動物利用或利用率很低。（一）分類三、蛋白質分類及性質糖蛋白脂蛋白蛋白質纖維蛋白球狀蛋白結合蛋白膠原蛋白彈性蛋白角蛋白組蛋白魚精蛋白{{清蛋白球蛋白谷蛋白醇溶蛋白{{核蛋白磷蛋白金屬蛋白色素蛋白

三、蛋白質分類及性質1．纖維蛋白

包括膠原蛋白、彈性蛋白、角蛋白。膠原蛋白：軟骨、結締組織

彈性蛋白：彈性組織（腱、動脈）角蛋白：羽毛、蹄、角、爪、喙、腦灰質、脊髓和視網膜神經的Pr消化利用率較低，AA組成不好（含有大量羥脯AA、羥lys）,酸、堿、膨化或水解處理后可提高利用率。包括清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、組蛋白、魚精蛋白等。這類蛋白質利用率很高，AA組成較纖維蛋白好，但成本較高。三、蛋白質分類及性質是蛋白質部分再結合一個非AA的輔基。如核蛋白、磷蛋白、金屬蛋白、脂蛋白、糖蛋白等。2．球狀蛋白3．結合蛋白2.

緩沖和維持滲透壓：兩性特征使蛋白質可作為體內很好的緩沖劑，且由于其分子量大、離解度低，對維持滲透壓也有一定作用，可維持機體內環境的穩定和平衡。（二）蛋白質的性質1.

酸堿兩性：利用不同蛋白質等電點不同和在等電點易生成沉淀的特點，常用作蛋白質的分離提純。3.

變性：蛋白質是生物活性物質、在紫外線照射或遇到酸、堿、熱、金屬鹽、有機溶劑處理時，蛋白質的一些物理和生物學性質會發生改變。一定程度的變性有利于消化。四、蛋白質的營養生理功能

蛋白質是除水外，體內含量最多的養分，占干物質的50%，占無脂固形物的80%。

動物體蛋白質每天約0.25-0.3%更新，約6-12月全部更新。1.機體和畜產品的重要組成部分2.機體更新的必需養分

3.是體內功能物質的主要成分（2）肌肉蛋白質：肌肉收縮（1）血紅蛋白、肌紅蛋：運輸氧

（3）酶、激素：代謝調節四、蛋白質的營養生理功能（4）免疫球蛋白：抵抗疾病

（5）運輸蛋白（載體）：脂蛋白、鈣結合蛋白等

（6）核蛋白：遺傳信息的傳遞、表達4.提供能量、轉化為糖和脂肪四、蛋白質的營養生理功能Pr轉化為糖、脂肪、能量的情況一般發生于：飼料營養不足，能氮比過低；CP含量或攝入過多；飼料的AA組成不平衡1）蛋白質價格高，由高價物轉化為低價物不經濟。

Pr轉化為糖、脂肪、能量既不科學，也不經濟：3)Pr分解、脫氨，使血氨含量上升，對各種代謝和機體健康都有不利影響。禽痛風、脂肪肝。。。。2)過多的Pr氧化及其排泄均是耗能過程，Pr過多造成能量利用率下降。四、蛋白質的營養生理功能4)三大營養物中，Pr的熱增耗（HI）最高,在高溫季節飼喂過多Pr加重熱應激，不利于生產。（HI:heatincrement）5)Pr過多，使大量Pr在大腸中發酵、腐敗，生成三甲胺，引起動物腹瀉，對生產不利。四、蛋白質的營養生理功能五、單胃動物對蛋白質的消化、吸收

蛋白質

HCl

高級結構分解，肽鏈暴露

胃、胰、糜蛋白酶

內切酶使蛋白質分解為多肽

羧基肽酶、氨基肽酶

外切酶使之分解為AA/小肽1.蛋白質的消化起始于胃，終止于小腸（4）順序：L-AA>D-AA

Cys>Met>Trp>Leu>Phe>Lys≈Ala>Ser>Asp>Glu2.吸收（1）部位:小腸上2/3部位（2）方式:

