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1、蛋白质的营养生理作用及其发展前景王翔宇 赵国琦动物科学与技术学院动科0901班摘要：蛋白质（protein）是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及各种形式的生命活动联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。动物体内的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断代谢与更新。本文主要阐述了含氮化合物对动物体的作用效果及机理，为含氮化合物在动物体中进一步运用奠定理论基础。关键词：蛋白质 营养 动物蛋白质是一种复杂的有机化合物，旧称“朊（run)”。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，氨基酸通过缩合连成肽链。蛋白质是由一条
2、或多条多肽链组成的生物大分子，每一条多肽链有二十至数百个氨基酸残基不等；各种氨基酸残疾按一定的顺序排列。某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控，多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，折叠或螺旋构成一定的空间结构，从而发挥某一特定功能。1 蛋白质的组成和结构1.1 蛋白质的基本组成元素蛋白质是由C（碳）、H（氢）、O（氧）、N（氮）组成，一般蛋白质可能还会含有P、S、Fe（铁）、Zn（锌）、Cu（铜）、B（硼）、Mn(锰)、I（碘）、Mo（钼）等。1.2 蛋白质的基本单位：氨基酸氨基酸是构成机体组织细胞的基本组成成分，是维持生命
3、活动的基本物质，氨基酸摄入不足会影响动物内蛋白质的合成。在应激情况下，例如手术病人、急性营养缺乏人群等，机体氨基酸缺乏，会影响身体正常机能的发挥，导致免疫力下降。构成蛋白质的氨基酸的数目种类和排列顺序不同可以形成各种各样的蛋白质。因此可以说蛋白质的营养实际上是氨基酸的营养。目前，各种生物体中发现的氨基酸已经有180多种，但常见的构成动植物体蛋白质的氨基酸只有20种。动物蛋白质虽然含有与植物蛋白质同样的氨基酸，但动物不能全部自己合成。1.3 蛋白质的整体结构蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子，其整体结构可分为四级。一级结构：蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。二级结构：蛋白
4、质分子局区域内，多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。三级结构：蛋白质的二级结构基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的空间构象。四级结构：多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链，以适当的方式聚合所形成的蛋白质的三维结构。用约20种氨基酸作原料，在细胞质中的核糖体上，将氨基酸分子互相连接成肽链。一个氨基酸分子的氨基，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。通过缩合反应，在羧基和氨基之间形成的连接两个氨基酸分子的那个键叫做肽键。由肽键连接形成的化合物称为肽。2 蛋白质的分类2.1 营养学上根据食物蛋白质所含氨基酸的种类和数量将食物蛋白质分三类：完全蛋白质 这是一类优质蛋白质。
5、它们所含的必需氨基酸种类齐全，数量充足，彼此比例适当。这一类蛋白质不但可以维持人体健康，还可以促进生长发育。半完全蛋白质 这类蛋白质所含氨基酸虽然种类齐全，但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要。它们可以维持生命，但不能促进生长发育。不完全蛋白质 这类蛋白质不能提供人体所需的全部必需氨基酸，单纯靠它们既不能促进生长发育，也不能维持生命。2.2 根据蛋白质分子的外形，可以将其分作3类：球状蛋白质 分子形状接近球形，水溶性较好，种类很多，可行使多种多样的生物学功能。 纤维状蛋白质 分子外形呈棒状或纤维状，大多数不溶于水，是生物体重要的结构成分，或对生物体起保护作用。 膜蛋白质 一般折叠成近球形，
6、插入生物膜，也有一些通过非共价键或共价键结合在生物膜的表面。3 蛋白质的营养生理作用3.1蛋白质是构建机体组织的主要原料蛋白质是构成机体组织、器官的重要组成部分，动物和人各组织无一不含蛋白质，在动物的瘦组织中（非脂肪组织），如肌肉组织和心、肝、肾等器官均含有大量蛋白质、骨骼、牙齿、乃至指、趾也含有大量蛋白质；细胞中，除水分外，蛋白质约占细胞内物质的80%，因此构成机体组织、器官的成分是蛋白质最重要的生理功能。身体的生长发育可视为蛋白质的不断积累过程。3.2 蛋白质是机体内功能物质的主要成分在动物的生命代谢活动中起催化作用的酶、某些起调节作用的激素、具有免疫和防御机能的抗体等都是以蛋白质为主要成
