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瘦肉型与脂肪型对干物质和粗蛋白的消化率差异为
一般混合料6%
谷物籽实4%
粗饲料12-14%
水生动物消化道结构和消化生理
一、结构特点
1、一部份鱼有胃,而一部份鱼没有胃
A、无胃鱼的种类:
主要包括鲤鱼、鲫鱼
B、有胃鱼通常是肉食性鱼类,主要包括大口鲶、乌鱼、鲑鱼、虹鳟、鳗鱼
2、有胃鱼和无胃鱼肠道长度和形状有差异性大
•A、有胃鱼的肠道从胃不经弯曲直接到肛门,成一条线,肠道短
•B、无胃鱼肠道盘绕弯曲通肛门,长度是有胃鱼的3-4倍
•C、消化道长度由食性决定
•3、有无牙齿由动物的食性决定
•A、肉食性鱼类有牙齿
•B、草食性鱼类也有牙齿
•C、一般杂食性鱼类没有牙齿
•4、鱼类食管很短
•A、几乎和胃不能区分
•B、饵料和浮游动物在游动过程中可以直接吞咽
•5、消化道面积随体重的变化而变化
鲤鱼不同体重单位消化道面积(cm2/kg)
•体重(g)单位消化道面积(cm2/kg)
•10900-1000
•20750-800
•30650-700
•40550-600
•50500
随体重的增加,单位体重消化道面积下降
•6、消化道的绒毛随发育的变化
•A、消化道表面在幼小时很平滑,尔后逐步出现皱折,甚至出现肠绒毛
•B、冷水性鱼类通常是肉食性鱼类,绒毛长而厚(摄饵量和吸收面积决定)。
虽然冷水性鱼类绒毛数量与温水性鱼类没有差异,但是绒毛表面积、总容积分别增加58%、102%。
•7、鲤鱼没有胃的良好分化,但是几个部分有其特殊的生理功能
•A、前部,在小肠的膨大部分有胆管的入口
•B、小肠的中部前端,有类似中胃的功能前端功能
•C、小肠的中部后端,有类似中胃的功能后端功能
•D、肠的后端有大肠的功能
•8、有胃鱼的胃和消化道的结构组成
•A、上皮
•B、粘膜
•C、肌层
•D、浆膜层组成
二、水生动物消化特点
•由于有胃和无胃鱼消化道结构不一样,消化特点也不一样
1、蛋白的凝固变性
•A、无胃鱼不能分泌盐酸和胃蛋白酶,蛋白的凝结靠两种机理
•**胰酶的作用
•**PH由中性向碱性转化的过程
•B、有胃鱼可以分泌盐酸
•**盐酸的分泌主要依赖组胺和其它物质引起的激素调节,这种调节在控制反应中起重要作用
•**胃中的PH通常保持在2-4,如鲑鱼在2-3,斑点叉尾鮰2-4
2、消化道不同部位PH不一样
(罗非鱼资料,Maier和Tullis1984)
2、鱼消化酶形成的主要位置
胃:
胃蛋白酶原、(HCI)、碳水化合物酶、脂肪酶
小肠肠激酶、氨基肽酶、二肽酶、三肽酶、脂酶、磷脂酶、ɑ-淀粉酶、ɑ-葡萄糖苷酶、B-甘露糖苷酶、壳二糖酶
胰腺胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶、脂酶、ɑ-淀粉酶、几丁质酶
3、影响消化道中酶活力的因素
1)品种
2)体重(表为虹鳟资料)
(3)饲料因素
•A、饵料的干湿度
•**干饵料可以增加鲤鱼蛋白酶和碳水化合物酶活性
•**鳗鱼投喂干饵料可以提高蛋白酶和a-淀粉酶活性8-10倍
B、饵料的营养质量
•**低纤维饵料中提高蛋白,提高虹鳟胃蛋白酶活力
•**增加淀粉量,降低蛋白含量胃蛋白酶活力下降
•**碳水化合物酶活力与糖没有显著关系
(4)温度
•A、外界温度是影响酶活力变化的主要因素,这主要是由于水生动物是变温动物,与恒温动物相比,温度调节能力非常差
•B、胃中最大蛋白酶活力温度为40-500C,当水温从200C降到50C,蛋白酶活力下降了60-70%
•C、保证脂肪酶活力最佳温度35-400C
•D、碳水化合物酶类适宜温度20-400C
(5)PH
•A、水生动物消化道不同的部位、不同酶类PH存在差异
•B、胃蛋白酶:
PH2-3,胰蛋白酶和糜蛋白酶7-8
•C、鲤鱼肠中脂肪酶PH7-7.5适宜,而鳗鱼则保证在8-9
•D、鲤鱼肠淀粉酶PH6-8适宜
6)饲喂后达倒最大活力的时间(小时)
4、食糜在消化道中的排空时间
•A、在陆生动物上,影响食糜在消化道中排空时间的主要因素比较少
B、水生动物则影响排空时间的因素则多
•C、在水温恒定情况下,排孔速度越快则消化率越差
(1)水温是影响食糜在消化道中排空时间的主要因素
•A、随水温的增加排空时间缩短
B、在鲤鱼研究发现:
在水温分别为90C和26.50C时,消化道中食糜的排出速度为6%/小时、33%/小时。
排空速度与水温的关系为:
㏑v=-3.683+0.0968T(T为水温)
C、虹鳟在5、10和150C的排空时间分别为66、52和34小时。
(2)饵料的原材料组成
•A、动物性原料的排空速度慢
•B、植物性原料排空速度快,主要是其中粗纤维的影响。
•在虹鳟上研究发现:
普通颗粒料,12小时后排出65%;
但是玉米油和胴体脂肪则排出43%、25%
