反刍动物营养学蛋白质营养56页PPT

2.消化酶（表2-1）
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表2-1 消化道内主要蛋白酶类
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3.消化过程（图）
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壁细胞
HCL
胃
主细胞 胃蛋白酶原
胃蛋白酶
Large Protein
Unfolded Protein
胰蛋白酶原
肠激酶
胰蛋白酶
胰
糜蛋白酶原
糜蛋白酶
羧肽酶原
羧肽酶
Smaller Protein
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（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、因子等
（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 5．生产畜禽产品（产蛋产奶产肉）
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蛋白质的缺乏症
主要症状
食欲不振、采食量下降、厌食，继而导致能
量摄入不足，伴随能量缺乏
其他症状
猪：
蛋白质消化吸收的主要场所是小肠，并在酶 的作用下，最终以大量氨基酸和少量寡肽的形 式被机体吸收、利用，而大肠的细菌虽然可利 用少量氨化物合成菌体蛋白质，但最终绝大部 分还是随粪便排出，因此，猪能大量利用饲料 中蛋白质，而不能大量利用氨化物。
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禽：
腺胃容积小，饲料停留时间短，消化作用不 大，而肌胃又是磨碎饲料的器官，因此，家 禽蛋白质消化吸收的主要场所也是小肠，其 特点大致与猪相同。
2、化合物组成单位
氨基酸 20多种
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二、蛋白质的营养生理作用
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%。

目前，反刍动物蛋白质的研究不断的向动态化、微观化 发展。
• • • • 康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系 氨基酸、小肽的研究 基因表达以及新的生物技术的应用等研究 相关激素调控的研究
蛋白质定义
• 粗蛋白：样品中的氮含量乘以6.25。包括真蛋白（TP）和 非蛋白氮(NPN)。NPN包括尿素、嘌呤、嘧啶、硝酸盐、氨 和游离氨基酸等。 • 蛋白质：由氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链经 过盘曲折叠形成的具有一定空间结构的物质。 氨基酸
反刍动物营养学-蛋白质营养
目录
蛋白质营养的意义与发展 反刍动物蛋白质消化、吸收、代谢生理 蛋白质瘤胃降解 蛋白质瘤胃合成 小肠蛋白质的消化 蛋白水平对生产水平的影响 氨基酸营养
研究蛋白质营养的意义：
蛋白质是机体的重要组成部分， 一切生命活动的参与者。 反刍动物通过对蛋白质的消化、 吸收，转化为优质的动物产品。 反刍动物营养中蛋白质的营养 旨在揭示蛋白质在动物体内的 消化、吸收过程，用最少的饲 料蛋白来满足瘤胃微生物最佳 合成效率所需的瘤胃降解蛋白 （RDP），并使动物表现出理 想的生产性能。
NFC-CA-CB1 NDF-[NDFIP(%CP)*CP]/100-CC [NDF*木质素(%NDF)*2.4]/100
饲养实际常见几种情况
• 低能低蛋白日粮：进入瘤胃的尿素再循环氮增多，虽对微生物可提供 一部分氮源，但由于能量和氮源不足，使瘤胃微生物蛋白质的产量降 低。 • 高能低蛋白：瘤胃能量有富余，但氮源不足，可用一部分非蛋白氮 (NPN)去补充，以降低瘤胃微生物蛋白质的成本，并提高微生物蛋白 质的产量。 • 高能高蛋白：当降解蛋白质能满足微生物的需要，多余的降解蛋白质 则是浪费，这时应选择降解率低的饲料，或采取降低降解率的措施， 以便获得更多的小肠蛋白质。 • 青饲料加高可溶性蛋白：蛋白质降解和氨的释放速度过快，与碳水化 合物的分解速度不相匹配，影响了微生物蛋白质的预期产量，因此应 调整日粮，以降低蛋白质降解速度。

