飼料營養成分及其營養作用(一)知識

飼料營養成分及其營養作用（一） 人們把生物從外界攝取維持自身生命所必需的物質及其消化、吸收和排泄過程稱為營養(nutrition)。而人類飼喂給的營養物質稱為飼料(feedstuff),對食物或飼料中所包含的各種營養物質則統稱為營養素（nutrients）。

自然界中的各種物質均由化學元素所組成，在已知的一百多種元素中，至少有26種為動物所必需，這些元素絕大部分以化合物的形式存在。目前已清楚了解到，動物需要的營養物質達數十種，可以概括為七大類，即蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素、纖維素和水。雖然這些物質在各種飼料中的含量有所不同，但其對實驗動物的營養作用是一致的。它們各具有獨特的營養功能，在機體代謝過程中又密切聯系，共同參加、推動和調節生命活動。

1、水及其營養功能

水對于動物生存的重要性僅次于氧氣，沒有水的存在，任何生命活動都無法進行。大部分飼料均含有水分，但不同的種類含水量差異很大。對于植物性飼料，同一種原料由于收割期不同、利用部位不同、加工方法及貯存時間的不同，其水分的含量也不盡相同。

動物對水的需要量受多種因素的制約，如動物種類、齡、生長性能、環境溫度濕度等，因此無法規定動物的需水量。及時獲得足夠的清潔飲水是動物進行正常代謝、生長、發育和維持健康必不可少的條件之一。

2、蛋白質及其營養功能

蛋白質的基本構成單位是氨基酸，已知的氨基酸有20多種，以不同的組合形式，形成不同的蛋白質，飼料中的蛋白質只有被消化分解為簡單的氨基酸才能夠被動物吸收利用。因此，蛋白質營養的實質是氨基酸營養。

（1）必需氨基酸和非必需氨基酸

必需氨基酸是指在動物機體內不能合成或合成的速度及數量不能滿足動物正常生長需要，必須由飼料來供給的氨基酸，包括精氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、色氨酸；非必需氨基酸指動物體內能夠合成，不依賴飼料供給的氨基酸，包括丙氨酸、絲氨酸、門冬氨酸、谷氨酸、酪氨酸、胱氨酸、甘氨酸等。

必需氨基酸中，賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸在植物性飼料中的含量常不能滿足動物的需要（復胃動物、盲腸發達的動物如兔、大鼠除外），而且飼料中上述氨基酸的缺乏還會影響其它氨基酸的利用。因此，在飼料學中，賴氨酸被稱為第一限制性氨基酸，蛋氨酸則被稱為第二限制性氨基酸。

（2）氨基酸平衡與氨基酸失衡

蛋白質的合理利用，不但要求糧滿足必需氨基酸的種類和數量，而且要求各種必需氨基酸之間的平衡。所謂氨基酸平衡，是指糧氨基酸組分之間的相對含量與動物機體氨基酸需要量之間比值較為一致的相互比例關系。與氨基酸平衡對應的另外一個問題是氨基酸失衡，一種或幾種必需氨基酸過多或過少，相互間比例與動物的需要不一致，從而造成飼料利用率降低，生長遲緩、繁殖力下降的現象。

（3）蛋白質的互補作用

蛋白質營養價值的高低，主要決定于其氨基酸組成是否平衡。在飼養實踐中，常用多種飼料搭配或添加部分必需氨基酸的方法，來提高飼料蛋白質的營養價值，這種作用即為蛋白質的互補作用。如在苜蓿的蛋白質中賴氨酸含量較多為5.4%，而蛋氨酸含量較少為1.1%；而玉米蛋白質中賴氨酸的含量較少為2.0%，蛋氨酸含量較多為2.5%；把這兩種原料按一定的比例進行搭配，則兩種限制性氨基酸的含量有所提高，利用率也相應得到提高。因此，所謂蛋白質的互補作用實際上是必需氨基酸的互相補充。實驗證明，在飼料中添加一定比例的賴氨酸、蛋氨酸可顯著提高飼料的利用率。 蛋白質是構成一切細胞和組織的重要成分，是生命存在的形式和物質基礎。在動物的生命活動中對動物機體具有重要的營養作用。

