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(共105张PPT)
任务2-1 蛋白质的利用
任务描述
掌握
蛋白质的营养生理作用和动物对蛋白质消化、吸收、代谢的特点及影响因素。
熟知
动物所需必需氨基酸、限制性氨基酸的种类及理想蛋白质的概念。
学会
提高饲料蛋白质利用率的措施。
任务分析
由氨基酸以肽链连接而成的高分子的有机物质。
一切生命活动的物质基础，是细胞的重要组成部分，它是动物体内除水分以外含量最多的物质。
蛋白质
任务分析
蛋白质在动物营养中占有十分特殊的地位。
动物在生长发育过程中，必须从饲料中不断摄取蛋白质，以满足组织器官的生长和更新，并沉积于动物产品肉、蛋、乳中，动物生产的主要目的就在于此。
蛋白质不仅是动物机体的重要组成
部分，而且具有极其重要的生物学价值，在体内执行着各种各样的生物学功能。
一、蛋白质的组成
（一）蛋白质的元素组成
少数蛋白质还含有磷、铁、铜和碘等元素。不同蛋白质的含氮量不完全相等，但差异不大，平均含氮量按16％计。
碳
氢
氧
氮
硫
一种高分子有机化合物，组成蛋白质的主要元素：
51.0％～55.0％
6.5％～7.3％
21.5％～23.5％
15.5％～18.0％
0.5％～2.0％
蛋白质
一、蛋白质的组成
（二）蛋白质的氨基酸组成
NH2
｜
R―CH―COOH
蛋白质
氨基酸
基本结构单位
构成蛋白质的氨基酸有20多种，氨基酸的结构通式为与羧基相邻的α-碳原子上结合一个氨基、一个氢原子和一个可变的侧链（R基团），即：
一、蛋白质的组成
（二）蛋白质的氨基酸组成
根据R基团将氨基酸分
脂肪族
芳香族
脂肪族
氨基酸
苯丙氨酸和酪氨酸
杂环族
色氨酸、组氨酸和脯氨酸
根据氨基和羧基数目、含硫等情况，将氨基酸分为酸性氨基酸、碱性氨基酸、支链氨基酸、含硫氨基酸。
一、蛋白质的组成
（二）蛋白质的氨基酸组成
L型氨基酸的生物学效价比D型高，而且大多数D型氨基酸不能被动物利用或利用率很低。
天然饲料中仅含L型氨基酸。
微生物能合成L型和D型两种氨基酸，化学合成的氨基酸多为L型、D型混合物。
D型
L型
除甘氨酸外，氨基酸有两种构型
一、蛋白质的组成
（二）蛋白质的氨基酸组成
蛋白质是氨基酸间通过肽键连接而成的多肽链，大多数蛋白质至少含有100个氨基酸残基。
由于构成蛋白质的氨基酸在种类、数量以及氨基酸之间排列顺序不同，就形成各种不同的蛋白质。
不同的蛋白质在形态结构、物理特性、溶解度及生物学功能等方面存在着非常大的差异。
但不管是哪一种蛋白质，其基本骨架都由一个个氨基酸连接在一起构成。故蛋白质的营养实质上就是氨基酸的营养。
二、蛋白质的营养生理功能
（一）蛋白质是构成动物体最基本的物质
动物的肌肉、神经、结缔组织、腺体、精液、皮肤、血液、毛发、角、喙以及各种内脏器官，如心、肺、脾、肾、肠、胃及生殖器官等，都是以蛋白质为其主要成分，起着传导、运输、支持、保护、连接、运动等多种功能。
二、蛋白质的营养生理功能
（一）蛋白质是构成动物体最基本的物质
组织器官干物质中含蛋白质达80％以上。
这些组织和器官在生命活动过程中担负着各种各样的生理功能，共同构成一个完整的有机体，所以，蛋白质是动物生长发育必需的重要营养物质。
肝脏
肌肉
脾脏
起催化作用的酶
二、蛋白质的营养生理功能
（二）蛋白质是动物体内生物活性物质的主要成分
以蛋白质为主要原料构成
蛋白质还参与维持体液正常的渗透压，为动物正常生命活动提供一个相对稳定的内环境。所以，蛋白质不仅是结构物质，也是维持生命活动的功能物质。
动物生命活动和代谢过程中
起调节和控制作用的激素
有免疫和防御功能的抗体
生物活性物质
二、蛋白质的营养生理功能
（三）蛋白质是组织更新修补的必需物质
生命活动的基本特征是新陈代谢，即使在体重不变的情况下，体内的新陈代谢也没有停止，旧组织细胞不断分解，新组织细胞不断形成。这些组织的自我更新都是以蛋白质的分解与合成为基础。
据同位素测定，动物体蛋白质每天更新0.25％～0.3％，
6～12个月全部更新一次。动物损伤组织修补也需要蛋白质参与。
二、蛋白质的营养生理功能
（四）蛋白质可分解供能或转化为糖和脂肪
01
当动物体内碳水化合物和脂肪不足时，蛋白质可在体内分解、氧化产能，以维持机体正常代谢活动。
02
当摄入的蛋白质过多或日粮氨基酸不平衡时，多余的蛋白质也可在体内转化为糖和脂肪贮存起来，以备营养不足时重新分解供能。
03
但是，在生产实践中，为了降低饲料成本，为动物配制的日粮应尽可能既能满足动物对蛋白质数量和质量的需要，又避免蛋白质直接作为能源物质。
二、蛋白质的营养生理功能
（五）蛋白质是遗传物质的基础
动物的遗传物质DNA与组蛋白结合成为一种复合体——核蛋白。而以核蛋白的形式存在于染色体上，将本身所蕴藏的遗传信息，通过自身的复制过程遗传给下一代。DNA在复制过程中，涉及到30多种酶和蛋白质的参与协同作用。
二、蛋白质的营养生理功能
（六）蛋白质是动物产品的重要成分
蛋白质是形成畜产品的主要原料
为增加畜产品的
产量，提高养殖效益，必须满足动物蛋白质