7、份。蛋白质能构成生理活性物质，动物体就像一座复杂的化工厂，一切生理代谢、化学反应都是由酶参与完成的。生理功能靠激素调节，如生长激素、性激素、肾上腺素等。抗体是活跃在血液中的一支“突击队”，具有保卫机体免受细菌和病毒的侵害、提高机体抵抗力的作用。3.3 蛋白质是组织更新、修补的主要原料在动物的新陈代谢过程中，组织和器官的蛋白质的更新、损伤组织的修补都需要蛋白质。动物各组织细胞的蛋白质经常不断地更新，动物必须每日摄入足够量的蛋白质，才能维持其组织地更新。在组织受创伤时，则须供给更多的蛋白质作为修补的原料。为保证幼畜的健康成长，对生长发育期的幼畜和孕畜提供足够量优质的蛋白质有位重要。 动物体中各种组
8、织细胞的蛋白质始终在不断更新。例如血浆蛋白质的半寿期约为10天，肝中大部分蛋白质的半寿期为1-8天，还有一些蛋白质的半寿期很短，只有数秒。只有摄入足够的蛋白质方能维持组织的更新。身体受伤后也需要大量蛋白质作为修复材料。3.4 蛋白质可供能和转化为糖和脂肪在机体能量供应不足时，蛋白质可分解功能。食物蛋白质也是能量的一种来源，每克蛋白质在体内氧化分解可产生17.9kJ（4.3kcal）能量。一般成年动物每日约有18%的能量来自蛋白质。但糖与脂肪可以代替蛋白质提供能量，故氧化供能是蛋白质的次要生理功能。饥饿时，组织蛋白分解增加，每输入100g葡萄糖约节约50g蛋白质的消耗，因此，对不能进食的消耗性疾
9、病患者应注意葡萄糖的补充，以减少组织蛋白的消耗。4 蛋白质与其他营养物质的关系4.1 蛋白质与碳水化合物及脂肪的关系蛋白质可在动物体内转变成碳水化合物。组成蛋白质的各种氨基酸除亮氨酸外，均可经脱氨基作用生成-酮酸，然后沿糖的异生途径合成糖；糖在代谢过程中可生成-酮酸，然后通过转氨基作用转变成非必需氨基酸。对哺乳动物和禽类，碳水化合物和脂肪对蛋白质具有“庇护作用”。充分供给碳水化合物和脂肪，就可保证动物体对能量的需要，避免或减少蛋白质作为供能物质的分解代谢，有利于机体的氮平衡，增加氮的储留量。4.2 蛋白质与矿物元素的关系有些矿物元素是蛋白质的组成成分，如硫、磷、铁等元素，这类元素可以直接参与蛋
10、白质代谢。某些微量元素是蛋白质代谢酶系的辅助因子，缺乏这些元素将影响蛋白质代谢。由于锌元素参与细胞分裂以及蛋白质的合成过程，给动物补锌有助于促进蛋白质的合成。4.3 蛋白质与维生素的关系4.3.1 与维生素A的关系饲粮中蛋白质不足时，可影响维生素A载体蛋白质的形成，使维生素A的利用率降低。例如，用含5%蛋白质水平的饲粮喂雏鸡时，雏鸡血清中维生素A浓度显著减少。蛋白质的生物学价值也可影响维生素的利用和储备。4.3.2 与维生素D的关系维生素D的需要量与所喂蛋白质品质有关。当饲喂未经热处理的大豆蛋白质时，可使雏鸡维生素D的需要量提高10倍。5 蛋白质过量或不足的表现5.1 过量表现蛋白质，尤其是动
11、物性蛋白摄入过多，对人体同样有害。首先过多的动物蛋白质的摄入，就必然摄入较多的动物脂肪和胆固醇。其次蛋白质过多本身也会产生有害影响。正常情况下，人体不储存蛋白质，所以必须将过多的蛋白质脱氨分解，氮则由尿排出体外，这加重了代谢负担，而且，这一过程需要大量水分，从而加重了肾脏的负荷，若肾功能本来不好，则危害就更大。过多的动物蛋白摄入，也造成含硫氨基酸摄入过多，这样可加速骨骼中钙质的丢失，易产生骨质疏松。5.2 缺乏表现蛋白质缺乏在成人和儿童中都有发生，但处于生长阶段的儿童更为敏感。蛋白质的缺乏常见症状是代谢率下降，对疾病抵抗力减退，易患病，远期效果是器官的损害，常见的是儿童的生长发育迟缓、体质量下
12、降、淡漠、易激怒、贫血以及干瘦病或水肿，并因为易感染而继发疾病。蛋白质的缺乏，往往又与能量的缺乏共同存在即蛋白质热能营养不良，分为两种，一种指热能摄入基本满足而蛋白质严重不足的营养性疾病，称加西卡病。另一种即为“消瘦”，指蛋白质和热能摄入均严重不足的营养性疾病。6 蛋白质的发展前景在目前的畜禽养殖中，蛋白质饲料含量高，营养丰富，利于饲养动物的吸收利用。此外，蛋白质饲料还有一种特殊的营养作用，即含有一种未知的生长因子，它能促进动物提高营养物质的利用率，不同程度地刺激生长和繁殖，是其他营养物质所不能代替的。随着我国养殖业的迅猛发展，国内外对养殖用蛋白质饲料的研究日益深入，蛋白质饲料已大量用于各类配
13、合饲料的生产中，并取得了大量研究成果。目前随着电子商务的发展以及饲料产品、厂家的增多，饲料市场逐渐向电子商务市场的过渡，更多的用户、厂商更青睐通过中国畜牧街这类畜牧商贸网站进行饲料、蛋白质饲料产品的展示和交易，选择适合自己饲养动物的蛋白质饲料产品。人们越来越重视能量和蛋白在饲料中的应用，在最经济有效的情况下，畜牧养殖业生产总成本的一半或以上用于饲料能量。日粮配制中合适的蛋白质和能量水平具有同等重要的意义。参考文献：1杨凤.动物营养学.中国农业出版社1999.12.25:36-582伦艳霞,樊爱丽,刘珂飞,鄢长庆.浅谈动物营养与免疫的关系J. 今日畜牧医.2010(12)3秦俊,吕毅斌,廖群,田洁,王玉娥,樊柏林.复合氨基酸营养液增强免疫功能的动物实验研究J.公共卫生与预防医学.2010(06)4涂威,方热军.能量蛋白比在动物营养上的研究进展J.广东饲料.2010(11)5陈辉.生物化学基础.高等教育出版社2005.05.086周慧,吕建新.简明生物化学与分子生物学.高等教育出版社7杨安钢,刘新平,药立波.生物化学与分子学实验技术.高等教育出版社2008.06.208刘斌,王克夷.蛋白质与蛋白质组学.科学出版社2007.8.30