1、阐明一种联系—动物体与其饲料养分之间内在联系
动物与环境之间的联系,主要是通过经常进入动物机体组织内一定食物(饲料)的联系,而这种联系实质上是动物与饲料中所含养分之间的联系。因此,饲料只是外形,而饲料中的养分才是动物真正需要的东西,即养分是内质。
不同饲料其外形可能不同,但其所含的同类养分的作用是相同的。也就是说,动物体与饲料间的内在联系是通过有化学物质组成的养分而产生的联系。因此,对于饲料的养分组成,各类养分在动物体内的消化、吸收和代谢过程,各类养分的生理功能与缺乏症,养分间的相互作用等,从总体上阐明了动物体与其饲料养分间的内在联系
2、揭示一种规律—动物与饲料养分间的供需动态平衡规律
人的食物称食品,动物的食物称饲料。虽然语言表达不同,但实质是一样的。如玉米对人来说可称之为口粮,而对于动物则称之为饲料。饲料是养分的载体,是供给动物养分的形式。
解决好供和需的关系是动物饲养学的核心部分。动物对养分的需要是随时都在变化着的,如环境温度的改变、动物的应激反应、生产强度改变等对养分的需要都不同,这就要求我们以需定供,找出供和需之间的动态平衡规律。供方面包括饲料的养分含量、饲料的可消化性、可代谢性、养分间的互补与拮抗、养分的作用等。 Met→Cys Ca↑→Zn↓
3、学会应用上述规律指导动物生产,提高养殖经济效益
如根据不同动物、不同生长阶段、不同生产目的的动物对养分的需要及养分间的相互关系,合理选择饲料原料进行日粮配合,既可节约饲料,又可使动物的生产性能充分得到发挥。大量事实表明,使用全价饲料比单一饲料至少可节约饲料粮1/3,极大地提高了经济效益。
二、 动物与植物相互关系
植物为动物提供了生存条件,动物所需的食物都是直接或间接来源于植物。植物及其产品是动物饲料的主要来源。 动物为植物提供了有机养料。动物在生命活动过程中的排泄物和死后尸体,经微生物分解,最后转化为无机物还原于自然界,变为植物的有机养料 。
动物生产和植物生产是农业生产的两大支柱,植物生产是第一性的,动物生产是第二性的。植物生产是动物生产的物质基础。 现代动物生产,就是以饲料为原料,以畜禽舍为厂房,以动物为机器,饲料通过动物合成动物产品
(二)饲料(植物)与动物体的化学成分比较 1、共同点
(1)都以水分含量最高。
但植物体水分变异范围大,5~95%,动物体内水含量较恒定,约占体重的60~70%。 (2)干物质中都含有一定的蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质和维生素。 但动、植物体内,同名化合物的理化性质及生物学作用极不相同 2、不同点
一、基本功能
(一)作为结构物质 (二)作为能源物质
(三)作为调节物质 如维生素、激素、酶、矿物质
某些氨基酸、脂肪酸等 二、附加功能 产乳、产蛋等。
2、纯养分分析法
测定的是某种单一物质(或成分),而且随着分析手段的更新,分析的成分越来越具体,如粗纤维、氨基酸、脂肪酸中的各种成分。
该方法通常费用较高,时间长。但现在随着分析仪器的发展,已实现快速、低廉的分析(FOSS、近红外分析等)。
1
三、养分不同干物质基础的表示方法
(一)饲喂基础(潮湿基础、新鲜基础) 即是不加以任何处理的基础。 动物获得的干物质量=100%一水分%。
(二)风干基础(半干基础) 即是实际的或采食干物质含量的基础。其干物质含量约占90%,水分约为10%。绝大多数饲料在风干基础饲喂
(三)绝干基础 即是去水或100%DM状态。这是理论化的,实际难于实现。其利于比较饲料养分的含量和对饲料进行营养价值评定
第五节 影响饲料养分的主要因素 一、植物生长所处的条件 (一)土壤
黑土:有机质含量高,土质肥沃,通透性好,可生产出优质饲料。
粘土:通透性差,常偏酸性,有机质含量少,生产出的饲料较为粗糙。籽实CP含量低,茎叶CF含量高。 泥炭土、沼泽土、干爆砂土则生产出的饲料营养价值更低。 (二)肥料
施用不同的肥料可改变草地植被的植物组成,同时还影响饲料中元素的含量。
氮肥:豆科比例下降,禾本科比例上升。磷、钾肥:豆科比例上升,禾本科比例下降。土壤缺Se则饲草中相应也缺乏。 (三)气候
雨量、气温、光照等对植物的收获期及其养分含量都有很大影响 二、植物的品种、收获期和贮存时间 (一)品种
不同品种养分含量有差异。 (二)收获期
幼嫩时:水分高,CP高,CF低。 枯老时:水分低,CP低,CF高。 (三)贮藏时间
由于植物细胞的呼吸、酶、微生物发酵等作用使饲料养分减少或发生变化。 贮藏时间愈长,养分总量减少的程度愈大。
第二章 水与动物营养 第一节 水的功能与用途 一、体内水的含量与分布 1. 动物体内水的含量
动物体内水的含量较恒定,约为60~70%,但不同品种、性别、年龄和营养状况之间的动物之间也有较大差异。 动物体内水分含量规律 :
●幼龄>成年动物;廋动物>肥胖动物;雌性动物>雄性动物。 2. 动物体内水的分布
动物体内的水通常是以与溶解在其中的有机物(如葡萄糖、蛋白质等)和无机物以体液的形式存在的。因此,在动物体内没有纯水存在。
体液中含量:细胞液中水占百分之65到75;细胞外液,血浆中占百分之5,细胞间液占百分之20
水在动物器官和组织中的分布也不均匀,肌肉中大约占有总水的55%,皮中为10%,血液和骨骼中各占总水的6~7%,肝中相应为5%剩余部分含在软组织中。脂肪和骨类组织中含水量低,肌肉、肝和血液属中等,脑的灰质、淋巴、弹性组织等含水量很高。(郝正里主编,《畜禽营养与标准化饲养》) 二、水的生理功能
1.参与生化反应 动物体内营养物质的消化、代谢过程中的许多生化反应都必须有水的参与。
2.参与物质的输送 水是一种良好的溶剂,其粘度小,流动性好,所以有利于体内养分的输送、奶汁分泌以及代谢废物的排泄等。 3.参与体温调节 水的比热值大,需要失去或获得较多的热量,才能使水温发生明显下降或上升,因此动物的体温不易因外界温度的
2
变化而明显改变
4.参与维持组织器官形态 水能与蛋白质结合成胶体,使组织器官呈现一定的形态、硬度和弹性。 5.参与润滑液的组成 水是润滑液的主要成分,使骨关节和内脏组织器官保持润滑和活动自如。 第二节 动物体内水的代谢 一、水的来源
外源水 饲料
动物体内水的来源 内源水——代谢水
●代谢水,即养分在体内代谢所产生的水。 氧化:1g碳水化合物——0.6ml水; 1g脂肪——1.07ml水; 1g蛋白质——0.41ml水
代谢水的数量是有限的,通常只能满足动物需水量的5—10%(沙漠反刍动物为16—20%),但在缺水时对机体水的供应起着重要的作用。
