饲料与营养学-蛋白质a.ppt

《水产动物营养与饲料学》课程结构,营养学原理和研究方法,第一章 水产动物营养原理,第二章 鱼、虾营养试验的研究方法,第三章 鱼、虾的摄食与消化吸收,饲料配制及其加工,《水产动物营养与饲料学》课程结构,第四章 渔用配合饲料原料,第五章 渔用配合饲料的添加剂,第六章 饲料配方的设计与加工,第七章 渔用配合饲料的质量管理与评价,第八章 投饲技术,饲料配制及其加工,第一章 水产动物营养原理,YES,NO,蛋白质（氨基酸） 脂肪（脂肪酸） 维生素（脂溶性） 矿物质,第一章 水产动物营养原理,第一章 水产动物营养原理,碳水化合物 蛋白质（氨基酸） 维生素（水溶性） 矿物质,,我们需要,,,,,,,,蛋白质,脂类,碳水化合物,维生素,矿物质,第一章 水产动物营养原理,蛋白质的定义？,共同点？不同点？,蛋白质是一种复杂的有机化合物，由C、H、O、N组成其基本单位是氨基酸，通过脱水缩合形成肽链蛋白质是由一条或多条多肽链组成的生物大分子，每一条多肽链有二十~数百个氨基酸残基不等；各种氨基酸残基按一定的顺序排列蛋白质的定义,蛋白质四聚体(四级结构),氨基酸 Amino acids,构成蛋白质的基本单位为氨基酸,20种氨基酸,,肽键 peptide bond,两个氨基酸缩水形成肽键，CO-NH 肽键可以把多个氨基酸顺序连接起来，形成多肽链； 由于氨基酸参与形成肽键已经不是原来的氨基酸，剩余部分称为氨基酸残基，氨基酸残基排列的顺序称为蛋白质的一级结构； …KESRAKKFQRQHMDSDSS…,二级结构：α螺旋,3.66氨基酸/周期； 一个周期跨度为0.54nm; 侧链基团指向外部； 氢键使α螺旋稳定； α螺旋柔软而且具有弹性； α螺旋是右旋的； 蛋白质中31%氨基酸属于α螺旋； α螺旋在10^-5至10^-7秒之间就可形成； α螺旋在一定条件下失稳；,二级结构：β折叠,氢键垂直于肽链； β折叠可变形但没有弹性； 相临侧链基团间隔0.7nm; 在β折叠内，相临肽链一般为反平行的，也可平行；,球状蛋白质(三级结构),蛋白质四聚体(四级结构),纤维状蛋白质(二级结构),,第二节 氨 基 酸 的 一 般 代 谢,一、 氨基酸代谢概况,（一）氨基酸代谢库,—— 凡在体内参加代谢的氨基酸，统称为氨基 酸代谢库。

