第3节 蛋白质与氨基酸

蓝馨

第3节蛋白质与氨基酸

1、蛋白质的营养作用

　　蛋白质是生命的基础，是动物一切生命活动和生产活动不可缺少的物质，它在动物体内的特有功能是其他任何物质不能取代和转化的。蛋白质是组成机体的结构物质(细胞组成)，是体内代谢活性物质(激素、酶、免疫抗体)的主要成分，是组织更新、修补的原料。蛋白质还可以象碳水化合物、脂肪一样作为动物的能源物质。但碳水化合物和脂肪却不能代替蛋白质，所以在动物饲养中蛋白质既重要又最易缺少。在动物生产上，蛋白质的质和量直接关系到动物生命、生长、发育、繁殖和生产，因此饲料中供应足够质和量的蛋白质对动物生活和生产有重要作用。
2、动物对蛋白质的需要量

　　从析因法考虑，动物对蛋白质的需要可以分解为维持需要和生产需要两部分。不同动物对蛋白质的需要量不同。动物对蛋白质的需要量随物种、品种、生长发育阶段、生理状况、生产性能、产品品质等而变化。环境温度过高或过低时也影响动物的蛋白质和氨基酸需要量。
为保持营养平衡，在设计饲料配方时必须根据能量水平调整蛋白质和氨基酸水平，各种氨基酸占粗蛋白质的比例应保持不变，这在白来航鸡和产蛋火鸡特别合适。蛋白质供给过剩不仅浪费，而且因需消化分解和排出它们而加重肝和肾的负担，严重时会导致肝脏结构和功能损伤，最终导致机体蛋白质重毒，即酸毒症。所以一般饲养标准都规定相应动物的蛋白质需要量。
3、蛋白能量比

3.1蛋白能量比的概念

　　蛋白能量比是动物饲养实践中为衡量动物配合饲料营养平衡水平而定义的一个重要参数,是单位重量的配合饲料中蛋白质克数与代谢能的兆卡数(或兆焦数)之比,即:
蛋白能量比 = 粗蛋白质(CP,克/千克)/代谢能(ME,或其它形态的能,兆卡/千克或兆焦/千克)
蛋白能量比就是配合饲料中每兆卡有效能所对应的粗蛋白克数。蛋白能量比值越大，表明饲料中蛋白质浓度越高。
3.2蛋白能量比的意义

　　日粮蛋白与能量水平有一定组合效应。只要日粮蛋白能量比保持在一定范围内,动物就可通过调节采食量而保持其生产性能。要保持蛋白质和能量的营养平衡,动物才能正常生活和生产。
肉用动物的胴体品质受蛋白能量比影响。蛋白能量比过低时,动物肥胖,胴体脂肪含量升高。肉鸡胴体脂肪含量和腹脂肪随蛋白质的升高而降低,随能量的升高而升高。
3.3 最佳蛋白能量比

　　不同动物的最佳蛋白:能量比不同。在设计饲料配方时应考虑动物物种、品种、生长阶段、生理状况、饲养管理条件和生产目的等。

(1) 生长阶段。一般认为,幼年鸡的蛋白能量比高，随日龄增加，所需的蛋白能量比逐渐降低。

(2)生理状况。不同生理状况的鸡所需的最佳蛋白能量比也不同。例如种公鸡，配种期与休闲期的需要不同。

(3)物种。陈晖等（2000）报道闽农白羽半番鸭1～3周龄和4～8周龄两阶段日粮适宜的蛋能比水平，以阶段总增重、总耗料,料重比和10周龄的屠宰率、胴体瘦肉率和脂肪率为指标，l～3周龄日粮适宜蛋能比为15.65克/兆焦；4～8周龄日粮适宜蛋能比为 12.59克/兆焦。而蛋鸡的最佳蛋白能量比范围是13.86～14.82(克/兆焦)。

(4) 环境温度。一般认为在炎热或寒冷季节可适当增加或降低蛋白能量比5%～10%。例如肉仔鸡，在温暖季节（环境温度23～26℃）蛋白能量比应适当增加。在凉爽季节（环境温度13～19℃）蛋白能量比应降低5％～10％。
3.4 饲料配方设计中蛋白能量比的选择

　　根据上面的讨论，蛋白能量比的选择首先是确定饲养对象所属的品种；其次是确定饲喂对象的生长阶段、体重以及生理阶段；第三是确定饲喂动物的生产目的，是产蛋、肉鸡还是种鸡；第四是确定动物所处环境条件；第五是结合现有饲料原料和经济效益，确定在此时所需的最适宜的蛋白能量比。