3)投饵率
•A、在肉食性水生动物,胃排空速度随投饵率的增加而下降,到一定程度保持恒定。
虹鳟在150C时,从0.24增加到1.11%,排空速度下降,1.11%后恒定
•B、杂食性和草食性水生动物则相反
第二章动物与饲料的化学组成
第一节动物与饲料
一、动植物的代谢特点
1.动物代谢特点:
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;
2.植物代谢特点:
自养生物,可利用自然界存在的简单无机物合成所需有机物。
第二节动植物体的化学组成
一、元素组成
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,可达DM90%以上。
必需化学元素:
20种,其中:
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。
二、化合物组成
1.碳水化合物含C、H、O,H:
O=2:
1
1).单糖
根据C原子数多少,有丙糖、丁糖、戊糖、己糖,最重要的是己糖。
单糖中己糖最重要,其结构式:
C6H12O6
动物体内:
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
植物体内:
6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2
重要己糖包括:
葡萄糖:
常见于玉米糖蜜和动物血液中,甜度微蔗糖的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:
乳糖水解产物之一
2).双糖
重要双糖包括:
蔗糖麦芽糖乳糖
重要多糖包括:
淀粉:
植物的能量贮存形式,动物的主要能量来源。
糖原:
动物淀粉,在肝脏合成,水解产生葡萄糖。
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。
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。
木质素:
非碳水化合物,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。
2.脂肪
含C、H、O
C、H对O的比例高于碳水化合物
3.蛋白质
含C、H、O、N,部分蛋白质含少量Fe、P、S
蛋白质平均含N16%
由20种AA组成(表1)
4.维生素
为有机物;
动物需要量小;
调节代谢;
含C、H、O,有些含N及矿物元素。
主要维生素包括:
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.水
由H、O组成,动植物的主要组成成分
三、动植物体组成成分比较
1.元素比较(表2)
1)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
动物含钠高,含钾低
动物含钙、磷高于植物
3)元素含量的变异情况
动物的元素含量变异小,植物的变异大
2.化合物组成比较
1)动植物的化合物有三类:
第一类是构成机体组织的成分,如蛋白质、脂肪、碳水化合物、水和矿物质;
第二类是合成或分解的中间产物,如氨基酸、脂肪酸、甘油、氨、尿素、肌酸等
第三类是生物活性物质,如酶、激素、维生素和抗体等。
2)动植物水分含量最高,植物变异大于动物;
3)植物含纤维素、半纤维素、木质素;
动物无;
4)植物能量储备为淀粉,含量高;
动物为脂肪,碳水化合物少(<
1%),主要是糖原和少量葡萄
5)植物除含真蛋白外,含有较多的氨化物;
动物主要是真蛋白及少量游离AA,无其他氨化物;
动物蛋白质含量高,变异小,品质也优于植物;
6)植物除含真脂肪外,还有其他脂溶性物质,如脂肪酸、色素蜡质;
动物主要是真脂肪\脂肪酸及脂溶性V;
动物脂肪含量高于除油料作物外的植物。
第三节饲料养分
一、概略养分
饲料:
动物的食物称为饲料;
(准确定义)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。
养分:
饲料中凡能被动物用以维持生命、生产产品的物质,称为营养物质,简称养分。
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2)
(一)水分
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%。
总水:
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%
2.饲料状态
1)风干(半干)状态(基础)——60-70℃烘干,失去初水,剩余物为风干物质,其状态叫~
