1、Chapter 5 Protein Nutrition of Aquatic Animal,第五章 鱼类蛋白质营养,2,第一节 蛋白质的组成、作用及特点 第二节 蛋白质的消化、吸收和代谢 第三节 蛋白质的需要 第四节 水生动物的氨基酸营养 第五节 评定水生动物蛋白质和氨基酸营养价值,第五章、鱼类蛋白质营养,3,第一节 蛋白质的组成和作用及特点,一、蛋白质的组成 二、蛋白质的生理作用及特点,4,一、 蛋白质的组成,1、组成元素：C：5055% H：6.08.0% O：1924% N：1419% S： 04%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
2、白质含N量6.25,5,蛋白质的基本组成单位是氨基酸，主要由20种氨基酸组成。,2、化合物组成：,6,二、蛋白质的生理作用及特点,1、蛋白质是水生动物主要的能量来源； 2、体组织蛋白质的更新、修复以及维持体蛋白的现状； 3、用于生长（体蛋白质的增加）； 4、组成机体各种激素和酶类等具有特殊生物学功能的物质。,7,一、蛋白质消化的主要场所 二、蛋白质的消化过程 三、消化酶活力受到年龄大小的影响 四、消化的主要产物及吸收位置 五、蛋白质的消化率 六、含氮物质在体内分解产物,第二节 蛋白质的消化特点,8,一、蛋白质消化的主要场所,1、场所：有胃鱼在胃和小肠，而无胃鱼则主要在小肠； 2、原因：（1）在
3、有胃鱼的胃和小肠中已监测出消化蛋白的酶类；（2）鲤鱼的胰腺、小肠粘膜的提取物具有蛋白酶活性，其活性最高的部位是小肠后1/3，而活性最高的酶是胰蛋白酶，活性最低的酶是寡肽酶和二肽酶。,9,二、蛋白质的消化过程,10,三、消化酶活力受到年龄大小的影响,11,*在孵化出来的几天内，分泌蛋白酶的组织没有发育完全，酶活力较低。,表5-1 幼鲤小肠蛋白消化酶活力,12,表5-2 虹鳟蛋白酶活力与体重的关系,13,四、消化的主要产物及吸收位置,1、主要产物：氨基酸 2、吸收位置：鲤鱼的氨基酸65%是在小肠的前1/2吸收。,14,五、蛋白质的消化率,（一）主要水生动物对蛋白质的消化率（表5-35-6） （二）
4、影响水生动物蛋白质消化率的主要因素 （三）满足测定结果有意义的条件,（一）主要水产动物对蛋白质的消化率,16,表5-3 虹鳟蛋白质的消化率（体重10-155g，Cha等，1979）,17,表5-4 斑点叉尾鮰蛋白质消化率（Wilson，1985),18,表5-5 鲤鱼对饲料中蛋白消化率 （Ogino等，1973）,19,表5-6 草鱼的饲料中蛋白消化率（Law，1986）,20,（二）影响水产动物蛋白质消化率的主要因素,1、个体大小 2、水温 3、蛋白质的摄入量 4、淀粉含量 5、非淀粉多糖 6、加工调质,21,1、个体大小,22,表5-7 不同体重大小对蛋白的消化率(Kitamikado，1
5、964),23,2、水温,24,表5-8 水温对鲤鱼内源粪氮EFN、鳃氮和尿氮的影响,*由于水温的增高，代谢强度增大，消化道上皮细胞的脱落和消化酶液，从体内分泌到消化道的含氮物质（EFN）和氨基酸的脱落（EN）都随温度的增加而增加。,25,3、蛋白质的摄入量,26,表5-9 N摄入量对鲤鱼对白鱼粉中蛋白消化的影响（Ogino，1973),27,4、淀粉含量,28,表5-10 马铃薯淀粉对20g虹鳟蛋白消化的影响（Kitamitado，1964),29,5、非淀粉多糖的影响,（1）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。 （2）不溶性非淀粉多糖：*作为细胞