的供给量。
肉
蛋
奶
毛
羽绒
皮
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
图2-1 猪体内蛋白质消化代谢简图
以猪为例，阐述单胃
杂食动物对饲料中粗
蛋白质的消化代谢过程
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
饲料粗蛋白质被猪采食后进入胃，其中的蛋白质部分，在胃酸和胃蛋白酶的作用下，部分蛋白质被分解为分子较小的蛋白胨和蛋白 ，然后连同未被分解的蛋白质一起进入小肠继续进行消化，在小肠中又依次受到胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧基肽酶和氨基肽酶的作用，经过多肽和肽的阶段，最后分解为氨基酸和部分小肽（二肽、三肽）。
猪等单胃动物对蛋白质的消化从胃开始
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
猪等单胃动物对蛋白质的消化从胃开始
氨基酸和小肽都可以被小肠黏膜直接吸收。
但小肽的吸收比氨基酸更有优势。
二肽和三肽在肠黏膜细胞内经二肽酶和三肽酶等作用绝大部分继续分解为氨基酸，另外一小部分小肽可直接进入血液循环。
氨基酸被小肠肠壁吸收进入门静脉到肝脏。随血液循环输送到全身各组织细胞中合成体蛋白。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
猪等单胃动物对蛋白质的消化从胃开始
小肠中未被消化吸收的蛋白质和氨化物进入大肠后，在腐败菌的作用下，降解为吲哚、粪臭素、酚、甲酚等有毒物质，一部分经肝脏解毒后随尿排出，另一部分随粪便排出。
在大肠中，部分蛋白质和氨化物还可在细菌酶的作用下，不同程度地降解为氨基酸和氨，其中部分可被细菌利用合成菌体蛋白，但合成的菌体蛋白绝大部分随粪排出，而被再度降解为氨基酸后能由大肠吸收的为数甚少，吸收后的氨基酸也由血液输送到肝脏。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
猪等单胃动物对蛋白质的消化从胃开始
最后，在消化道中未被消化吸收的所有蛋白质，随粪便排出体外。
随粪便排出的蛋白质，除了饲料中未消化吸收的蛋白质外，还包括肠道脱落黏膜、肠道分泌物及残存的消化液等。后部分蛋白质则称为“内源蛋白质”（即内源代谢粪氮MFN×6.25），它可由饲喂不含氮日粮的动物测得。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
饲料蛋白质消化的终产物氨基酸并非全部被小肠吸收，各种氨基酸的吸收率不尽相同。
一般情况下，动物对苯丙氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸的吸收率较其他氨基酸为高。
小肠对不同构型的同一氨基酸吸收率也不同，通常L型氨基酸的吸收率比D型氨基酸高。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
血液内几乎不含γ-球蛋白，但在出生后24～36h内可依赖肠黏膜上皮的胞饮作用，直接吸收初乳中的免疫球蛋白，以获取抗体得到免疫力。
初生动物小肠粘膜具有胞饮作用，即可完整吸收大分子蛋白质。
幼猪
幼驹
幼犬
犊牛
羔羊
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
进入肝脏中的氨基酸，一部分合成肝脏蛋白和血浆蛋白，大部分经过肝脏由体循环转送到各个组织细胞中，连同来源于体组织蛋白质分解产生的氨基酸和由糖类等非蛋白质物质在体内合成的氨基酸(两者均称为内源氨基酸)一起进行代谢。
代谢过程中，其中大部分氨基酸可用于合成体蛋白和产品蛋白，以满足机体生长、更新、修补和生产的需要；氨基酸也可用来合成酶类和某些激素以及转化为核苷酸、胆碱等含氮的活性物质。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
没有被组织细胞利用的氨基酸，在肝脏中脱氨，脱掉的氨基生成氨又转变为尿素，由肾脏以尿的形式排出体外。
脱掉氨基以后剩余的酮酸部分氧化供能或转化为糖原和脂肪作为能量贮备。
氨基酸在肝脏中还可通过转氨基作用，合成新的氨基酸。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）单胃动物对蛋白质的消化代谢过程
尿中排出的氮有一部分是体组织蛋白质的代谢产物，通常将这部分氮称为“内源尿氮(EUN)”，内源尿氮可视为给动物采食不含氮日粮，由尿中排出的氮。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（二）单胃动物对蛋白质消化代谢的特点
由消化代谢过程可知，猪对蛋白质消化代谢的特点是：
蛋白质消化吸收的主要场所是小肠，整个消化过程需要一系列酶的作用，
最终是以大量的氨基酸和少量寡肽的形式被机体吸收利用。
