31 3.脱羧基反应指氨基酸氧化脱羧生成胺的一种反应。该反应多在动物性 饲料腐败变质时由相应氨基酸脱羧产生,如组胺、酪胺、色胺分别由组氨酸 酪氨酸、色氨酸产生。这些胺类虽具有特殊的生理生化功能,如组胺具扩张血 管、降低血压、促进胃液分泌的作用等,但若在体内聚积,则会引起动物中毒。 此外,某些植物性饲料也可在动物体内转变为胺类。如甜菜中的甜菜碱可 转化成具鱼腥味的三甲胺而影响蛋的品质。 4.氨基羰基反应(美拉德反应)指氨基酸中的氨基与还原糖之间发生的 一种非酶促褐变反应。如赖氨酸的ε-NH2与还原糖在过热条件下发生的反应, 反应结果使赖氨酸变为无效。易发生这种反应的氨基酸有赖氨酸、精氨酸、组 氨酸、色氨酸、苏氨酸等。 5赖氨酰丙氨酸生成反应指在碱性条件下,多肽链中赖氨酸的ε-NH? 与丙氨酸分子内发生的反应,生成赖氨酰丙氨酸残基。由于该生成物不能被酶 作用,故不能被动物吸收利用。此反应在用碱处理饲料蛋白时应特别注意。 6其他反应据研究,蛋白质饲料加热过度时,还可出现以下反应: (1)可使来自组氨酸的组胺与赖氨酸结合,产生糜烂素。其量达3mgkg 时,即会使鸡发生肌胃糜烂、猪下痢、鱼肝脏机能下降等。 (2)可引起氨基酸键之间发生新的交换,形成新的酰胺键,难以被酶水 解、消化(如赖氨酸中的c-NH2基易与天门冬氨酸或谷氨酸之间发生的反应)。 (3)在一定条件下,氢基酸还能与铁、锰、钻、钙、锌等二价或二价以 上金属离子发生反应,生成螯合物。如氨基酸铁、氨基酸铜、氨基酸锰等。结 果使这些矿物元素的生物学效应得以提高,且易被动物体吸收利用。 三、寡肽 寡肽也称小肽,主要指由2个或3个氨基酸残基构成的二肽或三肽。由于 寡肽在动物营养与生理机能上的特殊作用,因此受到广泛的关注。 肽有开链和环裤之分,开裤肽有两个末瑞,环裤肽无末端。一般蛋白质的 肽链为开链,某些抗生素中的肽(如短杆菌肽S、酪酸杆菌肽、某些细菌的多 黏菌肽和撷氨霉素等)则为环链。 除了蛋白质局部水解可以产生各种简单的肽外,在自然界和生物体内还存 在许多活性的寡肽。例如动植物细胞内广泛存在的谷胱甘肽是一种三肽:动物
31 3.脱羧基反应 指氨基酸氧化脱羧生成胺的一种反应。该反应多在动物性 饲料腐败变质时由相应氨基酸脱羧产生,如组胺、酪胺、色胺分别由组氨酸、 酪氨酸、色氨酸产生。这些胺类虽具有特殊的生理生化功能,如组胺具扩张血 管、降低血压、促进胃液分泌的作用等,但若在体内聚积,则会引起动物中毒。 此外,某些植物性饲料也可在动物体内转变为胺类。如甜菜中的甜菜碱可 转化成具鱼腥味的三甲胺而影响蛋的品质。 4.氨基羰基反应(美拉德反应) 指氨基酸中的氨基与还原糖之间发生的 一种非酶促褐变反应。如赖氨酸的ε-NH2 与还原糖在过热条件下发生的反应, 反应结果使赖氨酸变为无效。易发生这种反应的氨基酸有赖氨酸、精氨酸、组 氨酸、色氨酸、苏氨酸等。 5.赖氨酰丙氨酸生成反应 指在碱性条件下,多肽链中赖氨酸的ε-NH2 与丙氨酸分子内发生的反应,生成赖氨酰丙氨酸残基。由于该生成物不能被酶 作用,故不能被动物吸收利用。此反应在用碱处理饲料蛋白时应特别注意。 6.其他反应 据研究,蛋白质饲料加热过度时,还可出现以下反应: (1) 可使来自组氨酸的组胺与赖氨酸结合,产生糜烂素。其量达 3mg/kg 时,即会使鸡发生肌胃糜烂、猪下痢、鱼肝脏机能下降等。 (2) 可引起氨基酸键之间发生新的交换,形成新的酰胺键,难以被酶水 解、消化(如赖氨酸中的ε-NH2 基易与天门冬氨酸或谷氨酸之间发生的反应)。 (3) 在一定条件下,氨基酸还能与铁、锰、钴、钙、锌等二价或二价以 上金属离子发生反应,生成螯合物。