动物营养学基础

第二章 蛋白质营养 学习目标 1. 熟悉单胃动物与反刍动物在消化吸收蛋白质方面的区别； 2. 了解单胃动物对饲料蛋白质的消化、吸收过程； 3. 了解反刍动物对饲料蛋白质的消化、吸收过程 。

第一节 蛋白质概述 一、蛋白质的概念与功能 1. 概念 蛋白质是由氨基酸组成的高分子含氮有机物。 蛋白质的组成元素： （ % ） 碳 51.0~55.0 氧 21.5~23.5 氮 15.5~18.0 氢 6.5 ~ 7.3 硫 0.5~ 2.0 磷 0~1.5

 通常所说粗蛋白质 (crude protein, CP) 是指饲料所有含 氮化合物的总称。  饲料中的粗蛋白质是用凯氏定氮法测定的，用凯氏定氮 法测定的是饲料中总的含氮量。  一般情况下，粗蛋白质中的含氮量为 16 ％，所以凯氏定 氮法测定的总氮量除以 16% （或乘以 6.25 ，为换算系数 ）即得到饲料中 CP 含量。  但确切地说，不同饲料中 CP 的含氮量是不一样的，因此 ，换算系数也不一样。

二、蛋白质功能 1. 细胞的重要组成部分 2. 是机体内功能性物质的主要成分 3. 是组织更新和修复的主要原料 4. 可提供能量和转化为糖和脂肪

二、氨基酸概念和功能 （一）氨基酸概念 氨基酸是羧酸分子中 α- 碳原子的一个氢原子被氨基取代而 生成的化合物。 中性氨基酸： 甘氨酸、丙氨酸、 丝氨酸、苏氨酸等 酸性氨基酸： 天门冬氨酸和谷氨酸 碱性氨基酸： 赖氨酸、精氨酸、瓜氨酸和组氨酸 分类 动物体内氨基酸都是 D 型，微生物体内的为 L 型。

（二）氨基酸功能 1. 合成体组织蛋白 这是氨基酸的主要功能。 2. 分解功能 氨基酸可分解成 α- 酮酸或彻底分解为 CO 2 和 H 2 O 并释放能 量或者转变为糖或脂肪贮存。 3. 免疫功能 免疫球蛋白主要由苏氨酸、亮氨 酸和缬氨酸组成。

4. 影响蛋白质的周转 蛋白质周转是一个组织蛋白质不断合成与降解的动态 过程。支链氨基酸具有促进蛋白质合成和抑制蛋白质分解 的作用。 5. 特殊调控作用 谷氨酰胺调节体内酸碱平衡，使体内细胞合成嘌呤、 嘧啶、核苷酸等的必须前体物质，在维持动物健康方面起 着重要作用。

三、蛋白质的组成与分类 按照结构、形态和物理特性可分为： 1. 纤维蛋白：胶原蛋白、弹性 蛋白和角蛋白。 2. 球蛋白：清蛋白、球蛋白、谷 蛋白、组蛋白等。 3. 结合蛋白：血红蛋白、肌红蛋 白、核蛋白等。

第二节 蛋白质的品质 一、必需氨基酸与非必需氨基酸 1. 必需氨基酸（ essential amino acids, EAA ） 是指动物不能由体内代谢合成，或合成量不能满足动物需 要，必须由饲粮提供的氨基酸。 由于代谢途径的差异，不同动物所需必需氨基酸的种类略 有不同（见表）。见表 生长猪有 10 种必需氨基酸；成年猪有 8 种；鸡有 11 种必需 氨基酸。

不同动物必需氨基酸的种类比较 氨基酸缩写 人猪禽牛鲤鱼鼠狗猫 甘氨酸 Gly. × × ○ × ○ × ×× 脯氨酸 Pro × △○ ××××× 精氨酸 Arg. × △○ ×× △△○ 组氨酸 His. △△○ × ○○○○ 缬氨酸 Val. ○○○ × ○○○○ 亮氨酸 Leu. ○○○ × ○○○○ 异亮氨酸 ILe. ○○○ × ○○○○ 赖氨酸 Lys. ○○○ × ○○○○ 蛋氨酸 Met. ○○○ × ○○○○ 苯丙氨酸 Phe. ○○○ × ○○○○ 苏氨酸 Thr. ○○○ × ○○○○ 色氨酸 Trp. ○○○ × ○○○○ ○：必需氨基酸；△：条件性必需氨基酸； × ：非必需氨基酸