大肠内的细菌虽然可以将饲料中的部分氨化物合成菌体蛋白，但数量很少，且处于消化道末端，很难被机体利用，最终绝大部分还是随粪便排出。
因此，猪能大量利用饲料中的蛋白质，但不能大量利用氨化物。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（二）单胃动物对蛋白质消化代谢的特点
家禽消化器官中的腺胃容积小，饲料停留时间短，故消化作用不大，而肌胃又是磨碎饲料的器官，主要起机械消化作用，因此，家禽蛋白质消化吸收的主要场所也是在小肠，其过程与猪大致相同。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（二）单胃动物对蛋白质消化代谢的特点
马属动物的盲肠和大结肠相当发达，具有与反刍动物瘤胃相似的特点，而在胃和小肠蛋白质的消化吸收过程与猪类似，在小肠内未被消化吸收的蛋白质和氨化物，可被盲肠和结肠中细菌利用合成菌体蛋白，再进一步被机体消化利用。
马属动物虽然也是单胃动物，但其消化道结构与猪有较大的差别。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（二）单胃动物对蛋白质消化代谢的特点
因此，马属动物利用饲料中氨化物转化为菌体蛋白的能力比猪强，但比反刍动物差。
据测定，以干草为马的唯一饲料时，由盲肠和结肠微生物酶消化的饲料蛋白质可占被消化的蛋白质总量
50％左右，这一部位消化蛋白质的过程类似反刍动物。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（二）单胃动物对蛋白质消化代谢的特点
单胃动物猪和家禽，对饲料蛋白质的消化主要是消化道分泌的蛋白质消化酶对蛋白质的水解过程。
三、单胃动物对蛋白质的消化吸收及利用
（二）单胃动物对蛋白质消化代谢的特点
01
微生物酶的消化是在吸收能力很低的大肠中进行，消化过程极其微弱。
02
单胃动物猪和家禽的蛋白质营养过程主要是组成饲料蛋白质的氨基酸的营养过程，动物所吸收的氨基酸种类和数量在很大程度上取决于饲料蛋白质本身的氨基酸组成和比例。
03
部分消化产物小肽不仅可作为吸收形式直接被利用，也可以作为生物活性物质使用，如酪啡肽、酪蛋白磷酸肽等。因此，小肽营养已逐渐引起关注。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）反刍动物对蛋白质的消化代谢过程
反刍动物粗蛋白质消化代谢简图
反刍动物
复胃动物，最具特点的是有一个庞大的瘤胃，瘤胃容积约占整个胃的80％。
瘤胃中有大量的纤毛虫和细菌，这些微生物在蛋白质消化过程中起着重要的作用，反刍动物蛋白质消化过程如图。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）反刍动物对蛋白质的消化代谢过程
纤毛虫利用寡肽和氨基酸合成自身的体蛋白，其中部分氨基酸又在细菌脱氨基酶的作用下，降解为挥发性脂肪酸、氨和二氧化碳。
反刍动物蛋白质的消化是从瘤胃开始，饲料中蛋白质进入瘤胃后，在细菌所分泌的酶类的作用下被分解为寡肽、氨基酸，纤毛虫和细菌又利用这两种物质合成瘤胃微生物蛋白（MCP）。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）反刍动物对蛋白质的消化代谢过程
02
01
03
在瘤胃被微生物降解的蛋白质称为瘤胃降解蛋白（RDP）。
饲料中的氨化物也可在细菌脲酶作用下分解为氨和二氧化碳。
瘤胃中的氨基酸和氨化物的降解产物氨，也可被细菌利用合成菌体蛋白。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）反刍动物对蛋白质的消化代谢过程
瘤胃中的细菌蛋白氮有50％～80％来源于瘤胃中产生的氨，另外
20％～50％则来源于食入蛋白水解而成的肽类和氨基酸，纤毛原虫不能利用氨态氮，只能利用细菌和饲料颗粒含有的氮作为氮源而生长。
饲料蛋白质在瘤胃内的降解率受其溶解度和瘤胃内滞留时间的影响，溶解度大的蛋白质及在瘤胃内滞留时间较长的蛋白质降解率较高。
瘤胃微生物降解饲料蛋白质的能力很强，食入蛋白质的降解率多在60％～80％范围内。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）反刍动物对蛋白质的消化代谢过程
过瘤胃蛋白与瘤胃微生物蛋白一同由瘤胃进入真胃，而后进入小肠和大肠，进入真胃后的整个消化过程
与单胃动物蛋白质消化代谢过程基本相同。
即在真胃和小肠中，菌体蛋白、纤毛虫蛋白和瘤胃
未被分解的饲料蛋白，在胃蛋白酶、肠蛋白酶等一
系列消化酶的作用下，最后被分解为氨基酸并被肠
壁吸收，由血液运送到各组织细胞合成体蛋白。
瘤胃内未被微生物降解的饲料蛋白质，通常称为过瘤胃蛋白质（RBPP）也称为未降解蛋白质(UDP)。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）反刍动物对蛋白质的消化代谢过程