如氨基酸铁、氨基酸铜、氨基酸锰等。结 果使这些矿物元素的生物学效应得以提高,且易被动物体吸收利用。 三、寡肽 寡肽也称小肽,主要指由 2 个或 3 个氨基酸残基构成的二肽或三肽。由于 寡肽在动物营养与生理机能上的特殊作用,因此受到广泛的关注。 肽有开链和环链之分,开链肽有两个末端,环链肽无末端。一般蛋白质的 肽链为开链,某些抗生素中的肽(如短杆菌肽 S、酪酸杆菌肽、某些细菌的多 黏菌肽和缬氨霉素等)则为环链。 除了蛋白质局部水解可以产生各种简单的肽外,在自然界和生物体内还存 在许多活性的寡肽。例如动植物细胞内广泛存在的谷胱甘肽是一种三肽;动物
32 肌肉中存在的肌肽是一种二肽等。 寡肽中的二肽或三肽在动物肠道被直接吸收,显示出它对饲料蛋白质利用 的优势,使得小肽饲料添加剂生产工业及其消化代谢机理的研究成为当今动物 营养研究中的又一热点。 寡肽的理化特性与氨基酸类似,故不赘述。 四、其他含氮化合物 (一)酰胺类天冬酰胺和谷酰胺分别是天冬氨酸和谷氨酸的重要酰胺 (amide)衍生物。这2种酰胺己被列入氨基酸类。 尿素是一种最简单酰胺。它是哺乳动物体内氮代谢的主要尾产物。也是反 刍动物的一种非蛋白氮饲料。 另外,在禽类氮代谢的主要尾产物是尿酸。 (二)硝酸盐硝酸盐(nitrate)存在于植物饲料中,尤其是幼嫩的青饲 料。它本身并无毒性,但在适宜的条件下,如青饲料堆放或焖煮不当,在微生 物的作用下可使其转化为亚硝酸盐,动物食后会引起中毒。对于这一点,在生 立中须特别注意 (三)核酸核酸(nucleic acid)是一种高分子化合物,水解后生成一种 有碱性含氮化合物(嘌呤、嘧啶)入、戊糖(核糖或脱氧核糖)和磷酸组成的混合 物。核酸在动物体内的作用是贮存遗传信息,并通过它们将这些信息用于蛋白 质的合成过程中,对维持动物的生命活动和生产起着十分重要的作用。 第三节脂类 脂类(lipide)也称脂质,是指饲料干物质中的乙醚浸出物,包括脂肪(真 脂肪)和类脂质。脂肪是甘油和脂肪酸组成的三酰甘油,亦称甘油三酯或中性 脂肪。类脂质包括游离脂肪酸、磷脂、糖脂、脂蛋白、固醇类、类胡萝卜素和 脂溶性维生素等。 一、脂类的分类 脂类的分类方法较多,如按可否皂化分类,按是否含有甘油分类等。下面 按其化学结构特点将脂类分为以下4类: (一)单纯脂类(simple lipides)包括甘油三酯和蜡质。蜡由脂肪酸和
32 肌肉中存在的肌肽是一种二肽等。 寡肽中的二肽或三肽在动物肠道被直接吸收,显示出它对饲料蛋白质利用 的优势,使得小肽饲料添加剂生产工业及其消化代谢机理的研究成为当今动物 营养研究中的又一热点。 寡肽的理化特性与氨基酸类似,故不赘述。 四、其他含氮化合物 (一)酰胺类 天冬酰胺和谷酰胺分别是天冬氨酸和谷氨酸的重要酰胺 (amide)衍生物。这 2 种酰胺已被列入氨基酸类。 尿素是一种最简单酰胺。它是哺乳动物体内氮代谢的主要尾产物。也是反 刍动物的一种非蛋白氮饲料。 另外,在禽类氮代谢的主要尾产物是尿酸。 (二)硝酸盐 硝酸盐(nitrate)存在于植物饲料中,尤其是幼嫩的青饲 料。它本身并无毒性,但在适宜的条件下,如青饲料堆放或焖煮不当,在微生 物的作用下可使其转化为亚硝酸盐,动物食后会引起中毒。对于这一点,在生 产中须特别注意。 (三)核酸 核酸(nucleic acid)是一种高分子化合物,水解后生成一种 有碱性含氮化合物(嘌呤、嘧啶)、戊糖(核糖或脱氧核糖)和磷酸组成的混合 物。核酸在动物体内的作用是贮存遗传信息,并通过它们将这些信息用于蛋白 质的合成过程中,对维持动物的生命活动和生产起着十分重要的作用。 第三节 脂类 脂类(lipide)也称脂质,是指饲料干物质中的乙醚浸出物,包括脂肪(真 脂肪)和类脂质。脂肪是甘油和脂肪酸组成的三酰甘油,亦称甘油三酯或中性 脂肪。类脂质包括游离脂肪酸、磷脂、糖脂、脂蛋白、固醇类、类胡萝卜素和 脂溶性维生素等。 一、脂类的分类 脂类的分类方法较多,如按可否皂化分类,按是否含有甘油分类等。下面 按其化学结构特点将脂类分为以下 4 类: (一)单纯脂类(simple lipides) 包括甘油三酯和蜡质。蜡由脂肪酸和