主動吸收（3）載體:堿性、酸性、中性系統3.影響蛋白質消化吸收的因素(1)動物種類與年齡(消化酶發育的時間效應)(2)日糧蛋白質種類與水平(底物誘導效應)(3)日糧礦物元素水平(酶激活劑)(4)日糧粗纖維水平(縮短消化時間)

(8)影響吸收的因素（AA平衡、腸粘膜狀態）(5)抗營養因子(胰蛋白酶抑制劑)(6)飼料加工(熱損害)(7)飼養管理(補飼、飼喂次數、飼喂量）瘤胃氮素循環——瘤胃中多余的NH3會被瘤胃壁吸收，經血液運送到肝臟，并在肝臟轉成尿素。所生成的尿素一部分可經過唾液和血液返回瘤胃，再次被瘤胃微生物分解產NH3。這種NH3和尿素生成的不斷循環，稱為瘤胃氮素循環。六、反芻動物對蛋白質的消化、吸收1．飼料Pr在瘤胃內經過微生物改組合成飼料中不曾有的支鏈AA。因此，很大程度上可以說反芻動物的蛋白質營養實質上是瘤胃微生物營養。（一）瘤胃的Pr消化吸收特點2．反芻動物本身所需AA（小腸AA）來源于MCP、UDP(RUP)和內源蛋白質。MCP可以滿足動物需要的50～100%,UDP是高產時的必要補充，內源蛋白質量少且較穩定。六、反芻動物對蛋白質的消化、吸收

3.瘤胃中80%的微生物可以NH3為唯一氮源，26%只能利用NH3，55%可同時利用NH3和AA，因此，少量Pr即可滿足微生物的需要，這是瘤胃微生物利用尿素等NPN的生物學基礎。尿素

尿素酶

NH3+CO2

(CH2O)n

細菌酶

VFA+酮酸（碳鏈）NH3+酮酸+ATP

細菌酶

AAMCP

真胃、小腸酶

AA

吸收、合成

體蛋白、產品蛋白質

4．MCP品質與豆粕（餅）、苜蓿葉蛋白質相當，略次于優質的動物蛋白質，但優于大多數谷物蛋白。BV70～80%細菌體中CP含量58～77%，原蟲含CP24～49%日糧不同，MCP的Pr含量不同：如日糧粗飼料含量高時瘤胃原蟲含量高于精料含量高的日糧5.大量RDP在瘤胃中分解，實際上存在能量和蛋白質的損失。

6．飼料蛋白的降解率差異很大，適當加工處理可降低降解率,并可能提高UDP的小腸利用率（如加熱、甲醛包被、緩釋等措施可提高UDP利用率）。

8.對反芻動物補充AA、Pr的效果一般不如單胃動物明顯，其效果取決于過瘤胃的數量以及過瘤胃AA在小腸的消化、吸收。

7．NPN在瘤胃中集中、急劇分解不僅有氮素損失，且可能造成中毒。(二)小腸中蛋白質的去向

MCP

小腸蛋白

70％消化、吸收

血液

30%

組織蛋白合成UDP30%

70%

糞便排出(糞N)

未利用(尿N)

}2．在一定范圍內代替高價格蛋白質飼料，在不影響或提高生產性能的前提下降低生產成本，提高養殖效益。七、飼喂NPN的目的1．補充日糧CP不足，提高生產性能和經濟效益。3．用于平衡日糧中RDP與UDP的比例。充分發揮瘤胃微生物的功能。

如：在補充少量且相等氮素時,用麥秸加魚粉飼喂反芻動物沒有麥秸加尿素好。原因：魚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，同時提高秸稈利用率。

據國外報道，在蛋白質不足的日糧中加入1kg尿素，可多產奶6～

12kg，或多增重l～

3kg。我國也取得了每kg尿素換取3.6～

4.6kg奶的效果。

尿素含氮量為42％～46％，若按尿素中氮70％可被合成菌體蛋白計算，1kg尿素經瘤胃細菌轉化后，可提供相當于4.5kg豆粕的蛋白質。尿素的飼用價值微生物利用NH3合成MCP時，需要一定能量和碳架，這些養分主要是飼料（CH2O）n在瘤胃發酵產生的。1.日糧能量及其有效性（1）能量的含量提高日糧中有效能的數量，可增加MCP的合成量。八、影響NPN利用率的因素

