水产动物营养和饲料学3-水产动物饲料营养组成

1gChapter3NutritionofAquaticAnimalandtheCompositionofFeeds2第一节动物与饲料第二节动植物体的化学组成内容3一、动植物的代谢特点二、动植物的相互关系第一节动物与饲料4异养生物，不能利用简单的无机物，而要依赖于自然界中的有机物。一、动植物的代谢特点（一）动物代谢特点5自养生物，可利用土壤和大气中存在的简单无机物合成自身所需的有机物。（二）植物代谢特点6二、动植物的相互关系（一）高等动物的食物直接或间接来源于植物高等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。（二）绿色植物及少数具有光合作用的微生物是自然界有机营养物质的生产者绿色植物及少数具有光合作用的微生物利用二氧化碳、水及各种无机物，通过光合作用生产各种有机物。同时也贮存能量，释放氧气，为动物生存提供条件。由此看出，生物界中动物和植物以营养为纽带，构成各种不同的食物链，把生物与生物，生物与环境紧密联系在一起。7相互依存相互制约动物人植物依靠排泄物和死后尸体种植业畜牧业图３-1动植物相互关系图相互依存相互制约8一、元素组成和化合物组成二、概略养分分析的化学组成第二节动植物体的化学组成9动植物体内已发现90多种元素，含量最多的为C、H、O、N四种，在植物中占９５％左右，在动物体内约占９１％。一、元素组成和化合物组成（一）元素组成10非矿物元素4种：C、H、O、N；矿物元素16种：常量元素7种：Ca、P、K、Na、S、Cl、Mg；微量元素9种：Fe、Cu、Mn、Zn、Se、I、Co、F、Mo。必需化学元素：20种，其中：11（二）化合物组成１、水２、碳水化合物３、脂肪４、蛋白质５、维生素12水无嗅无味，是一种结构不对称而具有偶极离子的极性分子，化学反应活性较差。由H、O组成，是动植物的主要组成成分。１、水13含C、H、O，H：O=2：1（1）单糖单糖是最简单的糖，不再被水解成更小的糖单位．根据所含C原子数目分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖，最重要的是己糖。２、碳水化合物14赤藓糖三糖四糖15五糖16六糖17葡萄糖：广泛分布于生物界，游离存在于水草与植物汁液、蜂蜜、血液等中，同时也是许多糖苷、寡糖和多糖的组成成分。甜度为蔗糖的3/4；果糖：主要存在于成熟水果和蜂蜜中，是最甜的糖；半乳糖：是乳糖、蜜二糖、棉子糖、琼胶、粘质和半纤维素的组成成分。果糖重要己糖包括：18寡糖是少数单糖（２-１０个）的缩合产物，低聚糖通常是指２０个以下的单糖的缩合产物。重要双糖包括麦芽糖、蔗糖和乳糖。（2）寡糖19由麦芽糖酶水解形成葡萄糖。甜度为蔗糖的1/4麦芽糖：20蔗糖蔗糖：水解产生葡萄糖和果糖21乳糖：主要存在于乳中，由半乳糖苷酶水解形成Ｄ－葡萄糖和Ｄ－半乳糖，甜度为蔗糖的1/6。22（3）多糖多糖是多个单糖基以糖苷键连接而形成的高聚物。常见的多糖多数由一种类型的糖基组成，如淀粉、糖元、纤维素等；也有的含一种以上的糖及其衍生物残基，如各种形式的粘多糖。23淀粉:植物的能量贮存形式,动物的主要能量来源。水解式：淀粉糊精麦芽糖葡萄糖重要多糖包括：24糖原：动物淀粉，在肝脏合成，水解产生葡萄糖。25纤维素：由葡萄糖聚合而成。自然界最丰富的碳水化合物，占植物界C含量的50%以上。棉花含量90%以上。半纤维素：异质多糖，由多缩戊糖和多缩己糖组成。性质介于淀粉和纤维素之间。26非碳水化合物，是一种苯丙基衍生物的聚合物，含C过多，H：O比≠2：1，含N。半纤维素、纤维素、木质素为植物细胞壁的主要成分，粗饲料中含量高。木质素：27蛋白质是由２０种Ｌ-α-氨基酸以肽键相连构成的生物大分子。根据蛋白质的元素分析发现，它们除含Ｃ、Ｈ、Ｏ外，还含有Ｎ和少量Ｓ，部分蛋白质还含有Ｐ和某些微量元素，如Ｆe、Cu、Mo、Zn、I和Se等。氨基酸是蛋白质的基本组成结构单位，２０种组成蛋白质的氨基酸的名称和符号见表3-１。