33 一个长链的一元醇组成。 (二)复合脂(compound lipid)其分子中除了脂肪酸和甘油外,尚含有 其他化学基团。如磷脂(为含磷、氮的脂类,如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、 磷脂酰丝氨酸等)、糖脂(如半乳糖甘油酯)和脂蛋白。 (三)萜类(terpene)、类固醇(steroid)及其衍生物此类一般不含脂肪 酸。 (四)衍生脂(derived lipides) 系上述脂类的水解产物,如甘油、脂肪 酸及其氧化产物、前列腺素等。 二、脂肪 真脂肪(true fat)有时也称油脂。一般在常温下为液态者称油,固态者称 脂。天然油脂主要由3分子高级脂肪酸与1分子甘油组成,故又称甘油三酯。 脂肪的种类不同,油脂性状不同。如玉米油含90%不饱和脂肪酸,室温下 呈液态。牛油含饱和脂肪酸高,室温下呈固态。奶油含较多的低级挥发性脂肪 酸,故熔点低于牛油。大量研究表明,饲料油脂性质和营养价值主要决定于构 成它的脂肪酸。为此,有必要首先讨论一下脂肪酸的有关问题。脂肪类型不同, 脂肪酸的组成也不同。 (一)脂肪酸的分类与组成据研究,当前从油脂分离出的近百种脂肪酸 (fatty acid)中,除微生物界可见有碳原子为奇数呈分枝结构的脂肪酸外,其 他多呈偶数碳原子结构的直链脂肪酸。直链脂肪酸又可根据其是否溶解、挥发 和饱和程度分成3种类型,直链脂肪酸分类及其示例见表2-3。 1.水溶性挥发性脂肪酸即分子中碳原子数≤10的脂肪酸,常温下呈液态。 如丁酸、己酸、辛酸和癸酸等常见于奶油、椰子油中。 2.非水溶性挥发性脂肪酸如十二碳的月桂酸。 3,非水溶性不挥发性脂肪酸该类型脂肪酸又可根据其饱和程度分饱和脂 肪酸与不饱和脂肪酸。 (1)饱和脂肪酸脂肪酸分子的碳链上的每个碳原子有4个化学键,除2 个键用来互相连结外,另外2个如果全部与氢结合,则脂肪酸分子中不含双键
33 一个长链的一元醇组成。 (二)复合脂(compound lipid) 其分子中除了脂肪酸和甘油外,尚含有 其他化学基团。如磷脂(为含磷、氮的脂类,如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、 磷脂酰丝氨酸等)、糖脂(如半乳糖甘油酯)和脂蛋白。 (三)萜类(terpene)、类固醇(steroid)及其衍生物 此类一般不含脂肪 酸。 (四)衍生脂(derived lipides) 系上述脂类的水解产物,如甘油、脂肪 酸及其氧化产物、前列腺素等。 二、脂肪 真脂肪(true fat)有时也称油脂。一般在常温下为液态者称油,固态者称 脂。天然油脂主要由 3 分子高级脂肪酸与 1 分子甘油组成,故又称甘油三酯。 脂肪的种类不同,油脂性状不同。如玉米油含 90%不饱和脂肪酸,室温下 呈液态。牛油含饱和脂肪酸高,室温下呈固态。奶油含较多的低级挥发性脂肪 酸,故熔点低于牛油。大量研究表明,饲料油脂性质和营养价值主要决定于构 成它的脂肪酸。为此,有必要首先讨论一下脂肪酸的有关问题。脂肪类型不同, 脂肪酸的组成也不同。 (一) 脂肪酸的分类与组成 据研究,当前从油脂分离出的近百种脂肪酸 (fatty acid)中,除微生物界可见有碳原子为奇数呈分枝结构的脂肪酸外,其 他多呈偶数碳原子结构的直链脂肪酸。直链脂肪酸又可根据其是否溶解、挥发 和饱和程度分成 3 种类型,直链脂肪酸分类及其示例见表 2-3。 1.水溶性挥发性脂肪酸 即分子中碳原子数≤10 的脂肪酸,常温下呈液态。 如丁酸、己酸、辛酸和癸酸等常见于奶油、椰子油中。 2.非水溶性挥发性脂肪酸 如十二碳的月桂酸。 3.非水溶性不挥发性脂肪酸 该类型脂肪酸又可根据其饱和程度分饱和脂 肪酸与不饱和脂肪酸。 (1)饱和脂肪酸 脂肪酸分子的碳链上的每个碳原子有 4 个化学键,除 2 个键用来互相连结外,另外 2 个如果全部与氢结合,则脂肪酸分子中不含双键
34 这样的脂肪酸就是饱和脂肪酸(saturated fatty acid)。饱和脂肪酸在常温下多呈 固态(常见饱和脂肪酸的熔点见表2-3),主要有十四碳的豆蔻酸(奶油与花生 油中)、十六碳的棕榈酸(软脂酸)和二十碳的花生酸。 表2-3饲料中常见脂肪防酸的分类 类别 通俗名 简写符号 分子式 培点(C) 存在 系统名 酪酸 丁酸 C:HCOOH 70 件乳脂 羊油酸 己酸 水溶性 CsHu COOH 3.4 乳脂、可可油 挥发 (poicrid 60 羊脂酸 辛酸 脂防酸 CHIs COO 乳脂、可可油 (octanoicaid 羊蜡酸 癸酸 10:0 31.6 棕桐油、乳脂 非水溶 性挥发 月桂酸 十二酸 120 CuH2 COOH 442 可可油 性脂册 dauric acid) 酸 [肉】豆蔻酸 十四酸 (myristic acid) 140 53.9 内豆油、乳脂 非水溶性 棕榈酸(软酯酸 十六酸 不挥发村 160 CisH COOH 63.1 动、植物油脂 饱和脂助 硬脂酸 十八酸 180 69.6 动、植物油脂 (stearic acid) (octadecanoic acid) 花生酸 二十酸 200 6. 花生油 (arachidic acid) (eicosanoic acid)
34 这样的脂肪酸就是饱和脂肪酸(saturated fatty acid)。饱和脂肪酸在常温下多呈 固态(常见饱和脂肪酸的熔点见表 2-3),主要有十四碳的豆蔻酸(奶油与花生 油中)、十六碳的棕榈酸(软脂酸)和二十碳的花生酸。 表 2-3 饲料中常见脂肪酸的分类 类 别 通俗名 系统名 简写符号 分子式 熔点(℃) 存在 水溶性 挥发性 脂肪酸 酪酸 (butyric acid) 羊油酸 (caproic acid) 羊脂酸 (caprylic acid) 羊蜡酸 (capric acid) 丁酸 (butanoic acid) 己酸 (hexanoic acid) 辛酸 (octanoic acid) 癸酸 (decanoic acid) 4:0 6:0 8:0 10:0 C3H7 COOH C5H11 COOH C7H15 COOH C9H19 COOH -7.0 -3.4 16.5 31.6 [牛]乳脂 乳脂、可可油 乳脂、可可油 棕榈油、乳脂 非水溶 性挥发 性脂肪 酸 月桂酸 (lauric acid) 十二酸 (dodecanoic acid) 12:0 C11H23 COOH 44.2 可可油 非水溶性 不挥发性 饱和脂肪 酸 [肉]豆蔻酸 (myristic acid) 棕榈酸(软脂酸) (palmitic acid) 硬脂酸 (stearic acid) 花生酸 (arachidic acid) 十四酸 (tetradecanoic acid) 十六酸 (hexadecanoic acid) 十八酸 (octadecanoic acid) 二十酸 (eicosanoic acid) 14:0 16:0 18:0 20:0 C13H27 COOH C15H31 COOH C17H35 COOH C19H39 COOH 53.9 63.1 69.6 76.5 肉豆蔻油、乳脂 动、植物油脂 动、植物油脂 花生油
