11第三章 鱼类营养学原理--蛋白质氨基酸营养

D.抗营养机理：
1) 2) 3)
Hale Waihona Puke Baidu
引起动物消化道形态和生理的变化,一些水溶性非淀粉多糖可使动物消化器官增大、变重; 能与消化道中的某些生理活性物质结合,例如消化酶、胆汁盐、脂类、胆固醇等; 与消化道后段微生物区系相互作用,造成厌氧发酵,产生大量的生孢梭菌等分泌的某些毒素,抑制动 物生长;
4) 产生黏性粪便,影响畜舍和周围环境，产蛋鸡还会污染蛋品等。
第三章 第一节蛋白质和氨基酸的营养需求
第三章
第一节 1.蛋白质营养
鱼类营养学原理
蛋白质和氨基酸的营养需求
1.1.蛋白质的组成 含 C、H、O、N，部分蛋白质含少量 Fe、P、S，蛋白质的平均元素含量：C 53%，H 7%，O 23%，N 16%， S+P <1% N 平均含量为 16%，这是概略养分分析法 CP 含量计算的理论依据。 CP=蛋白质含 N 量÷16%=蛋白质含 N 量×6.25 蛋白质的基本组成单位是氨基酸，主要由 20 种氨基酸组成。 1.2.蛋白质的生理功能 1 细胞原生质的重要组成成分；是碳水化合物和脂肪不可替代的，是除水外，含量最多的营养物质，占干 物质的 50%，占无脂固形物的 80%。 2 组织生长、 更新、 修补的物质来源。 Regular intake of protein is required by fish to build new tissues, to repair tissues and for their metabolism.动物体蛋白质每天约 0.25-0.3%更新，约 6-12 月全部更新。 ③参与构成酶、激素和部分维生素。酶的本质是蛋白质；含氮激素：生长激素、甲状腺素、肾上腺素、胰 岛素、促肠液激素；含氮维生素：尼克酸 ④蛋白质是水生动物主要的能量来源，为鱼类提供能量，转化为脂肪和糖类：蛋白质的燃烧热值为 5.654 卡/克，生理热价 4.4 卡/克左右 ⑤参与机体免疫：抗体的成份绝大部分均为蛋白质 ⑥参与遗传信息的控制：DNA、RNA ⑦维持毛细血管的正常渗透压 ⑧运输功能：血红素 ⑨参与血凝和维持血液酸碱平衡。 1.3.鱼类对饲料蛋白质的利用 1.3.1 消化部位：主要在胃和小肠上部, 20%在胃,60-70%在小肠,其余在大肠。 1.3.2 吸收：部位在小肠上部，主动吸收 吸收的顺序： L-AA > D-AA Cys>Met>Try>Leu>Phe>Lys≈Ala>Ser>Asp>Glu
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第三章 第一节蛋白质和氨基酸的营养需求
在消化道中的排空速度。 1.4.5.binder 粘合剂： Binders are used to improve feed manufacture and to stabilize diets in water. Lignosulfonates, cellulose, carboxymethylcellulose (CMC), corn starch, wheat starch, alginate ， arabic gum, polymers, among others, are used as binders. Some binders, such as wheat gluten, possess the double quality of stabilizing the feed with a reticulum that holds particles together and has nutritional value. At a commercial level, there were some polymers used in the 80’s to firmly bind the feed mixture through a reaction between the –NH2 terminal of the protein and the polymer. This reaction had an effect on protein digestibility, especially when the level exceeded 1%. Aside from polymers, most binders, such as bentonite 粘土 , CMC, lignosulfonates have affect on feed digestibility. 1.4.6 饲料加工 A. 粉碎粒度对蛋白质消化的影响度非常大。由于水生动物通过牙和肠道的物理性消化能力很弱。 通过对原材料的粉碎，超微粉碎使植物的细胞壁受到一定程度的破坏，可以间接提高底物浓度， 从而提高其消化率。