第三章--营养性添加剂(氨基酸添加剂)

饲料添加剂学江西农业大学动物科技学院黎观红Tel:13979165229E-mail:[e-mail]第三章营养性添加剂1、氨基酸营养：基础与概念2、氨基酸添加剂的应用原理3、氨基酸添加剂的一般作用4、常用的氨基酸添加剂的特性及应用5、其他含氮化合物6、氨基酸的生产方法第一节氨基酸添加剂基本内容：第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂“蛋白质”一词，源于希腊字“proteios”,其意是“最初的”、“第一重要的”。蛋白质是构成动物机体的重要物质，对于所有生物，可以说没有蛋白质就没有生命。组成蛋白质的基本单位是氨基酸，由于氨基酸数量、种类和排列顺序的不同而形成了各种各样的蛋白质。氨基酸的组成不同，其蛋白质的营养价值也不一样。第三章营养性添加剂一、氨基酸营养：基础与概念第一节氨基酸添加剂（一）氨基酸分类1.按结构和性质分类1）中性氨基酸——含硫氨基酸（蛋、胱、半胱氨酸）；脂肪族氨基酸（甘、丙、丝、苏、缬、亮、异亮氨酸）；芳香性氨基酸（苯丙、酪氨酸）；杂环状氨基酸（色、脯、羟脯氨酸）。2）酸性氨基酸——天门冬氨酸、谷氨酸。3）碱性氨基酸——赖氨酸、精氨酸、组氨酸。COOHCHH2NR不变部分可变部分第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂一、氨基酸营养：基础与概念（一）氨基酸分类2.按营养需要分类必需氨基酸——是指动物自身不能合成或能合成但合成速度慢，且数量少不能满足正常需要，必需由饲料供给的氨基酸。单胃成年动物需8种必需氨基酸（赖、蛋、色、缬、苯丙、亮、异亮、苏氨酸），生长期还需组氨酸、精氨酸；鱼虾也需以上10种氨基酸；雏禽还需甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸共有13种。假设来写一两本书甲色赖缬异亮苯苏第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂非必需氨基酸——动物体内合成较多或需要较少而不需要由饲料供给也能保证正常生长发育需要的氨基酸。一、氨基酸营养：基础与概念（一）氨基酸分类2.按营养需要分类并不是指动物在生长和维持生命过程中不需要这些氨基酸！第三章营养性添加剂限制性氨基酸——饲料中一种或几种必需氨基酸低于动物的需要会限制动物对其他氨基酸的利用，称这些氨基酸为限制性氨基酸。第一节氨基酸添加剂一、氨基酸营养：基础与概念限制性氨基酸可根据其化学评分来确定：饲料蛋白质中必需氨基酸含量氨基酸的化学评分＝×100％动物组织蛋白质中相应氨基酸需要量第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂一、氨基酸营养：基础与概念限制性氨基酸：氨基酸化学评分小于100％者，表示该蛋白质或饲料中此氨基酸不足即为限制性氨基酸。饲料蛋白质中必需氨基酸含量氨基酸的化学评分＝×100％动物组织蛋白质中相应氨基酸需要量评分最小的为第一限制性氨基酸，依次类推，第二、第三、……对于猪，常用的禾谷类及其他植物性饲料，赖氨酸为第一限制性氨基酸；对于家禽，蛋氨酸为第一限制性氨基酸，色、苏氨酸为第三、四限制氨基酸。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂一、氨基酸营养：基础与概念限制性氨基酸：饲料蛋白质中必需氨基酸含量氨基酸的化学评分＝×100％动物组织蛋白质中相应氨基酸需要量不同动物品种或同一品种的不同生产发育阶段限制性氨基酸可能不一样；其次，不同饲料原料，其对猪禽的限制性氨基酸亦可能不一样。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂一、氨基酸营养：基础与概念限制性氨基酸：不同动物品种或同一品种的不同生产发育阶段限制性氨基酸可能不一样；其次，不同饲料原料，其对猪禽的限制性氨基酸亦可能不一样。