生化综述

三大营养物质研究综述 张雨琛 动科146

三大营养物质研究综述

张雨琛 2014010795

西北农林科技大学 动物科技学院 动科146班

摘要蛋白质、脂类、碳水化合物是动物生长所必需的三大营养物质。关于它们的的研究日益增加。目前来看，不论是它们之间的联系，还是它们的检测与评定都是动物学中的研究热点。

关键词蛋白质；脂类；碳水化合物；代谢

生命体不同于无生命体的基本特征是新陈代谢。正常的物质代谢是正常生命过程中的必要条件，而参与动物体代谢的三大营养物质是蛋白质、脂类、碳水化合物。所以有关三大营养物质之间的转化、它们的相互影响以及关于词料中它们的评定体系一直以来都是动物科学的研究热点。此外，不同因素会影响动物体对三大营养物质的利用率从而影响动物的生产性能，这些更是在动物生产中有着实质性的作用。不仅在动物学研究领域如此，在医学领域三大营养物质也有着极其重要的地位，例如对肿瘤性营养不良和烧伤后氧化率的研究。本文通过总结与三大营养物质的转化关系、三大营养物质之间的相互影响、不同因素对三大营养物质的利用率的影响、对三大营养物质的评定体系等方面有关的资料，阐述了三大营养物质的研究现状。

1.三大营养物质的转化关系

在现代动物生产中,饲料营养的全价性和各种营养素间的平衡性已逐步得到重视, 日粮营养也趋于科学化。除了饲料营养和采食量之外, 消化吸收也是保证动物健康和高效生产的两个重要因素，在研究各个营养物质单独消化、利用率的影响因素的同时，我们也应该搞清楚各营养物质（尤其是三大营养物质）之间的关系。

1.1糖类与脂质之间的转化关系 糖类代谢的中间产物可以转变为甘油和

1

脂肪酸，两者结合生成脂肪。

在人和动物体内，脂肪分解后产生甘油和脂肪酸，其中只有少量的甘油经过一系列反应可转变为糖类。

1.2糖类与蛋白质之间的转化关系 糖类在分解过程中产生的一些中间产物（如丙酮酸）可通过转氨基作用产生与之相对应的非 必需氨基酸，但由于糖类分解时不能产生与必需 氨基酸相对应的中间产物，因此糖类不能转变为必需氨基酸。

蛋白质分解以后产生氨基酸，氨基酸通过脱氨基作用产生的不含氮部分可经过一系列反应转变为糖类。

1.3蛋白质与脂质之间的转化关系 氨基酸分解代谢过程中的中间产物可转变为脂肪酸。此外，有些氨基酸也可以转变为磷脂等。

一般来说，脂肪不能转变为蛋白质。 2.三大营养物质之间的相互影响 2.1研究现状：目前关于脂肪与碳水化合物之间相互影响的研究甚少，但关于碳水化合物基脂肪替代物的研究日益增多。碳水化合物基脂肪替代物能够提供与脂肪相似的功能性质且与脂肪相比热量较低，主要包括淀粉基脂肪替代物和纤维素基脂肪替代物两大类。关于碳水化合物与蛋白质之间的影响很多，更多的是研究脂肪与蛋白质之间的关系。

三大营养物质研究综述 张雨琛 动科146

2.2碳水化合物与蛋白质共同作用对猪的影响

因为肌内脂肪 (in tramuscularfat , IMF)是 猪 肉质性状的重要指标,直接影响猪肉的嫩度和风味。所以在此方面研究较多的是日粮中碳水化合物/蛋白质水平高低差异较大和延长育肥期的情况下,能否对肌内脂肪含量产生较大影响。

2.3脂肪与蛋白质的相互影响

近年来，食品中脂肪氧化与蛋白质氧化之间的联系在国内外引起了广泛关注。肉制品中脂肪及蛋白质的氧化能产生特征风味，但更多的是引起风味的劣化和颜色的褪变，且脂肪氧化和蛋白氧化之间是相互关联的， 彼此相互促进。在多数食品中，一般都含有脂肪和蛋白质，特别是肉制品中脂肪及蛋白