　　生产实践中因受生产成本影响，执行标准中的能量常与饲养标准有一定差异，一般就以蛋白能量比及氨基酸能量比进行折算，例如肉鸡后期的蛋白能量比要求14.5，则设定能值为13．40MJ/Kg时，蛋白质水平为19.41％。而当能值为12.70MJ/Kg时，饲料蛋白质则应为18.38％。氨基酸的数值可同样折算。利用“蛋白能量比”、 “氨基酸能量比”等参数，在降低日粮能量水平时相应降低蛋白质和氨基酸等养分的水平，动物可通过增加采食量而不降低生产性能,但饲料效率降低。
4、蛋白质消化率

反映蛋白质被动物消化吸收的比例，常以吸收的氮占食入氮的百分数（％）表示，叫表观消化率。若从粪中扣除因肠道上皮细胞脱落等产生的内源氮，则所得结果叫真消化率。

影响饲料消化率的主要因素有饲料品质、动物物种、品种、年龄、生理状态、饲养管理等。饲料品质因素包括：

①蛋白质种类。例如羽毛粉含粗蛋白质达86%，但消化率仅25%；豆粕含粗蛋白质约46%，消化率为90%。

②粗纤维水平影响蛋白质消化率。

③粉碎粒度。

④加工方式。例如加热过度的豆粕其蛋白质消化率下降。

⑤蛋白酶抑制因子。例如生大豆含蛋白酶抑制因子，降低大豆蛋白质的消化率。

⑥非蛋白氮，猪鸡等不可利用。

　　以蛋鸡料为例，一般高峰及后期料中蛋白质为16.5%～17.5%，日采食量约120g，日总采食蛋白质量约20g。日增重对产蛋鸡来说可忽略不记体内蛋白质存留量。日产蛋量为55g，折算成干蛋白质为5g；蛋白质转化率实际为25%，约有75%左右的蛋白质被排出体外或被转化成其他成分。
5、氨基酸

　　氨基酸（amino acid）构成动物营养所需蛋白质的基本物质。自然界存在的氨基酸形式约有200多种，但构成动物机体蛋白质的氨基酸只有20种。动物对蛋白质的需要实际上是对氨基酸的需要。鸡不仅要求饲料中氨基酸的种类齐全，而且还要求氨基酸间有一定数量和比例。蛋白质的生物学价值不仅取决于蛋白质消化率，而且还取决于所含氨基酸的平衡状况。

根据在动物机体内的合成量及其能满足动物营养需要的程度可分为必需氨基酸与非必需氨基酸及限制性氨基酸等。

5.1必须氨基酸

　　必须氨基酸是指动物体内不能合成或合成速度和数量不能满足动物正常生理及生产需要，必须由饲料供给才可满足动物正常生理活动及生产需要的氨基酸。

对雏鸡而言，必需氨基酸一般有13种：赖氨酸，蛋氨酸，苏氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，缬氨酸，色氨酸，组氨酸，精氨酸,甘氨酸, 胱氨酸和酪氨酸；鸡成年后，体内甘氨酸，胱氨酸，酪氨酸的合成能力逐渐增强，其需要量相对下降，所以成年鸡的必需氨基酸仅为10种。

5.2非必需氨基酸

非必需氨基酸是指动物能自身合成或无须添加就可从饲料中获得足够需要的氨基酸。饲料中的氨基酸被分为必需和非必需，但对于动物生长过程两者都是必需的。非必需氨基酸一般占动物总氨基酸需要量的50％左右，如果非必需氨基酸不能满足需要，机体将利用必需氨基酸合成，结果引起必需氨基酸缺乏。考虑到必须氨基酸成本较高，生产上一般要首先满足非必须氨基酸的需要。从营养上讲，非必需氨基酸也是动物营养需要的重要养分，只不过动物自身能足量合成它们，饲料中缺乏时不致患病。

5.3氨基酸平衡

　　当饲料或饲粮中所含的各种氨基酸之间的比例与动物氨基酸需要量的比例一致或很接近时，氨基酸的利用效率最高。这种氨基酸组分之间的恰当比例，就叫氨基酸平衡。

氨基酸平衡不仅在必需氨基酸之间，而且在必需氨基酸与非必需氨基酸之间，同样有重要意义。尤其当必需氨基酸供给量不足时，其重要性更明显。所以在设计饲料配方时，一定要注意各种氨基酸占粗蛋白质的百分比，即营养平衡。

5.4限制性氨基酸

　　有些氨基酸在常规饲料或饲粮中不能满足动物营养需要，且这些不足的氨基酸又影响到其它氨基酸利用和蛋白质生物学价值，这些氨基酸被称为“限制性氨基酸”。由于非必须氨基酸可在动物体内足量合成，所以限制性氨基酸都是必须氨基酸。在必需氨基酸中根据其易缺程度可分为第一、第二、第三......限制性氨基酸。常见的限制性氨基酸是蛋氨酸、赖氨酸、和色氨酸。

