四川农业大学历年营养博士考题解答

四川农业大学历年营养博士考题解答

100?-=袋中初始氮

孵化后氮袋中初始氮降解率营 养 试 题 解 答

1、测定反刍动物瘤胃降解蛋白的意义和方法？

答：（意义）反刍动物蛋白质质量的评定一直是一个难题，由于瘤胃微生物的作用，使饲料蛋白质通过瘤胃后面目全非，以往用可消化蛋白或酸洗涤不溶氮ADN 来衡量其质量的好坏，显然不能反映反刍动物蛋白质消化代谢的实质，而不能准确地指导饲养实践。具体说有以下几点不足：没有反映出日粮CP 在瘤胃中的降解和非降解部分；反映不出日粮降解蛋白转化为瘤胃微生物蛋白的效率及合成量；没有反映进入小肠的日粮非降解蛋白和微生物蛋白的量、氨基酸的量及其真消化率。而反刍蛋白新体系则基本上克服了以上弊端。

瘤胃降解蛋白的测定实质是瘤胃蛋白降解率的测定，其方法有：

（1）体内法

①同位素标记结合瘘管技术：饲料中的蛋白质的氮经过同位素标记后，再由真胃或十二指肠处安置的瘘管取出刚离胃的食糜，分析其总非氨氮和微生物氮的含量，计算降解率。体内法忽略了内源氮而低估降解率，测定成本高、费时费力、效率低。

②增量法（回归法）：基础日粮（能满足微生物氮需要）+不同水平的待测饲料（保持TDN 相当），然后以十二指肠非氨态氮对待测饲料摄入作回归直线，来求降解率。

（2）体外法

①溶解度法：饲料蛋白质在缓冲液或0.15M 的NaCI 溶液中的溶解度评定；

②瘤胃液孵化法：在模拟瘤胃装置下，对蛋白质在瘤胃液、温度39℃、厌氧条件下共同作用，最后测定蛋白质的降解率；

③酶解法：优点是测定的环境条件容易标准化、稳定性高、实验室之间的可比性好，能大批量在实验室操作，效率高、成本低。但共同弱点是只测定某个时间点的降解、忽略了动态降解。注意PH 、孵化时间、温度、酶饱和条件及缓冲液组成。

（3）尼龙袋法

将若干个尼龙袋通过瘤胃瘘管放入瘤胃，在不同时间取出得到饲料蛋白质消失曲线，以不同数学模型计算蛋白质降解率。

尼龙袋法又分为不考虑外排速度和考虑外排速度两种情况。 ①不考虑外排速度：)1(ct e b a p --+=

②考虑外排速度：在实际测定中，有一部分蛋白质快速溶解，可不经微生物作用；而非快速溶解部分在微生物作用下，逐步降解。其在瘤胃内不断降解后不断外排，所以外排速度影响降解速度。

随T 增加，t k c e )(1+--趋于1；

故有：其中，P ：降解率； a ：快速降解部分；b ：为慢速降解部分；

c ：为b 的降解速度常数； t ：孵化时间；k ：外排速度

由于在降解过程中饲料颗粒大小也影响降解速度，所以可进一步考虑大颗粒降解为小颗粒的速度（k 2），小颗粒排除

k

c bc

a p ++=)1()(t k c e k c bc a p +--++=

瘤胃的速度为k1，则有：，所以，在用尼龙袋法测定饲料降解率要考虑以下因素：①袋子孔径；②饲料颗粒大小；③样品量与袋子容积；④微生物污染校正；⑤日粮配制；⑥孵前浸泡和孵化时间；⑦冲洗液温度、PH、冲洗次数。

2、Weeder与Van Soest的纤维分析方法的差异，此分析方法在动物营养研究中有何意义？纤维成分在动物营养和饲料营养价值评定中有何作用？

答：Van Soest1976年提出了中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、酸性洗涤木质素（ADL）作为测定饲料中纤维性物质的指标，其测定方案如下图所示：

半纤维素=NDF-ADF 纤维素=ADF-（木质素+灰分）木质素=ADF-纤维素-灰分由于传统粗纤维的测定方法（Weeder法）是将饲料样品经1.25%稀酸、稀碱各煮30min后所剩余的不溶解碳水化合物。该分析方法与Van Soest相比有如下缺点：①细胞壁中有一部分物质（部分半纤维素、纤维素、木质素）溶解在稀酸或稀碱中，无形中低估了粗纤维的有害作用，高估了其营养价值，同时又增加了无氮浸出物的计算误差，给生产带来误导；