通过表一表二，实验结果，可得出结论：在保证猪生长对蛋白质基本需要的情况下, 提高日粮碳水化合物水平240日龄DLY猪和太湖猪眼肌面积、背膘厚度影响轻微 , 但能够大幅度提DLY猪的肌内脂肪含量 , 而对 太湖猪肌内脂肪含量影响较小。

2

质含量较高，在加工和贮藏过程中，易发生氧化，从而影响产品品质。蛋白质氧化是影响肉制品品质的另一重要原因。自 Martinaud［3］发现活性氧在发酵肉制品的成熟与贮 存中对肌原纤维蛋白的影响之后，许多研究都致力于肉制品中蛋白质氧化的发

三大营养物质研究综述 张雨琛 动科146

生，以及肉的来源和加工过程对蛋白质氧化程度的影响。

2.3.1脂肪对蛋白质的影响

目前已发现脂肪存在时发生氧化会对蛋 白质产生影响。例如Saeed 等利用电子自旋

非亚铁血红素相比，亚铁血红素的浓度对脂肪氧化的影响更大。也有作者比较了血红蛋白、肌红蛋白以及 FeSO4 对脂肪氧化的影响，结果显示影响程度依次为血红蛋白 ＞肌红 蛋白 ＞ FeSO4。

共振(ESR) 发现从大西洋鲭鱼中提炼出来的油脂氧化后会使蛋白质 包括卵溶菌酶、鸡蛋卵清蛋白、鱼类肌球蛋白和氨基 酸(精氨酸、赖氨酸和组氨酸)受到破坏。肉制品中蛋白质氧化的初始阶段受脂质氧化的作用一直备受争议。一些学者已经报道了在肉类体系中，脂质和蛋白质氧化之间的相互作用关系。自由基对蛋白质进行进攻的位置 既包括氨基酸侧链也包括肽链骨架，这种攻击经常导致蛋白质发生聚合作用和片段化。

2.3.2蛋白质对脂肪的影响

目前，亚铁血红素蛋白特别是肌红蛋白对脂肪氧化的促进作用已经被广泛研究。其中亚铁血红素铁 离子和非亚铁血红素铁离子在脂肪氧化中各自起的 相对作用是争论热点。Faustman指出脂肪氧化的 速率随着铁离子和肌红蛋白的浓度增加而增大。 Rhee 等比较了牛肉、猪肉和鸡肉中的亚铁血红素和非亚铁血红素对脂肪氧化的影响，结果表明: 牛肉 中的脂肪氧化程度最严重，并且与

3

3. 不同因素对三大营养物质的利用率的影响

3.1挤压过程中的碳水化合物、蛋白质和脂肪

3.1.1对碳水化合物的影响

挤压过程中的碳水化合物碳水化 合物是食品中的主要组成成分,通常在食品 中 占 7 0 % 或 70 % 以 上,因此是影响挤压食品特性的主要因素。

3.1.1.1对纤维的影响

豌豆 、稻谷 、大豆及小麦。在挤压过程中纤维主要是影响食品的膨化度,其规律 一般是膨化度随纤维添加量增 加而降低 , 但不同来源的纤维或纤维纯度不同均对膨化度的影响有明显差异 ,其中以豌豆和大 豆纤维的膨化能力为好 ,它们在以淀粉为主原料的食品中添加量达到 30 %对最 终产品的膨化度也无显著影响 。

三大营养物质研究综述 张雨琛 动科146

3.1.1.2对淀粉的影响

挤压作用能促使淀粉分子内1一 4 糖 昔键断裂而生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖及麦芽糊精等低分子量产物川 , 致使挤压后产物淀粉含量下降。 但挤压对淀粉的主要 作用是促使其分子间氢键断裂而糊化 。

3.1.2对蛋白质的影响

蛋白质受挤压机腔内高温高压及强的机械剪切力作用使其表面电荷重新分布趋向均一化，分子结构伸展、重组，分子间氢键、二硫键等次级键部分断裂，导致蛋白质最终变性。经实验证明，挤压后的蛋白质溶解能力明显下降，消化率得到显著提高。