二、水的排泄(去路)
动物体水的排出主要由肾、肺、皮肤、消化道和乳腺来完成。
1.肾 肾是调节水平衡的重要器官。通常经肾随尿排出的水分可占动物体总排水量的50%左右。动物排尿量受其种类、饮水量、活动量、饲料性质及环境温度等因素的影响而发生变化。
2.肺 由肺呼出的气体含有较多水分,湿度较大,在散热上起着重要作用。每天蒸发排出呼吸水分的多少,随空气干湿、基础代谢率高低、呼吸深浅快慢及汗腺发达与否而变化。
3.皮肤 体内水分由皮肤排出的有两种,即无感觉水分和有感觉水分。在适宜环境又不出汗的条件下,每天由皮肤消散的水分称为无感觉水分。它和由肺呼出的水分一起被称为蒸发水分,但肺呼出的水分所占的比例较大,尤其是不出汗的动物。
4.消化道 以粪的形式排出未被消化吸收的部分饲料和水分,其排出的粪水量与动物的种类、饲料的性质等因素有关。例如,奶牛粪排水量较高,可达80%左右,常超过尿中的排水量。
5.乳腺(或产蛋活动) 泌乳动物通过乳汁的分泌也是体内水分排出的重要途径。例如,牛乳中平均含水量达87%。另外,产蛋动物产蛋也排出大量水分(禽蛋含水量为70%)。产品水。 第三节 动物对水的需要及其影响因素
动物为了补充体内水的损失,保持水分平衡,需要不断地从外界补充水分,使体内的水维持在一定范围内。
在动物体水的三个来源中由于饲料水和代谢水的量难于测定,而且所占分额不太大,因此一般情况下将动物的饮水量粗略地视为动物对水的需要量。
二、影响动物对水需要量的因素
影响因素较多,如动物的品种、年龄、性别、生理状态、生产性能、采食量、饲料性质、水质、环境温度、水温等。现从三个方面来加以叙述。
1.动物因素:妊娠、泌乳动物较高,高产动物较低产动物高。
2.饲料因素:通常随干物质采食量的升高而升高。日量中矿物质、蛋白质、纤维含量高时需水量增加。
3.环境温度:产奶牛在气温30℃以上时,需水量比10℃以下时高75%。空气干燥时,需水量增加,相对湿度高时,饮水量则下降。 三、缺水的影响 1.缺水的影响
缺水对动物的健康和生产性能的发挥都是有害的。当动物体失去占体重1~2%的水时,开始有渴感。如果失水量达到10%,则可引起代谢紊乱,如果超过20%,则会引起死亡。
缺水,最初表现为食欲减退、采食量下降;以后随着时间的延长,渴感更为强烈,此时出现食欲废绝,消化机能迟缓直至完全丧失,机体免疫力下降。
缺水对动物的生产性能发挥产生重要影响。幼龄动物生长发育缓慢,肥育动物增重速度降低,泌乳动物泌乳量下降;蛋禽产蛋量减少,蛋重减轻,蛋壳变薄。动物轻度缺水其生产性能可以恢复,但严重缺水则生产性能以后无法再使其恢复。
饮水
3
2.不同动物对缺水的耐受力
奶牛和蛋鸡对缺水的耐受力较差,骆驼最强,绵羊次之。产蛋鸡只要断水一天,就会停产或换羽(强制换羽时采用)。 骆驼之所以最耐旱,是由于:
a 驼峰中的脂肪在需要时可分解产生代谢水(16~20%);
b 通过体温的日内变动减少水耗。白天体温上升,暂时吸收热量,到晚上再将热量放散出来,因而能减少维持体温所消耗的水。 绵羊具有类似骆驼的变温机制,故较猪和牛耐旱。 四、水的质量
水的质量指标包括固形物、有毒有害元素含量及微生物指标等。 固形物应低于0.25%,不能检出沙门氏菌,大肠杆菌数量较少。 盐类含量在1000PPm以下的水可为各类动物安全饮用。 硬水——含钙、镁30PPm(mg/L) 软水——含钙、镁1PPm(mg/L)
食入饲料总能(IGE)=饲料能值×食入饲料量
消化能(DE、MJ/kg)
是被动物消化吸收的养分所含的能量。 消化能===总能--粪能
粪能(FE) 粪中有机物所含的能量。即饲料被动物采食以后,其中一部分有机物(养分)未被动物消化吸收,而随粪便排出体外,这部分有机物(养分)所含的能量就称为粪能。
代谢粪能(FME)动物粪便所含能量分为两部分:一部分是未被消化吸收的饲料残渣外,另一部分是来自动物体内的分解产物,如消化道脱落细胞、进入消化道的机体分泌物和消化道微生物及其产物等。这部分物质所含有的能量,称之为代谢粪能。
代谢粪能,不易单独测出,常与未消化饲料所含的能量一起被测定而作为粪能。由此得出的消化能称为表观消化能(ADE) 粪能损失量,与动物的种类和饲料性质有关。 以乳为食时 10% 采食劣质粗饲料时 可达60% 干物质进食水平提高 粪能损失提高 反刍动物 采食粗饲料:40~50%
采食精料: 20~30%
马 :约 40% 猪:约 20%
▲由某种动物测得的饲料消化能,不能用于不同种类的其它动物
虽然吸收的能量在动物体内可能被利用的程度仍有差异,但已排出了影响最大的消化损失的影响,故消化能在一定程度上反映了不同饲料对动物的营养价值。
代谢能(ME、MJ/kg)
饲料总能减去粪能、尿能和消化道甲烷气体能(AM)损失后,即为代谢能。它是指可被动物利用的饲料养分所含的能量,所以又称之为生理有用能
代谢能=== 总能 - 粪能 - 尿能 - 甲烷气体能
尿能(UE) 是指被吸收的饲料养分在代谢过程中所产生的不能被机体利用的副产物,主要是尿素、尿酸等含氮物质所含的能量。 尿代谢能(UME) 尿中也含有动物体的分解代谢的尾产物,这部分物质所含的能量称为尿代谢能 。 尿能损失一般占进食总能的5~8%
甲烷气体能(AM) 主要对草食动物而言。饲料在消化过程中产生而随嗳气或随粪便排出体外的含有化学潜能的气体主要是甲烷气,这些甲烷燃烧后所放出的能量称为甲烷气体能。
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甲烷能约为饲料总能的3%-10%。其具体比例与饲料性质(特别是CHO的性质),以及饲养水平有关: 日粮中可消化CHO含量越高,甲烷能损失越多。 采食量增加时,甲烷能占饲料总能的比例下降。 反刍动物,在维持饲养水平时,甲烷损失能占总能的8%-10% 二倍维持饲养水平时,甲烷损失能占总能的6%-8% 对于非草食动物消化道甲烷气产量很少,可忽略不计
由于蛋白质在体内不完全氧化产物从尿排出,同一种饲料的代谢能的测定结果,受试验时氮平衡状况的影响。当氮平衡为负值时,测出的代谢能值较高;相反,氮平衡为正值时测值较低。可对代谢能值进行氮沉积校正,使之成为氮沉积为零的代谢能值,称之为氮校正代谢能(AMEn)
四、净能(NE、MJ/kg)
1.热增耗(HI) 动物采食后机体所增加的产热量称为热增耗
饲料能量在机体代谢过程中,其中部分能量可因代谢强度增大而以热的形式由体表散失,这部分热除在气候寒冷条件下可供作机体维持体温以外,在一般情况下却成为能量的额外损耗,故常将其称为热增耗。 热增耗,包括发酵热(HF)和营养代谢热(HNM)