6、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*增加食糜在消化道中的排空速度。,30,6、加工调质,粉碎粒度对蛋白质的消化的影响度非常大。因为：（1）水生动物通过牙和肠道的物理性消化能力很弱。（2）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。,31,（三）满足测定结果有意义的条件,1、对每一个测定的数据，一定要讲究其测定条件； 2、同一种饵料在同一水生动物，不同条件下其消化率有较大的差异； 3、要搞清楚定性的影响因素。,32,六、含氮物质在体内分解产物,33,表5-11鳗鱼氮代谢产物（Engin，2001）,34,第三节 蛋白质的需要量,一、确定水生动物
7、饲料蛋白质最适需要量的方法二、蛋白质的需要量三、影响蛋白质需要量的主要因素,35,一、确定水产动物饲料蛋白质 最适需要量的方法,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。,36,二、蛋白质的需要量,37,表5-12 不同水产动物蛋白质的需要量,38,三、影响蛋白质需要量的主要因素,（一）年龄和大小（二）食性（三）水温环境,39,（一）年龄和大小,40,表5-13 不同年龄和大小的鱼对蛋白质的需要量,*刚孵化出的水花，不同食性的水生动物，对蛋白质的需要量差别较小。,*在成鱼阶段不同种类的鱼对蛋白质需要量顺序：肉食
8、性杂食性草食性,41,（二）食性的影响,42,表5-14 不同食性建议蛋白质需要量（%）（周小秋，1996）,43,（三）水温环境,44,表5-15 不同水温条件下蛋白质需要量,45,第四节 水产动物氨基酸营养,一、水生动物的蛋白质、氨基酸代谢与N平衡 二、水生动物必需氨基酸的种类及确定方法 三、研究氨基酸需要量的方法 四、主要水生动物氨基酸需要量 五、氨基酸之间的营养关系 六、氨基酸的消化率 七、合成氨基酸的应用,46,一、水产动物的蛋白质、 氨基酸代谢与N平衡,47,（一）蛋白质、氨基酸的代谢,脱氨,蛋白质,氨气、尿素、尿酸等,不含氮部分,CO2 、H2O+能量,糖、脂肪,氧化分解,氨基转
9、换,新的氨基酸,合成,组织蛋白、酶,转化,脱羧,胺类,氨基酸,含氮部分,48,（二）氮平衡,氮平衡：指动物所摄取的蛋白质的氮量与在粪和尿中排出的氮量之差。,B= I( F + U ),B氮平衡 I摄入的氮量 F粪中的氮量 U尿中的氮量,式中：,氮的总平衡：B = 0 正氮平衡：B 0， 表现为体重增加 负氮平衡：B0，表现为鱼体消瘦,注：,49,二、水产动物必需氨基酸的种类及确定方法,（一）水生动物必需氨基酸种类的确定方法（二）水生动物必需氨基酸的种类,50,（一）确定必需氨基酸的方法,1、确定必需氨基酸的常用方法2、目前水生动物必需氨基酸的确定方法,51,1、确定必需氨基酸的常用方法,（1）
10、生长实验（2）同位素标记实验,52,（1）生长实验,表5-16 生产实验的设计,53,（2）同位素标记实验,1)原理：鱼类是否可以利用碳水化合物合成氨基酸。2)方法：给试验鱼注射14C标记的葡萄糖，分离组织蛋白并测定其放射性，具有放射性的氨基酸是鱼体以自身已具备的物质合成的，不是必要的食物成分，因此是非必需氨基酸；不具放射性的氨基酸不是在鱼体中合成，而是直接从食物中得到的，为必需氨基酸。,54,2、目前水产动物必需氨基酸的确定方法,（1）生长试验：斑点叉尾鮰、鲑鱼、鲤鱼、鳗鱼、虹鳟、罗非鱼、鳖 （2）同位素方法：虾、鲽、鲈鱼,55,（二）水产动物必需氨基酸的种类,1、必需氨基酸和非必需氨基酸的