羧肽酶
Smaller Protein
AA & 二/三肽
Smaller Protein
吸收
AA, di & tripeptides
一、 消化吸收
4.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>Phe>Lys≈Ala>Ser>Asp>Glu
二、氨基酸营养
7.必需氨基酸和非必需氨基酸比较
（1）相同
（2）不同点
构成蛋白质的基本单位； 在体内合成的速度和数量不同；
维持动物生长和生产的必 需成分； 数量必须满足蛋白质合成 需要；
血液中的浓度是否取决于 饲粮中相应氨基酸的浓度；
是否必须从饲粮中供给----缺乏症；
二、氨基酸营养
8. 限制性氨基酸（LAA） 概念:与动物需要量相比，饲料（粮）中含
肠,其余在大肠
2.消化酶（表4-1）
一、 消化吸收
表4-1 消化道内主要蛋白酶类
种类 胃蛋白酶 凝乳酶 胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧基肽酶 氨基肽酶
二肽酶
来源
分解底物
胃液 胃液（幼龄动物）
胰液 胰液 小肠液 胰液 小肠液 小肠液
蛋白质 酪蛋白 蛋白质、 蛋白质、 肽 二肽 、胨、肽 、胨、肽
最终产物
、胨 酪蛋白钙、、胨
成年猪：8种---不包含组氨酸和精氨酸 禽：13种----包含甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸
二、氨基酸营养
4.半必需氨基酸：能代替或部分节约EAA的AA。
丝氨酸 胱氨酸 酪氨酸

②纤毛虫分泌的刺激素能提高细菌的分解能力
二）、瘤胃对碳水化合物的消化
• 瘤胃是消化碳水化合物特别是粗纤维的主要器官。瘤胃中未分解的纤维进入
以后的消化道中变化不大，形成粪便。
•
1、瘤胃消化碳水化合物的机制：微生物分泌纤维素、半纤维素分解酶，将纤
维素、半纤维素分解为挥发性脂肪酸，供动物吸收。（其它哺乳动物不具备
二、不饱合脂肪酸的过瘤胃保护。（亚油酸、亚麻油酸）
• 不饱和脂肪酸的生理功能：降低血中胆固醇和甘油三酯；保持细胞膜 的相对流动性；具有较为灵活的可塑性；是合成前列腺素和凝血恶烷 的前体物质；能够提高动物产品的质量。但是瘤胃内微生物对不饱合 脂肪酸具有较强的氢化作用（使不饱合变为饱和）和分解作用，因此
病
因
• 大量饲喂精料而缺乏干草时（精料发酵只需几小时，干草需一昼夜以
上），产生大量的VFA和乳酸，瘤胃中主要的乳酸产生菌—牛链球菌 的数量明显增加，而乳酸利用菌—反刍兽新月单胞菌和埃氏巨型球菌
的增长速度相对较慢。
• 埃氏巨型球菌是瘤胃内主要的乳酸利用菌，可发酵瘤胃中乳酸产量的 60％——80％，还能与牛能链菌竞争性争夺葡萄糖、麦芽糖等底物， 抑制牛链球菌的生长。 •
降解和氢化反应的发生。
游离羧基能毒害瘤胃微生物，抑制其生长。 •
不饱合脂肪酸的过瘤胃保护
• 3、技术： ① 整粒 油籽过瘤胃技术。利用整粒油籽代替植物油，可起保护作用（轻微）。
②甲醛---蛋白质复合包被油脂技术。 指用甲醛处理后的酪蛋白对植物油进行包裹。形成保护膜。保护膜
在PH值5-7的瘤胃环境中不被分解，在PH值为2-3的真胃环境中被破坏
瘤胃pH值的调控
• 瘤胃发酵产生大量的有机酸，正常情况下，瘤胃pH值相对稳定。（5-7) • 大量含碳酸盐和磷酸盐缓冲物的唾液进人瘤胃(高产奶牛每天唾液分泌 量高达300L)。（两个缓冲对） • 瘤胃微生物对乳酸的代谢利用。 • 通过瘤胃壁吸收扩散到血液循环系统。 • 部分酸以VFA、NH+(氨基酸脱氨基的产物）等形式随食糜流入消化道 后段。