饲料中的蛋白质和氨化物被瘤胃细菌分解生成的氨，可被细菌利用合成菌体蛋白；也有一部分氨经瘤胃、真胃和小肠吸收后进入肝脏，在肝脏合成的尿素，大部分尿素经肾脏随尿排出，小部分被运送到唾液腺，随唾液返回到瘤胃，再次被细菌利用。
氨如此循环被反复利用的过程称为“瘤胃氮素循环”。这种循环对反刍动物蛋白质营养具有重要意义。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）反刍动物对蛋白质的消化代谢过程
瘤胃氮素循环既可提高饲料中蛋白质的利用率，又可使饲料中植物性粗蛋白和氨化物反复转化为菌体蛋白供机体利用，从而提高了饲料劣质粗蛋白的品质。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（一）反刍动物对蛋白质的消化代谢过程
2
1
3
4
瘤胃微生物蛋白能合成宿主所需的必需氨基酸，满足反刍动物维持、正常生长和妊娠早期的蛋白质需要。
微生物蛋白的品质次于优质的动物蛋白，与豆饼和苜蓿叶蛋白相当，而优于大多数的谷物蛋白。瘤胃微生物蛋白质可满足反刍动物蛋白质需要的50％～100％。
瘤胃细菌蛋白质生物学价值为85％～88％，瘤胃纤毛原虫蛋白质生物学价值为80％。
据测定，瘤胃微生物蛋白质与动物产品蛋白质的氨基酸组成相似。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（二）反刍动物对饲料蛋白质消化代谢的特点
由消化代谢可知，反刍动物蛋白质消化代谢的特点：
因此，反刍动物不仅能大量利用饲料中的蛋白质，而且也能很好的利用氨化物。
蛋白质消化吸收的主要场所是瘤胃，在瘤胃微生物的作用下将植物粗蛋白转化为微生物蛋白，提高了蛋白质的品质；
其次是在小肠，靠一系列消化酶的作用，将微生物蛋白和在瘤胃中未被分解的饲料蛋白降解为氨基酸，再被吸收利用。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（二）反刍动物对饲料蛋白质消化代谢的特点
反刍动物所需要的小肠可消化蛋白质来源于瘤胃合成的微生物蛋白和饲料过瘤胃蛋白。
饲料蛋白质可在瘤胃进行较大的改组，通过微生物合成饲粮中不曾有的氨基酸，因此，很大程度上认为，反刍动物的蛋白质营养实质上是瘤胃微生物的蛋白质营养。
可见，反刍动物蛋白质营养主要是微生物蛋白质营养。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（三）过瘤胃蛋白的保护技术
01
02
03
过瘤胃蛋白的保护技术，即经过技术处理将饲料蛋白质保护起来，避免在瘤胃内被发酵、降解，直接进入小肠被消化吸收，从而达到提高饲料蛋白质利用率的目的。
对高品质饲料蛋白质的过瘤胃保护十分必要，但对劣质饲料蛋白质的保护没有实质意义。
在保证氨基酸利用率不受抑制的前提下，降低饲料蛋白质在瘤胃中的降解度，提高过瘤胃蛋白质的数量是控制过瘤胃蛋白产生量的基本原则。
研究认为，今后需要利用复合处理的方法，如先将饲料进行必要的加工，使其易被小肠消化酶消化，同时探索出一种更好的保护物质，这种物质既不受瘤胃微生物的降解，又能在小肠消化酶作用下被彻底分解。
四、反刍动物对蛋白质的消化吸收及利用
（三）过瘤胃蛋白的保护技术
物理处理法
化学处理法
包埋方法
五、蛋白质与氨基酸
动物对蛋白质的需要实质上是对氨基酸的需要，蛋白质营养实为氨基酸营养。
饲粮氨基酸尤其是必需氨基酸的种类、数量和比例是氨基酸营养的关键。
五、蛋白质与氨基酸
氨基酸由于缺乏、过量、拮抗等均可引起氨基酸之间比例失衡，从而影响蛋白质的营养价值和动物的生产性能。
有关氨基酸和蛋白质需要量、理想蛋白质模式等研究一直是动物营养领域的热点或前沿研究领域。
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
1.必需氨基酸和非必需氨基酸
构成蛋白质的氨基酸对动物来说都是必不可少的，根据是否必须由饲料提供，通常将氨基酸分为：
01
必需
氨基酸
02
非必需
氨基酸
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
1.必需氨基酸和非必需氨基酸
但从动物营养需要的角度考虑，二者都是动物合成体蛋白和产品蛋白所必需的营养物质，且它们之间关系密切。
值得说明的是，从饲料营养供给的角度考虑，氨基酸有必需与非必需之分。
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
2.限制性氨基酸
概念
动物对各种必需氨基酸的需要量有一定的比例，但不同种类、不同生理状态等情况下，所需要的比例不同。
限制性氨基酸的
限制顺序
饲粮中必需氨基酸的供给量与需要量相差越多，则缺乏的程度就越大，限制程度就越强。
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
2.限制性氨基酸
这种推断方法是根据氨基酸化学评分法进行的，其计算公式如下：化学评分=[每克待评蛋白质中某种氨基酸(mg)÷每克参考蛋白质中该种氨基酸(mg)]×100
