饲料学课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,饲料学讲义,第一章 绪论,第一节 国外饲料业发展概况,一、萌芽阶段,（,19,世纪,70,年代以前,，1864年，德国,Weende,试验站的,Henneberg,与,stohmann,2,人创建了饲料概略养分分析法，在此基础上，1874年,wolff,首次提出了以总消化养分为(,TDN),为基础的饲养标准。,）,二、发展阶段,世界饲料,工业发展阶段,(,一,),开始阶段,1875,年，,John,Barwell,在美国伊利诺斯州沃基根市创建了,Blatchford,s,全球第一家饲料厂，生产犊牛饲料，,标志着世界饲料工业的开始,。,(,二,),起步阶段,从世界上第一家饲料厂建立20世纪初期,。在这一时期，饲料加工设备不断出现。从19世纪70年代欧洲研制出对辊式磨粉机开始，卧式混合机、制粒机，立式混合机、糖蜜饲料制粒机相继问世。,(,三,),成长发展阶段,二次世界大战以后，世界养殖业开始向集约化、专业化方向发展。与此相适应，国外饲料工业开始从农场中分离出来而成为一门相对独立的产业，进入成长发展时期。,在这一时期,，,颗粒膨化机问世。,豆粕、鱼粉成为主要的蛋白质饲料。脂肪被作为能量饲料使用。为了控制酸败，在脂肪中加入抗氧化剂。,证明了在配制饲料时，蛋白能量比的重要性。,研究出反刍动物净能体系。,饲料营养添加剂氨基酸、维生素、微量元素以及非营养性添加剂合成抗生素和合成抗菌素类的研究和应用，极大地提高了饲料产品的质量和畜禽的生产性能。,1950,年，美国配合饲料产量已达,2600,多万,t,，,日本,1960,1970,年配合饲料产量由,243.3,万,t,增加到,1499.7,万,t,。,(,四,),现代化的稳定发展阶段,20,世纪,70,年代以来,，由于动物科学和饲料加工技术的进步，以及电脑配方和自动化管理的引入，和酶制剂、酸化剂等新型饲料添加剂的不断研制和应用于生产，使技术含量高的浓缩饲料和预混料增长迅速，国外饲料工业进入现代化的稳定发展时期。,阶段特点,饲料加工机械自动化程度提高,，电脑自动取原料样品检验，并在极短时间,(2,3,min),出查验结果，电脑自动控制配、卸料。,饲料加工企业生产规模日益扩大,，,2001,年全球工业化饲料总量接近,6,亿,t,，,但,80%,以上是由不到,3500,家饲料加工厂生产的。,高新技术在生产中的应用,如美国在食品饲料行业中积极推行危害分析及关键控制点,(,hazard analysis and critical control point, HACCP),欧洲国家执行欧盟统一饲料标准。,为防止疯牛病,(,牛海绵样脑病，,BSE),和二口恶,英污染，世界上大多数国家相继采取措施，禁止所有反刍动物的肉骨粉作反刍动物的饲料或所有动物的饲料，禁止被二口恶,英污染的饲料作原料。,由于抗生素所引起的耐药性和药物残留及激素类药物所引起的副作用，绿色饲料添加剂应运而生，越来越广泛地得到应用。,三、牧草和粗饲料是世界饲料业的重要内容,农作物秸秆,优质牧草,第二节,中国饲料业发展概况,一、中国饲料业发展史,(,一,),古代的中国饲料业历史悠久,(,二,),近代中国饲料业发展缓慢,(,三,),现代中国饲料业迅速发展成为一门独立的学科,20,世纪,70,年代以来，是我国饲料业快速发展的时期。,1. 饲料工业体系的建立,我国的饲料工业,起步于,70,年代中后期,，比发达国家晚了半个多世纪。,饲料机械制造企业已发展到,270,多家，涌现出江苏正昌集团、牧羊集团等一批龙头企业。,我国饲料工业开始起步时，除部分微量元素添加剂能自行生产外，维生素、抗生素、氨基酸、酶制剂等饲料添加剂基本上依赖进口。,现有饲料原料中，除大豆、鱼粉有较大量进口外，大部分实现了自给。,1978,年我国混配合饲料仅几十万,t,1983,年发展到,800,万,t,2001,年达到,7807,万,t,，,其中配合饲料产量,6087,万,t,，,浓缩饲料,1419,万,t,，,添加剂预混料,301,万,t,，,饲料工业产值,1644,亿元稳居我国工业第,15,位，在世界配合饲料中排行第,2,位。,2. 大力开发和利用牧草和秸秆饲料资源,紫花苜蓿发展面积已达,133,万,hm,2,。