2)全干(绝干)状态(基础)——100-105℃烘干,失去结合水,剩余物叫全干(绝干)物质,其状态叫~
饲料水分含量取决于饲料种类、植株部位、加工方式。
(二)粗灰分(Ash)
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。
(三)粗蛋白质(CrudeProtein,缩写CP)
粗蛋白质饲料中含氮化合物的总称。
分析上=N×
6·
25
粗蛋白分为真蛋白和非蛋白氮(氨化物)
非蛋白氮又分为硝酸盐、胺、游离氨基酸、尿素、维生素等
(四)粗脂肪(EtherExtract,缩写EE)
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。
EE包括真脂肪和其他脂溶性物质(如色素、维生素等)。
(五)粗纤维(CrudeFiber,缩写CF)
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。
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。
VanSoest(1976)改进方案:
(图3)
中性洗涤纤维(NDF)
酸性洗涤纤维(ADF)
酸性洗涤木质素(ADL)
泛氏纤维成分计算
半纤维素=NDF-ADF
纤维素=ADF-酸性洗涤木质素和灰分
木质素=酸性洗涤木质素和灰分-灰分
(六)无氮浸出物(NFE)
为可溶性碳水化合物,包括单糖、双糖和淀粉等可溶性多糖的总称。
NFE%=100%-(水分+灰分+粗蛋白质+粗脂肪+粗纤维)
二、纯养分
不能再进一步剖分的养分。
如氨基酸、矿物元素、脂肪酸、维生素、单糖、双糖等,共50多种。
优点:
更科学、准确、客观要求高
缺点:
方法复杂、设备
三、养分的基本功能(表3)
1、作为动物体的结构物质
2、作为动物生存和生产的能量来源
3、作为动物机体正常机能活动的调节物质
4、形成产品———附属功能
第四章蛋白质的营养
第一节蛋白质的组成和作用
一.蛋白质的组成及结构
1、元素组成
蛋白质的平均元素含量:
C53%H7%O23%
N16%S+P<
1%
2、化合物组成单位
氨基酸20多种
二、蛋白质的营养生理作用
1.机体和畜产品的重要组成部分
除水外,含量最多的养分,占干物
质的50%,占无脂固形物的80%
2.机体更新的必需养分
动物体蛋白质每天约0.25-0.3%更新,
约6-12月全部更新。
3.生命活动的体现者,参与新陈代谢
(1)血红蛋白、肌红蛋白:
运输氧
(2)肌肉蛋白质:
肌肉收缩
(3)酶、激素:
代谢调节
(4)免疫球蛋白:
抵抗疾病
(5)运输蛋白(载体):
脂蛋白、钙结合蛋白、因子等
(6)核蛋白:
遗传信息的传递、表达
4.提供能量、转化为糖和脂肪
第二节单胃动物蛋白质营养
一、消化吸收
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
2.消化酶(表1)
4.吸收
(1)部位:
小肠上部
(2)方式:
主动吸收
(3)载体:
碱性、酸性、中性系统
(4)顺序:
L-AA>
D-AA
Cys半胱>
Met蛋>
Try色>
Leu亮>
Phe苯丙>
Lys赖≈Ala丙>
Ser丝>
Asp天门>
Glu谷
5.影响蛋白质消化吸收的因素
(1)动物年龄(消化酶发育的时间效应)
(2)饲料蛋白质种类与水平(底物诱导效应)
(3)饲料矿物元素水平(酶激活剂)
(4)饲料粗纤维水平(缩短消化时间)
(5)抗营养因子(胰蛋白酶抑制剂)
(6)饲料加工(热损害)
(7)饲养管理(补饲、饲喂次数、饲喂量)
(8)影响吸收的因素(AA平衡、肠粘膜状态)
二、氨基酸营养
2.氨基酸的营养生理作用
(1)合成蛋白质
Lys的作用几乎全在于此
(2)分解供能
小肠可能不能降解Asp天门、Cys半胱、Trp色、His组
(3)参与免疫调节过程
Thr苏、SAA、Gln、Val缬
(4)Trp5-HT,调节采食量
(5)Thr与生糖、维持和采食量调节
(6)与体蛋白周转和能量代谢
Leu促进骨骼肌蛋白的合成
(7)Gln在仔猪肠道发育和供能中具有重要作用
3.必需氨基酸(EAA)
概念:
动物体内不能合成或合成数量与速度不能满足需要,必须由饲料供给的氨基酸。
鱼、虾及生长猪:
10种EAA----赖、蛋、色、苯丙、亮、异亮、缬、苏、组、精氨酸
成年猪:
8种---不包含组氨酸和精氨酸
禽:
13种----包含甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸
4.半必需氨基酸
能代替或部分节约EAA的AA。
胱氨酸蛋氨酸(50%)
酪氨酸苯丙氨酸(30-50%)
丝氨酸甘氨酸(部分)家禽
5.条件性必需氨基酸
特定条件下必需由饲料供给的AA.
