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牛的营养学,很全面,可学习(四)
2018-12-25
第四章 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;
第一节  蛋白质的组成和作用
一.蛋白质的组成及结构
二.蛋白质的营养生理作用
第二节 单胃动物的蛋白质营养
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
第三节  单胃动物蛋白质营养
一、AA的代谢
二、AA的营养生理功能
三、有关概念
四、蛋白质、AA营养价值评定
五、饲料AA之间的关系
六、用AA指标配制动物日粮的应用
★ 1.名词:
EAA(必需氨基酸):动物体内不能合成或合成数量与速度不能满足需要,必须由饲料供给的氨基酸。
NEAA(非必须氨基酸):动物体自身能合成,无需由饲料提供的氨基酸。 
LAA(限制性氨基酸):与动物需要量相比,饲料(粮)中含量不足的EAA。由于他们的不足, 限制了动物对其他氨基酸的利用,导致蛋白质利用率下降。满足需要程度最低的为第一LAA,依次为第二、三、四……等LAA。
RDP(瘤胃降解蛋白):为微生物所降解的蛋白质
UDP(瘤胃未降解蛋白)                    
IP(理想蛋白):指饲料或日粮蛋白质中各种AA平衡的一种理想模式,或者说饲料中蛋白质的AA在组成和比例上与动物所需要蛋白质的AA组成和比例一致。
              当饲料/日粮中EAA的含量和比例接近IP模式时,动物对蛋白质的利用率接近100%。
★ 2.简述蛋白质的营养生理功能。
答:1. 机体和畜产品的重要组成部分
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%。
2. 机体更新的必需养分   
    动物体蛋白质每天约 0.25-0.3%更新,
    约6-12月全部更新。
3. 体内功能物质的主要成分
(1)血红蛋白、肌红蛋:运输氧
(2)肌肉蛋白质: 肌肉收缩
(3)酶、激素:代谢调节
(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
4. 提供能量、转化为糖和脂肪
Pr转化为糖、脂肪、能量的情况一般发生于:
Ø饲料营养不足,能氮比过低;
ØCP含量或摄入过多;
Ø饲料的AA组成不平衡
★ 3.解释氨基酸之间的拮抗、平衡、转化及中毒关系。
答:1.AA平衡理论
(1)AA平衡的概念
2指饲料中各种AA的含量、比例与动物的实际需要相符合的情况。
2有两种情况:
    a.各种AA均满足需要且相互间平衡,生产中很难做到,是一种理想情况
b.主要氨基酸满足需要且平衡
c.主要氨基酸不满足需要但平衡
2.转化技巧        
各种养分同比例降低,一般生产中不会出现问题,只是动物采食量大些
3.氨基酸过量与中毒
一般不会发生,除非失误,误加。
    指日粮中过量添加AA所引起的负生物学效应,不能通过补加其他AA加以消除的现象。轻度中毒动物食欲减退,重则为尿毒症。
    在必需氨基酸中,蛋氨酸最容易发生。
4.氨基酸拮抗作用
1)概念:过多地添加一种AA会影响另一种AA的效价或利用率或提高动物对另一种AA的需要量,这种现象为氨基酸间的拮抗。
2)拮抗作用的实质:干扰吸收------竞争相同的吸收载体,或影响代谢-----影响酶活性
3)常见类型:赖氨酸与精氨酸  
                 亮氨酸与异亮氨酸、缬氨酸
★ 4.列出猪和家禽常见的EAA名称,常见拮抗氨基酸对、转化氨基酸对。
答:生长猪:10种----Lys,Met,Trp,Thr,Leu,Ile,  Arg,Phe,His,Val。
      成年猪:8种---不包含Arg和His。
      家禽:13种---包含Gly,Cys,Tyr。
AA的主要拮抗对:赖氨酸与精氨酸  
                       亮氨酸与异亮氨酸、缬氨酸
★ 5.阐述单胃动物、反刍动物对蛋白质的消化、吸收过程及其特点。
答:一单胃动物蛋白质营养
1.消化部位
蛋白质的消化起始于胃,终止于小肠
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
主要在胃和小肠上部, 20%在胃,60-70%在小肠,其余在大肠。                                      
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
(4)顺序:   L-AA > D-AA
               Cys>Met>Try>Leu>he>Lys≈Ala>Ser>Asp>Glu
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。
二反刍动物蛋白质营养
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
(1)饲料蛋白质
瘤胃降解蛋白(RDP)
瘤胃未降解蛋白 (过瘤胃蛋白,UDP)
(2)蛋白质降解率(%)= RDP/食入CP
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。
瘤胃的Pr消化吸收特点
1.饲料Pr在瘤胃内经过微生物改组合成饲料中不曾有的支链AA。因此,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。
2.反刍动物本身所需AA(小肠AA)来源于MCP、UDP(RUP)和内源蛋白质。MCP可以满足动物需要的50~100%,UDP是高产时的必要补充,内源蛋白质量少且较稳定。
3. 瘤胃中80%的微生物可以NH3为唯一氮源,26%只能利用NH3,55%可同时利用NH3和AA,因此,少量Pr即可满足微生物的需要,这是瘤胃微生物利用尿素等NPN的生物学基础。
4.MCP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 70~80%
5大量RDP在瘤胃中分解,实际上存在能量和蛋白质的损失。
6.饲料蛋白的降解率差异很大,适当加工处理可降低降解率,并可能提高UDP的小肠利用率(如加热、甲醛包被、缓释等措施可提高UDP利用率)。
7.NPN在瘤胃中集中、急剧分解不仅有氮素损失,且可能造成中毒。