(1)发酵热(HF)食入饲料在被消化过程中由消化道微生物发酵而产生的热。主要针对草食动物。反刍动物的发酵热约为食入总能的5-10%,对于非草食动物的发酵热一般则忽略不计。
2)营养代谢热 动物采食饲料后由于体内代谢活动加强而增加的产热量。主要产生于被吸收养分的代谢过程;此外,消化道肌肉活动、呼吸加快,以及分泌系统和循环系统等的机能加强,都会引起体热增加。
2.净能(NE)
代谢能减去热增耗即为净能。它是动物真正被吸收利用的那部分饲料所含的能量。又可分为维持净能和生产净能两部分 ⑴维持净能 用于基础代谢、维持体温恒定和随意活动所消耗的能量。从生产效益考虑,维持净能也是一种无偿消耗,其最终转化为热能形式散失,但这又是不可避免的。
⑵生产净能 用于形成各种动物产品或做功的能量。如增重、繁殖、产奶、产毛、产蛋、劳役等。
饲料的能量利用率 一、饲料能量的转化效率
合理利用饲料能量,提高饲料能量利用效率是动物饲养中一项重要任务。
1.饲料能量的转化效率 :指动物生产的产品所含能量占食入饲料总能的百分比。
产品能
饲料能量的利用效率(%) =
食入饲料总能
2.饲料能量的总效率 (P45)
能量用于维持需要和用于生产的效率不同,且饲料总能难以反应饲料的真实价值,所以饲料能量的利用率又常用总效率和纯效率来表示P16。
3.饲料能量的纯效率
动物产出的产品中所含能量值与进食有效能值扣除用于维持需要的有效能值之比,称饲料能量的纯效率 4.饲料报酬
指生产单位动物产品(如增重、产蛋、产奶等)所用去的饲料量。 饲料报酬==饲料量/产品量
▲饲料报酬的缺陷:当饲料能量浓度不同时难于比较两种饲料养分或能量的利用率;不能反应动物增重的实质。 饲料报酬的优点:便于生产成本和经济效益核算,方便实用。
消化能、代谢能及净能的转化效率
不同生产目的有效能的转化效率不同,其转化效率顺序是:维持>产奶>生长、肥育>妊娠、产毛
×100%
5
日粮能量水平
一、能量水平与营养物质的关系
日粮能量水平(日粮能量浓度)——指日粮所含可利用能量的高低。 可利用能量:是指消化能、代谢能、净能。
日粮能量水平是影响动物健康和生产性能的重要因素之一。只有能量需要得以满足,各种营养物质才能发挥基营养生理作用。 动物大都具有为能而食的本能,尤其是鸡。
▲在配合日粮时,首先应确定适宜的能量水平 ,然后根据能量水平的高低适当调整各养分的浓度,以保持与能量之间的平衡。 如:能量蛋白比
二、日粮能量缺乏时对动物的影响
实践中,动物能量的缺乏主要是由喂料不足或日粮能量浓度太低所造成。 生长动物:生长速度明显减慢,日增重大幅降低, 成年母畜:妊娠期,初生仔畜体重减轻,体质较弱
泌乳期,母体迅速消瘦泌乳量和乳品质下降,进而造成育成率下降 后备公畜:性器官发育不正常,初情期推迟,精子品质下降 成年公畜:性器官功能减弱,性欲降低 禽 类 :生长缓慢;产蛋鸡的产蛋率下降。
轻度短期缺乏,不会严重影响畜禽的各种生长、生产性能 ,得到补偿后能很快恢复(补偿性生长)。 三、日粮能量过高对动物的影响
日粮能量水平过高时,同样对动物的健康和生产性能具有不良影响。
奶牛:体组织中沉积的脂肪增加,体躯过肥,影响正常的繁殖,性周期紊乱,受胎率下降,难产增加等。 其次,泌乳机能受到影响,泌乳量下降。 产后瘫痪和乳房炎的发病率明显增高。
妊娠母猪:繁殖机能降低,常出现死胎、产弱小仔猪;产后食欲不振,采食减少,从而体质软弱,乳量不足,影响仔猪成活率。 种公畜 :体脂沉积过多,体躯过肥,体况不佳,性机能严重衰退。
禽 类 :产蛋母鸡产蛋率大幅下降,育成鸡体脂沉积,早熟,开产过早,料蛋比增高。
第四章 蛋白质与动物营养
(一)粗蛋白质:饲料中含氮物质的总称
饲料中含氮物质除纯蛋白质外,还有非蛋白质含氮化合物,也称氨化物,如游离氨基酸、肽、铵盐、酰胺、生物碱、氨及尿素等。 (二)氨基酸:蛋白质营养实质上是氨基酸营养
参与蛋白质构成的氨基酸只有20余种,按其结构可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸;按其构型分为D型和L型氨基酸,L-型氨基酸的利用率较高,除蛋氨酸外,D型氨基酸利用率很低或者完全不能被利用。 (三)非蛋白质含氮化合物
胺类:氨基酸脱羧基后产生的物质,如组胺、酪胺、色胺等,具有特殊的生理作用,当其在体内积聚时会引起中毒。 酰胺类:氨基酸的衍生物,如天门冬酰胺与谷氨酰胺、尿素等。 尿酸:氮代谢的主要终产物。
盐和生物碱:主要存在于植物中,动物过量采食易引起中毒。
蛋白质消化与吸收
单胃动物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;饲料中的蛋白质在胃和小肠中经消化酶消化为游离氨基酸和少量的肽。
未经消化的饲料蛋白质以粪的形式排出,随粪排出的蛋白质并非全部来自未消化的饲料蛋白质,其中还包括肠道脱落粘膜及肠道分泌物、残存的消化液等,这部分蛋白质称为“代谢蛋白质”,约占整个粪蛋白质的30%。
单胃动物主要以氨基酸的形式吸收利用蛋白质,其吸收部位在小肠,且主要在十二指肠,此外亦可吸收少量二肽。哺乳动物生后最初一段时间(大多在24小时内)可吸收完整的蛋白质,以获得免疫机能。
氨基酸并非全部能被小肠吸收,各种氨基酸的吸收率不尽相同。如猪对鱼粉中异亮氨酸的吸收率仅为%,而对组氨酸的吸收率高达%。小肠对不同构型的同一氨基酸吸收率不同,通常L型氨基酸的吸收率比D型氨基酸高。
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蛋白质代谢
在蛋白质代谢过程中,氨基酸的分解代谢具有重要意义。
氨基酸合成:由各种α-酮酸经氨基化合成。由于体内缺乏相应的合成必需氨基酸的α-酮酸,因而动物不能合成必需氨基酸; 而非必需氨基酸则可以通过多种途径由各种相应的α-酮酸经氨基化合成。非必需氨基酸的合成,必须以足够的氮源为基础。 →动物营养中,同时要考虑必需氨基酸和蛋白质水平
饲料蛋白质在动物体内消化、吸收、代谢利用的总结果可以氮平衡来表示,它可以反映出机体组织蛋白质的增、减情况: 沉积N==饲料N-粪N-尿N
饲料N = 粪N+尿N,称为N的等平衡,体蛋白质不增不减; 饲料N > 粪N+尿N,称为N的正平衡,体蛋白质沉积; 饲料N < 粪N+尿N,称为N的负平衡,体蛋白质分解。
影响氮平衡的主要因素:
食入蛋白质的数量、品质、动物的生长时期、生理状态、生产水平等。 氮平衡是动物蛋白质营养中经常使用的概念和指标。
必需氨基酸和非必需氨基酸
必需氨基酸:在动物体内不能被合成或能合成但不能满足需要,必须通过饲料提供的氨基酸称为必需氨基酸(FAA)。 非必需氨基酸:可以在动物体内合成、无须靠饲料提供即可满足需要的氨基酸称为非必需氨基酸(NEAA)。
猪有10种必需氨基酸:赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、组氨酸、精氨酸; 禽有13种必需氨基酸:除上述10种外还有甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸。
随年龄的增长,动物对组氨酸和精氨酸的需要量有所减少,且体内合成这两种氨基酸的能力也增强,所以组氨酸和精氨酸对成年动物属于非必需氨基酸。
某些必需氨基酸为合成某些特定非必需氨基酸的前体,因而充分提供某些非必需氨基酸即可节省相应必需氨基酸的需要量。 Met→Cys;Phe→Tyr
胱氨酸可以提供含硫氨基酸的40~50%;酪氨酸可以提供芳香族氨基酸(苯丙氨酸+酪氨酸)的30~50%,但这种关系并非是可逆性的。胱氨酸不能转化为蛋氨酸,而蛋氨酸可以100%取代胱氨酸;酪氨酸和苯丙氨酸的关系亦然。因此,在猪、鸡日粮中必须保证蛋氨酸和苯丙氨酸的最低需要量。
另外,丝氨酸和甘氨酸在体内亦可以相互转化,所以禽类日粮中的丝氨酸可以在一定程度上取代甘氨酸。还有一些氨基酸,如脯氨酸、谷氨酸在日粮中的含量适当时,对雏鸡的生长速度和饲料利用率可产生良好的影响,然而,它们的缺乏并非一定会出现特异的缺乏症,故将其视作非必需氨基酸。
尽管必需氨基酸对单胃动物十分重要,但还需在非必需氨基酸或合成非必需氨基酸所需氮源满足的条件下,才能发挥最大的作用,必需氨基酸总量和非必需氨基酸总量之间的合适比例约为1:1。
性氨基酸
不同生理状态下,动物对饲料中必需氨基酸有特定的要求,各种必需氨基酸之间要求有一定的比例关系,饲料中某一种氨基酸的缺乏会影响其它氨基酸的利用,称这一缺乏的氨基酸为性氨基酸。
氨基酸的供给量与其需要量之比越低则缺乏的程度越大,即作用越强。通常将饲料中最缺少的氨基酸称为第一性氨基酸,其次缺少的氨基酸称为第二性氨基酸。根据饲料氨基酸分析结果与动物需要量的对比,即可推断出饲料中何种氨基酸是性氨基酸。
饲料中必需氨基酸含量不同,动物对各种必需氨基酸的需要量亦不同。
所谓性氨基酸是指具体的一种饲料(或日粮)对某一具体动物而言的,但是对于某一特定地区的习用日粮,它们的性氨基酸种类通常是可知的,例如对大多数玉米一豆饼型日粮而言,蛋氨酸和赖氨酸分别是禽和猪的第一性氨基酸。
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日粮的氨基酸平衡
氨基酸平衡是指日粮中各种必需氨基酸在数量和比例上与动物特定需要量相符合,即供给与需要之间是平衡的,一般是指与最佳生产水平的需要量相平衡,这种氨基酸平衡的蛋白质称为“理想蛋白质”。
从理论上讲,各种氨基酸参与某一蛋白质代谢过程是以某种氨基酸的最低值为基础的。如果其中一种氨基酸过低,其它氨基酸都要以其为基准参与代谢,过量的氨基酸都不能参与这一代谢,而是通过其它代谢途径代谢。结果,氮在体内的存留量减少,蛋白质浪费,生产性能降低。
1、日粮的氨基酸平衡—相关概念
氨基酸失衡:若日粮必需氨基酸总量较多,但相互之间比例与动物体需要不相适应,一种或几种氨基酸数量过多或过少则会出现氨基酸平衡失调。
例如:向低蛋白日粮过多地添加第二性氨基酸,即会导致动物采食量减少、生长迟缓、繁殖力下降、寿命缩短。补加第一性氨基酸之后,即可缓解上述不良影响。
氨基酸过量:添加过量的氨基酸即会引起动物中毒,且不能以补加其它氨基酸加以消除,尤以蛋氨酸具有毒性,过量摄食和引起动物生长抑制、降低蛋白质利用率。
氨基酸拮抗:过多地添加一种氨基酸会影响另一种氨基酸的效价,即增加对另一种氨基酸的需要量。
如:精氨酸和赖氨酸之间的拮抗,日粮精氨酸↑过多时会增加动物对赖氨酸↑的需要。这种拮抗关系多见于以非常规植物性蛋白质饲料取代豆饼的饲粮。鸡日粮中赖氨酸与精氨酸的适宜比例为l:1.2。
2、日粮的氨基酸平衡—平衡方法
进行日粮氨基酸平衡的方法很多,使用最多的方法是根据性氨基酸选择相应的、必需氨基酸含量不同的饲料,进行合理搭配,以改善日粮氨基酸之间的比例,使不同饲料的氨基酸起到互补作用。
实践中亦可根据性氨基酸添加合成氨基酸的方法获得氨基酸的平衡。然而,据此调整氨基酸平衡是以不降低日粮蛋白质水平为前提的,常常会引起其它必需氨基酸的大量过剩,从而导致日粮氨基酸新的失衡。因此,这一方法只能改善氨基酸的平衡状态,不能使氨基酸达到理想的平衡。
饲料中氨基酸的利用率
在制作饲料配方、进行日粮氨基酸平衡时,是以其中所含各种氨基酸的总量为依据的。从饲料蛋白质到可被利用的氨基酸,其间要经过一系列消化、吸收、代谢环节。
饲料蛋白质的消化终产物并非完全以游离氨基酸的形式存在,其中一些氨基酸分子与其它成分结合而不能被小肠吸收。细胞壁成分的存在、酶抑制因子、氨基酸之间的拮抗等都会影响氨基酸的吸收和利用。因此,动物对饲料氨基酸的利用存在生物学利用价值的问题
氨基酸消化率:是指日粮中可消化氨基酸与总氨基酸之比,即(食入氨基酸一粪中氨基酸)/食入氨基酸。 氨基酸吸收率:是指氨基酸穿过肠壁的程度。
氨基酸利用率:是指日粮中用于蛋白质合成的氨基酸占日粮中氨基酸总量的百分数,即氨基酸以适于消化、吸收和代谢的形式存在的程度
单胃动物氨基酸利用率测定方法:主要有消化法、生长曲线斜率比法和化学法,近年来普遍采用可消化氨基酸法测定饲料中氨基酸的消化率。
蛋白质营养价值评定
蛋白质营养价值:是指蛋白质被动物吸收利用满足需要的程度,其程度愈高则营养价值愈高,反之则相反。它既受饲料中粗蛋白质必需氨基酸含量的制约,又受可消化蛋白质含量以及可供动物吸收、利用的蛋白质和氨基酸量多少而定。
蛋白质营养价值评定的方法:有多种,主要为生物法与化学法 。生物法包括蛋白质消化率、蛋白质生物学价值、蛋白质净利用率、蛋白质效率比及蛋白质相对值等5种;化学法包括化学比分法和必需氨基酸指数法2种。
蛋白质营养价值评定—生物法
1、蛋白质消化率 :通常用表观消化率表示。
蛋白质表观消化率(%)=
食入蛋白质量—粪中蛋白质量
食入蛋白质量
×100%
8
2、蛋白质生物学价值(PVB) :指吸收的蛋白质转化为组织蛋白质的效率(即存留N量与吸收N量之比),常用表观PVB表示。 表观PVB