,通过推广秸秆氨化、微贮等技术，改善了秸秆饲料的营养价值、适口性和消化率，因而产生了良好的饲喂效果,。,3. 动物营养与饲料科学是饲料业体系的科学支柱,二、当前我国饲料业中存在的主要问题及对策,(,一,),饲料及饲料添加剂资源短缺,蛋白质饲料的缺口较大。,2001,年我国鱼粉需求量共,120.17,万,t,，,其中国产鱼粉仅,30,万,t,，,且质量欠佳,2001,年我国进口大豆,1394,万,t,，,生产豆粕,1200,万,t,，,进口豆粕,53.6,万,t,，,维生素、氨基酸及药物添加剂严重依赖进口的局面很难在短时期内迅速扭转。,(,二,),配合饲料的使用比例低,(,三,),单个工业饲料企业的生产规模小,(,四,),基础研究薄弱,(,五,),解决饲料安全问题刻不容缓,第三节,未来世界饲料业发展趋势,配方设计更科学,饲料产品的科技含量更高,饲料企业规模会更大,饲料原料的来源更广,安全绿色食品将是关注的焦点,第四节,饲料学的性质、任务和内容,性质和任务,饲料学,(,feed science),是一门研究动物营养、饲料生产、饲料加工、饲料配合、人畜卫生、畜产品品质以及环境保护等的一门综合性学科。,二、饲料学研究的内容,饲料化学,：研究饲料中各种营养物质的种类、性质及功能。,饲料营养价值评定,：研究评定饲料营养价值的各种技术的原理、方法、优缺点及未来的发展方向和科学合理利用饲料的依据。,饲料分类,：研究饲料分类的方法以及各类饲料的特性。,饲料原料,：研究饲料的营养特性、加工方法、质量标准及饲用价值。,饲料与人畜卫生,：研究饲料中各种营养物质对畜产品品质及风味的关系；饲料中有毒有害物质、抗营养因子对畜禽生产性能的影响。,饲料配合,：阐明科学设计、配制营养全价的平衡饲粮的原则和方法。,第二章 饲料化学,主要目的,了解构成饲料的各种营养物质的化学基础。,第一节 碳水化合物,碳水化合物,(,carbohydrate),是植物性饲料的一项重要组成成分，其含量一般约占植物体干物质总重的,50%,80%,。,在除乳以外的动物性饲料中，碳水化合物总量虽不及,1%,，但却是动物体中重要的组织、能源、贮备物质和合成某些外分泌成分如乳脂、乳糖的原料。,饲料中所含碳水化合物根据单糖的聚合度，主要,分为,3,大类,：,即单糖,(,不能被水解的简单化合物,),低聚糖,(,单糖聚合度,10,的碳水化合物，又称寡糖,),高聚糖,(,单糖聚合度,10,的复杂碳水化合物，又称多糖,),。,此外，尚含一些糖类衍生物,(,如几丁质、甘油等,),。,一、单糖,单糖,(,monosaccharide,),是最简单的一类碳水化合物，包括丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖及衍生糖。,分子结构特点是：,1,个碳原子的,2,个共价键分别与,1,个氢原子和,1,个羟基相连,(,H,C,OH),，,下余,2,个价键再分别与其它碳原子相连；每个糖分子中均含有,1,个羰基,(=,CO,也称碳氧基,),。,从化学结构特点看，单糖属多元羟基醛、酮或它们的缩合物。故有人又将单糖分成醛糖,(,如葡萄糖,),和酮糖,(,如果糖,)(,如图,2-2),。,二、低聚糖,(,oligosaccharide,),低聚糖一般是指由,2,6,个单糖通过糖苷键组成的一类糖。,双糖,双糖,(,disaccharide),又称二糖，是由,2,分子单糖脱水缩合而成的一类糖。植物组织中存在的双糖主要有,蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖、海藻糖、蜜二糖等,，而动物乳中则含有较多乳糖。,双糖在动物体消化道内需经相应酶作用分解成单糖，才能被动物体吸收利用。,多糖,(,polysaccharide),多糖,是由,10,个糖单位以上单糖分子经脱水、缩合而成，属一类结构复杂的高分子化合物。,多糖广泛分布于植物和微生物体内，动物体内也有少量分布,(,主要为糖原,),。,从其功能角度考虑多糖可以分成,营养性多糖：如淀粉、菊糖、糖原,结构多糖：其余多糖。,(,一,),淀粉,淀粉,(,starch),是由,D-,葡萄糖组成的一种多糖，以微粒形式大量存在于植物种子、块茎及干果实中，属植物体中一种贮藏物质。