必需氨基酸需要量（％）饲料中含量（％）化学评分（％）精氨酸0.200.77385组氨酸0.180.30167异亮氨酸0.500.58116亮氨酸0.601.31218赖氨酸0.700.5071蛋＋胱氨酸0.450.48106苯丙＋酪氨酸0.701.24177苏氨酸0.450.51113色氨酸0.120.1083缬氨酸0.500.59118第一限制性氨基酸生长肥育猪用玉米－豆粕型饲料氨基酸化学评分第二限制性氨基酸第三章营养性添加剂饲料一二三四五豆粕蛋氨酸苏氨酸缬氨酸赖氨酸异亮氨酸肉骨粉色氨酸蛋氨酸异亮氨酸苏氨酸组氨酸玉米赖氨酸色氨酸异亮氨酸苏氨酸缬氨酸高粱赖氨酸苏氨酸蛋氨酸异亮氨酸色氨酸小麦赖氨酸苏氨酸蛋氨酸缬氨酸异亮氨酸大麦赖氨酸苏氨酸蛋氨酸异亮氨酸缬氨酸玉米＋豆粕赖氨酸蛋氨酸苏氨酸异亮氨酸色氨酸一些常用猪饲料中的限制性氨基酸第一节氨基酸添加剂一、氨基酸营养：基础与概念第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂（一）不同构型氨基酸的利用（二）畜禽日粮的氨基酸平衡理论二、氨基酸添加剂的应用原理（三）饲料中氨基酸的利用率（四）过瘤胃氨基酸（选用何种构型？）（添加的量和比例？）（添加的量？）第三章营养性添加剂二、氨基酸添加剂的应用原理第一节氨基酸添加剂（一）不同构型氨基酸的利用COOHCHH2NR除甘氨酸外，α-氨基酸都存在D型(右旋)和L型(左旋)两种构型；动物体蛋白都是由L型氨基酸组成；一般在肠内D型不如L型氨基酸易吸收，吸收的D型氨基酸若不转化成L型氨基酸，仍不能构建成动物体蛋白质。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂二、氨基酸添加剂的应用原理（一）不同构型氨基酸的利用+NH2D型Aa酮酸L型AaD型Aa氧化酶（氧化脱氨）肝、胃肠壁来源于蛋白质代谢D型氨基酸可以完全替代其L型氨基酸，如D型苯丙氨酸、D型蛋氨酸；D型可部分替代L型的，如D型精氨酸；完全不能替代，如D型苏氨酸、D型赖氨酸。由于D型氨基酸的脱氨基强度不同，因而机体对各种D型氨基酸的利用程度也各不相同。第三章营养性添加剂合理的蛋白质营养，一方面要提供足够数量的必需和非必需氨基酸，另一方面必须注意各种必需氨基酸之间以及必需氨基酸和非必需氨基酸之间的比例。氨基酸平衡，指饲粮中各种氨基酸的数量和比例与动物维持、生长、繁殖、泌乳等的需要相符合。因此氨基酸平衡包括数量和比例两方面的含义，通常仅只氨基酸之间的比例关系。（二）畜禽日粮的氨基酸平衡理论第一节氨基酸添加剂二、氨基酸添加剂的应用原理过去，只顾蛋白质数量，不注重氨基酸组成及其比例!如果比例失衡，即使提高日粮蛋白质含量，也不能达到满意的饲养效果，而且造成蛋白质饲料浪费!（二）畜禽日粮的氨基酸平衡理论必需氨基酸的木桶模式图第三章营养性添加剂第三章营养性添加剂理想蛋白质（idealprotein，IP）或理想氨基酸模式——指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的组成和比例一致，包括必需氨基酸之间以及必需氨基酸和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%。（二）畜禽日粮的氨基酸平衡理论第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂二、氨基酸添加剂的应用原理（三）饲料中氨基酸的利用率不同饲料中氨基酸组成和含量不同，其氨基酸利用率也相差很大；影响饲料蛋白质消化吸收的因素都影响饲料中氨基酸的有效性。加工贮存不当，会使氨基酸失去生物活性；大豆等饲料的热处理；鱼粉贮存不当，导致脂肪氧化发热时，其中蛋氨酸会氧化成蛋氨酸亚砜或蛋氨酸砜，降低蛋氨酸的有效性。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂二、氨基酸添加剂的应用原理（四）过瘤胃氨基酸一般来说，反刍动物不必过多考虑必需氨基酸的需要，因为瘤胃微生物蛋白可提供各种必需氨基酸；瘤胃微生物合成的菌体蛋白通常可以满足中等生产水平反刍动物的必需氨基酸需要量，但不能满足生产水平较高的反刍动物的氨基酸需要量；对高产反刍动物，蛋氨酸和赖氨酸通常是日粮的第一、二限制性氨基酸。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂二、氨基酸添加剂的应用原理（四）过瘤胃氨基酸由于瘤胃微生物的降解作用，日粮中添加普通的氨基酸产品不能达到补充限制性氨基酸的目的。过瘤胃保护保护方法第一，合成氨基酸酯，如蛋氨酸甲酯等；第二，合成蛋氨酸类似物，如蛋氨酸羟基类似物及其钙盐；第三，使用氨基酸的金属螯合物，如蛋氨酸锌等；第四，包被氨基酸，常用的包被材料是脂肪和脂肪酸类。不管哪种保护氨基酸方式，它们必须是尽可能地防止氨基酸在瘤胃被降解，另一方面又能在瘤胃后消化道中被有效地释放，而且能以生物学可利用的形式被吸收和利用！