谷物经过粉碎后，表面积增大，与肠道消化酶或微生物作用的机会增加， 消化利用率提高；粉碎使配方中各组分均匀混合，减少了混合后的自动分级，可提高饲料的调 质与制粒效果及适口性等。 粉碎程度对饲料营养成分的影响： 1）粉碎可以促进淀粉的糊化，有利于动物的消化吸收；2）粉碎粒 度对饲料活性成分基本没有影响； 粉碎程度对动物生产性能及胃肠形学的影响： 饲料的粉碎程度应有一定的适宜范围，且不同种类的动 物对饲料粒度要求不同。现在许多动物营养学者认为大颗粒饲料能刺激胃肠蠕动、刺激消化液分泌、 促进消化道发育，因而饲料粉碎粒度有增大的趋势。 B. 热处理 美拉德反应：肽链上的某些游离氨基，特别是赖氨酸的ε－氨基，与还原糖(葡萄糖、 乳糖)的醛基发生反应， 生成一种棕褐色的氨基-糖复合物,使胰蛋白酶不能切断与还原糖结合的 氨基酸相应肽键，导致赖氨酸等不能被动物消化、吸收。 1.4.7 抗营养因子(胰蛋白酶抑制剂) A. 定义：植物蛋白饲料中往往含有一种或者多种的影响鱼类消化代谢的物质，称之为抗营养物质 （anti-nutrition factor)，如 protease inhibitors 蛋白酶抑制剂, tannins 丹宁, lectins 植物血凝素 , phytate 植酸, gossypol 棉酚，dietary fibre and starch. 其抗营养作用主要表现为降低饲料中各种营养物质的 利用率，使动物生长速度减慢，健康水平下降。 B. 抗营养因子的消除方法： � 热不稳定 ANF 的消除方法 Removal of heatlabile secondary compounds may be accomplished by extrusion or other heat treatment. � 热稳定 ANF 的消除方法： 化学法、 酶制剂法， 如植酸酶水解植酸和植酸盐 However, elimination of heat-stable secondary compounds, and increasing the nutrient concentration of diets, requires fractionation of crops. C. 常见的抗营养因子： ?
1.4.8. 饲养管理(补饲、饲喂次数、饲喂量）
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1.4.9. 饲料的能量水平
1.5.鱼体对蛋白质的营养需求
1.5.1. 营养需求的概念 A.维持营养需求（Im） ①定义：维持鱼类基本生命活动的最低营养水平的需要。 ②影响维持营养需求的因素 � 鱼的种类。机体代谢强度不同，Im 不同； 与生长发育阶段。生长早期 Im>后期，性成熟后 Im 较恒定 � � （单位体重 Im）体重小的鱼>体重大的鱼，但绝对 Im 量则相反 � 性别♀、♂的生长速度不同，罗非鱼 Im ♂>♀，♂活动性较♀大，♂生长速度较♀鱼大 � 水温:Fishes require more energy when reared at higher temperatures. � 运动。运动量大 Im 大，静水养鱼较流水养鱼 Im 小 B.生长和繁殖营养需求：生长和繁殖所需要的量（Ig、Ir） � 生长营养需求：Ig（生产上要求越大越好） （Ir） （繁殖时的营养要求，即主要是性腺发育所需求） 。鱼类繁殖期能量的来 � 繁殖营养需求： 源？ 1.5.2. 吸收后的氨基酸在鱼体内的分配和利用 A.氨基酸分配公式：I=Im+Ie+Ig+Ir Im：维持；Ie：能量；Ig：生长；Ir：性腺 • Im、Ig、Ir 是蛋白质特有营养效果，而 Ie 的营养作用从理论上可由脂肪或者碳水化合物代替。 • Ig 一般随着鱼类生长而逐渐减少，当达到最大生长时，接近零；Im 则随着鱼类生长而逐渐增加， 但是增加的幅度比 Ig 的小得多，因此单位鱼体重的蛋白需要量随着鱼体重的增加而减少。 • 鱼类吸收的氨基酸的分配比率，主要取决于饲料蛋白质的营养价值（氨基酸平衡 ） ，当饲料的蛋白 质营养价值较高时，用于 Im 和 Ig 的比例较高，用于 Ie 的比例较低。 B.代谢性粪 N 和内源 N • 代谢性粪 N：主要是肠粘膜脱落细胞、粘液和消化液所含有的氮。 投喂无 N 饲料时，鱼类从粪 中排出的氮（MFN） • 内源性 N（内源性尿氮）[EN]：主要是体内蛋白质修补更新时，部分蛋白质降解从尿中和鳃中 分泌的 N 。指投喂无 N 饲料时，鱼类从尿中和鳃中分泌的 N 代谢 N 和内生氮排泄总量总和（EO）相当于 Im 量，就是鱼类为了维持生命活动所需蛋白质最低需要量。鲤 在其适温范围内，每 100g 体重，每天的 EO 量为 10-13mg。 1.5.3. 