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。
3. 影响消化利用的因素
(1)瘤胃内环境的稳定
(2)日粮CP水平:13%         NH3浓度5mM
(3)蛋白质种类:NPN与真蛋白
     CP <13%, 加NPN有效; 高于13%,效果差
(4)其他养分: 碳水化合物、P、S
4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%
5小肠中蛋白质的去向
(1)70%--- 消化、吸收--- 血液--- 30%---- 组织蛋白合成
(2) 30% 粪便排出(粪N)---血液)70%----未利用(尿N)
6大肠的消化
与单胃动物相同。
进入盲肠的N 占摄入N的20%
★ 6.试述保护反刍动物饲粮蛋白质的前提、目的及常用保护方法。
答:微生物N中有10-20%是核酸N,对动物无营养价值
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。
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;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发酵释放能量和碳架速度密切同步时,微生物的固氮作用最大。
方法:
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,可达到能氮同步释放,保证微生物及时有效地摄取NH3。
★ 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MCP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。
★ 保证最佳的瘤胃NH3浓度,是获取的最大MCP合成量的关键。
★ 瘤胃中NH3的浓度取决于:
★ (1)日粮CP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。
★ 降低NH3的释放速度、降低瘤胃pH、提供磷,促进微生物对NH3的捕获力。
★ 7.评定单胃动物蛋白质及氨基酸生物学效价的方法名称及计算方法?
答:(一)蛋白质  
1. CP和DCP
CP最早使用的指标,只反映饲料中含N物质的多少
    DCP=CP×dgcp  不同动物对同一蛋白质饲料的消化率不同
    2.消化率 
    包括真消化率和表观消化率。一般蛋白质的营养价值与消化率成正比,但蛋白质消化后的利用率差别很大。dg是粗指标,不很准确。因为Pr的营养价值主要取决于AA的消化率和AA的平衡性。
3.生物学效价(biological value,BV)
沉积Pr与消化Pr的比(消化蛋白转化为体组织蛋白的效率)
         沉积蛋白           食入N-(FN+UN)
BV==----------×100%==   ----------------×100%
消化蛋白             食入N-FN
BV值越高,说明其质量越好。BV一般在50%~80%范围内
4.净蛋白利用率(net protein utilization, NPU)
沉积Pr与食入Pr的比(食入蛋白转化为体组织蛋白的效率)
         沉积N
NPU=  ----------×100%=BV×dg蛋白质
食入N
5.蛋白质斜率比
(二)AA的有效性评定    去盲肠鸡、回-直肠吻合猪
1.AA的消化率 
    根据是否考虑内源分为真消化率和表观消化率
    根据收粪部位:回肠消化率/粪消化率
规律:Tdg>Adg 5%;
     粪消化率比回肠消化率高5-10%;    
2.生长斜率比
    标准日粮:基础日粮+不同水平Lys
     待测日粮:待测饲料(Lys)保证其他养分与基础日粮相同
     假设:(1)合成AA的生长效率为100%
           (2)AA的食入量与体增重、Pr沉积、饲
    料转化率等所观测指标间存在线性关系
     缺点:(1)两条假设不完全成立
     3.有效lys含量的测定
    ε-NH2 Lys游离与还原性基团反应
4.血浆游离AA浓度
     一般认为食入AA越多,血浆游离AA含量越高,根据采食前后游离AA浓度差来评定饲料品质。
5.微生物法
    根据某种微生物对某一AA的利用情况来评定饲料品质。
   (2)一次试验只能测一个AA,成本很高
3)特点:缺乏的氨基酸常常是EAA ;常发生在低蛋白饲粮和生长快、高产的动物;缺乏症可过补充所缺乏的氨基酸而缓解或纠正
★8.讨论氨基酸平衡理论在配制单胃动物日粮时的应用。
★9.设某动物每天食入N100g排出FN和UN分别30g和50g,计算该动物对日粮CP的表观消化率、饲料蛋白质的BV值?动物体N或蛋白质的平衡情况如何?
CP = N÷16% = N × 6.25 (N是蛋白质的特征元素)
★10.西农萨能奶山羊羔羊在120天的哺乳期内,体重由3.23kg增加到21.23kg,在此期间采食CP 8564g,每增重1kg沉积蛋白质146g,计算该日粮的NPU和PER?
★ 11.论述反刍动物利用NPN的原理及合理利用NPN的措施。
答:1.NPN的利用原理
尿素   尿素酶    NH3+ CO2
(CH2O)n  细菌酶   VFA+ 酮酸(碳链)
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
2. 利用NPN的意义
      节约蛋白质、降低成本
影响NPN利用率的因素
1)日粮能量及其有效性
(1)能量的含量
Ø微生物利用NH3合成MCP时,需要一定能量和碳架,这些养分主要是饲料(CH2O)n在瘤胃发酵产生的。
提高日粮中有效能的数量,可增加MCP的合成量。
(2)能量的有效性(同步性)
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;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发酵释放能量和碳架速度密切同步时,微生物的固氮作用最大。
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,可达到能氮同步释放,保证微生物及时有效地摄取NH3。