第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂三、氨基酸添加剂的一般作用（一）改善饲粮氨基酸平衡，提高蛋白质利用效率，促进动物生长（二）改善和提高动物消化机能，防止消化系统疾病的发生（三）改进肉的品质（四）促进钙的吸收（五）抵抗应激（stress）（六）提高抗病力（七）引诱鱼群和作为调味剂第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂三、氨基酸添加剂的一般作用（一）改善饲粮氨基酸平衡，提高蛋白质利用效率，促进动物生长玉米—芝麻饼型饲粮添加赖氨酸的效果处理粗蛋白(%)日增重(%)饲料摄入(g/d)PER1．玉米+豆粕14.7491023.32.处理1+最缺乏的氨基酸15.7651103.83．处理1+补充全部氨基酸至适量13.7661124.5饲粮必需氨基酸不足对生长鸡的影响第三章营养性添加剂注：蛋白质效率比（Proteinefficiencyratio,缩写PER），是动物食入单位蛋白质或氮的体增重，PER愈大，其蛋白质品质愈好。可用公式表示：PER=体增重/蛋白质或氮的食入量。添加合成氨基酸，可以降低饲粮的蛋白质水平，从而减少氮排泄对环境的污染。Lenis(1989)报道，通过添加合成氨基酸降低日粮2%的蛋白，能够减少25%氮的排出。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂三、氨基酸添加剂的一般作用（二）改善和提高动物消化机能，防止消化系统疾病的发生在工厂化、集约化饲养幼猪和生长鸡的日粮中粗蛋白质含量较多时，容易发生腹泻等消化系统疾病，这不仅造成饲粮的浪费，而且影响动物生长。（仔猪腹泻原因：母乳——饲料；蛋白质浓度增加，代谢增强，肾负担加重，增加饮水）。目前，国外采取降低动物日粮的蛋白质水平后补加蛋氨酸、赖氨酸以及谷氨酸等方法，有效地改善了动物的消化机能，减少了疾病，增强了动物抵抗力。另外，甘氨酸还可以减轻犊牛的腹泻及脱水症状。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂三、氨基酸添加剂的一般作用（三）改进肉的品质饲料中添加赖氨酸或蛋氨酸能降低脂肪沉积，提高瘦肉率。有资料表明，欧洲市场上20％一30％的赖氨酸用于提高瘦肉率。此外，蛋氨酸的添加能改善雏鸡和肉用仔鸡蛋白质的沉积，降低脂肪沉积。机理：2、吸收的部分赖氨酸转变为肉碱，肉碱与脂肪代谢密切相关；3、赖氨酸调控内分泌：GH、胰岛素、IGF-1；4、赖氨酸作为信号分子调控蛋白质翻译起始因子活性；1、赖氨酸缺乏与采食量；5、赖氨酸调控与氮代谢相关的基因表达影响蛋白质代谢。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂三、氨基酸添加剂的一般作用（三）改进肉的品质在生长肥育猪饲料中添加色氨酸可有效降低由于屠宰前应激引起的PSE肉。PSE肉正常肉PSE（pale,soft,exudative）肉：猪宰后肌肉苍白(pale)、质地松软缺乏弹性(soft)、肌肉表面渗出肉汁(exudative)，俗称白肌肉，也叫“水煮样”肉，发生于肥猪。应激敏感猪在屠宰前和屠宰整个过程中的应激作用下，能量代谢增高，糖原（糖酵解）和ATP迅速分解，大量产热，持续高温和低pH值并产生剧烈、明显的蛋白质变性而引起PSE肉。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂三、氨基酸添加剂的一般作用（三）改进肉的品质如何减少猪PSE肉?选择抗应激能力强的猪品种；宰前停食10-18小时，停水3小时，可以减少PSE肉；外地购入猪最好隔天宰杀；肥育猪料加色氨酸可减少PSE肉；添加镁制剂可减少PSE肉；料中添加维生素E及硒可减少PSE肉。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂三、氨基酸添加剂的一般作用（四）促进钙的吸收用小白鼠进行的试验表明，赖氨酸能促进小肠对钙的吸收。其机制可能是钙与蛋白质特异结合形成的钙结合蛋白(CaBP)在肠黏膜上起转运作用，促进钙的吸收，而CaBP含有大量的赖氨酸(雏鸡CaBP含赖氨酸11％左右)。当赖氨酸不足，CaBP合成下降，钙吸收减少。第三章营养性添加剂第一节氨基酸添加剂三、氨基酸添加剂的一般作用（五）抵抗应激（stress）