根据饲料或日粮中必需氨基酸缺乏程度的大小，通常将饲料中缺乏最严重的必需氨基酸称为第一限制性氨基酸，以此类推为第二、第三……限制性氨基酸。
根据饲料氨基酸分析结果与动物需要量的对比，即可推断出饲料中哪种必需氨基酸是限制性氨基酸。
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
2.限制性氨基酸
氨基酸化学评分越低，则氨基酸缺乏程度越大。以饲粮所含可消化(可利用)氨基酸的量与动物可消化（可利用）的氨基酸的需要量相比，确定的限制性氨基酸的顺序更准确，与生长实验的结果也更接近。
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
2.限制性氨基酸
表2-1 各种饲料限制性氨基酸
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
2.限制性氨基酸
猪禽蛋白质营养主要取决于蛋白质的品质，日粮中蛋白质品质由其所含氨基酸，特别是必需氨基酸和限制性氨基酸的数量和比例来决定。
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
3.理想蛋白质
这种蛋白质的氨基酸在组成和比例上与动物所需蛋白质的氨基酸组成比例一致。
理想蛋白质的概念
理想蛋白质的实质是氨基酸的比例尤其是必需氨基酸之间的比例。有两种表示方式：
用各种必需氨基酸占蛋白质的比例
（％）表示。
以赖氨酸或色氨酸
为100，计算其他氨基酸与之的比例。
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
3.理想蛋白质
表2-2 猪三个生长阶段必需氨基酸理想模式（NRC，1998）
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
3.理想蛋白质
01
氨基酸
的缺乏
02
氨基酸
失衡
03
氨基酸相互间的关系
饲喂动物理想蛋白质可获得最佳生产性能。
理想蛋白质与饲粮的氨基酸平衡
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
3.理想蛋白质
氨基酸之间相互转化或拮抗的程度与饲粮中氨基酸的平衡程度密切相关。调整饲料中氨基酸平衡和供给足够的非必需氨基酸，实际上就保证了必需氨基酸的有效利用，以达到提高饲粮蛋白质转化率的目的。
平衡饲粮的氨基酸时，要防止氨基酸过量。添加过量的氨基酸会引起动物中毒，且不能以补加其他氨基酸加以消除。尤其蛋氨酸，过量摄食可引起动物生长抑制，降低蛋白质的利用率。
（一）单胃动物对饲料蛋白质品质的要求
4.提高动物饲料蛋白质利用率的措施
01
日粮配合时饲料种类应多样化
02
补充氨基酸添加剂
03
日粮中蛋白质与能量比例适当
04
消除饲料中的抗营养因子
05
补充与蛋白质代谢有关的维生素及微量元素
06
控制饲粮中的粗纤维水平
07
掌握好饲粮中蛋白质水平
08
合理的供给蛋白质营养
（二）反刍动物对必需氨基酸的需要
反刍动物自身同样不能合成必需氨基酸，但瘤胃微生物能合成宿主所需的几乎全部的必需和非必需氨基酸。
对于产奶量高或生长快速的反刍动物，瘤胃合成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由饲粮补充。
（二）反刍动物对必需氨基酸的需要
反刍动物同单胃动物一样，真正需要的不是蛋白质本身，而是蛋白质在真胃以后分解产生的氨基酸，因此，反刍动物蛋白质营养的实质是小肠氨基酸营养。
1
3
2
（二）反刍动物对必需氨基酸的需要
通常饲养管理条件下，反刍动物所需必需氨基酸的50％～100％来自于瘤胃微生物蛋白（含10种必需氨基酸），其余来自饲料。
非反刍动物饲料或饲粮限制性氨基酸的顺序容易确定。
反刍动物由于瘤胃微生物的作用，只有讨论过瘤胃饲料蛋白和微生物蛋白混合物的限制性氨基酸才有意义。
六、非蛋白质含氮化合物的利用
非蛋白质含氮化合物又称为非蛋白氮（NPN）或氨化物，是指不具氨基酸肽键结构的其他含氮化合物。
其作用是供给瘤胃微生物合成蛋白质所需的氮源，从而起到补充蛋白质营养的作用。
由于反刍动物瘤胃微生物（细菌）能利用氨化物，所以，氨化物在反刍动物蛋白质营养上占有十分重要的地位。
（一）反刍动物对非蛋白氮的利用
1.反刍动物利用NPN的机制
以尿素为例，NPN利用过程如下：
（一）反刍动物对非蛋白氮的利用
1.反刍动物利用NPN的机制
反刍动物瘤胃内的细菌利用尿素作为氮源，以可溶性碳水化合物作为碳架和能量来源，合成菌体蛋白，进而在真胃和小肠消化酶的作用下和饲料蛋白质一样被反刍动物消化利用。
（一）反刍动物对非蛋白氮的利用
2.反刍动物日粮中使用非蛋白氮的目的
02
01
03
用NPN适量代替高价格的蛋白质饲料，在不影响生产性能的前提下，降低饲料成本，提高生产效益。
在日粮蛋白质不足的情况下，补充NPN，提高采食量和生产性能。