3.1.3对脂肪的影响

挤压作用会使甘油三酯部分水解，产生单甘油和游离脂肪酸。这两种产物会同直链淀粉形成络合物，影响其在挤压过程中的膨化，导致最终产品中淀粉的溶解性及消化率降低。

3.2肿瘤条件下的三大营养物质代谢 3.2.1糖类代谢

糖代谢异常主要表现为葡萄糖的氧 化和利用降低, 糖酵解的许多中间产物可被瘤细胞用来合成蛋白质、核酸和脂类等, 从而为瘤细胞本身的生长和增殖提供必需的物质基础。HK与线粒体结合, 并利用线粒体内 ATP直接启动糖酵解, 可抑制细胞凋亡。肿瘤的存在, 是诱导胰岛素抵抗的主要原因, 其他因子包括炎性反应也参与胰岛素抵抗的发 生。胰岛素抵抗导致的葡萄糖储存减少, 外周组织对葡萄糖的氧化显著减少、氧化底物部分从葡萄糖 转化为脂肪酸。

3.2.2蛋白质代谢

蛋白质和氨基酸代谢总体表现为肌肉 蛋白质合成减少和分解增加、蛋白转化率升高、低蛋白血症、氨基酸代谢异常和负氮平衡。血浆是各组织间氨基酸转运的主要场所。血浆 中某一氨基酸的水平, 取决于不同器官、组织向血浆释放的量以及不同器官、组

4

织自血浆摄取的量。蛋白质代谢改变, 可导致血浆氨基酸谱的变化。

3.2.3脂肪代谢

脂肪代谢改变主要表现为内源性脂肪动员和脂肪氧化增加、脂肪合成减少、三酰甘油 ( TG )转化率增加、高三酰甘油血症和脂肪酸合成增 加等。

3.3断乳粉对断乳期的犊牛、犊羊的影响 3.3.1犊牛

，早期断奶有利于犊牛早期的生长发育和骨骼发育，也能促进母牛及早恢复体能，有利于母牛同期发情便于集中人工授精［3］。 犊牛出生后一定时间内，由于瘤胃尚未发育成熟， 无法消化固体饲料，牛奶或者代乳品等液体饲料 是不可或缺的。而奶牛养殖实践证实，犊牛阶段的生长发育也关系到成年牛的生长性能，以适宜的代乳品替代牛奶，不仅可以节约成本，而且可以有效地促进犊牛消化器官的发育。在南方地区利用代乳品和开食料对安格斯肉犊牛实施早期断奶，有利于犊牛的生长发育。

3.3.2犊羊

羔羊饲喂代乳粉、 实施早期断奶不仅可以解决母羊产奶量不足，母乳不能满足羔羊快速生长发育的营养需要，从而影响羔羊生长的问题。且从另外一个角度讲，代乳粉中含有优质植物性饲料和少量纤维成分，这些成分进入消化道后可以发酵生成丙酸等挥 发性脂肪酸，具有促进羔羊消化器官特别是瘤胃的发育，同时也有利于羔羊在后期培育中采食量和粗饲料利用率的提高。代乳粉饲喂水平对早期断奶羔羊 BW、体尺等的 影响见表2。代乳粉饲喂量显著影响羔羊的生长性能，羔羊生长性能随饲喂水平的增加而增加。提高代乳粉饲喂水平可以促进羔羊生长发育。