35 棕榈油酸 十六碳.9.烯酸( 乳脂、海藻类 (palmitolei (-headenoiccd) -0.50.5 16:1△ 十八碳.9.烯酸(顺) CIHs COOH 榄油等,分布广 油酸 (cis-9-octadecenoic acid) 181△= toleiearid 二十二瑞.13.烯酸(顺) 芥子酸 (as-13-docosenoic acid) 33.035.0 22:1△1c 十字花科种子袖 十八碳9,12.二烯酸(顺,顺) 非水溶性 亚油酸 (cis,cis-9,12-octadecadienoie acid) o 十八碳9,12,15-三烯酸(全顺) 18:2△l2 大豆油、亚麻籽油 不挥发 ainoleicaeid C COOH 等 a亚麻酸 (all,cis-9.12.15-octadecatrienoic acid 1.0 不的和能 183A%,12c15 +碳.581114四烯酸(全顺 防酸 亚麻籽油等 acid) (all.cis-5.8.11.14-eicosatetraenoic acid 204△5c,1l614 49.0 花生四烯酸 十碳5,811,14,17-五烯酸(全顺 卵磷脂、脑鳞脂 (arachidonic (all.cis-5.8.11.14.17-ei cosapentaenoic 54.0 53.0 二十碳五烯酸 二十二碳-4.7.10,13.16.19-六烯酸(全顺 22:6 鱼油、动物磷脂 (EPA) (all,cis-4,7,10,13,16.19-docosabexaen ,76101k1. 45.5 二十二碳六烯酸 c acid) (DHA) 鱼油、动物磷脂 (2)不饱和脂肪酸脂肪酸分子中的碳键未全部被氢占据,即分子中含有 双键(即不饱和键),这样的脂肪酸称为不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid) 不陶和脂肪酸分子中一般含有1~一6个双肆。桶常将分子中含有2个或2个以上 双键的十八或十八碳以上的脂肪酸称为高度不饱和脂肪酸或多不饱和脂肪酸。 脂肪酸的系统命名法是根据构成它的母体碳氢化合物的名称来命名的。并 且一般用简式Cx:,米表示(x代表碳链中碳原子数,y代表不饱和双键数)。 但是为了表示碳链上双键的位置,需要给碳原子编号,目前表示不饱和脂肪酸 的双键位置的方法有2种:①△编号系统(如表2-3中“简式1”项),自羧 基(一COOH)端碳原子开始计数,在“△”右上角用数字标明双键所在的位 置。例如“△,2C18:2指“十八碳二烯酸”,双键位于自羧基端开始起第9、10 碳原子间与12、13碳原子间,即亚油酸。②“编号系统,“。”后的数字表示 自末端甲基开始计数,至第一个双键开始的位置数(如表23中“简式2”项)。 近年米习惯于用“n”来代替希腊字母“。”。例如“C183u3”指“十八碳三烯 酸”,第一个双键位于自甲基端开始起第3、4碳原子间,即亚麻酸。 从表23可见,碳原子数量少的脂肪酸具挥发性,故称挥发性脂肪酸