用于平衡日粮中可降解与过瘤胃蛋白，以充分发挥瘤胃的功能，促进整个日粮的有效利用。
（一）反刍动物对非蛋白氮的利用
3.提高尿素利用率的措施
尿素含氮量为42％～46％，据测算，1kg尿素经瘤胃细菌转化后，可提供相当于4.5kg 豆饼的蛋白质。
（一）反刍动物对非蛋白氮的利用
3.提高尿素利用率的措施
在饲喂尿素
时应注意
以下事项
1
日粮中必须含有适量易消化的碳水化合物
2
日粮中应含有一定比例的蛋白质
3
日粮中保证供给微生物活动所必需的矿物质
4
控制尿素喂量
5
注意饲喂方法
（一）反刍动物对非蛋白氮的利用
3.提高尿素利用率的措施
把尿素均匀地混合在精粗饲料中混喂，最好先用糖蜜将尿素稀释或用精料拌尿素后再与粗料拌匀，也可把尿素加到青贮原料中青贮后一起饲喂。
一般在1t玉米青贮原料中均匀加入4kg尿素和2kg硫酸铵，制成青贮饲料后饲喂家畜，刚开始饲喂时应少给，逐渐加量，使家畜有5～7天的适应期。尿素一天的喂量要分几次饲喂。
（一）反刍动物对非蛋白氮的利用
3.提高尿素利用率的措施
为了减缓尿素在瘤胃内的分解速度，使细菌有充足的时间利用氨合成菌体蛋白，提高尿素利用率和饲用安全性，在饲用尿素时可采用高效尿素添加剂：
02
01
04
03
在添加尿素的日粮中加入脲酶抑制剂
包被尿素
制成尿素精料
饲喂尿素衍生物
（二）非反刍动物对非蛋白氮的利用
01
02
03
对猪、禽等单胃动物，NPN基本上没有利用价值。NPN仅在成年公猪饲喂低蛋白质饲粮时有一定作用。
母鸡在饲予必需氨基酸平衡很好的饲粮时，能够利用NPN合成一些非必需氨基酸，以补充非必需氨基酸的不足。
对后肠微生物比较发达的非反刍草食动物，如马属动物、兔等，NPN的作用介于反刍动物与猪、禽之间。
七、蛋白质营养价值的评定
蛋白质质量的评定已经历了一百多年的历史，方法较多。现简要介绍几种有代表性的或目前还有一定意义的评定方法。
（一）饲料粗蛋白含量(crude protein，缩写cp)
饲料粗蛋白含量是使用较早的蛋白质质量评定指标，用粗蛋白含量评定饲料的蛋白质价值简单实用，但仅能反应饲料或饲粮总含氮物的多少，而对含氮物的种类、品质和可消化利用程度等却无法深入了解，不能准确地反应出饲料蛋白质营养价值。
（一）饲料粗蛋白含量(crude protein，缩写cp)
估算方法为假定饲料中的含氮物均以蛋白质形式存在，并且蛋白质的平均含氮量为16％。故用凯氏定氮法测出饲料样品中的氮含量，然后乘以6.25（100/16）即为粗蛋白质含量。计算公式表示为：
CP(%)=样品中氮含量×6.25
（一）饲料粗蛋白含量(crude protein，缩写cp)
称取妊娠母猪饲料样品0.4864克，测得样品含氮量为0.011克，计算饲料样品粗蛋白质百分含量。
例1
样品中粗蛋白含量=0.011×6.25=0.069克
样品粗蛋白百分含量=100×0.069/0.486=14.20%
（二）蛋白质的消化率
蛋白质的消化率可通过消化试验测定，一般蛋白质的消化率采用表观消化率（aD）与真消化率（tD）两种指标表示。所谓表观消化率即所食入蛋白质与粪中排泄蛋白质的差值同蛋白质食入量的比。计算公式如下。
aDN---- 蛋白质表观消化率；
式中
NI---- 食入的氮量；
NF---- 由粪排出的氮量。
（二）蛋白质的消化率
表观消化率一般用百分数表示，将一定饲料的粗蛋白质含量乘以表观消化率，所得值为可消化蛋白质含量。
可见，用可消化或所吸收的蛋白质在评定饲料蛋白质价值方面更准确。
（二）蛋白质的消化率
饲料在被消化过程中，动物的内源含氮物如消化液和粘膜细胞等，进入消化道，一部分由粪排出。这部分内源含氮物称为内源粪氮。由于内源粪氮不属于饲料本身的未消化含氮物，故应由粪氮中扣除，这样算得的蛋白质消化率称为蛋白质真消化率。蛋白质真消化率计算公式为：
tDN-----蛋白质真消化率；
式中
NFe-----内源粪氮
（二）蛋白质的消化率
01
用蛋白质的消化率评定饲粮的蛋白质营养价值，一般认为消化率高，蛋白质营养价值就高；反之则低。
02
同一种饲料对不同家畜，它的蛋白质消化率有可能不同。据测定同为鱼粉与血粉，喂猪时其蛋白质消化率比喂羊时为高。
03
但也有相反的情况，如大麦与玉米喂猪时，其蛋白质消化率分别较喂羊时为低。
04
另外，喂同一种家畜，不同饲料的蛋白质消化率不同，如鱼粉与花生饼对于猪的蛋白质消化率较高，而大麦和玉米对于猪的蛋白质消化率较低。
05
可见，饲料蛋白质的消化率用作评价参数时，应当根据饲料种类和动物种类分别对待。
（二）蛋白质的消化率
表观消化率实验采用生长猪进行，实验期每天饲料供给量为2000克，饲料中粗蛋白质含量为16%。平均每天猪的排粪量为750克，粪样品的风干物比例为35%。烘干粪样粗蛋白质含量为30%。计算表观消化率。同时用无氮日粮法测定得到猪每天的内源粪氮含量为15克，计算真消化率。
例2
食入的粗蛋白质数量：2000g×16%=320g
粪便排出的粗蛋白质数量：750g×35%×30%=78.75g
粗蛋白质表观消化率=100%×（320-78.75）/320=75.39%