尿素在瘤胃中被微生物分解產生NH3的速度是微生物利用NH3合成MCP的4倍；由于尿素被分解的速度遠遠大于MCP合成的速度，易造成氮素損失，只有當NPN在瘤胃中分解釋放NH3的速度與（CH2O）n發酵釋放能量和碳架速度密切同步時，微生物的固氮作用最大。

（2）能量的有效性（同步性）

通過調整飼料的飼喂順序，或選擇不同的能量飼料，或對NPN及能量飼料進行加工處理，可達到能氮同步釋放，保證微生物及時有效地攝取NH3。

每100g尿素至少要有1kg易發酵的糖，其中2/3是淀粉，1/3是可溶性糖。

攝取NH3的有效次序：糊化淀粉>淀粉>糖蜜>粗飼料，蔗糖、葡萄糖、乳糖對NPN的有效性相同。

讓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MCP的合成效率；且淀粉對瘤胃內養分與利用的影響比蛋白質大。

2.日糧蛋白質的含量組成及降解度

保證最佳的瘤胃NH3濃度，是獲取的最大MCP合成量的關鍵。（1）日糧CP濃度及降解率；（2）內源尿素的再循環；（3）能量及其他必需養分的水平。瘤胃中NH3的濃度取決于：

瘤胃內偏堿性時，氨多以游離態NH3存在，瘤胃壁對NH3的吸收能力增強，易造成氮素損失和氨中毒。3.其他因素（1）瘤胃pH值瘤胃內呈偏酸性時，氨多以NH4+存在，胃壁對NH4+的吸收能力降低。因而，有較多NH4+用于合成MCP。

※脂肪酸是微生物的生長因子。纖維素分解菌的生長需要，許多瘤胃細菌生長需要乙酸。（2）脂肪酸反芻動物常用的是異位酸：異丁酸、異戊酸、α－甲基丁酸低分子脂肪酸有利于NPN的有效利用：

※脂肪酸是微生物合成AA的基本碳架；

※有些是MCP的組成部分；（3）礦物元素主要是S、P、Co、I、Zn、Cu、Mn、Mg等。合理搭配礦物元素，可提高NPN利用率：

※礦物元素是微生物生長所必需；

一般應保持日糧N：S為10～12：1A：增加飼喂次數（4）其它先干后濕，先粗后精；全混合日糧（TMR）？？

通過飼喂或代謝調控措施，提高瘤胃排空速度，可降低微生物的維持需要，提高YATP和NPN的利用率。B：瘤胃排空調控

少量多次補充NPN，可保持NH3的平穩釋放，提高NPN的利用率。

原理：通過飼料加工、飼喂和營養調控措施，使NPN的降解與能量及其他養分在數量、比例和釋放速度上保持同步和匹配，并激發微生物利用NH3的活力，是改善NPN利用率的基本思路。

九、改善NPN利用率的辦法

瘤胃微生物脲酶活性高，大大影響NPN的利用。

1.抑制瘤胃微生物脲酶的活性有效的脲酶抑制劑有：VNH3=4VMCP

甲醛、多聚甲醛；氧肟酸鹽等。天然類固醇薩灑皂角苷（YuccaSapanoin,一種絲蘭屬植物提取物）

重金屬離子（Mn2+、Ba2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+）

異位酸類化合物：異丁酸、異戊酸異己酸等支鏈脂肪酸。2.顆粒凝膠淀粉尿素（Starea）

原理：將尿素、淀粉混合，在高溫高壓下膨化，使淀粉凝膠化，降解加快；而尿素形成雙縮脲，降解變慢，二者達到同步降解。

非結晶狀尿素和淀粉的高度凝膠化是優質Starea的標志，國內稱為熱噴尿素或糊化淀粉尿素。

將粉碎的高淀粉谷物（70-75%）、尿素（20-25%）、膨潤土（3-5%）、微量元素等混合后，經高溫高壓、噴爆處理，使淀粉完全接近凝膠化，并與凝膠狀的尿素緊密結合，在降低NH3釋放速度的同時，提高淀粉的發