=
食入N—粪N—尿N 食入N—粪N
×100%
3、蛋白质净利用率(NPU):指存留N与进食N之比,亦即PBV与消化率的乘积。
存留N
NPU =
进食N
4、蛋白质效率比(PER):根据幼龄动物生长速度评定饲料蛋白质营养价值。
增重(g)
PER =
进食蛋白(g)
×100%
5、蛋白质相对值(RPV):是将一种饲料蛋白质,按3~4个梯度饲喂不同组别的生长大鼠,然后按大鼠增重克数与蛋白质水平(%)绘制回归线,求其斜率,此斜率与标准乳白蛋白的斜率比值即为RPV,各种饲料的RPV越高,则其蛋白质的利用率越高。
蛋白质回归线斜率
RPV =
13.09(乳白蛋白的回归斜率)
×100%
蛋白质营养价值评定—化学法
1、化学比分(CS):是以第一性氨基酸为依据评定饲料蛋白质的营养价值。
所评定蛋白质中第一性氨基酸含量%
CS =
鸡蛋蛋白质中相应氨基酸含量%
×100%
×100%
= PBV ×蛋白质消化率
2、必需氨基酸指数(EAAI): 是假定鸡蛋(或牛乳)蛋白质为营养完善的标准蛋白质,在评定某种饲料蛋白质的营养价值时,首先测定其各种必需氨基酸含量,然后依下列公式求出该饲料的EAAI。 蛋白质必需氨基酸指数 = 10
100a × 100b× 100c
A B C
……
100j J
式中:a、b、c为饲料蛋白中EAA含量;A、B、C为鸡蛋蛋白质中EAA含量。饲料蛋白质的EAAI越大,营养价值越高,反之则相反
反刍动物蛋白质营养 蛋白质的消化与吸收 1.消化
。
A. 瘤胃 瘤胃是一个大发酵罐,其内共生着大量的细菌和纤毛原虫,每克瘤胃内容物含细菌500~1000亿个,每毫升瘤胃液含纤毛原虫20~200万个。这些细菌和纤毛原虫对反刍动物的消化起这非常重要的作用。瘤胃自身并不分泌蛋白质水解酶,但细菌和纤毛原虫可产生大量的蛋白酶。进入瘤胃的饲料蛋白质约有70%(40~80%)被细菌和纤毛原虫产生的蛋白质水解酶分解,约有30%(20~60%)未经任何变化而进入消化道的下一部分。
饲料蛋白质在瘤胃微生物蛋白质水解酶(包括蛋白酶和肽酶)的作用下,首先被分解为肽,后被进一步分解为游离氨基酸。部分肽和氨基酸被微生物用于合成微生物蛋白(MCP),部分氨基酸也可在细菌脱氨基酶的作用下经脱氨基作用进一步降解为氨、二氧化碳和挥发性脂肪酸。
饲料种的非蛋白质含氮化合物也可在细菌尿素酶作用下分解为氨和二氧化碳。
在瘤胃中被发酵而分解的蛋白质称为瘤胃降解蛋白(RDP)。瘤胃中的细菌蛋白氮有50~80%来源于瘤胃中的氨气,另有20~50%来源于食入蛋白质在瘤胃中水解而产生的氨基酸。
瘤胃微生物区系中,约有80%的细菌以氨氮为唯一氮源,部分细菌既可利用氨,又可利用氨基酸,只有少数细菌可利用肽为氮源。纤毛原虫不能利用氨氮,只能利用细菌氮和饲料颗粒氮。瘤胃是一个蛋白质的加工厂。
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饲料蛋白质在瘤胃内的降解率与饲料的溶解度和在瘤胃内滞留时间有关。
B. 皱胃和小肠 未经瘤胃微生物降解的饲料蛋白质被转移至皱胃和小肠,通常将这部分饲料蛋白质称为过瘤胃蛋白(RBPP)或未降解蛋白(VDP)。
过瘤胃蛋白和微生物蛋白一同由瘤胃转移至真胃(皱胃),随后进入小肠和大肠,其蛋白质消化、吸收,以及吸收后的利用过程与单胃动物基本相同,其蛋白质的消化率大约为65~70%。
2.吸收
A.瘤胃 瘤胃主要吸收氨,它对氨的吸收能力极强。瘤胃对蛋白质降解的产物——氨,除用于合成微生物蛋白外,还可被瘤胃壁吸收进入门静脉。被吸收的氨随血液循环进入肝脏通过鸟氨酸循环合成尿素,所生成的尿素大部分进入肾脏随尿排出,部分可进入唾液腺随唾液又返回瘤胃或通过瘤胃壁由血液扩散回瘤胃,再次被微生物利用合成微生物蛋白。这个过程就称为瘤胃—肝脏的氮素循环(或称为尿素循环)。
B.小肠 与单胃动物相似。
反刍动物对必需氨基酸的需要
由于反刍动物可借助瘤胃微生物合成大量的微生物蛋白,然后微生物蛋白下移被酶分解产生游离氨基酸供给机体需要,因此过去人们一度认为反刍动物没有必需氨基酸和非必需氨基酸之分,但近几年研究结果表明,反刍动物同样存在必需氨基酸的问题。 和单胃动物一样,反刍动物对蛋白质的需要实质上也是对氨基酸的需要。只不过,瘤胃是一个蛋白质的加工厂,与单胃动物存在较大差异,单胃动物可获得的必需氨基酸直接决定于饲料蛋白质的氨基酸组成,而反刍动物可从微生物蛋白那里得到补充。在通常饲养条件下,饲料只须提供必需氨基酸需要量的40%。
瘤胃微生物蛋白质合成
1.微生物蛋白的生成量 瘤胃微生物的生长是一个动态过程,处于不断生长和不断向后段胃肠道转移及被分解(如纤毛原虫利用)之中。从理论上讲,当瘤胃微生物的外流速度和微生物的繁殖速度接近时,微生物蛋白的产量达到最高。要使瘤胃微生物蛋白的产量(微生物生长)达到最佳生产水平,必须保证充足的氮源和碳源,同时也要有充足的矿物质和维生素(如脂溶性维生素和维生素B12)。有研究认为,N∶S为10∶1,N∶P为8∶1时可使微生物蛋白的生成量达到最佳水平。瘤胃微生物合成微生物蛋白质的数量相当高,例如,一头中等体重的牛,一昼夜大约可以合成400g微生物蛋白。 2.微生物蛋白的组成和品质
不同日粮间微生物蛋白的氨基酸组成差异不大。氨基酸氮约占微生物蛋白总含氮量的79%。细菌的粗蛋白质含量为58~77%,纤毛原虫的粗蛋白质含量相对低一些,约为24~49%,在日粮组成不同时,微生物的蛋白质含量不同。瘤胃微生物蛋白的氨基酸组成与动物性饲料相似,其品质较佳。瘤胃微生物蛋白中赖氨酸的含量是玉米的3倍,甚至高于鱼粉,这恰好弥补了禾本科饲料的不足。 另外,瘤胃微生物蛋白的消化率和生物学价值较高。
四、过瘤胃蛋白的控制 (一)控制过瘤胃蛋白的意义 a.提供必需氨基酸
b.减少“降解—合成”过程的氮和能量损失 (二)控制过瘤胃蛋白的方法 a.物理处理法
<1> 干制(热处理) <2> 包被 <3> 制粒、压饼 <4> 碾磨、破碎
b.化学处理法:饲料蛋白质经某些化学物质(甲醛、乙醛、戊醛、食盐、石灰水、鞣酸等)处理后,可因其分子内部构象的改变而导致在瘤胃中溶解度降低,从而可缓解微生物对蛋白质的分解,增加过瘤胃蛋白的数量。
目前使用较多的是甲醛处理法。这种方法主要用于高蛋白饲料饲喂反刍动物前的处理。甲醛处理法的原理在于:甲醛可与蛋白质形成络合物(这种络合物系由甲醛在赖氨酸的α—NH2末端形成甲基,随之与天门冬氨酸和谷氨酸的初级酰胺基,以及精氨酸的胍基缩合而形成分子间的亚甲桥)。所形成的这种络合物在瘤胃pH5.5~7.0 c.氨基酸保