３、蛋白质28名称三字母符号单字母符号名称三字母符号单字母符号丙氨酸AlaA精氨酸ArgR天冬酰胺AsnN组氨酸HisH天冬氨酸AspD异亮氨酸IleI半胱氨酸CysC亮氨酸LeuL谷氨酸GluE赖氨酸LysK谷氨酰胺GlnQ蛋氨酸MetM甘氨酸GlyG苯丙氨酸PheF脯氨酸ProP苏氨酸ThrT丝氨酸SerS色氨酸TryW酪氨酸TyrY缬氨酸ValV表３-1氨基酸29脂肪的脂肪酸的甘油三酯，称三酰甘油（triglyceride)或中性脂肪（neutralfats)。脂肪的化学通式如下：４、脂肪30脂肪的合成31重要的脂肪酸32维生素是维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物机体对这类物质的需要量很少，但它们在物质代谢中起着非常重要的作用。维生素可分为脂溶性和水溶性两类脂溶性维生素：维生素A、D、E、K;水溶性维生素：B1、B2、B6、B12、烟酸、泛酸、生物素、叶酸、胆碱、VC。５、维生素33（一）概略养分分析（二）饲料和水生动物体的化学组成二、概略养分分析的化学组成34饲料：是指在正常情况下，凡是能被动物采食、消化、利用，并对动物无毒无害的所有物质的总称。（一）概略养分分析35凡是经过动物的消化、吸收，然后经过代谢在体内参与体成分的组成或参与体内代谢调控的化学实体称为营养物质或养分。养分36国际上通常采用1864年，德国Weende试验站的Hanneberg提出的常规饲料分析方案，即概略养分分析方案(FeedProximateAnalysis)，将饲料中的养分分为六大类（图３-２）37图３－２概略养分分析方法动植物水分干物质无机物有机物含氮化合物非含氮化合物乙醚浸出物碳水化合物Ａ.温度Ｂ.燃烧Ｃ.是否含氮Ｄ.化学性质38（二）饲料和水生动物体的化学组成１、水分２、粗灰分３、粗脂肪４、粗蛋白质５、粗纤维６、无氮浸出物39（1）各种饲料均含有水分，其含量差异很大，最高可达95%以上，最低可低于5%。水分含量越多的饲料，干物质含量越少，营养浓度越低，相对而言，营养价值也越低。（2）同一种饲料植物，收割期不同，部位不同，水分含量也不一样。幼嫩时含水较多，成熟后水分含量减少；枝叶中水分较多，茎杆中水分较少。青绿多汁饲料和各类鲜糟渣饲料中水分含量较多，谷物籽实和糠麸类饲料中水分含量较少。水分含量多不利于饲料的贮存和运输，一般保存饲料的水分以不高于14%为宜。１、水分（Water)40游离水（自由水、初水):存在于细胞之间，结合不紧密，容易挥发。结合水（吸附水、束缚水）:与细胞内胶体物质紧密结合，难以挥发。饲料干物质=100%-水分%总水41粗灰分：是饲料、动物组织和动物排泄物样品在550-600℃高温炉中将所有有机物质全部氧化后剩余的残渣。主要包括矿物质和泥沙。２、粗灰分(Ash)42粗蛋白质是常规饲料分析中用以估计饲料、动物组织或动物排泄物中一切含氮物质的指标，它包括了真蛋白质和非蛋白质含氮物(Non-proteinNitrogen,缩写NPN)两部分。NPN包括游离氨基酸、硝酸盐、氨等。常规饲料分析测定粗蛋白质，是用凯氏定氮法测出饲料样品中的氮含量后，用N×6.25计算粗蛋白质含量。计算公式如下：饲料样品含Ｎ(g)×6.25粗蛋白质（％）＝×100%饲料样品重(g)３、粗蛋白质(CrudeProtein，缩写CP)43（1）粗脂肪是饲料、动物组织、动物排泄物中脂溶性物质的总称。常规饲料分析是用乙醚浸提样品所得产品，故称为乙醚浸出物。（2）EE包括真脂肪和其他脂溶性物质（如色素、脂溶性维生素、蜡质等）４、粗脂肪(EtherExtract,缩写EE)44（1）粗纤维是植物细胞壁的主要组成成分，包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分。（2）常规分析法是在强制条件(1.25％酸、1.25%碱、乙醇、高温）下测定；结果：一部分纤维素、半纤维素和木质素溶解，使CF测值偏低，NFE偏高。