,淀粉分直链淀粉(溶于热水)和支链淀粉(不溶于热水)2种，前者是葡萄糖以,-1,4,糖苷键连接的链状分子；后者是除葡萄糖以,-1,4,糖苷键结合的主链外，尚含有,-1,6,糖苷键与主链相连的支链。,1.,淀粉的特性,糊化,指天然淀粉颗粒,(,生淀粉、,-,淀粉,),在适当温度下在水中膨润，分裂成均匀、有粘性的糊状溶液，此现象即称为淀粉的糊化，处于这种状态的淀粉被称为,-,淀粉。,老化,是指糊化淀粉缓慢冷却或在室温下长期放置后变得不透明，甚至产生沉淀，此现象即称淀粉的老化。老化的淀粉较难以被淀粉酶水解，不利动物消化利用。,胶化,是指利用高温或其它手段使淀粉粒破碎的过程。原因是淀粉分子中虽含有很多的羟基，但这些羟基是通过高强度化学氢键结合的，从而使淀粉具有不同程度的抗涨破或抗压碎能力。,2.,动物对淀粉的消化利用,淀粉 糊精（多个长短不一的多苷链片段,的,统称,),麦芽糖 葡萄糖,糊精,(,dextrin),是淀粉消化或加温水解而产生的一系列有支链的低分子化合物。,糖原,(,glycogen),结构与支链淀粉相似，是糖在动物体内存在的另一种形式,。,非淀粉多糖,(,non,-,starch polysaccharides, NSP),是植物的结构多糖的总称，是植物细胞壁的重要成分。,它主要由纤维素、半纤维素、果胶和抗性淀粉,(,阿拉伯木聚糖、,-,葡聚糖、甘露聚糖、葡甘聚糖等,),组成。,纤维素属于不溶性,NSP,，,其余的属于可溶性,NSP,。,可溶性,NSP,的抗营养作用日益受到关注。大麦中的可溶性,NSP,主要是,-,葡聚糖和阿拉伯木聚糖，猪鸡消化道内缺乏相应的内源酶，因此不能将其消化。,纤维素,(,cellulose),是植物细胞壁的主要结构成分。秸秆饲料中含量高，其量超过其它碳水化合物的总和。,化学结构是由多个,-,1,，,4,糖苷键连接的葡萄糖聚合体，,呈扁带状微纤维。,哺乳动物体内,不含,-,1,，,4,糖苷键水解酶,(,纤维素酶,),，故无法直接利用，但消化道内共生的细菌、真菌分泌的纤维素酶可分解纤维素供动物利用。,半纤维素,(,hemicellulose,),是由多个高聚糖组成的一种异源性混合物，包括戊聚糖、己聚糖等各自的聚合体。其中戊聚糖中的木聚糖是构成植物茎叶、秸秆的骨架。,多年来国内外学者先后研究与推广粗饲料的碱化、氨化、微贮处理以及通过添加,-,葡聚糖酶、纤维素酶等来提高饲料的利用率。,果胶,(,pectin),属胶状多糖类，是细胞壁成分之一，广泛存在于各种高等植物细胞壁和相邻细胞之间的中胶层中，具粘着细胞和运送水分的功能。,木质素,(,lignin),是一种高分子苯基丙烷的非晶体聚合物。,与碳水化合物相比较，碳多,(,氢氧比并非,2,1),，且常含氮，因此严格地来说它不属碳水化合物。,木质素的准确化学结构至今尚不太清楚。,结合糖,(,bound,saccharide,),是指糖与非糖物质的结合物。常见的有与蛋白质结合，统称为糖蛋白。如,氨基多糖,又称粘多糖,蛋白多糖,又称粘蛋白,第二节,含氮化合物,粗蛋白,(,Crude Protein,，,CP),：,饲料中所有含氮物质的统称,，,包括真,(,纯,),蛋白质与非蛋白含氮物,(,NPN),。,饲料,CP,含量 = 6.25饲料含氮量,一、蛋白质的性质与分类,具有水解特性。,具有胶体性质。,变性,蛋白质的分类,按生理功能可分为,：结构蛋白,(,如胶原纤维、肌原纤维等,),、贮藏蛋白,(,如清蛋白、谷蛋白、酪蛋白和生物活性蛋白,(,如酶、激素等,),。,按蛋白分子形状可分为,：球蛋白和纤维蛋白。,按加工性状表现可分为,：面筋性蛋白,(,醇溶蛋白、谷蛋白,),和非面筋性蛋白,(,清蛋白、球蛋白,),。,按化学组成,，一般多将蛋白质分为：单纯蛋白质、复合蛋白质和衍生蛋白。,1.,单纯蛋白质,(,simple protein),，如,清蛋白,(,albumin,),又称白蛋白。广泛存在于动植物组织中，如血清蛋白、乳清蛋白等。,球蛋白,(,globulin),广泛存在动植物组织中，如血清球蛋白、肌球蛋白、大豆豆球蛋白等。,谷蛋白,(,glutelin,),仅存在植物组织中，如小麦中的麦谷蛋白、大米中的米谷蛋白等，含谷氨酸较多,。,复合蛋白,(,onjugated,protein),由单纯蛋白和非蛋白辅基结合而成。