11、概念2、必需氨基酸的种类,56,1、必需氨基酸和非必需氨基酸的概念,（1）必需氨基酸（EAA）:指水生动物在体内不能合成或合成的量很少，远不能满足其需要量，必须从饵料中供给，如果缺乏会严重的降低生产性能，出现缺乏症。添加后生产性能得以部分恢复，缺乏症有所缓解，我们就称这些氨基酸为某水生动物的必需氨基酸。 （2）非必需氨基酸：指水生动物体内能利用其他物质合成足量的AA，不从饵料中供给，也不会出现缺乏症。,57,2、必需氨基酸的种类,58,表5-17 水产动物必需氨基酸的种类,59,表5-17水产动物必需氨基酸的种类（续）,60,三 研究氨基酸需要量的方法,（一）生长试验法：水生动物摄食由低到高水
12、平氨基酸的不同日粮，一般设6个水平，通过一定时间的饲养，然后测定其增重，采食量和饵料系数及体组织的其它指标，以不同的氨基酸水平为变量x，不同的增重为因变量y，来模拟回归模型，确定氨基酸的需要量。,61,1、原理：当氨基酸没有满足需要量时，血清中的氨基酸水平维持在最低值，满足需要量以后，血清中的氨基酸大幅度增加，且随添加水平的增加而增加。2、结果：根据斑点叉尾鮰血清中Lys、Thr、His、Met，虹鳟血清中Arg，罗非鱼肌肉中的Lys、Thr、Val确定了相应AA需要。,（二）血清和组织氨基酸研究,62,即根据测定氧化产物来判断。设氨基酸在没有满足需要量以前，主要用作体蛋白的沉积。因此在组织中
13、氧化产物的量一直在较低的水平，而当满足需要量后，主要用于氧化供能，氧化产物大幅度提高。,（三）氨基酸氧化研究：,63,四、主要水产动物氨基酸 的需要量,64,表5-18 主要水产动物氨基酸需要量,65,五、氨基酸之间的营养关系,（一 ）氨基酸的互补（二）氨基酸的拮抗,66,（一）氨基酸的互补,指在饲料配合中，利用各种饲料氨基酸的含量和比例的不同，通过两种或两种以上饲料蛋白质配合，相互取长补短，弥补氨基酸的缺陷，使饲料氨基酸比例达到较理想状态。,67,（二）氨基酸的拮抗,1、赖氨酸（Lys）与精氨酸（Arg）在斑点叉尾鮰（Robinson,1981)、虹鳟（Davies,1997)、对虾(Hew
14、,1982)没有发现有拮抗在稚鳖上发现有拮抗现象，对生产性能没有影响，仅引起蛋白净沉积效率下降（周小秋,1998） 2、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸(Ile)、缬氨酸(Val)之间斑点叉尾鮰上两种氨基酸存在拮抗（Robinson，1984),68,六、合成氨基酸的应用,（一）合成氨基酸应用后的效果（二）影响水生动物利用合成氨基酸的因素（三）提高合成氨基酸利用采取的措施,69,（一）合成氨基酸应用后的效果,1、现在大量研究发现：在饵料中添加合成氨氨基酸没有效果，水生动物是几乎不能利用合成氨基酸。 2、在含棉籽粕较高的饵料中添加L-赖氨酸可以减少毒性。 3、在含豆粕的饵料中添加赖氨酸可以提高鳟鱼和鲤
15、鱼的生长率。,70,（二）影响水产动物氨基酸合成的因素,1、合成氨基酸与蛋白结合的氨基酸吸收不同步 2、电解质平衡问题 3、氨基酸排出增加,71,1、合成氨基酸与蛋白结合的氨基酸吸收不同步,（1）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。 （2）测定相差15小时左右。,72,2、电解质平衡问题,（1）通过添加乙酸钠和乙酸钾调节pH，提高鲤鱼氨基酸的利用。 （2）在调节氨基酸的代谢中起作用。,73,3、氨基酸排出增加,（1）幼鲤摄食合成氨基酸配制的饵料，在24小时内，排出36%； （2）在鲤鱼上研究发现：晶体氨基酸+酪蛋白饵料；凝