５、粗纤维（CrudeFiber,缩写CF）45（3）为了改进粗纤维分析方案，VanSoest(1976)提出了用中性洗涤纤维(NeutralDetergentFiber,缩写NDF)、酸性洗涤纤维(AcidDetergentFiber,缩写ADF)、酸性洗涤木质素(AcidDetergentLignin,缩写ADL)作为评定饲草中纤维类物质的指标。同时将饲料粗纤维中的半纤维素、纤维素和木质素全部分离出来，能更好地评定饲料粗纤维的营养价值。测定方案见下：46木质素（－）细胞中性洗涤剂处理中性洗涤纤维中性洗涤可溶物酸性洗涤剂处理酸性洗涤不溶物酸性洗涤可溶物高锰酸钾处理ＰＨ＝３纤维和灰分燃烧灰分（－）纤维７２％硫酸处理纤维素（－）木质素和灰分灰分木质素（－）燃烧图３－３ＶanSoest改进分析方法100水细胞内容物水水灰分灰分灰分粗蛋白粗蛋白粗蛋白粗脂肪粗脂肪粗脂肪NFE无N浸出物（NFE）NFE半纤维素细胞壁NDF纤维素ADF粗纤维木质素ADL饲料组成常规分析体系VanSoest分析体系图３-４不同分析方案比较48Ａ、无氮浸出物主要由易被动物利用的淀粉、菊糖、双糖、单糖等可溶性碳水化合物组成。Ｂ、常规饲料分析不能直接分析饲料中无氮浸出物含量，而是通过计算求得：NFE%=100%-（水分+灰分+粗蛋白质+粗脂肪+粗纤维）（六）无氮浸出物（NFE）49第三节动植物体营养组成的特点一、动物体营养组成的特点二、植物体内化学组成特点三、植物体和水生动物体组成成分比较50一、动物体营养组成的特点（一）水分１、含水量在动物发育开始高，随着动物体的生长发育，水分含量逐步降低。在胚胎高达９０％以上，成年动物一般在５０-６０％左右。２、不同的器官水分含量不一样：体液＞肌肉组织＞脂肪组织＞骨骼和牙齿51脂肪和蛋白质是动物体内两种重要的有机物质。动物体内碳水化合物含量极少。１、蛋白质：随年龄的提高，蛋白质含量下降。这种影响在不同品种间差异加大，尤其在肉脂型动物变化尤其大，无脂固型动物中，蛋白质含量较稳定（鲜体在２０％左右，干体在８０％左右）。２、脂肪：脂肪的含量随年龄的增加而增加，其增加量主要与水分的减少成正相关。３、碳水化合物：碳水化合物以葡萄糖和糖元的形式存在于动物体中，含量很低，在１％以下。（二）有机化合物52（三）无机物主要是多种矿物元素组成的化合物１、含量最高的化合物：含磷、钙的化合物，含量在７０－８０％．其他的无机物相当一部分主要是参与酶的组成部分；２、动物体内灰分的含量随年龄的增加而降低；体况也有影响：动物体越瘦，矿物质含量越高。53二、植物体内化学组成特点（一）水分：植物体水分含量受到植物生长期的影响，植物整体水分含量随植物从幼龄至老熟逐渐减少。（二）蛋白和脂肪：蛋白和脂肪含量在不同种类植物间变异系数大。油料作物蛋白和脂肪含量都高于禾本科植物。同一油料作物蛋白和脂肪含量高低决定于生长期的环境，其颗粒越饱满，蛋白和脂肪含量肯定较高。（三）碳水化合物：碳水化合物是植物体的主要组成部分，但不同类型碳水化合物在植物中不同部分含量差异较大。一般，籽实和块根块茎无氮浸出物的含量高，茎秆中粗纤维含量高。54（一）元素比较（表３-４）（二）化学组成比较（三）化合物含量比较三、植物体和水生动物体组成成分比较55表３-４动植物体化学元素比较56１、元素种类基本相同，数量差异大；２、元素含量规律异同相同：均以氧最多、碳氢次之，其他少不同：植物含钾高，含钠低；水生动物含钠高，含钾低；水生动物含钙、磷高于植物。３、元素含量的变异情况水生动物的元素含量变异小，植物的变异大。（一）元素比较57１、植物性饲料中均含有粗纤维；而水生动物体内则不含；２、植物性饲料中的粗蛋白质包括众多的非蛋白氮；而水生动物体内除蛋白质外，还有游离氨基酸、核酸和核苷酸等；３、在植物性饲料脂肪中，除中性脂肪与脂肪酸外，还有色素、蜡质和磷脂，其脂肪不饱和键多，硬度小。而在鱼体中只有中性脂肪、脂肪酸和各种脂溶性维生素；４、在植物性饲料中所含的无氮浸出物主要是淀粉；而在水产动物体内的无氮浸出物则仅有糖原和葡萄糖。（二）化合物组成比较58（三）化合物含量比较１、碳水化合物在植物性饲料中含量较高，约占７５％；而在水