35 非水溶性 不挥发性 不饱和脂 肪酸 棕榈油酸 (palmitoleic acid) 油酸 (oleic acid) 芥子酸 (erucic acid) 亚油酸 (linoleic acid) α-亚麻酸 ( α -linolenic acid) 花生四烯酸 (arachidonic acid) 二十碳五烯酸 (EPA) 二十二碳六烯酸 (DHA) 十六碳-9-烯酸(顺) (cis-9-hexadecenoic acid) 十八碳-9-烯酸(顺) (cis-9-octadecenoic acid) 二十二碳-13-烯酸(顺) (cis-13-docosenoic acid) 十八碳-9,12-二烯酸(顺,顺) (cis,cis-9,12-octadecadienoic acid) 十八碳-9,12,15-三烯酸(全顺) (all,cis-9,12,15-octadecatrienoic acid) 二十碳-5,8,11,14-四烯酸(全顺) (all,cis-5,8,11,14-eicosatetraenoic acid) 二十碳-5,8,11,14,17-五烯酸(全顺) (all,cis-5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid) 二十二碳-4,7,10,13,16,19-六烯酸(全顺) (all,cis-4,7,10,13,16,19-docosahexaenoi c acid) 16:1△9c 18:1△9c 22:1△13c 18:2△9c,12c 18:3△9c,12c,15c 20:4△5c,8c,11c,14c 20:5△5c,8c,11c,14c,17c 22:6△ 4c,7c,10c,13c,16c,19c C15H29 COOH C17H33 COOH C21H41 COOH C17H31 COOH C17H29 COOH C19H31 COOH C19H29 COOH C21H31 COOH -0.5~0.5 13.4 33.0~35.0 -5.0 -11.0 -49.0 -54.0~ -53.0 -45.5~ -44.1 乳脂、海藻类 橄榄油等,分布广 泛 十字花科种子油 大豆油、亚麻籽油 等 亚麻籽油等, 卵磷脂、脑磷脂 鱼油、动物磷脂 鱼油、动物磷脂 (2)不饱和脂肪酸 脂肪酸分子中的碳键未全部被氢占据,即分子中含有 双键(即不饱和键),这样的脂肪酸称为不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid)。 不饱和脂肪酸分子中一般含有 1~6 个双键。通常将分子中含有 2 个或 2 个以上 双键的十八或十八碳以上的脂肪酸称为高度不饱和脂肪酸或多不饱和脂肪酸。 脂肪酸的系统命名法是根据构成它的母体碳氢化合物的名称来命名的。并 且一般用简式 C x : y 来表示(x 代表碳链中碳原子数,y 代表不饱和双键数)。 但是为了表示碳链上双键的位置,需要给碳原子编号,目前表示不饱和脂肪酸 的双键位置的方法有 2 种:① △编号系统(如表 2-3 中“简式 1”项),自羧 基(-COOH)端碳原子开始计数,在“△”右上角用数字标明双键所在的位 置。例如“△9 ,12 C18: 2”指“十八碳二烯酸”,双键位于自羧基端开始起第 9、10 碳原子间与 12、13 碳原子间,即亚油酸。② ω编号系统,“ω”后的数字表示 自末端甲基开始计数,至第一个双键开始的位置数(如表 2-3 中“简式 2”项)。 近年来习惯于用“n”来代替希腊字母“ω”。例如 “C18:3ω-3”指“十八碳三烯 酸”,第一个双键位于自甲基端开始起第 3、4 碳原子间,即亚麻酸。 从表 2-3 可见,碳原子数量少的脂肪酸具挥发性,故称挥发性脂肪酸