按辅基不同，复合蛋白一般又可分为：,脂蛋白,(,lipoprotein)：,由蛋白质与脂肪或类脂质,(,磷脂、类固醇等,),结合而成。血、乳、蛋黄、神经及细胞膜中含量较高。,核蛋白,(,nucleoprotein)：,由单纯蛋白与核酸结合而成。为细胞核的组分，对动物的生长、繁殖有特殊功能。,糖蛋白,(,glycoprotein,)：,由蛋白质和碳水化合物组成。如动物体中的粘蛋白等。,色蛋白,(,chromoprotein,),由蛋白质和色素物质组成,(,以色素作为辅基,),。如血红蛋白和细胞色素,C,以铁卟啉为辅基。,磷蛋白,(,phosphoprotein,)：,由蛋白质和磷酸组成。如酪蛋白、卵黄磷蛋白等。,金属蛋白,(,metalloprotein,)：,由蛋白质和金属元素组成。如 细胞色素氧化酶含,Fe,和,Cu,衍生蛋白,(,derived protein)：,既包括蛋白质分子内部结构变化的变性蛋白质，又包括天然蛋白质经酸、碱、酶等处理后所生成的蛋白胨、肽、明胶等。,氨基酸,(,amino acid),名称,英文名,简写符号,*,名称,英文名,简写符号,*,丙氨酸,alanine,Ala,，,A,苏氨酸,threonine,Thr,，,T,缬氨酸,valine,Val,，,V,半胱氨酸,cysteine,Cys,，,C,亮氨酸,leucine,Leu,，,L,酪氨酸,tyrosine,Tyr,，,Y,异亮氨酸,isoleucine,Ile,，,I,天冬酰胺,asparagine,Asn,，,N,脯氨酸,proline,Pro,，,P,谷氨酰胺,glutamine,Gln,，,Q,苯丙氨酸,phenylalanine,Phe,，,F,赖氨酸,lysine,Lys,，,K,色氨酸,tryptophan,Trp,，,W,精氨酸,arginine,Arg,，,R,蛋氨酸,methionine,Met,，,M,组氨酸,histidine,His,，,H,甘氨酸,glycine,Gly,，,G,天门冬氨酸,aspartic,acid,Asp,，,D,丝氨酸,serine,Ser,，,S,谷氨酸,glutamic,acid,Glu,，,C,氨基酸的主要化学反应特性,脱氨基反应,脱羧基反应,氨基羰基反应,(,美拉德反应,),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。如,谷胱甘肽、肌肽等。,其他含氮化合物,如,酰胺类,(,amide),、,硝酸盐,(,nitrate),、,核酸,(,nucleic acid),第三节 脂类,(,lipid),脂类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甘油三酯或中性脂肪。,类脂,包括有游离脂肪酸、磷脂、糖脂、脂蛋白、固醇类等。,一、脂类的分类,按化学结构特点将脂类分为以下,4,类,1.,单纯脂类,(,simple,lipide,),包括甘油三酯和蜡质。蜡由脂肪酸和一个长链的一元醇组成。,2.,复合脂,(,compound,lipide,),其分子中除了脂肪酸和甘油外，尚含有其它化学基团。如磷脂,(,为含磷,),、糖脂,(,如半乳糖甘油酯,),和脂蛋白,3.,萜类,(,terpene,),、,类固醇,(,steroid),及其衍生物,此类一般不含脂肪酸。,4.,衍生脂,(,derived,lipide,),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。,饲料油脂性质和营养价值主要决定于构成它的脂肪酸。,脂肪酸,(,fatty acid),饱和脂肪酸,(,saturated fatty acid),。,常温下多呈固态，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。,不饱和脂肪酸(,unsaturated fatty acid),。,亚油酸、,亚麻酸、花生四烯酸,多不饱和脂肪酸,含有两个或两个以上双键的十八或十八碳以上的脂肪酸,挥发性脂肪酸,(,VFA),脂肪的主要性质,1.,水解特性,在稀酸或强碱溶液中水解成甘油和脂肪酸。也可以在微生物产生的脂肪酶催化下水解。