▶ 厌氧性
▶ 反刍胃微生物和原生动物（Protozoa)
* 在100万多种中，主要的是50 ~ 60多种
▶ 微生物的种类
* 消化纤维素、 淀粉，利用蛋白质
* 生成氨，消化脂肪
▶ 一定的温度和 pH值
▶ 微生物的寿命
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Composition(g/100gDM) of rumen microbes (van Soest,1994)
反刍营养与生理
农学博完士整编辑朴ppt 德 燮
1
反刍动物是?
牛、绵羊、山羊、鹿、 骆驼、长颈鹿 等
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2
反刍是什么?
通过嘴进入的粗饲料以未咀嚼状态经过食道 进入第一胃内，与胃内容物混淆，因为胃内的大 块需再咀嚼，所以经过反刍再回到嘴里。
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3
反刍动物的消化器
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4
▶ 非纤维性碳水化合物
(NFC : Non Fiber Carbohydrate)
• 反刍胃内急速发酵
• 能量浓度高 → 增加微生物蛋白质的利用
• 不影响反刍作用及唾液的生产
▶ 纤维性碳水化合物（Structural Carbohydrate）
• 在反刍胃内发酵速度缓慢
• 纤维素、半纤维素、木质素、硅酸盐（silica）、木质化蛋白质
（lignified protein）
• 促进反刍作用及唾液生成
• 饱满感
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• 促进乙酸生成 → 增加乳脂率
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碳水化合物代谢
■ 影响非纤维性碳水化合物消化的因素
1) 谷种类
燕麦 > 小麦 > 大麦 > 玉米 > 高粱

2
能力目标： 1、能比较单胃动物和反刍动物对蛋白质消 化、吸收和利用的异同 2、能比较单胃动物和反刍动物蛋白质营养 的特殊性 3、能结合单胃动物和反刍动物的蛋白质营 养原理，合理的选用蛋白质原料 4、能运用蛋白质营养的理论，采取合理措 施提高蛋白原料的利用率。
3
思考题
1、简述单胃动物和反刍动物对蛋白质消化吸收的异同。 2、简述如何提高单胃动物饲料蛋白质利用效率。 3、单胃动物的理想蛋白原理、实质、意义分别是什么？ 4、NPN的利用原理是什么？ 5、NPN的合理利用措施有哪些？
Smaller Protein
刷状缘 (肠细胞)
AA & 二/三肽 吸收
Smaller Protein
AA, di & tripeptides
4.吸收
（1）部位: 小肠上部 （2）方式: 主动吸收 （3）吸收产物：主要为氨基酸，大部分进入血液，少 量进入淋巴系统 （4）载体: 碱性、酸性、中性系统
6、简述影响蛋白质消化、吸收、沉积的因素。
7、什么叫限制性氨基酸？第一限制性氨基酸在蛋白质营 养中有何意义？
4
蛋白质的组成及结构 蛋白质的营养生理作用 单胃动物蛋白质营养 反刍动物蛋白质营养
5
一.蛋白质的组成及结构
1、元素组成
蛋白质的平均元素含量： C 53% H 7% O 23% N 16% S+P <1%
生长不良、氮沉积下降、贫血、脂肪肝、不
育、出生重下降、初生死亡率高、产奶量下降、 产蛋率下降、某些激素和酶合成受影响
蛋白质的缺乏伴随某种特定氨基酸的缺乏，可 能产生该氨基酸缺乏的特异性缺乏症 蛋白质的亚临床症状: 普遍，但难判断 蛋白质缺乏的受害动物： 幼龄动物、高产动 物