②评定方法笼统，粗纤维中半纤维素、纤维素、木质素比例千差万别，所以用粗纤维的方法无法精确估计营养物质的可利用性。而Van Soest的纤维分析方法在基本上克服以上缺点，因此在营养学上，可以进一步精确估计饲料的营养价值。

意义：

1.用Van Soest方法可将饲料中的纤维素、半纤维素、木质素和矿物质（SiO2）分别测出，比weende法单纯

测定粗纤维既具有实用价值，又节省时间；

2.清楚表明了植物性饲料的组成部分及动物对其利用程度。植物性饲料的细胞内容物大部分可以被动物利用，

NDF和ADF中的半纤维素、纤维素的利用程度则取决于植物细胞的木质化程度；而木质素则不能被动物利

用；

3.评定饲草和多纤维饲料时，一旦测出了一种饲料的NDS、NDF、ADF、ADL，就可以单独或配合使用测定

值来评定饲料的营养价值；

4.Van Soest法尤其有益于高产奶牛饲料的评定。高产奶牛为了保证奶的质与量，饲料中必须有一定量的多纤

维饲料。另外，用NDF评定粗饲料比ADF和粗纤维指标评定更适用。用来预测饲草的能量营养价值误差较

小。

纤维成分在动物营养和饲料营养价值评定中有何作用：

反刍动物①维持瘤胃的正常功能和动物的健康。淀粉和中性洗涤纤维（NDF）是瘤胃内产生挥发性脂肪酸的主要底物，淀粉在瘤胃内发酵比NDF更快、更剧烈。若饲粮中纤维水平过低，淀粉迅速发酵，大量产酸，降低瘤胃液PH，抑制纤维分解菌活性，严重时可导致酸中毒。此外，纤维可促进动物唾液分泌，从而增加瘤胃缓冲能力。②维持动物正常的生

产性能。饲粮中纤维水平过低，瘤胃液挥发性脂肪酸中乙酸减少，导致乳脂肪合成减少，所以将饲粮纤维控制在适宜的水平上，可维持动物较高的乳脂肪率和产乳量。③为动物提供大量能源。饲粮纤维在瘤胃中发酵所产生的挥发性脂肪酸是反刍动物的主要能量来源。

非反刍动物①维持肠胃正常蠕动。饲粮纤维中未发酵的部分通过机械作用影响肠道蠕动和食糜滞留时间，而可发酵部分则可能是通过其发酵产品来影响肠道蠕动和食糜流通速度。繁殖动物常用NDF调节胃肠道食糜排空速度，保证胃肠道畅通。②提供能量。纤维经大肠微生物发酵，产生的挥发性脂肪酸，可满足维持能量需要的10%～30%，其中杂食动物相对低一点，非反刍草食动物相对高一点。③饲粮纤维的代谢效应饲粮纤维可刺激胃液、胆汁、胰液分泌。降低胆固醇的肠肝再循环，有效地降低血清胆固醇水平，从而降低心血管疾病的发病率。④解毒作用。饲粮纤维可吸附饲料和消化道中产生的某些有害物质，使其排出体外。适量的饲粮纤维在后肠发酵，可降低后肠内容物的pH，抑制大肠杆菌等病原菌的生长，防止仔猪腹泻的发生。⑤改善胴体品质。猪在肥育后期增加饲粮纤维，可减少脂肪沉积，提高胴体瘦肉率。⑥刺激胃肠道发育。

作为填充物质，粗纤维吸水量大，进入胃肠道后，其体积膨胀增大，起到填充作用，使动物食后有饱感，这对具有瘤胃的反刍动物和盲肠发达的单胃动物如马、骡等尤其重要。

另一方面，作为妨碍物质，粗纤维含量高的饲料质地坚硬粗糙，适口性差，动物对其采食量较少。粗纤维作为植物细胞壁的构成成分，可在一定程度上影响细胞内容物中其他营养物质与消化酶的接触，从而降低动物对它们的消化率，而且降低幅度随纤维含量增多而加大，且日粮中可供动物利用的能量和营养物质随粗纤维含量的增高而减少。