2. 非必需氨基酸 (non-essential amino acids, NEAA) 动物机体内可以合成，不必由饲粮提供的氨基酸。 饲粮是满足动物对非必需氨基酸需要的最经济有效的方式 ，内源合成是饲粮不足部分的补充途径。 从饲料的角度来讲，氨基酸有必需和非必需之分，但是从 营养角度来讲，二者皆为动物所必需。

二、限制性氨基酸（ limited amino acids, LAA ） 指某一种或几种必需氨基酸低于动物的需求量，而且由于 它们的不足限制了其他氨基酸的利用的氨基酸。 饲料原料 猪肉鸡蛋鸡 第一第二第三第一第二第三第一第二第三 玉米 Lys ThrIleu/Cys ArgLysIleuLysIleuArg 小麦 Lys Trp/CysMet LysArgIleuLysIleuVal 大麦 LysThrTryArgLysThrLysIleuVal 麸皮 ThrLysCysLysIleuThrIleuLysVal 玉米蛋白饲料 TryLysMetLysArgMetLysIleuTry 玉米蛋白粉 TryLysCysLysTryArgTryLysCys 豆粕 CysMetTryMetCysTryMetCysTry 棉籽粕 TryCysMet CysTryMetCysTry 菜籽粕 TryMetCysMetTryCysTryMetCys 常见饲料原料对于猪和家禽的限制性氨基酸顺序

限制性氨基酸主要针对的是全价配日粮，而不是单一的饲料原 料。 例如饲喂玉米 + 豆粕型饲粮时，赖氨酸为猪的第一限制性氨基酸； 蛋氨酸为家禽的第一限制性氨基酸，但是，当以玉米 + 花生粕型 日粮时赖氨酸则成为家禽的第一限制性氨基酸。 氨基酸平衡指日粮中各种必需氨基酸在 数量和比例上同动物特定需求量相符合。

限制性氨基酸种类和顺序取决于动物种类、生长阶段和饲 料类型。 在其他营养物质满足供应的情况下，动物的生产性能主要 取决于第一限制性氨基酸。 通过原料相互搭配和合成氨基酸添加，可以解除该限制性 氨基酸作用，改善动物的生产性能。

三、理想蛋白质 是指氨基酸组成和比例与畜禽氨基酸需要完全一致的蛋白 质。理想蛋白质不但必需氨基酸之间比例完全平衡，而且 必需氨基酸和非必需氨基酸之间比例也完全平衡。动物对 理想蛋白质的利用率为 100% 。 理想蛋白模式的本质是氨基酸间的最佳平衡模式，以这种 模式组成的饲粮蛋白质最符合动物的需要，因而能够最大 限度地被利用。

反刍动物本身不能合成必需氨基酸，但瘤胃微生物能合成 宿主几乎全部的必需和非必需氨基酸，对于高产奶牛或生 长速度很快的反刍动物，瘤胃微生物合成的氨基酸的数量 和质量则不能完全满足需要，必须以过瘤胃蛋白的形式补 充。 过瘤胃蛋氨酸可以提高肉牛增重速度和奶牛产奶量。

说明表 2-2 猪理想蛋白质氨基酸组成模式。 理想蛋白质中最重要的是必需氨基酸之间比例，为了便于推广应用， 通常把赖氨酸作为基准氨基酸，其相对需要量定为 100 ，其它必需氨 基酸需要量表示为赖氨酸需要量的百分比，称为必需氨基酸模式或理 想蛋白模式。 选用赖氨酸作为基准氨基酸的理由： （ 1 ）赖氨酸通常是动物的第一或第二限制性氨基酸； （ 2 ）赖氨酸主要用于蛋白质沉积，受维持等影响小； （ 3 ）赖氨酸与其他必需氨基酸间不存在相互转化关系； （ 4 ）赖氨酸的分析方法比蛋氨酸等更为准确。