这类水解对脂类营养价值没有影响，但水解产生的某些脂肪酸有特殊的异味或酸败味，可能影响动物适口性。,“皂化反应”,C,3,H,5,(OOCR),3,3,NaOH,C,3,H,3,(OH),3,3 R.,COONa,皂化价,：皂化,1,g,脂肪所需,KOH,的,mg,数。,皂化价高，说明组成该油脂的脂肪酸碳链较短；。,2.,不饱和脂肪酸的加成反应,氢化作用,也称为“硬化”。,碘价,：100,g,脂肪或脂肪酸所能化合碘的克数即碘价表示脂肪或脂肪酸的不饱和程度。,饲草中脂肪在反刍动物瘤胃内发生氢化,3.,脂肪氧化酸败,水解型酸败,通常是微生物,(,如霉菌繁殖产生解脂酶,),作用于脂肪，引起简单的水解反应，使之水解为脂肪酸、甘油二酯、甘油一酯和甘油的结果。这类水解对脂类营养价值并无妨碍，但水解产生的某些脂肪酸有特殊的异味或酸败味，可能影响动物适口性。,氧化酸败,脂肪在贮藏过程中，受到有氧气的条件下自发地发生氧化，或微生物、酶等的作用下氧化，生成过氧化物，并进一步氧化成低级的醛、酮、酸等化合物同时出现异味的现象称为脂肪氧化酸败。按照引起脂肪氧化酸败的原因和机制，通常分为2种类型。,脂肪氧化酸败通常分为,2,种类型。,酮型酸败,（,型氧化酸败）是指多脂饲料,发生霉变,时，脂肪水解产生的游离饱和脂肪酸在一系列酶的促进下氧化，最后产生有怪味的酮酸和甲基酮，而使饲料脂肪发生的质变。多发生在与,-,碳位之间的键上，因而又称其为,-,型氧化酸败。,氧化型酸败,（自动氧化） 主要发生在含,多不饱和脂肪酸,的饲料中，酸败的结果产生不良气味。如玉米粉、米糠等多脂饲料贮藏时，既使没有发生霉变，也会发生脂肪的自动氧化酸败，从而降低饲料的营养价值。,脂肪氧化酸败的后果,既降低了脂肪的营养价值，也产生不适宜的气味，引起动物采食量下降，同时增加饲料中抗氧化物质的需要量。引起胃肠道微生物区系发生变化或胃肠道发炎或引起消化紊乱。,油脂氧化酸败的程度可用酸价来表示。,酸价,中和,1,g,油脂中游离脂肪酸所需,KOH,的毫克数。一般酸价大于,6,的油脂不能饲喂动物。,高脂肪饲料在贮藏时，贮期不宜过长，粉碎后宜加入抗氧化剂或控制每次粉碎量等。如玉米，每次粉碎量一般以,10,d,的使用量为限。,三、类脂,(,一,),磷脂与糖脂,1.,磷脂,磷脂,(,phosphatide,),2.,糖脂,糖脂,(,glycolipid,),(,二,),萜类,(,terpene,),胡萝卜素为四萜。脂溶维生素,A,、,E,、,K,亦属萜类。,(,三,),固醇,(,steroid),以环戊烷多氢菲核为骨架的物质,第四节,矿物质,(,mineral element),矿物质元素是动物生命活动和生产过程中起重要作用的一大类无机营养素。,分类,常量元素：,是指动物体内含量在,0.01%,以上的元素，包括有,Ca,、,P,、,S,、,Cl,、,K,、,Na,、,Mg,。,微量元素：,是指动物体内含量在,0.01%,以下的元素，动物体内必需的微量元素有,Fe,、,Cu,、,I,、,Zn,、,Mn,、,Co,、,Mo,、,Se,、,Cr,等。,二、必需矿物质元素,(,essential mineral element),1950,年以前，知其生理作用的矿物质元素有,7,种常量元素,(,Ca,、,P,、,S,、,Cl,、,Na,、,K,、,Mg),和,6,种微量元素,(,Fe,、,Cu,、,I,、,Zn,、,Mn,、,Co),1953,年发现了,Mo,1957,发现了,Se,1959,年分别,Cr,以后又陆续发现了,F,、,Ni,、,Si,、,V,、,As,、,B,等,11,种。,作为动物必需矿物质元素应符合的条件,1,这个元素普遍存在于各种动物正常组织中，且在群体内分布均匀，含量稳定。,2,该元素对各种动物的基本生理功能与代谢规律是共同的。,3,该元素缺乏或供给过多，在各物种动物间表现出相似的生理生化失常，即相同的缺乏症和过多症。,4,给动物补给该元素，能治疗或减轻其缺乏症。,注意事项,一般饲料中所含都能满足动物需要，如,F,、,Pb,、,Cd,、,As,等，在生产实际中应防止其中毒。,易造成动物缺乏的元素。如，,Ca,、,P,、,Cl,、,Co,、,Fe,、,Cu,、,Zn,、,Mn,、,I,和,Se,等,维生素,（,vitamins）,维生素属于维持人和动物正常生理机能所必需，且需要量又极微小的一类低分子有机物质,。