粗蛋白质真消化率=100%×（320-（78.75-15）/320=80%
（三）蛋白质的生物学价值(biological value，缩写bv)
蛋白质的生物学价值
指动物利用的氮占吸收氮的百分比，此比值称为表观生物学价值(BV)，计算公式如下。
从粪氮中扣除来自内源的代谢粪氮(MFN)，从尿氮中扣除非饲料来源的内源尿氮(EUN)，则可计算出真生物学价值(TBV)，计算公式如下。蛋白质BV值愈高，说明其质量愈好。饲料蛋白质的BV值一般在50～80范围内。
（三）蛋白质的生物学价值(biological value，缩写bv)
蛋白质的表观生物学价值（BV）用公式表示为：
蛋白质的真生物学价值（TBV）用公式表示为：
MFN
----内源的代谢粪氮
式中
EUN
----内源尿氮
（三）蛋白质的生物学价值(biological value，缩写bv)
试验期试验动物食入饲料总氮量430g，由粪中排出氮83g，其中内源粪氮5g，由尿中排出氮67g，其中内源尿氮7g，计算该被测饲料蛋白质的生物学价值。
例3
BV=100%×[ 430 -（83 +67）] /（430 -83）=80.7%
TBV= 100%×[ 430 -（83 -5 ）-（67 -7）] /[430-（83-5）]=83%
计算如下：
（四）净蛋白利用率(net protein utilization，缩写npu)
净蛋白利用率是指动物体内沉积的蛋白质或氮占食入的蛋白质或氮的百分比，计算公式如下。最初，NPU是用食入含氮饲粮(或饲料)时机体的含氮量减去食入无氮饲粮(或饲料)时机体含氮量的差，再除以食入氮而得。NPU以某种饲料或饲粮蛋白质被利用的程度来表示其质量的好坏，同时它也可用于研究动物对蛋白质的需要量。净蛋白利用率可用公式表示为：
或 净蛋白利用率＝BV×氮(CP)的消化率
（四）净蛋白利用率(net protein utilization，缩写npu)
现有一饲料的测定记录为：试验动物平均日食入氮45g，日排出粪氮8g，尿氮5g。该饲料蛋白质的净利用率是多少？
例4
沉积氮=45g-8g-5g=32g
净蛋白利用率=32g／45g×100％=71％
计算如下：
（五）蛋白质效率比(protein efficiency ratio，缩写 per)
PER是动物食入单位蛋白质或氮的体增重。显然，PER愈大，其蛋白质品质愈好。蛋白质效率比可用公式表示为：
（六）必需氨基酸指数(essential amino acid index，缩写 eaai)
必需氨基酸指数定义为饲料蛋白质中的必需氨基酸含量与标准蛋白质(常用鸡蛋蛋白)中相应必需氨基酸含量之比的几何平均数，计算公式如下。
EAAI只能说明必需氨基酸总量与标准蛋白质相比接近的程度，没有考虑限制性氨基酸这一因素。
它可粗略预测几种饲料配合饲用时氨基酸互补的总效果，但几种饲料氨基酸组成差异很大时可能会有相同或接近的EAAI。
1
3
2
（六）必需氨基酸指数(essential amino acid index，缩写 eaai)
必需氨基酸指数（EAAI）可用公式表示为：
b1，b2……bn为被考查蛋白质中各种必需氨基酸的含量(g/kg)；a1，a2……an为标准蛋白质中相应必需氨基酸的含量(g/kg)；n为参与计算的必需氨基酸的个数。
式中
（六）必需氨基酸指数(essential amino acid index，缩写 eaai)
上述几种方法
虽能不同程度地说明某种蛋白质质量的好坏，但这些评定指标缺乏可加性。
由于氨基酸的互补作用，当几种饲料混在一起后，用上述任何一种评定指标评定该混合蛋白质的结果，不等于单个饲料评定结果之和。
因此，上述评定指标很难与动物的需要量挂勾，以形成需要与供给之间能统一的一种体系。
（七）可消化可利用和有效氨基酸
01
可消化氨基酸
指食入的饲料蛋白质经消化后被吸收的氨基酸，可消化氨基酸可通过消化实验测得。
02
可利用氨基酸
指食入蛋白质中能够被动物消化吸收并可用于蛋白质合成的氨基酸
（七）可消化可利用和有效氨基酸
03
有效氨基酸
有效氨基酸有时是对可消化、可利用氨基酸的总称，有时却特指用化学方法测定的有效赖氨酸，或用生物法测定的饲料中的可利用氨基酸。
因此，从实用性看，可把氨基酸的消化率（可消化氨基酸）和利用率（可利用氨基酸)等同看待；对可消化氨基酸、可利用氨基酸和有效氨基酸也无严格的区分。
（八）反刍动物蛋白质质量评定体系
反刍动物饲料蛋白质质量的评定，以往曾采用粗蛋白质、可消化粗蛋白质、蛋白质当量及酸性洗涤不溶氮。
但是，由于瘤胃微生物的作用，使进入反刍动物真胃和小肠的蛋白质与饲粮蛋白质相比，已发生了很大的变化。
因此，不管是用粗蛋白质还是用可消化蛋白质，或是后来提出的蛋白质当量及酸性洗涤不溶氮，均不能真实地反映反刍动物氮代谢的实质。
（八）反刍动物蛋白质质量评定体系
英国的降解与非降解蛋白质体系中，瘤胃降解蛋白质(Rumen Degradable Protein，缩写 RDP)为微生物所降解的蛋白质，80％～100％可合成菌体蛋白；