它是構造機體組織、細胞的基本原料，動物的肌肉、神經、結締組織、皮膚、血液等均以蛋白質為基本單位。

蛋白質是修補機體組織的必需物質，動物各組織器官的蛋白質通過新陳代謝不斷更新；蛋白質可以代替碳水化合物及脂肪的產熱作用，在動物體內，當供給熱能的碳水化合物及脂肪不足時，蛋白質也可以在體內經分解、氧化釋放熱能。多余的蛋白質可以在肝臟、血液及肌肉中貯存一定數量，或經脫氨作用轉化為脂肪，以備營養不足時重新分解供應熱能。

3、脂肪及其營養功能

脂肪是脂類和類脂等一些物質的總稱，可分為脂肪與類脂兩大類。脂肪由三分子脂肪酸與一分子的甘油結合而成；類脂由脂肪酸、甘油及其他含氮物質等結合而成。這類物質在用乙醚浸泡飼料時溶于乙醚，因此總稱為粗脂肪。

脂肪是動物熱能的主要來源，在體內是化學能貯備的最好形式，飼料中脂肪含量越高，所含能值也越高。脂肪也是構成動物組織的重要組成部分，各種器官和組織如神經、肌肉及血液等均含有脂肪。作為飼料中脂溶性維生素的溶劑，脂肪可保證動物對脂溶性維生素的消化、吸收和利用。

脂肪酸也分為兩大類，即不飽和脂肪酸(脂肪酸碳鏈中部分碳原子互相以雙鍵相連)及飽和脂肪酸(脂肪酸碳鏈中碳原子單鍵相連)。在不飽和脂肪酸中，亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸在動物體內不能合成，必須由飼料供給，稱為必需脂肪酸。必需脂肪酸是構成組織的組成成分，對維持細胞及亞細胞膜的功能和完整性很重要。必需脂肪酸參與類脂代謝，在調節膽固醇的代謝，特別是輸送、分解和排泄方面有重要意義。亞油酸是合成前列腺素的原料。

在以植物原料為主的飼料中，一般必需脂肪酸不易缺乏，故很少另外添加。

4、碳水化合物及其營養功能

碳水化合物是由碳、氫、氧三種元素構成，包括糖、淀粉、纖維素、半纖維素、木質素等，通常在把碳水化合物分為粗纖維和可溶性碳水化合物（或稱無氮浸出物）兩大類。

粗纖維由纖維素、半纖維素、多縮戊糖及鑲嵌物質（木質素、角質等）所組成，是植物細胞壁的主要組成部分，也是飼料中最難消化的物質。纖維素即真纖維，其化學性質很穩定，弱的無機酸不能使其分解，在80％的硫酸作用下，才可達到水解的目的，其營養價值與淀粉相近。半纖維素在植物界的分布最廣，易被稀酸所水解，大部分半纖維素和多糖一樣，由相同的組成部分構成；另一些則由不同的單糖組成，個別的半纖維素則由非糖物質的分子構成。木質素是最穩定、最堅韌的物質，一般認為木質素含有甲氧基乙酰基及芳香環。

一般動物難以利用粗纖維，但對草食性動物尤其是復胃動物，粗纖維卻是必不可少的。在家兔、豚鼠等草食動物飼料中，如粗纖維含量不足，可造成消化機能紊亂，產生消化道疾病等。在反芻動物和馬屬動物，粗纖維在瘤胃及盲腸中經發酵形成的揮發性脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸），參與體內的碳水化合物代謝，通過三羧酸循環，形成高能磷酸化合物，產生熱能，是重要的能量來源。

無氮浸出物是一類易溶解的物質，包括單糖、二糖、多糖和淀粉等，可為單胃動物提供營養，又稱為有效碳水化合物，是動物機體能量物質的主要來源。除主要供給動物所需的熱能外，多余部分可轉化為體脂和糖原，貯存在機體中以備必需時利用。

5、礦物質及其營養功能

飼料經充分燃燒后所余物質稱為礦物質，或稱為灰分，主要為鉀、鈉、鈣、磷等。 礦物質是動物生長發育和繁殖等生命活動中所不可缺少的一些金屬和非金屬元素，根據礦物質在動物體內含量不同分為常量元素（占動物體重的0.01％以上）和微量元素（不足體重的0.01％）。常量元素包括鈣、磷、鈉、氯、硫、鎂、鉀等，微量元素包括鐵、銅、鋅、錳、碘等元素。這些元素有的是動物體的重要組成部分（如鈣、磷是構成骨骼的主要成分），有的對機體的各種生理過程起著重要作用（如鐵參與血液對氧的運送過程），如供給不足就會出現一系列缺乏癥，過量供應時，則會出現中毒癥。