,维生素的分类,（1）,脂溶性维生素,维生素,A、,维生素,D,（,D,2,、,D,3）,维生素,E、,维生素,K,（,K,1,、,K,2,、,K,3）,水溶性维生素,B,组维生素,硫胺素,(,维生素,B,1,)、,核黄素,(,维生素,B,2,),泛酸,(,维生素,B,3,)、,烟酸,(,维生素,PP,，,维生素,B,5,),吡哆醇,(,维生素,B,6,)、,生物素,(,维生素,H),叶酸,(,维生素,M,，,B,11,)、,胆碱,(,有人称维生素,B,4,),氰钴素,(,维生素,B,12,),维生素,C(,抗坏血酸,),维生素的分类,（2）,外源性维生素,：由饲料提供的维生素,内源性维生素：,在动物体内合成,消化道微生物合成的。如,B,族维生素和维生素,K,（,瘤胃、,大肠）,。,动物本身的器官或组织合成的维生素,如动物皮肤中存在的二脱氢胆固醇，经紫外线照射后可转化为维生素,D,3,；,动物的肾上腺,(,还有肠及肝脏,),可合成维生素,C,。,第六节 水分,一、水分的存在形式,自由水,(,free water),：具有与普通水一样的热力学运动能力的水，也称为游离水。,结合水,：与饲料中的蛋白质、碳水化合物的活性基团结合而不能自由运动的水。,饲料的水分，无论自由水或结合水均在,100,105,下干燥时都可以蒸发掉，因此饲料水分一般都用该温度下的失重来测定。,二、水分的活性度,水分的活性度,(,water activity, A,w,),：是指饲料所显示的水蒸汽压,(,P),对同一温度下的最大水蒸汽压,(,P,0,),之比。即：,A,W,=P/P,0,对于纯水来说，其蒸汽压,P,和,P,0,是相等的，即它的,A,W,应为,1,。,A,W,的意义,对于饲料来说，水和蛋白质、碳水化合物等固形物在一起，而且水分相对也较少，其水蒸气压也就小，所以,饲料水分的活性度,A,W,小于,1,水果,等含水量高的物品其,A,W,值为,0.98,0.99,；,谷物,等配合饲料原料的,A,W,值为,0.60,0.64,；,微生物,可以繁殖的饲料,A,W,值为：,细菌不低于,0.90(,多数为,0.94,0.99),酵母为,0.88,霉菌为,0.80,第七节 其他成分,一、抗营养因子,饲料抗营养因子,(,antinutritional,factors,ANFs,),：,饲料中存在的能破坏营养成分或阻碍动物对营养成分的消化、吸收和利用并对动物的健康状况产生负作用的物质,。,有些饲料还可能存在对动物主要产生毒性作用的物质,，,即毒物,(,或毒素,),。,但在实践中,ANFs,和毒物之间并无特别明显的界限，毒物也通常表现出一定的抗营养作用，有些抗营养因子也表现出一定的毒性作用而给动物造成一定损害。,二、饲料中的色素,(,一,),天然色素与结构,据研究，饲料中的天然色素都是由,发色基团,和,助色基团,组成的。,发色基团,：是指凡有机分子在紫外光及可见光区域内,(200,nm,700 nm),有吸收峰的基团。属发色基团的有,C,C,、,C,O,、,CHO,、,COOH、NN、NO、N,2,、,CS,等,助色基团,：是指本身吸收波段在紫外区，若将其接到共轭体系或发色基团上，则可使共轭键或发色基团的光吸收波段移向长波方向的基团。这种基团包括：,OH,、,OR,、,NH,2,、,SH,、,Br,和,Cl,等。,共轭多烯化合物的吸收光波、共轭双键与着色的关系,C,C,乙烷,135,无色,0,H,2,C=CH,2,乙烯,185,无色,1,H,2,C=CH,CH=CH,2,丁二烯,-(1,，,3),217,无色,2,(,CH=CH,),3,己三烯,258,无色,3,(,CH=CH,),4,二甲基四烯,296,淡黄色,4,(,CH=CH,),5,维生素,A,335,淡黄色,5,(,CH=CH,),8,二氢,-,胡萝卜素,415,橙色,8,(,CH=CH,),11,番茄红素,470,红色,11,体系,化合物,波长,(,nm),颜色,双键数,(,CH=CH,),15,去氢番茄红素,504,紫色,15,饲料中的天然色素,饲料中天然色素种类很多，但与营养有关的主要有如下,3,类：,1.,吡咯衍生物,此衍生物属于,4,个吡咯环的,-,碳原子通过次甲基相连而成的一类复杂共轭体系，通常称卟吩，中间有金属原子以共价键或配位键与之相结合。