如:
对仔猪,Arg、Glu是条件性EAA
6.非EAA
7.必需氨基酸和非必需氨基酸比较
(1)相同
—构成蛋白质的基本单位
—维持动物生长和生产的必需成分
—数量必须满足蛋白质合成需要
2)不同点
—在体内合成的速度和数量不同
—血液中的浓度是否取决于饲料中相应氨基酸的浓度
—是否必须从饲料中供给-----缺乏症
8.限制性氨基酸(LAA)
(1)概念:
与动物需要量相比,饲料(粮)中含量不足的EAA。
由于他们的不足,限制了动物对其他氨基酸的利用,导致蛋白质利用率下降。
满足需要程度最低的为第一LAA,依次为第二、三、四……等LAA。
(2)与EAA比较
相同:
LAA一定是EAA
不同:
LAA是针对特定的饲料而言
EAA是针对特定的动物而言
9.EAA的作用与蛋白质的互补效应
(1)作用
(2)互补效应:
由于各种饲料所含EAA种类、含量、限制的程度不同,多种饲料混合可起到AA取长补短的作用。
互补作用也可能发生在不同时间饲喂的多种饲料中,但随间隔时间增长,互补作用减弱。
(3)AA互补作用的实践意义:
提高蛋白质利用率的有效途径,是配合饲料生产的理论基础之一。
三、AA平衡理论及理想蛋白
1.AA平衡理论
(1)AA平衡的概念
体内蛋白质合成时,要求所有的必需氨基酸都存在,并保持一定的相互比例。
该比例是根据动物的需要来确定。
若某种饲粮(料)的EAA的相互比例与动物的需要相比最接近,说明,该饲粮(料)的氨基酸是平衡的,反之,则为不平衡。
(2)水桶理论
(3)氨基酸的缺乏
1)概念:
某种或几种氨基酸含量不足,不能满足动物需要,而影响动物的生产性能。
2)缺乏症:
氨基酸的缺乏引起其他氨基酸脱氨、氧化分解供能,使蛋白质利用率下降,产生蛋白质缺乏症,个别氨基酸产生特异性症状,如赖氨酸使禽类的有色羽毛白化等。
赖氨酸和蛋氨酸缺乏
3)特点:
缺乏的氨基酸常常是EAA;
常发生在低蛋白饲粮和生长快、高产的动物;
缺乏症可通过补充所缺乏的氨基酸而缓解或纠正。
(4)氨基酸中毒
由于饲粮中某种氨基酸含量过高而引起动物生产性能下降,添加其他氨基酸可部分缓解中毒症,但不能完全消除。
在必需氨基酸中,蛋氨酸最容易发生。
(5)氨基酸拮抗作用
由于某种氨基酸含量过高而引起另一种或几种氨基酸需要量提高,这就称为氨基酸拮抗作用。
2)拮抗作用的实质:
干扰吸收------竞争相同的吸收载体,或影响代谢-----影响酶活性
3)常见类型:
赖氨酸与精氨酸
亮氨酸与异亮氨酸、缬氨酸
(6)氨基酸不平衡
饲料氨基酸的相互比例与动物的需求比例不一致
2)氨基酸失衡的结果:
—蛋白质利用率下降
—能量利用率下降
—有机物利用率下降
—生产水平和效益降低
2.理想蛋白
(1)概念
AA间平衡、最佳、利用效率最高的蛋白质。
理想蛋白中各种氨基酸(包括NEAA)等具有限制性,不可能通过添加或替代任何剂量的任何氨基酸使蛋白质的品质得到改善。
(2)建立理想蛋白概念的必要性
1)蛋白饲料资源的开发及优质蛋白饲料替代品的利用所必需。
2)蛋白饲料价格上扬及动物生产效益的下降要求随时调整日粮的AA和蛋白供应水平。