<1> 用氨基酸类似物、衍生物和聚合物代替相应的氨基酸 这里主要介绍氨基酸类似物。由于瘤胃是一个高度还原的环境,加之有大
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量NH2存在,因此当氨基酸类似物进入到瘤胃后,NH2基可以臵换掉类似物的某一基团,使氨基酸类似物转变为真正的氨基酸被瘤胃壁吸收或转移至皱胃和小肠被吸收利用。
<2> 对氨基酸进行包被 通过包被使氨基酸进入瘤胃后免受瘤胃微生物的降解,能顺利到达皱胃和小肠而被吸收利用。常用的包被剂有动物胶、石蜡、氧化硅等。
五、反刍动物蛋白质营养价值评定 反刍动物新蛋白质饲养体系概述 粗蛋白质体系的主要缺点是:
①不能反映出日粮蛋白质在瘤胃中降解和非降解部分; ②不能反映出日粮降解蛋白质转化为瘤胃微生物蛋白的效率和微生物蛋白的合成量;
③不能反映出进入小肠的日粮非降解蛋白和微生物蛋白的数量、氨基酸的数量及其消化率;
④难以真实地区别饲料蛋白质在质量上的差异(对于单胃动物也如此),更无法用以评定NPN饲料的营养价值等。
新蛋白质体系:可代谢蛋白质和可代谢氨基酸体系(美国,1985);小肠可消化蛋白质体系(中国、法国、荷兰);瘤胃降解和非降解蛋白质体系(英国)。
各种体系虽然形式不同,但都有着共同点,就是将反刍动物对饲料蛋白质的需要划分为瘤胃微生物需要和动物本身的需要两个部分。 旧的粗蛋白体系和可消化蛋白质体系已在反刍动物饲养中沿用了多年,它对于指导中等生产水平的反刍动物具有较好的效果,但对于高产反刍动物,则很难确切地表示其蛋白质的需要。
第五章 碳水化合物与动物营养
第一节 碳水化合物的组成与功能 一、碳水化合物的组成
碳水化合物是植物以二氧化碳和水为原料,通过光合作用形成的。C:H:O为1:2:1,碳水化合物可用通式(CH2O)n表示。 碳水化合物又称糖,包括单糖、双糖、寡聚糖、多聚糖等。
由2-10个单糖通过糖苷键连接起来形成的直连或支链的一类糖,称低聚糖或寡糖;
将10个糖单位以上的称多聚糖,包括淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、半乳聚糖、甘露聚糖、粘多糖等。其中纤维素、半纤维素及果胶统称为非淀粉多糖(NSP)。
二、碳水化合物的功能
多年来人们一直认为,碳水化合物的唯一功用是作为能源(因单糖骨架较简单)。 近年来研究表明,碳水化合物除作为能源物质外,还具有许多其它方面的功用。 (一)动物体组织的构成物质 细胞
(二)动物体内能量的主要来源 日粮一半以上、80% (三)动物体内的营养贮备物质 糖原和脂肪 (四)乳脂和乳糖的重要合成原料
(五)寡聚糖的特殊作用 有益菌基质
三、粗纤维在动物饲养中的作用
粗纤维:一组由纤维素、半纤维素、木质素及果胶等组成的混合物,属非淀粉多糖(NSP)。
(一)是动物不可缺少的营养物质,是草食动物的主要营养物质。对食草动物而言,粗纤维所提供的能量可满足维持能量消耗。 ●使动物食后有饱腹感;促进胃肠蠕动和粪便排泄。
(二)可在一定程度上影响细胞内容物中其它营养物质与动物消化酶的接触,从而影响动物对饲料的消化利用。 ●可溶性NSP(β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖和果胶)的抗营养作用(增加食靡粘度、阻止消化、吸收)日益受到关注。
第二节 饲料碳水化合物的种类及含量 一、饲料碳水化合物的种类
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目前通用的饲料常规营养成分分析方法中,将碳水化合物分为粗纤维和无氮浸出物两类。
糖 无氮浸出物 碳水化合物 粗纤维 淀粉 纤维素 半纤维素 镶嵌物质 木质素 角质 木栓质、硅酸
二、饲料碳水化合物的含量 (一)粗纤维含量
包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。多存在于植物茎秆和壳中。
●纤维素、半纤维素和果胶,不能被动物消化道分泌的酶水解,但能被消化道中微生物酵解。而木质素不能被动物所利用。 (二)无氮浸出物含量
一类易溶解物质,包括单糖、二糖和淀粉等多糖类物质。
单糖:葡萄糖、果糖、半乳糖 双糖:麦芽糖、蔗糖、乳糖
单糖主要存在于果实及块根块茎中。蔗糖在甜菜及玉米秸中含量较多。多糖中的淀粉大量贮存在种子、果实及块根块茎中
第三节 单胃动物的碳水化合物营养
碳水化合物在动物体内代谢方式有两种,一是葡萄糖代谢,二是挥发性脂肪酸代谢。其过程简式表示如下:
酶 碳水化合物 血液输送
葡萄糖等单糖 肝脏 乙酸、丙酸、丁酸 参加三羧酸循环氧化供能
部分葡萄糖合成糖原,暂时贮存起来 多余葡萄糖合成体脂、乳脂等
细菌
一、无氮浸出物营养
(一)单糖 可直接被小肠吸收后参加机体代谢。未被吸收的单糖转移至大肠时被酵解产生挥发性脂肪酸和气体。
(二)二糖 葡萄糖被小肠壁吸收后,一部分进入肝脏合成肝糖元,一部分送至肌肉中形成肌糖元,一部分参加三羧酸循环。过多的则
被送至脂肪组织及细胞中合成脂肪。
(三)淀粉
饲料中的淀粉转化是从口腔中开始的。单胃动物中以猪口腔的唾液淀粉酶的活性较强。
唾液淀粉酶
口腔: 淀粉(少部分) 麦芽糖
肠淀粉酶
小肠: 淀粉
胰淀粉酶 细 菌
麦芽糖 麦芽糖酶
葡萄糖
大肠: 淀粉 挥发性脂肪酸 + 气体
二、粗纤维营养
单胃动物的胃及小肠不分泌纤维素酶及半纤维素酶,粗纤维酶解不了,只能到大肠
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中靠细菌酵解: 盲肠、结肠: 粗纤维
细菌
甲酸+丙酸+丁酸 CH4 + H2 + CO2
产生的挥发性低级脂肪酸,部分被肠壁吸收利用,气体被排出体外。
*单胃动物中,马和驴等的盲肠特别发达,结肠的容量也很大,其中的细菌对纤维素及半纤维素具有较强的消化能力。
第四节 反刍动物的碳水化合物营养
反刍动物的碳水化合物营养不同于单胃动物。碳水化合物主要被分解为挥发性脂肪酸而被吸收利用,以单糖形式被吸收的数量则很少。 一、粗纤维营养
瘤胃是消化粗纤维的主要器官。饲料粗纤维进入瘤胃后,被瘤胃细菌分解为乙酸、丙酸和丁酸等挥发性脂肪酸(VFA)及甲烷等气体。气体排出体外,挥发性脂肪酸被吸收进入肝脏,丙酸形成糖元,丁酸分解为乙酸,乙酸参加三羧酸循环,氧化产生二氧化碳和水, 同时释放出热能供维持体温,或被输送至乳腺,用以合成乳脂肪。