氮平衡----单位时间内鱼类摄入 N 与排泄 N 的差值 • B=I—（FN+UN） B—氮平衡，I—单位时间内 N 摄入量，FN、UN：单位时间内粪、尿中排出 N 量 • ①B=0 即 I=FN+UN，表明鱼体内蛋白质分解与合成处动态平衡，鱼类摄入的 N 恰好可以维持生命 • ②B>0 为氮正平衡，表明鱼体增重，增 N，即鱼类摄入 N 除维持生命外，开始用于 Ig、Ir 等。 • ③B<0 为氮负平衡，表明鱼体在消瘦，即鱼类摄入 N 不能维持 Im。 1.5.4 维持和生长氮需求的种间差异 1.5.5. 确定水产动物饲料蛋白质最适需要量的方法 A.定义：蛋白质最适需要就是指满足鱼体最大生长所需要的蛋白质需要量。 B.确定方法：蛋白质浓度梯度法—采用不同梯度蛋白质含量的试验饲料来饲养鱼类，测定各试验组鱼类的 增重率、蛋白质效率等指标，确定蛋白质的需要量。
图 1. 蛋白质、氨基酸的消化代谢过程
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1.3.3 蛋白质的利用过程
1.4.影响蛋白质消化吸收的因素 1.4.1 动物年龄： 一般而言，同一种鱼类，随着鱼体的生长，机体各消化器官的逐步发育成熟，对蛋白质 的消化利用力也逐步提高。 At an early sage larvae lack a functional stomach and may have low digeative enzyme activity. Larval ability to digest complex protein has thus been questioned. Tude feedomg sjpwed that larval atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus) had a higher absorption efficiency of hydrolysed protein as compared to intact soluble protein (Tonheim et al. 2005) 1.4.2 饲料蛋白质种类与水平：饲料中蛋白质水平是否会影响蛋白质的消化吸收率？由于在研究中随着蛋 白质含量的变化，其他饲料成分也相应改变，因而消化吸收率的变化，是由于饲料成分的影响，还是由于 饲料蛋白质含量的影响，这给判断带来一定的困难。在 N 摄入量对鲤对白鱼粉中蛋白质消化率的影响研究 中（Ogino,1973）发现，随着 N 摄入量的增加，鲤对蛋白质的表观消化率升高，但是真消化率保持不变在 96%。 因为，动物性蛋白源尤其是鱼粉中的氨基酸模式与鱼类对氨基酸的需求模式较相近，一般而言，鱼类 对动物性蛋白源的蛋白质的消化率较高。但是，也有例外的。例如，对 Australian redclaw。研究表明， 虽然 Australian redclaw 是一种杂食性动物，但是对植物性蛋白源，如小麦蛋白、豆粕、菜籽粕的蛋白质 的消化率比其它动物性蛋白源，如沙丁鱼粉、鱿鱼粉、red crab 粉的高(Campana-Torres et al.,2005)。 1.4.3 饲料淀粉水平(缩短消化时间) 蛋白质在消化道中被消化的程度取决于受消化酶作用的时间，也与消化酶的浓度、酶作用环境的酸碱 度、温度等有关。在饲料中添加过多的淀粉会缩短消化时间，从而降低鱼类对蛋白质的消化率。在饲料中 添加淀粉而导致蛋白质消化吸收率下降的程度，因鱼的种类而不同。 如淡水鳗鱼，虽然是肉食性鱼类，但也能很好地利用淀粉。再如，当饲料中的小麦淀粉含量从 15％上 升至 60％，mud crab, Scylla serrata 对淀粉的表观消化率显著下降，而对饲料蛋白质的表观消化率没有 显著影响（Truong et a.,2008） 。 而海水肉食性鱼类鰤鱼的蛋白质消化率随着饲料中淀粉水平升高而下降。这可能是因为鰤鱼是典型的 蛋白酶活性强而淀粉酶活性活性极弱的肉食性鱼类，不能很好利用淀粉，而淀粉呈糊状残存在肠中，妨碍 了蛋白质的消化。 1.4.4 饲料非淀粉多糖的影响 非淀粉多糖(NSP)主要由纤维素、半纤维素、果胶和抗性淀粉（阿拉伯木聚糖、ß-葡聚糖、甘露糖、 葡 糖甘露聚糖等）组成。可溶性的非淀粉多糖：如ß-葡聚糖和阿拉伯木聚糖；不溶性的非淀粉多糖：如纤维 素。 a.可溶性非淀粉多糖：增加消化道的黏度，减少消化酶与底物的接触面积，从而降低消化率。 饲料中添加 一定量的非淀粉多糖（藻胶）作为粘合剂以增加饲料水中稳定性，对于甲壳类动物，饲料中的藻胶水平高 达 6%，鱼类饲料约 2% ，那么不同类型的粘合剂对水产动物的消化率有没有影响？ b.不溶性非淀粉多糖：作为细胞壁将营养物质包被起来，减少酶作用的底物浓度从而降低消化率增加食糜