,(1),叶绿素,常将绿色残存度作为评定牧草品质的感观指标之一。,(2),血红素,由,1,个铁原子与卟啉环构成的铁卟啉吩化合物。血粉中由于该铁已变成三价，消化道难以吸收，故生产中不宜用血粉供铁源。,2.,异戊二烯衍生物,该类衍生物是以,异戊二烯,残基为单元，,以共轭键为基础组成的一类色素。广布自然界，但仅部分具着色功能。,(1),胡萝卜素类,结构为共轭多烯烃。可分为,胡萝卜素、,胡萝卜素、,胡萝卜素及番茄红素,4,种，其中以,胡萝卜素最为重要，结构、生理功能与维生素,A,相似，故称维生素,A,原。但,着色效果较差,。,(2),叶黄素类,为共轭多烯烃的含氧衍生物，以醇、醛、酮、酸的形式存在，可分为：,叶黄素,(,C,40,H,56,O),，,着色效果较佳；,玉米黄素,(,C,40,H,56,O),，,黄色玉米中含量较高；,隐黄素,(,C,40,H,56,O),，,主要存在黄玉米与南瓜中；,番茄黄素,(,C,40,H,56,O),，,番茄中含量高；,辣椒红素,(,C,40,H,56,O),，,主要存在红辣椒中，着色效果较好；,柑橘黄素,(,C,40,H,56,O),，,主要存在柑橘皮中，着色效果较好；,虾黄素,(,C,40,H,52,O),，,主要存在虾、蟹、牡蛎、昆虫等动物体内，与蛋白质结合时呈蓝色,(,虾青素,),，煮熟后因蛋白变性，被氧化成虾红素，对虾、蟹及鱼类着色效果较好；,茜草色素,，存在于蕈类和鳟鱼中,，,具有较佳着色效果。,3.,多酚类色素,结构中最基本的母核是,苯环和,-,吡喃环,。,自然界常见的有,花青素、黄酮素和儿茶素，,属于植物性饲料中的水溶性色素，但对,动物产品无着色效应,。,三、饲料的味嗅物质,饲料味嗅,是指动物以味觉、嗅觉为基础，对饲料气味和滋味产生的一种综合感应力。,动物味觉的产生,味,蕾,大脑,味觉,中枢,产生,味觉,饲料,滋味,溶入,唾液,刺激,口腔,舌表,面,大脑分析,神经纤维传导,各种动物的味蕾数,小猫,473,鲇鱼,1,10,6,莺,46,蝙蝠,8,10,4,小牛,2.5,10,4,八哥,2,10,2,人,9,10,3,雏鸡,8,鸭,2,10,2,猪、山羊,1.5,10,4,公鸡,(3,周龄,),24,鹦鹉,350,动物,味蕾数,动物,味蕾数,动物,味蕾数,兔,1.7,10,4,鸽,37,日本鹦鹉,62,味感嗜好,牛,喜欢甜味及挥发性脂肪酸味，对苦味耐受力低，拒食大茴香味。,山,羊喜挥发性脂肪酸味，对苦味耐受力强，拒食过酸物质。,马,的味、嗅觉均灵敏，喜食苹果甜味，拒食霉变味和鱼肝油味。,断奶仔猪,喜食乳汁甜味、玉米香味、味精味、柠檬酸味和鱼溶浆味。,成猪,对有机酸、柑橘、鲜肉与糖蜜味偏好，厌食肉骨粉、化学药品及重金属味。,鱼类,对巧克力、乳酪、牛乳、鱼肉味偏好。某些氨基酸对鱼类味觉刺激效果明显,(,品种间差别较大,),，如虹鳟饲料中添加蛋氨酸效果最好，丙氨酸、胱氨酸、甘氨酸可促其摄食。鲤鱼饲料中添加精氨酸、谷氨酸效果好，蛋氨酸、丙氨酸可促进摄食。草鱼饲料中添加胱氨酸效果显著，添加精氨酸、蛋氨酸、丙氨酸也有一定效果。某些含硫有机化合物,(,对鲤鱼,),、部分植物性挥发油及大蒜，分别对小杂鱼、小虾、对虾、鳝鱼、虹鳟、鲤鱼和桃花鱼有较好的诱食效果。,2.,味觉与呈味物质,酸味与酸味物质,酸味是由,H,刺激舌粘膜引起。因此凡在溶液中能解离出,H,的化合物均称酸味物质。,常见的酸味物质,主要有乳酸、醋酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸和磷酸等。,甜味与甜味物质,一般认为，凡具有甜味感的物质都有,1,个负电性原子,A(,氧或氮,),，与该原子上的,1,个质子,(,H,),以共价键相连接，即,A,H,，,如,(,OH),、,(,NH),、,(,NH,2,),等基团，并从,A,H,基团的原子起,2.5,4.0,的距离内，必有一个负电性原子,B(,也是氧或氮,),。当甜味化合物的,AH,B,单位与味感受器上的,AH,B,单位作用，形成氢键结合时，即会产生甜味感。,自然界中除糖外，常见的,甜味物质,主要有：木糖醇、山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇等；,合成甜味物质,主要有糖精,(,邻苯酰磺酰亚胺,),等。