包括血液氨基酸和组织氨基酸二）氨基酸来源与去路,,氨基酸代谢库,二、 氨基酸的分解代谢,（一） 转氨基作用,1、概 念,在酶促作用下， 氨基酸之间进行的氨基移换作用,2、作用模式,酶及辅酶,3、意义特征,—— 广泛进行 (尤其在肝 ), 但只转氨而没有真正脱氨,（ 反应可逆 ）,（ 转氨酶、磷酸吡哆胺 / 醛 ）,COOH | (CH2)2 | HC-NH2 | COOH,COOH | (CH2)2 | HC-NH2 | COOH,COOH | (CH2)2 | C=O | COOH,COOH | (CH2)2 | C=O | COOH,CH3 | C=O | COOH,CH3 | HC-NH2 | COOH,COOH | CH2 | C=O | COOH,COOH | CH2 | C -NH2 | COOH,ALT / B6 ~P,AST / B6 ~P,谷氨酸,-酮戊二酸,谷氨酸,-酮戊二酸,丙酮酸,丙氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,转 氨 基 作 用,（二） 氧化脱氨基作用,1、概 念,4、作用模式,2、参与的酶及辅酶 ——,谷氨酸脱氢酶 (肝)、NAD+（CO1）,3、意义及特征,真正脱氨，且为氨基酸产能方式之一（3ATP）,但只限于谷氨酸,（反应可逆 ）,在酶促作用下，伴有脱氢（氧化）的脱氨基作用,NH2 | CH-COOH | (CH2)2-COOH,谷氨酸 脱 氢 酶,NAD+,|| C-COOH + | (CH2)2-COOH,NH3,谷氨酸,亚谷氨酸,,氧化脱氨基作用,NH2 | CH-COOH | (CH2)2-COOH,谷氨酸 脱 氢 酶,NAD+,|| C-COOH + | (CH2)2-COOH,NH3,- H2O,谷氨酸,亚谷氨酸, - 酮戊二酸,谷氨酸,NH3, - 酮戊二酸,氧化脱氨基作用,,,,,（三） 联合脱氨基作用,1、概 念 ( 特征 ),—— 为转氨基和氧化脱氨基两种作用的协同效应,2、酶与辅酶,—— 转氨酶（ B6 ~P）和 谷氨酸脱氢酶（ NAD+）,3、作用模式 （反应方式）,（主要在肝脏进行）,4、反应意义,是体内氨基酸脱氨基的主要途径,反应可逆，其逆过程是合成非必需氨基酸的主要途径,为氨基酸氧化产能方式之一（ 3ATP ）,脱氨基作用的类型, -氨基酸,+ NH3,脱氨基作用小结,脱氨基作用的产物,三 氨 的 代 谢,（一）氨的来源和去路,,血氨 0.06 mmol / L,在肝内合成尿素,,水产动物：氨或者三甲胺,蛋白质的主要功能,机体组织的重要组成部分；（毛发、肌肉、肝肾等实质器官，鱼鳞等） 供体组织蛋白质的更新、修复以及维持体蛋白质现状； 用于生长； 作为部分能量来源；（23.64 KJ/g） 组成机体各种激素和酶类等具有特殊生物学功能的物质：,♦ 催化功能：酶； ♦ 运输功能：血红细胞(运输氧)，跨膜运输的通道蛋白 ； ♦ 收缩和运动功能：肌动蛋白和肌球蛋白； ♦ 结构功能：胶原纤维、细胞膜、线粒体等 ； ♦ 防御功能：免疫球蛋白等； ♦ 调控功能：阻遏蛋白、激素(胰岛素)等 。

蛋白质的主要功能,蛋白质和氨基酸营养,几个概念： 粗蛋白（Crude protein，CP）：饲料或组织中含N总量乘以6.25前提是100g蛋白质中含有16g N图 蛋白质需求量（Protein requirement）：能满足水产动物氨基酸需求并获得最佳生长的最少蛋白质含量 海洋动物对饲料蛋白质的需求量高于淡水动物； 肉食性鱼类杂食性鱼类草食性鱼类； 随着鱼虾的生长发育，其蛋白质需求量降低蛋白质和氨基酸营养,总趋势：,氮平衡（Nitrogen balance）：动物所摄取的蛋白质的氮量与在粪和尿中排出的氮量之差 B=I-(F+U)蛋白质和氨基酸营养,必需氨基酸（Essential Amino Acid，EAA）：水产动物不能合成，或者合成量不能满足自身需要，必需从食物中摄取的氨基酸 鱼类的十种EAA：赖氨酸、组氨酸、精氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和色氨酸 人类的八种EAA：赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸蛋白质和氨基酸营养,,蛋白质和氨基酸营养,非必需氨基酸（ Non-essential Amino Acid，NEAA）：鱼类能够自身合成的氨基酸。

半必需氨基酸：指在一定条件下能代替或节省部分必需氨基酸的氨基酸 苯丙氨酸——酪氨酸，蛋氨酸——胱氨酸，所以酪氨酸和胱氨酸称为半必需氨基酸限制性氨基酸（Limiting amino acid）：饲料蛋白质中必需氨基酸的含量和鱼虾的需要量和比例不同，其相对不足的某种氨基酸饲料中最容易缺乏的氨基酸称为第一限制性氨基酸，其次为第二限制性氨基酸 在吸收消化利用过程中，氨基酸需要一定的比例才能被充分的吸收利用当某食物中某氨基酸远远不能达到这个比例时，即使蛋白质含量再高，也发挥不出他的优势，这个氨基酸就是限制性氨基酸 比如豆类中的蛋氨酸，谷类中的赖氨酸，都是各自的限制性氨基酸,蛋白质和氨基酸营养,氨基酸平衡：配合饲料中各种必需氨基酸的含量及其比例等于鱼、虾类对必需氨基酸的需要量氨基酸平衡的水桶模式,蛋白质互补作用：各种饲料蛋白质种必需氨基酸的含量和配比虽然不同，但可将多种饲料合理搭配在一起，使饲料蛋白质中必需氨基酸比值接近鱼虾需要模式，以提高蛋白质的营养价值，这种现象称为蛋白质互补作用，也称为氨基酸互补作用蛋白质营养价值的评定方法,,（一）生物学方法 1、测定体重的评定法 （1）增重率（Weight gain ratio, WGR）,（2）蛋白质效率（Protein efficiency ratio, PER）,（3）净蛋白质效率（Net protein ratio，NPR）,2、测定体氮量的评定法 净蛋白质利用率（Net protein utilization，NPU）,蛋白质营养价值的评定方法,3、测定氮平衡的评定法 蛋白质生物价（Biological value，BV）,（二）化学评定法,1、蛋白价（Protein score，PS）：试验蛋白质或饲料蛋白质中第一限制氨基酸量与标准蛋白质中相应的氨基酸的百分比。