第三节 蛋白质的消化吸收 一、单胃动物蛋白质的消化吸收 1. 消化 单胃动物对饲料中蛋白质的消化在胃和小肠上部进行。酶解的化学 性消化为主，并伴随部分物理性消化和微生物消化。 （ 1 ）胃酸使蛋白质变性，其空间结构被破坏，暴露其对蛋白酶敏感 的大多数肽键。 （ 2 ）胃酸激活胃蛋白酶。 （ 3 ）单胃动物消化蛋白质的酶主要是小肠中胰蛋白酶、糜蛋白酶等 内切酶及羧基肽酶、氨基肽酶等外切酶。

（二）吸收 吸收主要在小肠上 2/3 的部位进行 哺乳动物出生后 24-36h 内直接吸收初乳中免疫球蛋白 游离氨基酸、二肽和三肽是主要吸收形式 需要钠参与的主动性转运过程 氨基酸吸收速度顺序是： 胱＞蛋＞色＞亮＞苯丙＞赖 ≈ 丙＞丝＞天冬＞谷。

二、反刍动物对蛋白质的消化吸收 （一）消化 反刍动物对蛋白质的消化与单胃动物有很大的差异。反刍动物 对饲料蛋白质的消化主要以瘤胃中微生物消化为主，真胃和小 肠中的化学性消化为辅。反刍动物对饲料蛋白质的消化约 70% 在瘤胃受微生物作用而降解， 30% 在肠道水解。 微生物蛋白是反刍动物最主要的氮源供应形式，能提供蛋白需 要量的 40% ～ 80% 。 瘤胃降解蛋白（ RDP ） 过瘤胃蛋白质（ RBPP ，约 30% ）

( 二 ) 吸收 过瘤胃蛋白与微生物蛋白一起由瘤胃进入真胃和小肠，继 续进行化学性消化。 蛋白质在真胃和小肠的消化过程，基本上与单胃动物相类 似，是由胃肠道分泌的各种蛋白酶和肽酶，将蛋白质分解 为肽和氨基酸，而后被吸收。

反刍动物蛋白质消化吸收示意图

三、影响蛋白质消化利用的因素

第四节 蛋白质营养价值评定 一、单胃动物饲料中蛋白质营养价值评定 （一）蛋白质的生物学价值（ BV ） BV 指存留在体内而未从粪便排出的氮占已消化被吸收氮 的百分数 食入氮 -( 粪氮 + 尿氮 ) BV = ───────── ×100% 食入氮 - 粪氮 BV 反映了蛋白质消化率和可消化蛋白质的平衡。 BV 高，说明饲料中蛋白质可消化氨基酸组成与动物需要更接近，饲料 蛋白质营养价值越高。 ×100%

（二）净蛋白利用率（ NPU ） 指动物体留存的氮与食入的氮的比 留存氮 NPU ＝ ───── ×100 ％＝ BV× 蛋白质消化率 食入氮 净蛋白利用率是饲料蛋白质营养价值的综合评定指标， 既反映了饲料蛋白质的消化性，也反映了消化产物中 氨基酸组成的平衡状况。

（三）蛋白质效率比（ PER ） 是动物体增重与食入蛋白质或氮的比例 体增重（ g) 蛋白质或氮的食入量 (g) PER= ×100% 蛋白质效率比也是饲料蛋白质营养价值的综合评定指 标，与净蛋白利用率相比，用体增重代替了蛋白质或 氮的沉积量，更为简单、直观。

（四）化学比分（ CS ） 以第一限制性氨基酸为依据评定饲料蛋白质营养价值的。 所评定蛋白质第一点执行氨基酸含量 鸡蛋蛋白质中相应氨基酸含量 CS= ×100%

二、反刍动物蛋白质营养价值的评定 十二指肠非蛋白氮 - 瘤胃微生物氮 食入氮 饲料蛋白质降解率 = ×100% 新的蛋白质评价体系是将反刍动物对蛋白质的需要划分 为瘤胃微生物需要和反刍动物本身需要两部分。饲料蛋白 质在瘤胃中的降解率是反刍动物蛋白质体系的核心。计算 公式：

思考题 1. 名词解释：蛋白质、必需氨基酸；非必需氨基酸；限制 性氨基酸。 2. 简述蛋白质的营养功能 3. 影响蛋白质消化利用的因素 4. 反刍动物在消化利用蛋白质上的特点。

本讲结束