　　不同生产目的时限制性氨基酸的排列顺序不同。例如鸡第一限制性氨基酸是蛋氨酸，第二限制性氨基酸是赖氨酸，而猪第一限制性氨基酸是赖氨酸，仔猪第二限制性氨基酸是苏氨酸。

5.5氨基酸的构型

　　除甘氨酸外，按碳原子构型可把氨基酸分为L型和D－型。动植物体蛋白质水解后产生的氨基酸都是L－型的,合成和发酵法产生的氨基酸有L－型氨基酸、D－型氨基酸及L－型和D－型混合的DL型氨基酸。动物只能直接利用L-型氨基酸。除蛋氨酸外，D－型和DL型氨基酸利用率很低，甚至完全不能被利用。

5.6氨基酸的消化率

　　不同动物对不同饲料的氨基酸消化率不同，设计饲料配方时最好按可消化氨基酸设计。在为特定动物设计饲料配方时,影响氨基酸消化率的主要因素只有三个,即饲料原料品种(例如鱼粉中的赖氨酸比棉粕中的消化率高),加工方法(例如熟豆粕中的赖氨酸比生豆粕中的消化率高),和饲料配方的营养平衡程度或原料搭配比例(养分越平衡的饲料其养分消化率越高,包括氨基酸的消化率)。所以在设计饲料配方时,要选择合适的饲料原料,并进行适度初加工,合理搭配各种原料,使各种常量和微量养分达到最佳平衡状态，这是设计饲料配方的最低要求。
6、动物氨基酸需要量的测定方法

　　家禽对蛋白质的需要实际上是对构成蛋白质的多种氨基酸的数量及相互比例的需要。配方师有必要了解家禽氨基酸需要量的评定方法。氨基酸需要量的评定方法可分为两类：析因法和剂量反应法。

6.1析因法

　　析因法的依据是组织氨基酸组成与需要量高度相关。Fisher(1980)认为用析因法来评价动物营养需要具有较多优点，所建立的数学模型也具有一定生物学意义。析因法把家禽的氨基酸需要量剖分为维持需要，胴体蛋白质沉积和羽毛蛋白质沉积需要。通常用成年家禽喂无氮日粮测出它的内源氨基酸排出量及模式，用低氮日粮测出成年动物在维持状态下的皮屑氮损失，测定排泄物中的肌酸肌酐总量推测出甘氨酸、精氨酸和蛋氨酸的损失(形成1mol肌酸肌酐需消耗甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸各1mol)，这3项之和即为氨基酸的维持需要。通过屠宰试验分析胴体及羽毛的氮含量和氨基酸组成估测家禽用于生长的氨基酸需要量。维持需要量和生长需要量之和即为家禽的总氨基酸需要量，再根据饲料采食量，从而得到日粮中氨基酸的需要水平。Hurwitz和Bornstein(1973)用析因法建立了两个估测蛋鸡氨基酸需要量的数学模型，Smith(1978)将上述模型进行了修订，并将其应用于蛋鸡氨基酸需要量的估测。Hurwitz等(1978，1983)用析因法分别研究了肉鸡和火鸡的氨基酸需要量，所获结果与NRC(1972)的推荐值十分接近，不过赖氨酸需要量偏低。计成等(1999)和贺建华等(1997)用析因法分别研究了产蛋鸡理想氨基酸模式和天府肉鸭氨基酸需要量及其模式，贺建华所得肉鸭氨基酸需要量的结果与北京鸭前期的氨基酸需要量值十分接近(r=0.94)，但后期需要量偏低。

6.2剂量反应法

　　剂量反应法是根据饲料中氨基酸水平与生长性能的直接关系，确定氨基酸的需要量。常用玉米—豆粕作基础日粮，在满足其它氨基酸需要量的前提下，对待测氨基酸从不足开始按梯度添加合成氨基酸至过量，根据反应指标与饲料中氨基酸含量(％)或氨基酸采食量的关系，得出反应曲线，反应曲线中的平衡点对应的量即为最适需要量。剂量反应法的关键是基础日粮的设计，基础日粮的设计要点是保证提供所有其它必需的养分都是合适的且不能过量。但剂量反应法涉及多种氨基酸需要量测定的多次重复性试验，工作相当繁琐，同时由于研究条件的差异，如日粮组成，饲养水平等以及选取的指标不同得出的氨基酸需要量差异比较大，即使采用平均值，与实际需要相比，也存在一定的差距；其次，剂量反应法对各种营养素平衡的考虑也有待进一步验证；再者，目前只有商品形式的赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸添加，这就为其它氨基酸的研究带来了困难。