四 反刍动物蛋白质营养特点及其运用
3、提高尿素利用率的措施 喂量
尿素的喂量为日粮粗蛋白质的 20%~30%或不超越日粮干物质的 1%；成年牛每头每天饲喂60—100 克，成年羊6—12克。
四 反刍动物蛋白质营养特点及其运用
3、提高尿素利用率的措施 喂法
为了有效利用尿素，防止中毒，饲 喂时必需将尿素均匀的搅拌到饲料 中混喂。最好先用糖蜜将尿素稀释， 还可将尿素加到青贮饲料中青贮后 一同饲喂。
白质质量普通比动物性饲料蛋白质 差，尤其禾谷类必需氨基酸含量远 低于动物需求。
三 单胃动物蛋白质营养特点及其运用
2 饲粮氨基酸的平衡 饲粮必需氨基酸缺乏或比例不当，严
重影响动物对蛋白质利用、生长速 度和消费成果〔如表〕。
饲粮必需氨基酸缺乏生长鸡的影响
三 单胃动物蛋白质营养特点及其运用
2 饲粮氨基酸的平衡 经过添加合成氨基酸可降低粗蛋白质
三 单胃动物蛋白质营养特点及其运用
(四)提高饲料蛋白质转化效率的措施
1 配合日粮时饲料应多样化
饲料种类不同，蛋白质中所含的必 需氨基酸的种类、数量也不同。多 种饲料搭配，能起到氨基酸的互补 作用，改善饲料中氨基酸的平衡， 提高蛋白质的转化效率。
三 单胃动物蛋白质营养特点及其运用
(四)提高饲料蛋白质转化效率的措蛋白质营养特点及其运用
3、提高尿素利用率的措施 保证微生物生命活动所必需的矿物质
瘤胃微生物对尿素利用有顺应过程； 作为氮源时，应补充硫、磷、铁、 锰、钴等的缺乏；否那么会影响细 菌对尿素的利用。
四 反刍动物蛋白质营养特点及其运用
3、提高尿素利用率的措施 控制喂量，留意喂法
NPN中的尿素本钱低、效果好，作 为饲粮氮源已有较长历史，仍被广 泛运用；但饲喂要恰当，可作为反 刍动物良好的氮源，否那么在瘤胃 内能够积聚大量的氨而引起致命性 的氨中毒。

特定条件下必需由饲料供给的AA. 如:对仔猪, Arg、Glu是条件性EAA 6.非必需氨基酸（NEAA，Non-essential amino acid）:是指可不由饲粮提供，动物体内的合成完全
可以满足需要的氨基酸。但并不是指动物在生长和维 持生命活动的过程中不需要这些氨基酸。
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7.必需氨基酸和非必需氨基酸比较 （1）相同 — 构成蛋白质的基本单位； — 维持动物生长和生产的必需成分； — 数量必须满足蛋白质合成需要； （2）不同点 — 在体内合成的速度和数量不同； — 血液中的浓度高低是否取决于饲粮中相应氨
Smaller Protein
AA, di & tripeptides
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4.吸收 （1）部位: （2）方式: （3）载体: （4）顺序：
小肠上部 主动吸收 碱性、酸性、中性系统 L-AA > D-AA
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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) (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） (8)影响吸收的因素（AA平衡、肠粘膜状态）
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谷蛋白：麦谷蛋白、玉米谷蛋白、米精蛋白等。 醇溶蛋白：玉米醇溶蛋白、小麦醇溶蛋白、黑麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白等。 组蛋白：珠蛋白、鲭组蛋白。 鱼精蛋白： 3.结合蛋白： 核蛋白：脱氧核糖核蛋白、核糖体 磷蛋白：酪蛋白、胃蛋白酶 金属蛋白：细胞色素氧化酶、铜蓝蛋白、黄嘌呤氧化酶 脂蛋白：卵黄球蛋白、-脂蛋白 色蛋白：血红蛋白、细胞色素C、黄素蛋白 糖蛋白：-球蛋白、半乳糖蛋白、甘露糖蛋白、氨基糖蛋白