瘤胃未降解蛋白质(Undegradable Protein，缩写 UDP)及瘤胃合成的微生物蛋白质进入后段肠道，除核酸蛋白外，一般均可被动物消化吸收，并为组织所利用。
（八）反刍动物蛋白质质量评定体系
而NRC采用的可吸收蛋白质体系（Absorbed protein system）将蛋白质分为降解食入蛋白质（Degraded Intake Protein，缩写 DIP）和未降解食入蛋白质（Undegraded Intake Protein，缩写 UIP）。
DIP 相当于 RDP，UIP 相当于UDP。计算动物的氮供给量时，必须确定微生物对氮的需要量，微生物利用NPN的效率，小肠内蛋白质的消化率及吸收氮的利用率。
（八）反刍动物蛋白质质量评定体系
饲粮蛋白质降解率的计算公式如下。
降解率更精确的计算公式则是从十二指肠非氨氮中扣除内源部分，即：
（八）反刍动物蛋白质质量评定体系
准确测定降解率的关键是十二指肠氮流量、微生物氮量及内源氮的测定。目前测定降解率的方法主要有体内（In vivo）法和体外法(In vitro)两种。体内法又分为十二指肠瘘管术结合同位素标记测定法和瘤胃造瘘术结合尼龙袋培养法。前者的原理如上所述，后一种方法则以尼龙袋内的饲粮氮在瘤胃内培养一定时间后消失的氮为降解的氮量，其计算公式为：
（八）反刍动物蛋白质质量评定体系
体外法则是在体外人工模拟瘤胃条件下测定其降解率，原理与上述体内法类似。培养液的来源可以是直接取自动物瘤胃，也可以模拟配制。
（八）反刍动物蛋白质质量评定体系
而体内法则相当繁琐，测定必须严格，否则所得结果变异也大，如体内瘤胃尼龙袋法受样品规格(颗粒大小)、尼龙袋的容积、孔径大小、培养时间、外排速度、洗涤温度及冲洗次数等多种因素影响。
总之呢，体外法简单易行，但缺少体内法的动态过程和真实环境，故其结果与实际降解率有一定的差异。
01
02
（八）反刍动物蛋白质质量评定体系
瘤胃降解率实验采用体外法进行。实验采用粗蛋白质含量为13%的全价混合饲料，每个发酵瓶准确称取饲料0.4010 g饲料，厌氧情况下加4层纱布过滤瘤胃液与人工唾液（1:2）混合液60 ml于100 ml发酵瓶中，39 ℃恒温（摇床）培养，24 h取出发酵瓶震荡、经300目尼龙袋（恒重0.3488 g）过滤，用蒸馏水冲洗残渣至水澄清，65 ℃烘干至恒重0.4349 g，残渣的粗蛋白质含量为10%，计算此饲料的瘤胃降解率。
例4
放入发酵瓶的粗蛋白质含量：0.4010×13%=0.0521g
发酵结束时残渣的粗蛋白质含量：（0.4349-0.3488）×10%=0.0086g
计算如下：
粗蛋白质24 h瘤胃降解率=100%×（0.0521-0.0086）/0.0521=83.48%
拓展知识
任务小结
蛋白质是以氨基酸为构成单位的数量庞大的一类含氮有机物，在动物营养中起着至关重要的作用，单胃动物和反刍动物对蛋白质的消化吸收利用不同，即蛋白质的营养特点不同，所以对于单胃动物蛋白质供应要保证蛋白质的品质，保证必需氨基酸的供应量。反刍动物由于瘤胃微生物的存在，可以利用非蛋白氮，对蛋白质品质要求不太严格。
任务小结
蛋白质营养实质是氨基酸营养。必需氨基酸缺乏、过量、拮抗、不平衡均会降低动物的生长性能。供给动物蛋白质营养必须保证氨基酸种类齐全、数量足够和比例恰当。理想蛋白质是指氨基酸在组成和比例上与动物所需蛋白质的氨基酸的组成和比例一致的蛋白质，动物对该种蛋白质的利用率应为100％。
任务小结
蛋白质是动物产品的主要成分，可行使各种生物学功能。蛋白质是机体更新和修补的原料，也是机体重要的能量来源，可转化成碳水化合物和脂肪。
蛋白质是动物体的主要组成成分，主要由碳、氢、氧、氮元素构成，氨基酸是其结构的基本单位。
任务小结
单胃动物对蛋白质的消化发生在胃、小肠和大肠。在胃中，蛋白质经胃酸发生变性，再在胃蛋白酶作用下降解为多肽。
大肠的微生物消化对马、兔的意义较大，而对猪禽的意义不大。
小肠是消化吸收蛋白质的主要场所，在各种蛋白酶和肽酶的作用下降解为氨基酸或小肽，再吸收至肠细胞内降解为氨基酸。
任务小结
1
反刍动物的微生物消化主要发生在前胃，将大部分蛋白质（瘤胃降解蛋白质）降解成为氨基酸和氨等，再合成为氨基酸和微生物蛋白。
2
过瘤胃蛋白和微生物蛋白再经真胃和小肠进一步的消化，消化和吸收方式类似于单胃动物。
3
反刍动物因此可大量利用非蛋白氮，达到节约优质蛋白质、降低饲粮成本的目的，但利用时需注意添加比例、补充适量碳水化合物、必要的矿物元素。
任务小结
蛋白质的营养实质是氨基酸营养。在动物体内不能合成或合成数量不足以满足需要，必须从饲粮供给的氨基酸为必需氨基酸，其缺乏、过量、拮抗、不平衡均会降低动物的生产性能。
理想蛋白质是指氨基酸在组成和比例上与动物所需蛋白质的氨基酸的组成和比例一致的蛋白质。评定蛋白质营养价值的指标主要有粗蛋白含量、蛋白质的消化率、蛋白质生物学价值、蛋白质净利用率等，反刍动物主要采用降解率。

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