4. 对三大营养物质的评定体系 4.1近红外光谱法测定奶中蛋白质和脂肪的含量

近红外光谱(near infrared

三大营养物质研究综述 张雨琛 动科146

spectroscopy，NIRS)是一 种快速准确质量控制技术，不但能满足牛乳加工企业的需求，而且保护消费者的知情权。国内采用近红外技术对奶粉品质的无损检测研究较多，但对液态奶的研究较少。分析方法是采用NIRS 结合化学计量学方法测定液。采用光谱分析软件 ＯＭＮＩＣ７．０将光谱转化为 ＣＳＶ格式的数据，然后使用 ＴＱ７．０对光谱使用多元 散射 校 正 （ＭＳＣ）、导 数 算 法 （ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）、平 滑 （ ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）以及相结合等１５种方法进行预处理。 最后分别对每个品种的蛋白质和脂肪建立 ＰＬＳ模 型，通过建模结果 Ｒ 和 ＲＭＳＥＰ反馈，得出蛋白质建 模的最佳光谱预处理方法为二阶导数加Ｓ－Ｇ（ＳＤ＋Ｓ －Ｇ）多点平滑，脂肪的最佳光谱预处理方法为一阶 导数加 ＭＳＣ加Ｓ－Ｇ（ＦＤ＋ＭＳＣ＋Ｓ－Ｇ）多点平滑。 4.2康奈尔净碳水化合物－蛋白质体系 （Ｃｏｒｎｅｌｌ ｎｅｔ ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓ ｙ ｓｔｅｍ， ＣＮＣＰＳ）

目前，我国仍使用 Ｗｅｅｎｄｅ和

5

Ｖａｎ Ｓｏｅｓｔ体系进行饲料营养价值评定，但是由于反刍动物特殊的消化道结构及消化生理，仅根据化学分析不能说明动物对饲料的消化利用情况，因而不能较好地反映饲料的营养价值。应用尼龙袋技术可以测 定饲料在反刍动物瘤胃中的降解率，但该项技术需要装有瘤胃瘘管的动物，并且影响因素较多，不利于标准化。该体系是一个基于瘤胃降解特征的饲料评价体系，通过准确的化学分析方法对饲料组分含量做出分析，利用体外法等方法评价组分的瘤胃降解速率，结合瘤胃微生物生长的机理模型、 消化道流通速度模型、动物消化生理模型等，预测饲料组分的瘤胃降解量、过瘤胃量、瘤胃微生物产量和小肠可利用量等，在此过程中还综合考虑了瘤胃氮缺乏， ｐＨ变化对瘤胃消化的影响，对饲料的生物学价值和动物生产性能做出了有效、准确的预测。ＣＮＣＰＳ测定的指标较多，可一定程度上反映动物对饲料利用的情况，对饲料营养价值的评价更精确。C N C P S 体系的特点是 , 把饲料的化学分析与植物的细胞成分及反 鱼动物的消化利用结合起来 , 使分析结果更有参考价值 , 便于应用计算机为反刍动物编制饲料

三大营养物质研究综述 张雨琛 动科146

配方 , 对于生产更有指导价值 。 我国现有的饲料分析均以 W ee n de 体系为基础 , 尚未应用 C N C P S 体系评定饲料的营养价值。

参考文献

肉制品中脂肪氧化与蛋白质氧化及相互影响_张培培

脂肪氧化对蛋白质结构的影响_章银良 挤压过程中的碳水化合物蛋白质和脂肪_徐学明

肿瘤条件下的三大营养物质代谢_张展强

基于近红外透射光谱的乳制品蛋白质_脂肪含量检测_郭中华

近红外光谱法快速测定液态奶中蛋白质和脂肪含量_朱向荣

应用康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系评定我国北方奶牛常用粗饲料的营养价值_靳玲品

用净碳水化合物-蛋白质体系评定反刍动物饲料营养价值_赵广永

断母乳日龄对犊牛营养物质消化和血清生化指标的影响_郭峰

解读三大营养物质代谢的关系_李金龙 日粮碳水化合物-蛋白质水平对肠道重量、长度及消化酶活性的影响_刘宏伟 碳水化合物基脂肪替代物的研究现状综述_荆晓飞

早期断奶羔羊代乳粉饲喂水平对营养物质消化代谢及血清生化指标的影响_岳喜新 便携式近红外仪检测牛奶中脂肪-蛋白质及干物质含量_李晓云

可见近红外光谱检测冷鲜猪肉中的脂肪-蛋白质和水分含量_刘魁武

单胃动物和反刍动物对三大营养物质的

6

消化机理及研究热点_饶辉

饲粮添加姜粉对肉牛营养物质消化吸收的影响_刘明杰

碳水化合物类脂肪替代物及其应用_李鑫

碳水化合物型脂肪替代品的研究进展_刘永

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1j85.html