• 其它激素:
小结
• 人类对蛋白质营养研究至今已有100多年的历史。动物蛋白质营养代谢的研究一直 是世界范围内引人关注又十分活跃的科学研究领域。
• 迄今为止，对反刍动物瘤胃内蛋白质消化和代谢的途径已基本摸清，但对一些氨基 酸具体代谢途径和特点仍在继续研究中。
• 20世纪中后叶是反刍动物瘤胃内蛋白质和氨基酸营养研究快速发展的时期。
– 尿素去向
• 进入瘤胃：进入瘤胃被微生物再利用，进入瘤胃的 速度（GER）变化较大（种类与种间），GER：摄 入N量比为0.19到0.80。GER：UER（尿素进入速 度）比则在0.29－0.92间，奶牛则0.58－0.75间， 而0.92是仅饲喂70%MP需要量得到。
• 进入后段消化道(量少)：不同饲料产生量不一 样。牛饲喂高精料日粮时，进入瘤胃占65% －75%。而饲喂蒸汽玉米比压碎玉米进入 PDV的尿素量增加34%，但进入瘤胃的量两 种日粮仍然保持75%。进入肠道N则用于后段 微生物发酵底物与粪N损失。数量上略占进入 瘤胃（GIT）尿素N的1%-12%(奶牛）
– 原虫：很少利用NH3-N，主要是吞食细菌或消 化可溶性蛋白质来满足需要。它们能吞食31% 的细菌(Coleman, 1967),大约一半的细菌被转 化为原虫N。
• 在奶牛、绵羊、山羊中，灭虫增加十二指肠 微生物N流量，降低NH3-N浓度、增加微生 物N的效率(Eugene et al.,2004)。通过增加 微生物合成与降低OM降解，灭虫则改善微 生物蛋白合成（增加40%-125%的微生物N, g /kg DOM, Jouang, 1996)。灭虫降低尿N 与增加粪N(Eugene, et al.,2004, Jouany, 1996)。
反刍动物蛋白质营养研究进展
• 瘤胃内的氮代谢 • 过瘤胃的蛋白来源 • 内分泌对乳蛋白合成调控

• 可以消化单胃动物不能消化的粗纤维 • 可以利用非蛋白氮来合成蛋白质 • 饲料蛋白 — 微生物蛋白转换
二、瘤胃内环境
瘤胃内环境 反刍动物主要靠瘤胃微生物来消化,消化的终产物与单胃动物不同
容积大 :能采食大量的饲料,包括精料和粗料,瘤胃在贮存饲料的同时, 也大量贮存水分
大量的微生物: 瘤胃相当于一个活体的发酵罐,将饲料的能量和 蛋白质转化为微生物蛋白和VFA;
大麦类型 瘤胃pH 反刍时间 吞咽食团次数 消化率
(Min/d) (次/d)
整粒大麦
6.2
402
521
78.0
颗粒大麦
5.1
216
263
76.7
(3) 采食行为。采食慢,唾液多,反之则少。
瘤胃内环境
防止瘤胃环境过酸 , 特别是控制瘤胃 pH 低于 6 的时间对纤维素的消化和维 持瘤胃正常功能是十分重要的。精饲料所占日粮比例和饲料种类、加工方法 对纤维素的消化有很大的影响。 Orskov的研究表明,氨化秸杆、甜菜和大麦 的消化率分别为54、83和83%,若30%的氨化秸杆与70%的甜菜或70%的大麦混 和后,消化率分别下降到70%和65%,也就是说, 氨化秸杆的消化率分别只有44% 和22%。
– 配合瘤胃的功能、限制粗料大颗粒的流出
• 瓣胃
– 水分、 VFA的吸收
• 真胃(皱胃)
– 类似于单管沟反射
食管沟是牛网胃壁上自贲门向下延伸到皱胃的肌肉 皱褶。在犊牛期，当牛受到与吃奶有关的刺激时，食管 沟闭合，将奶绕过瘤胃和网胃，直接进入皱胃进行消化， 此过程称为食管沟反射。
终产物: 微生物发酵饲料的终产物是VFA,CO2,CH4,NH3 唾液: 瘤胃液被胃壁吸收后, 以唾液的形式分泌到瘤胃中,