在瘤胃中未被分解的粗纤维,通过小肠时无大变化。到达结肠与盲肠中被细菌分解为挥发性脂肪酸及气体,挥发性脂肪酸被吸收利用,气体排出体外。
二、无氮浸出物营养
反刍动物的口腔中含淀粉酶很少,故饲料中的淀粉在反刍动物的口腔内被消化的数量不多,大部分淀粉及麦芽糖进入瘤胃被细菌分解为挥发性脂肪酸及气体。挥发性脂肪酸被瘤胃壁吸收参加机体代谢,气体排出体外。
在瘤胃中未被分解的淀粉和糖进人小肠,在淀粉酶,麦芽糖酶及蔗糖酶的作用下分解为葡萄糖被肠壁吸收利用。在小肠中未被消化的淀粉和糖进人结肠与盲肠,被细菌分解产生挥发性脂肪酸及气体,挥发性脂肪酸被肠壁吸收参加机体代谢,气体排出体外。
第五节 碳水化合物的测定方法评述 一、植物组织细胞中碳水化合物的分布
碳水化合物中的粗纤维及无氮浸出物分别存在于植物组织细胞的不同部位;无氮浸出物主要存在于细胞内容物中;粗纤维则主要作为细胞壁成分存在。植物细胞壁可分为间隔层、初生壁及次生壁等三层。 二、碳水化合物测定方法评述
最早是1860年由德国Hennberg和Stohmann提出的概略养分分析法。他们是用实验室的常规分析方法,将饲料中的碳水化合物分为对单胃动物易消化的无氮浸出物和不易消化的粗纤维两大类。
概略养分分析法测定方法的缺点在于无氮浸出物包含了各种成分测定结果的误差,不能确切地表示糖和淀粉的含量。同时,若以不同种类饲料的粗纤维和无氮浸出物的消化率相比较,其差异甚大。
Van Soest等根据动物对碳水化合物的利用程度,于1975年提出了一种快速测定饲料碳水化合物的方法—
Van Soest粗纤维分析方案:
他将碳水化合物分为利用程度高的、利用程度中等的及利用程度低的三个组成部分。用此方法可将粗纤维序的纤维素、半纤维素、木质素和矿物质(二氧化硅)分别测出,比饲料概略养分分析法单纯测定粗纤维的含量既具有实用价值,又节省了测定时间。
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第六章 脂肪与动物营养
第一节 脂肪的组成
根据结构不同,脂肪分为真脂肪和类脂肪两大类,两者统称为粗脂肪。 一、真脂肪的组成
真脂肪,是由1分子甘油与3分子脂肪酸构成的酯类化合物,故又称甘油三酯或三(酸)甘油酯。
其中三分子脂肪酸有的是相同的,有的是不相同的。前者称为同酸甘油酯或单纯甘油酯,后者称为异酸甘油酯或混合甘油酯。 各种饲料和动物体内所含脂肪大都是混合甘油酯。
构成脂肪的脂肪酸种类很多,已发现有100多种,包括饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
脂肪从形态上分固体和液体两种,脂肪的硬度直接与所含不饱和脂肪酸的数量有关。 植物油脂中不饱和脂肪酸含量高于动物油脂,故常温下,植物油脂呈液态。
二、类脂肪的组成
类脂肪,是指脂肪结构中含磷酸或糖或其他含氮物的脂肪,其性质与真脂肪相接近。主要包括磷脂、糖脂、固醇及蜡。
磷脂 复合脂肪,结构上除含有甘油和脂肪酸外,还含有磷酸根及含氮的有机碱。是动、植物细胞的重要组成成分。磷脂中以卵磷脂、脑磷脂和神经磷脂最为重要。
糖脂 含糖的脂肪。结构上含有脂肪酸、半乳糖及神经氨基醇各一分子。主要存在于动物外周和中枢神经中,也是禾本科青草和三叶
青草中脂肪的主要组成成分。
固醇 化学结构上属环戊烷多氢菲的衍生物,最重要的有胆固醇和麦角固醇。固醇类化合物在动植物界中分布很广。
蜡 由高级脂肪酸与高级一元醇所生成的酯。一般为固体,不易水解,故无营养价值。动物的毛、羽中因蜡的存在而具有一定的防
水特性。
第二节 脂肪生理功能及与动物生产性能关系 一、脂肪的生理功能
(一)是动物热能来源的重要原料 脂肪的主要功能是供给动物机体热能 1g脂肪氧化分解可产生的热能相当于2.25g碳水化合物产生的热能。 动物体中具有特别的脂肪贮备处,即皮下、肠膜、肾脏周围及肌肉间隙等。
(二)是构成动物体组织的重要成分 动物体各种器官和组织细胞,如皮肤、骨骼、肌肉、神经、血液及内脏器官中均含有脂肪,主要为磷脂和固醇等。
(三)是脂溶性维生素的溶剂 饲料中的脂溶性维生素A、D、E、K及胡罗卜素等,在动物体内须溶于脂肪后,才能被消化、吸收和利用。 ●饲料中含有一定数量脂肪可促进脂溶性维生素吸收。日粮中脂肪不足,可导致脂溶性维生素的缺乏。
(四)可为幼小动物提供必需脂肪酸 构成脂肪的18碳二烯酸(亚油酸)、18碳三烯酸(亚麻酸)及20碳四烯酸(花生油酸)对幼小动物具有重要作用,缺乏时生长停止,甚至死亡。在供给上,亚油酸必须由日粮供给,亚麻酸和花生油酸可通过亚油酸在体内转化合成。营养需要只考虑供给足够亚油酸。
(五)是畜产品的组成成分 动物产品奶、肉、蛋及皮毛、羽绒等均含有一定数量的脂肪,脂肪的缺乏,也会影响动物产品的形成和品质。
二、日粮脂肪与动物生产性能关系
近年研究表明,动物日粮中添加一定量脂肪,除满足动物正常生理功能外,还会显著提高生产性能,降低饲养成本。其中对生长发育快、生长周期短的畜禽尤为明显。
肉鸡:日粮中添加适量油脂,能显著提高日增重和饲料转化率,并可缩短饲养周期,经济效益显著。
蛋鸡:日粮中亚油酸含量如果不足以满足脂蛋白的最大合成速度,就不能得到最大蛋重,日粮亚油酸水平对蛋黄没有影响,但蛋重却随着日粮亚油酸水平的增加而增加,
此外,在进行预混料加工时,为避免产品吸湿结块,减少粉尘,常在原料中加一定量油脂。 第三节 脂肪的消化、吸收与代谢 一、脂肪的消化与吸收
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(一)单胃动物对脂肪的消化与吸收
脂肪须先经乳化才便于水解,口腔、胃粘膜虽能分泌少量脂肪酶,但其环境不利于脂肪乳化,脂肪消化主要在小肠中进行的。
在小肠中,磷脂和固醇也在胆盐存在下,与磷脂酸和固醇脂酶配合而发生水解。 脂肪的吸收过程可概括为:
脂肪水解 水解产物形成可溶微粒 小肠粘膜摄取这些微粒 在小肠粘膜细胞中重新合成甘油三酯 甘油三酯进入血液循环。
脂肪和脂肪酸的吸收率主要与下列因素有关:
1.与脂肪酸链的长度有关。通常短链脂肪酸要比长链脂肪酸吸收率高。
2.与脂肪酸中双键的数目有关。一般说来,脂肪酸中不饱和程度高的要比双键数目少的(不饱和程度低)脂肪酸的吸收率高。 3.一般来说,游离脂肪酸要比三酸甘油酯的吸收率高。 (二)反刍动物对脂肪的消化吸收
一般认为,幼龄反刍动物(断奶前)对乳脂的消化吸收与单胃动物相似,然而随着断奶后食物的改变和瘤胃中微生物的逐渐成熟,反刍动物对脂肪的消化和利用就不同于单胃动物了。