　　评价氨基酸需要量的指标主要有日增重、饲料转化率、氮沉积率、血液尿酸(UA)含量、血液游离氨基酸含量、血清尿素氮(BUN)含量等。在一定的氨基酸水平范围内，日增重、饲料转化率和氮沉积率随日粮氨基酸浓度或氨基酸摄入量的增加而增大，并达到最高点，而后趋于平衡或下降，转折点所对应的量即为需要量。UA为禽类氨基酸代谢的主要终产物之一，饲粮蛋白质含量的高低或氨基酸平衡与否，均会影响血浆中UA浓度。Scott(1982)指出，尿素氮含量直接反映动物体内蛋白质分解代谢水平，罗兰(1994)、吴维辉等(1996，1997)的研究表明，BUN可以做为衡量肉仔鸡蛋氨酸和色氨酸需求参数的参考指标。Zimmerman和Scott(1965)首次提出血液游离氨基酸浓度可以用来确定氨基酸需要量。当日粮氨基酸含量不足时，血浆游离氨基酸浓度始终处于较低的相对稳定的状态，可将这时的血浆游离氨基酸含量的许多点作一条回归直线；随着日粮氨基酸进食量的增加，尤其在满足需要量之后，血浆游离氨基酸将迅速积累起来，发生突然的，近于直线上升性的变化，可将这时血浆游离氨基酸含量的许多点作另一条直线，这两条直线的交叉点(或称拐点)就是氨基酸的需要量。

　　然而，许多研究证实利用血浆游离氨基酸法确定的需要量往往偏低。血液采集时间是在饲养试验的最后一天而不是在中途，这是造成结果偏低的原因之一。在确定需要量时，往往不是采取单一指标，而是综合多种反应指标与氨基酸水平的关系得出最佳需要量。

6.3生长肥育动物

　　用典型代表日粮进行动物代谢试验，测定蛋白质代谢率和氨基酸消化率；动物阶段饲养屠宰，测定动物的蛋白质、氨基酸的阶段增量和沉积利用率；由阶段体增重及蛋白质增量的氨基酸模式-推荐标准阶段体增重及蛋白质采食量-必需氨基酸沉积率和消化率，可以得出每头每日平均氨基酸和可消化氨基酸需要量。从而建立起理想蛋白质的必需氨基酸模式。这是不进行析因的典型综合法。

6.4体外产品动物
例如产蛋鸡，情况要复杂些。动物对某必需氨基酸的需要，可剖析成：维持、增重、产品等不同组分。在拉开日粮的蛋白质-氨基酸及采食量梯度条件下，借助析因数学模型建立必需氨基酸的需要模型。
      ——氨基酸进食量
     ——相应各为维持，增重，产品
     ——氨基酸的无效损耗
     ——食入氨基酸用于
的效率倒数
   
析因数学方法理论上完全正确。
项也可以去掉，分摊到
上去。但要求试验和测定工作细致、准确。一旦引入较大误差，则模型会偏离实际。有了氨基酸需要的模型，可进一步得出理想蛋白质的氨基酸模式来。第二种方法是按Fuller, Wang等的猪试验方法，根据低于需要的限制性氨基酸食入量与其氮沉积呈线性关系原则，由Y=a+bX(Y=氮沉积（NR），X=氨基酸进食（AAI）l/b=沉积1g氨所需氨基酸的g数）可知，当：Y=0时，X=-a/b，即维持需要的氨基酸。当用纯合或半纯合日粮（各种必需氨基酸梯度限制）试验，可确定出用于维持的必需氨基酸需要，同时也可确定出用于蛋白质（CP=N×6.25）沉积的必需氨基酸需要。由此，可以构建基于必需氨基酸或可消化必需氨基酸的动物氨基酸需要无截距三元一次方程数学模型：
     ——氨基酸进食量
     ——相应各为维持，增重，产品
     ——氨基酸的无效损耗
     ——食入氨基酸用于
的效率倒数
   
当产蛋鸡增重甚微（±1g/d），区分增重与产蛋的氨基酸沉积效率可略。开产初期或增重幅度较大时，可考虑二者氨基酸沉积效率的差别。产蛋的氨基酸沉积效率平均约为增重的1.5培。

有了必需氨基酸及可消化必需氨基酸需要数学模型，换成典型条件下（体重，增重，产蛋）的需要，再换成一定采食量下的日粮粗蛋白质浓度及必需氨基酸含量（占日粮%，占蛋白质%）。由此不难求出产蛋鸡理想蛋白质的必需氨基酸\可消化必需氨基酸模式。

业务小兵

感谢楼主！正需要这方面的资料

飘飘红尘

xuexile ............