蛋白价也称为化学价，可以计算第一限制氨基酸化学价，第二限制氨基酸化学价蛋白质营养价值的评定方法,标准蛋白质：常以全卵蛋白质作为标准蛋白质；但实验证明全卵蛋白质的必需氨基酸量与鱼虾所需的氨基酸量并不一致，所以也可以用养殖鱼虾经实验获得的必需氨基酸标准值或其体蛋白质的必需氨基酸作标准理想蛋白质：是指这种蛋白质的氨基酸在组成和比例上与动物所需的氨基酸的组成和比例一致，包括必需氨基酸之间以及非必需氨基酸之间的组成和比例，动物对该种蛋白质的利用率应为100%（杨凤，2000）蛋白质营养价值的评定方法,2、必需氨基酸指数（EAAI）：试验蛋白质或饲料蛋白质中各个必需氨基酸量与标准蛋白质中相应的各种氨基酸含量之比的几次根蛋白质营养价值的评定方法,（三）生物化学评定法,1、血浆的必需氨基酸平衡（Balance of essential amino acid in plasma）：用标准饲料和试验饲料喂养鱼虾，经一定时间后采血，分析氨基酸的含量，计算试验饲料和标准饲料处理所得必需氨基酸总量的百分率2、血浆中游离氨基酸模式分析：用试验饲料喂养后，经一定时间采血，分析血浆中游离氨基酸含量，计算EAA总量占氨基酸总量的百分率和EAA总量和NEAA总量之比值,以及和饲养结果的相关系数，来比较评价饲料蛋白质的营养价值。

蛋白质营养价值的评定方法,蛋白质需求量的研究方法,蛋白质的浓度梯度法,（1）试验对象的发育阶段不同 （2）试验蛋白源的不同 （3）能量水平的不同 （4）养殖试验环境条件的不同 （5）投饲频率的不同 （6）试验饲料的加工方法不同,必需氨基酸需求量的研究方法,1、生长观测法：剂量－效应曲线 问题：晶体氨基酸VS蛋白质结合氨基酸、昂贵 2、游离氨基酸水平观测法 ： 假说前提：在鱼类氨基酸的需求未被满足时，血清（或血液）和肌肉中的游离氨基酸应保持低水平；当摄入氨基酸的量超出需求量时，血清（或血液）和肌肉中的游离氨基酸的水平会随着上升 问题：仅在为数不多的情况下与用生长试验法得到的需求量相符合3、氨基酸氧化产物水平观测法 假说前提：当饲料中某种氨基酸是限制性氨基酸时，这种氨基酸的大部分会被用于蛋白质的合成，仅有很少部分会被氧化分解；但当某种氨基酸过量时，则会有较多的氨基酸被氧化分解因此，当某氨基酸的氧化物出现急剧增加时，此时的氨基酸摄入水平就可能是对该氨基酸的需求量 问题：在缺少生长试验数据的情况时，仅用该方法去估算氨基酸的需求量是不合适的，所得数据缺乏准确性4．由体氨基酸组成数据推算法 4.1通过测定鱼体中的必需氨基酸积累量的方法，推算出该鱼对必需氨基酸的需求量。

问题：忽视了作为维持基础代谢的氨基酸的支出，与现实中饲料中氮的保留率只有30～40%的事实不相符合4.2首先通过生长试验法得出某一种必需氨基酸（通常是赖氨酸）的需求量，然后通过A/E比率推算出其它未知的必需氨基酸的需求量 鱼体某种必需氨基酸的含量/总必需氨基酸的含量（包括胱氨酸和酪氨酸）×1000 数据：斑点叉尾鮰中与剂量－效应曲线所得结果非常一致（Halver和Hardy,2002 ） 优点：较传统方法省时、省力、省钱赖氨酸的需求量为5％,鱼体某种EAA占总EAA的比例 Lys: 30%, Met: 15%, Arg: 20%,Lys: 5%/30%=0.167,Met: 15%*0.167=2.5%,Arg: 20%*0.167=3.34%,。