16、胶+酪蛋白饵料氨基酸的排出量分别为12.8%和1%。,74,（三）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2、提高合成氨基酸吸收的同步性3、提高投饵次数,75,1、添加合理构型的氨基酸,（1）赖氨酸必需使用L型； （2）水生动物对DL型蛋氨酸利用率为100%； （3）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%。,76,2、提高合成氨基酸吸收的同步性,主要采取稳定化处理，其中最主要的方法是将合成氨基酸进行包被。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。,77,3、提高投饵次数,饲含合成氨基酸
17、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）作用机理：使后投喂的合成氨基酸与蛋白质的吸收同前面投喂的蛋白质同步。,78,四、氨基酸的消化率,（一） 氨基酸消化率的表示 （二）主要原料氨基酸的消化率 （三）影响水生动物氨基酸消化率的因素,79,（一）氨基酸消化率的表示,氨基酸消化率=（摄入氨基酸量排出氨基酸量）/摄入氨基酸量,80,（二）主要原料氨基酸的消化率,81,表5-19 二龄鲤鱼氨基酸消化率,82,（三）影响水产动物氨基酸 消化率的因素,1、加工工艺：粉碎粒度，调制的温度和时间，碳水化合物糊化程度。 2、有害因子：引起酶活力降低，消化道破坏，影
18、响消化吸收的抗营养因子。（有毒有害物质，抗营养因子，多聚糖） 3、氨基酸的不同测定方法,83,五 水产动物蛋白质和氨基酸营养价值,（一）化学分析和化学比分，限制氨基酸的概念 （二）必需氨基酸指数 （三）蛋白质效率比和蛋白质利用率 （四）理想蛋白质,84,（一）几个重要的概念,1、化学分析：对饲料，动物组织及动物排泄物的某些成分，进行定性、定量的分析。 2、化学比分：饲料中某种氨基酸与全卵（鸡蛋）中某氨基酸的比值。若1则定义为氨基酸的缺乏。 3、限制氨基酸：饲料中的必需氨基酸含量远不能满足动物的需要。,85,（二）必需氨基酸指数（EAAI）,EAAI：指试验蛋白质或饲料蛋白质中各个必需氨基酸量与
19、标准蛋白质中相应的各种氨基酸含量之比的n次根。 EAAI=n 氨基酸数目A、b、j 试验蛋白质中各个EAA量A、B、J 标准蛋白质EAA的量*优点：评定的营养价值最接近生物学价值，可以反映AA平衡程度，且方法简单。*缺点：不能反映蛋白质的消化吸收率和氨基酸的利用率,86,（三）蛋白质效率比和蛋白质利用率,1、蛋白质效率比（PER）：指用含有试验蛋白质的饲料，饲喂鱼、虾一段时间，体重增加量和蛋白质的摄入量之比。PER=W/I 100%其中： W鱼体增重I .蛋白质的摄入量 2、净蛋白质利用率（NPU）：指动物体内沉积的蛋白质或N占摄入的蛋白质或N的百分比。NPU=（BBk）/I100%其中：B鱼体总N Bk.投喂无蛋白饵料的鱼体总N,87,（四） 理想蛋白,1、概念：指这种蛋白质的氨基酸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%。,88,2、理想蛋白的表达方式（1）g/16gN （2）以Lys为100 的EAA相对比例理想模式3、原因：（1）Lys的分析测试简单易行；（2）Lys的主要功能是合成蛋白质；（3）Lys需要量大，且常是饲料的第一、二LAA；（4）Lys有关研究资料最多；（5）配制饲料时可应用价格便宜的合成Lys。,