礦物質對動物的營養有其獨特的特征：在體內不能產熱，但卻與產生能量的碳水化合物、脂肪及蛋白質的代謝密切相關；在動物體內既不能合成也不能在代謝中消失，只能排泄于體外；雖然含量少但對動物的生命活動卻很重要。

（1）常量元素的營養

a) 鈣和磷 這兩種元素是在動物體內含量最多的礦物元素，占動物機體礦物質總量的70％以上。

鈣和磷不僅是骨骼的主要組成部分，而且鈣還對維持神經、肌肉的正常功能，正常凝血過程有重要作用，磷是某些酶的重要組成部分，在脂類代謝和運輸、能量代謝中起重要作用。

鈣、磷或維生素D 缺乏時，在生長期動物可形成軟骨病，成動物則造成骨性過度重吸收，形成骨質疏松。此外鈣缺乏導致血鈣過低，會引起鈣痙攣，缺磷時動物食欲不良，有異食癖。

鈣磷過多也會造成不良影響。鈣過多可引起骨硬化癥、軟組織鈣化并影響其他礦物元素的吸收。磷過多可使鈣不足，引起嚴重骨重吸收，發生肋骨軟化，影響正常呼吸。因此，在動物的飼料中既要保證適量的鈣磷數量又要保持兩者適宜的比例。

b) 鉀、鈉、氯 三元素都是電解質，在維持細胞內外液的滲透壓以及機體酸堿平衡方面起協同作用，并且有各自特殊的作用。

鉀促進細胞對中性氨基酸的吸收及蛋白質的合成，有維持心臟、腎臟、肌肉正常活動的重要意義。此外，還參與丙酮酸鹽激酶的活化、肌酸磷酸化作用，影響細胞對葡萄糖的吸收。

鈉大量存在于肌肉中，使肌肉興奮性加強，對心肌活動起調節作用。氯是胃液中的主要陰離子，形成鹽酸使胃蛋白酶活化，并保持胃內酸性，有殺菌作用。

正常情況下，動物可以通過腎臟調節鉀、鈉、氯的排出量。鉀在植物中的含量比鈉豐富，因此，常在動物的飼料中補充食鹽，但糧中食鹽過多，飲水受限或腎功能異常時，也會出現中毒癥狀。

c) 鎂和硫 鎂是構成骨骼和牙齒的成分,其余分布于軟組織細胞中。鎂是焦磷酸酶、膽堿脂酶、三磷酸腺苷等多種酶的活化劑，在糖與蛋白質代謝中起重要作用。

硫分布于全身每個細胞中，存在于蛋氨酸、胱氨酸、生物素中，主要通過上述有機代謝物對機體起作用。

（2）微量元素的營養

a) 鐵 大部分存在于血紅蛋白和肌紅蛋白中，部分與蛋白質結合形成鐵蛋白存在于肝、脾和骨髓之中，少量存在于色素和多種氧化酶中。鐵對保證機體組織內氧的輸送有重要作用并與細胞內生物氧化過程密切相關。

b) 銅 主要分布于肝、腦、腎、心的色素部分以及毛發之中，是多種酶的成分和激活劑，紅細胞的生成、骨骼的構成，被毛色素的沉著及腦細胞和脊髓的質化均需要適當的銅。

c) 硒 分布于全身所有細胞，以肝臟、腎臟、肌肉中含量最高。硒是谷胱甘肽過氧化物酶的主要成分，對保護細胞膜的完整性起著重要作用并為保護胰腺細胞的正常功能所需，還有助于維生素E的吸收和存留。

d) 其他微量元素 錳、鋅、碘、鈷、鉻等同樣為動物所必需，缺乏上述元素能引起某些組織的及機能異常。

這些微量元素積極參與動物機體的生長發育、繁殖等主要機能和維持機體的健康。當缺乏或過剩時，會引起動物疾病的發生。