3)动物生产中由于N利用率低下,N排泄量大,环境污染严重。
4)过量AA或蛋白质既造成能量的损失,又增加机体的负担,影响动物健康。
5)合成AA(种类增加、价格下降)的合理利用所必需。
(3)理想蛋白的表达方式
1)g/16gN
2)以Lys为100的EAA相对比例——理想AA模式
原因:
Ø
Lys的分析测试简单易行;
Lys的主要功能是合成蛋白质;
Lys需要量大,且常是饲料的第一、二LAA;
Lys有关研究资料最多;
配制饲料时可应用价格便宜的合成Lys。
5)理想蛋白的发展(表7-10)
——可消化理想蛋白
——不同基因型、不同生产目的或体重
阶段的最佳模式可能不同
——寡肽营养与理想蛋白
——AA及蛋白质周转与理想蛋白
(6)理想蛋白的应用
——建立动物AA需要量
——指导饲料配制及合成氨基酸的应用,充分合理利用饲料资源。
——预测生产性能
——实现饲料低N化,降低饲料成本,降低N排泄量,减少环境污染。
7)合成氨基酸的应用
1)应用合成氨基酸的优点:
—配方的灵活性
—利于环保(表12)
—产品的经济性
2)合成氨基酸应用后的效果
•A、大量研究发现:
在饵料中添加合成氨氨基酸没有效果,是乎不能利用合成氨基酸。
•B、在含棉籽粕较高的饵料中添加L-赖氨酸可以减少毒性。
•C、在含豆粕的鳟鱼饵料中添加赖氨酸可以提高生长率。
•D、鲤鱼饵料中添加赖氨酸提高生长率。
3)影响水产动物利用合成氨基酸的因素
•A合成氨基酸与蛋白结合的氨基酸吸收不同步
•a、合成氨基酸进入消化道后,不经过消化直接吸收,速度较快。
而以蛋白结合形式的氨基酸要先经过消化,进入体内速度慢。
•b、测定相差15小时左右。
•B电解质平衡问题
•a、通过添加乙酸钠和乙酸钾调节pH,提高鲤鱼氨基酸的利用。
•b、调节氨基酸代谢有作用
•C氨基酸排出增加
•a、幼鲤摄食合成氨基酸配制的饵料,在24小时内,排出36%
•b、在鲤鱼上研究发现:
晶体氨基酸+酪蛋白饵料、凝胶+酪蛋白饵料氨基酸的排出量分别为12.8%和1%
4)提高合成氨基酸利用采取的措施
•
(1)添加合理构型的氨基酸
•A、赖氨酸必需使用L-型
•B、水生动物对DL-型蛋氨酸利用率为100%
•C、水生动物对羟蛋氨酸(MHA)的利用率仅为L-型的26%,但是畜禽则为80%。
•
(2)提高合成氨基酸吸收的同步性
•A、主要采取稳定化处理
•B、包被是最主要的方法
•**Murai(1981)研究表明:
用酪蛋白包被的合成氨基酸纯合饵料饲喂鲤鱼,生长速度为没有包被的4倍。
•**主要作用是氨基酸吸收同步,可以同时利用。
•(3)提高投饵次数
•A、投饲含合成氨基酸饵料,在投饵率为3%时,投喂次数从4次提高到6次,可以提高生长速度(Aoe等1970)
•B、作用机理
第四节蛋白质周转代谢
一、周转代谢的概念
1.S:
蛋白质合成率
2.B:
蛋白质降解率
3.E:
N排泄(AA氧化率)
4.I:
N摄入(AA摄入率)
5.S+E:
离开代谢库的AA
6.B+I
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