,苦味与苦味物质,一般指含有下列任何一种原子团,(,N,2,、,N,、,SH,、,S,、,S,S,、,SOH,、,C,、,Ca,、,Mg,、,N,4,+,等,),的物质均可产生苦味。,天然苦味物质,主要存在龙胆科、菊科、唇形科植物,(,如生物碱、糖苷,),和动物胆汁中。,配合饲料中的苦味,主要来自微量元素和某些药物，,如,MgCl,2,、,MgSO,4,、,KI,具苦味，,NH,4,Cl,、,KBr,具咸苦味。,辣味与辣味物质,辣味是由辣味物质刺激口腔触觉神经、舌和鼻腔而产生。,辣味物质,是指分子中含有,酰胺基、酮基、异腈基,等官能团,(,多为疏水性强的化合物,),的一类物质。,适量的辣味,具有增进动物食欲、促进消化液分泌和杀菌等功能。,咸味与咸味物质,纯正的咸味只有,NaCl,才会产生。,其它物质如,NH,4,Cl,、,CuSO,4,、,KI,、,MgSO,4,、,KBr,等虽也属矿物盐，但除具咸味外，还具苦味。,常见的,咸味物质,主要有,NaCl,、,KCl,、,NaI,、,NaNO,3,、,KNO,3,等。,涩味与涩味物质,涩味是指口腔粘膜蛋白凝固、引起收敛时产生的一种味感。,引起饲料涩味的化学成分,主要是多酚类化合物，其次是铁、草酸、鞣酸、香豆素和某些非营养性添加剂。,(,二,),嗅觉化学,1.,嗅觉概述,饲料的香气是通过嗅觉实现的。当前嗅觉机理可概括为,2,个方面：,一是微粒理论,，即研究发香物质分子微粒在嗅觉器官中，经过物理作用而产生的嗅觉。,二是电波理论,，认为发香物质的分子由于价电子振动时将电磁波传入嗅觉器官而产生嗅觉。,家禽味觉较灵敏而嗅觉差,，若在饲料中添加具有香味的中草药或“美味香”添加剂，则可明显提高肉仔鸡的采食量和日增重。但添加时应注意动物对已习惯“香气”的爱好，严禁突然添加，提倡逐渐适应。,香气及其结构,香气取决于物质的分子结构，其中,官能团,决定着香气的种类，其它部分则决定着香气的类型。,发香原子或发香团：,形成香味的原子或原子团。,发香团,有如下几种：,羟基、硝基、异氰基、苯基、醛基、酰胺基、酯基、羰基等,。此外，酮类、酯类、芳香族化合物也多具特殊香味。,脂肪酸类中的,异戊酸、己酸,具汗臭味。,含,N,化合物中的,二甲胺、三甲胺、乙胺和腐胺,等具恶臭味。,饲料原料中的气味可分为,3,种：,(1),谷实、饼粕烘烤或膨化时所产香味,研究表明，糖类是形成该香味的前体物,(,糖类单独热解可形成醇类、丁二酮等芳香物,),；,脂肪和含硫化合物,(,维生素,B,1,、,含硫氨基酸,),分解时也可发出香气；,糖和氨基酸反应,(,美拉德反应,),产生的吡嗪衍生物，则是谷物、饼粕烘烤香气的主要来源。,(2),鱼粉中的腥味,以海产鱼制作的鱼粉腥味较淡，而以淡水鱼制作的鱼粉腥味较浓。,新鲜鱼粉,中产生的腥臭成分主要有,氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、吲哚、粪臭素和脂肪酸氧化产物等。,腐败鱼腥臭味主要来自鱼体自身存在的,氧化三甲胺,，,(3),植物性香气味,草粉、叶粉和某些中草药等物可散放出一种植物香气。这些香气物的成分主要是,挥发油,。,植物品种不同挥发油成分和含量不同,(,一般植物中约含,0.001%,10%),。,其成分包括脂肪族、芳香族、萜类化合物以及它们的含氧衍生物醇、醛、酮、酚、醚、酯等,。,如青草和草粉中的青叶醇,(,CH,3,CH,2,CH,CH,CH,2,CH,2,OH),、,桂皮中的桂皮醛，茴香中的小茴香酮等。,思考题,1.,各种糖类的结构特点。,2.,何谓美拉德反应,(,Maillard,Reaction),？,它对饲料的营养价值有何影响？,3.,何谓低聚糖,(,寡聚糖,),？有何利用价值？在利用时应注意那些问题？,4.,何谓,NSP,、,CP,和,NPN,？,5.,何谓氨基酸的等电点？,6.,根据,R,辅基的的化学特性，将氨基酸可分为那几种类型？,7.,何谓,PUFA,、,碘价、皂化价与酸价？,8.,何谓脂肪的氧化酸败？简述氧化酸败的机制。,9.,何谓常量元素与微量元素？作为动物必需的矿物元素应满足哪 些条件？,10.,饲料中存在哪些抗营养因子？它们的作用机制何在？,11.,何谓发色基团与助色基团？,