饲料在进入瘤胃后,在微生物作用下而发生水解。甘油三酯和半乳糖酯经水解而生成游离脂肪酸、甘油和半乳糖。它们可进一步经微生物发酵而生成挥发性脂肪酸。
由于瘤胃内环境为高度还原性,不饱和脂肪酸在微生物作用下氢化为饱和脂肪酸,其中主要是硬脂酸。
此外,瘤胃细菌和纤毛虫还能够将丙酸合成奇数碳链脂肪酸,并能利用缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的碳链合成一些枝链脂肪酸。
由于饲料脂肪在瘤胃经微生物的作用而发生一系列变化,因而瘤胃中脂肪,其脂肪酸组成与进食的饲料脂肪有明显差异 。 反刍动物胰脂酶对脂肪的消化主要是在空肠后部进行的。这是因为由胃进入十二指肠的游离脂肪酸不像单胃动物进入十二指肠的大部分脂肪是以一种初步乳化的甘油三酯的形式存在的,而主要以一薄层游离脂肪酸的形式存在于饲料微粒的表面。
另外,十二指肠和空肠前端内容物比单胃动物更偏于酸性,这样就不利于脂肪的乳化,因而使得胰脂酶难以充分发挥对脂肪的水解作用。通常脂肪消化产物在空肠前部仅被吸收15~26%,其余大部分是在空肠的后3/4部位被吸收的。
反刍动物对各种脂肪酸的吸收不同于单胃动物。单胃动物对饱和脂肪酸和长链脂肪酸的吸收率较差,而反刍动物对饱和脂肪酸和长链脂肪酸,尤其是对硬脂酸却能较好地吸收。
如上所述,由于反刍动物瘤胃微生物作用,可将饲料中不饱和脂肪酸氢化为饱和脂肪酸,且在空肠后部又能较好地吸收长链脂肪酸和饱和脂肪酸,因此反刍动物的体脂肪组成中饱和脂肪酸比例明显大于不饱和脂肪酸。饲料脂肪只有越过瘤胃,氢化作用才能不起作用。故很难改变反刍动物沉积脂肪的组成。
二、脂肪的代谢 (一)体脂的合成
动物体组织沉积的脂肪,来自于饲料中的有机养分,有机养分除供给动物维持生命活动及生产的需要外,其多余部分即转变为体脂肪贮存起来。体脂既可来自于血液脂肪,亦可在体组织中利用脂肪酸与甘油进行合成。形成体脂的养分包括碳水化合物、蛋白质和饲料脂肪三大类。
饲料碳水化合物在消化道中经消化酶及瘤胃和盲肠的细菌作用,最后均转变为葡萄糖或挥发性脂肪酸,为肠道所吸收。之后在代谢过程中,它们又变为甘油和脂肪酸,再结合而成脂肪。
氨基酸在代谢过程中可分解为含氮部分及不含氮部分。其中不含氮部分,可转变为糖,而糖又可变为脂肪,贮积体内。
单胃动物体组织沉积脂肪的不饱和脂肪酸多于饱和脂肪酸,这是由于单胃动物消化差异。器官构造和功能决定的。
一般而言,植物性饲料中脂肪的不饱和脂肪酸含量较高,被猪鸡采食吸收后,不经氢化即直接转变为体脂肪,故猪、鸡脂肪内不饱和脂肪酸高于饱和脂肪酸。
马的体脂肪中也是不饱和脂肪酸多于饱和脂肪酸。
猪日粮中添加脂肪的饱和程度对猪沉积脂肪的性质有显著影响。
(二)乳脂的合成
乳脂亦为甘油和脂肪酸所构成,其中所含的挥发性脂肪酸具有特别重要的意义,它们能反映乳脂的特点,并按其含量确定黄油特性。饲料中的碳水化合物也是形成乳脂的主要来源。试验证明,约60~70%的乳脂以碳水化合物为原料。
乳脂理化性质,特别是乳脂的硬度及熔点与饲料种类密切有关。大多数植物脂肪均含软脂较多,其所形成的乳脂质地也较软。
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(三)脂肪的分解
当机体需要热能时,储存于脂肪组织中(或其他组织)的脂肪(三甘油酯)可通过水解而被动用。脂肪水解产生的游离脂肪酸和甘油,可分别参与代谢,最后氧化释放能量供机体利用,其中脂肪酸是二者中的主要供能物质。游离脂肪酸在血浆中超过机体需要量时,即重新进入肝脏,转变成三甘油酯,并以极低密度脂蛋白形式进入血液,回到脂肪组织中储存备用。
储备脂肪的动用受各种激素的调节,主要受肾上腺皮质激素和甲状腺素等的调节。日粮组成和组织内营养状况亦会影响脂肪在体内的代谢过程。
第四节 多不饱和脂肪酸营养
饲料中的脂肪除了供能外,其生理功能主要体现在多不饱和脂肪酸的营养生理
一、基本概念
通常将具有二个或二个以上双键的脂肪酸称为高度不饱和或多不饱和脂肪酸(poly unsaturat—edfatty acid,PUFA) 将机体正常生理功能所需要自身又不能合成必须由饲料供给的脂肪酸称为必需脂肪酸。
必需脂肪酸必须是不饱和脂肪酸,但并非所有不饱和脂肪酸都是必需脂肪酸。必需脂肪酸是一些具有特定分子结构的不饱和脂肪酸, 必须指出,上述必需脂肪酸的概念仅适用于单胃动物和幼龄反刍动物,而不适用于成年反刍动物,成年反刍动物如牛、羊的瘤胃微生物能合成上述必需脂肪酸,无须由饲料供给。
亚油酸
必需脂肪酸
亚麻酸
脂肪酸
非必需脂肪酸
拮抗酸
二十碳五烯酸
二十碳三烯酸
反式亚油酸 桐酸 棕榈酸 硬脂酸
花生四烯酸
非拮抗酸:油酸
必需脂肪酸的异构体
长链饱和酸
二、多不饱和脂肪酸的代谢、互作和来源
据认为ω-3与ω-6多不饱和脂肪酸之间存在互作,而雏鸡的营养性脑软化,是研究亚油酸与亚麻酸相互作用的一个模型。 产生雏鸡营养性脑软化的原因是由花生四烯酸生成的类二十烷过多,二十二碳五烯酸和花生四烯酸也可能过多,而a-亚麻酸及其衍生物能抑制花生四烯酸的合成和类二十烷的生成,进而防止雏鸡的营养性脑软化(Budowski等,1987)
亚油酸的主要来源为植物油,亚麻酸的主要来源为绿叶蔬菜和亚麻籽。虽然大多数家禽日粮能满足亚油酸的需要,但亚麻酸的需要也不容忽视,加之饲用油脂中的亚油酸和a-亚麻酸变化很大,使用前应注意分析其中的脂肪酸组成和含量
三、必需脂肪酸的营养生理和缺乏症 (一)必需脂肪酸的生理功能
1.必需脂肪酸是细胞膜、线粒体膜等生物膜结构脂质的主要成分 2.必需脂肪酸能维持皮肤和其他组织对水分的不通透性。 3.必需脂肪酸与类脂代谢有密切关系,并对胆固醇的代谢很重要。 4.必需脂肪酸可作为体内合成前列腺素的原料。 5.必需脂肪酸还与动物的精子形成有关。 (二)必需脂肪酸过多失衡及缺乏症状
当必需脂肪酸或多不饱和脂肪酸超过需要时并无直接有害影响,然而,双键的易氧化和酸败可能有害。日粮中多不饱和脂肪酸水平高时,维生素E和锌的需要量提高。
油酸缺乏对雏鸡影响最大,表现为生长迟缓,饮水量增加,对疾病的抵抗力降低,出现脂肪肝,公鸡睾丸变小,第二性征以育推迟。成年鸡则较晚出现缺乏症,产蛋鸡缺乏必需脂肪酸时,会使蛋变小,对种鸡可使产蛋率降低,受精率和孵化率下降,胚胎死亡率上升。
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