3、试述饲料中的抗营养因子及其对策？

答：人们对饲料中抗营养作用物质的深入认识和研究，迄今只有几十年的历史。抗营养因子是指饲料中本身含有的，或从外界进入饲料的阻碍养分消化的微量成份。Huisman等（1990）指出，抗营养因子的抗营养作用主要表现为降低饲料利用率、动物生长速度和动物的健康水平。

饲料中的常见的影响蛋白质消化的抗营养物质或营养抑制因子，有蛋白酶抑制剂、凝结素、皂素、单宁、胀气因子等；影响矿物质消化利用的有植酸、草酸、葡萄糖硫苷、棉酚等；影响碳水化合物利用有主要是非淀粉多糖类物质；影响维生素消化利用的有大豆中的脂氧化酶（破坏V A、胡萝卜素）、双香豆素（V K）、甲基芥子盐（B1）、吡嘧胺（B1）、异咯嗪（B2）。抗营养因子以不同的方式和程度影响动物对养分的消化，吸收和健康。近年来对饲料中抗营养因子及其灭活方法研究取得很大的进展。

饲料中的抗营养因子：

（1）蛋白酶抑制因子：蛋白酶抑制因子主要存在于豆类及饼粕和某些块根块茎类中，它能抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶的活性。其中最重要的是胰蛋白酶抑制因子。胰蛋白酶抑制因子的抗营养作用主要表现在两个方面：①与小肠液中胰蛋白酶结合生成无活性复合物，降低胰蛋白酶的活性，导致蛋白质消化利用率降低。②引起动物体内蛋白质内源性消耗；③引起胰腺肥大和增生，造成消化系统的紊乱和失调，使动物生长受阻。

（2）植物凝集素：植物凝集素主要存在于豆类籽实及饼粕中，试验证明，它可和小肠壁上皮细胞表面特异性受体结合，损坏小肠壁刷状缘粘膜结构，干扰消化酶的分泌，抑制肠道对营养物质消化吸收，造成动物生长受阻；对免疫系统也产生不良影响。

（3）单宁：单宁主要存在于高梁和豆料籽实中，单宁可和消化酶（胰蛋白酶，淀粉酶）结合，降低蛋白质、碳水化合物的利用率，也可与金属离子（Ca，Fe，Zn）形成沉淀，还可与胃肠道粘膜蛋白质结合，形成不溶物损害肠壁。

（4）非淀粉多糖：非淀粉多糖主要是β-葡聚糖，阿拉伯木聚糖和果胶等多糖类物质，一般认为，它抗营养作用与其

粘性对消化道生理和肠道微生物区系组成的影响有关。粘性越强，就越影响消化酶与底物接触和消化产物向小肠上皮绒毛渗透，另外，非淀粉多糖是细胞壁的组成成分，不能消化，使细胞内容物不能充分利用。

（5）植酸：植酸主要存在于谷粒外层和油料种子中，植酸能与金属离子（Ca，Cu，Zn，Mn，Fe，Mg）形成稳定的络合物植酸盐，植酸盐与蛋白质、淀粉，脂肪结合，影响其消化。

（6）抗维生素因子：抗维生素因子主要存在于豆类籽实及油料作物中，Chubb(1982)将其主要抗营养作用分为二种类型：①与维生素具有相似化学结构，干扰动物对维生素的利用。②能与维生素结合或改变其结构而破坏其生化活性，降低效价。

（7）其他具有抗营养作用的物质：皂苷等。Cheeke（1983）报道苜蓿皂苷味苦，影响单胃动物的采食量，同时也抑制消化酶的分泌。

对策（抗营养因子的消除）：

主要通过降解或钝化作用实现，其方法如下：

（1）物理方法

①加热。加热分为干热法和湿热法。大豆中部分抗营养因子对热不稳定，如胰蛋白酶抑制剂，植物凝集素等。另外，适度加热也可使蛋白质展开，氨基酸残基暴露，易于被动物体内蛋白酶水解吸收。

②机械加工法。大多抗营养因子集中存在于作物种子的表皮层，通过机械加工处理使之分离，可减轻其抗营养作用。例如，高梁和蚕豆种皮的单宁常用本法处理。

③水泡法。利用某些抗营养因子能溶于水的性质将其除去。如低聚糖，缩合单宁。

（2）化学和生物化学方法

①酶处理法。据报道，利用饲料中内源植酸酶水解植酸的方法，可解除植酸对金属离子的整合作用；在饲料中加入外源性植酸酶水解，也可得到同样的效果。低聚糖酶可使戊聚糖变成小分子聚合物，降低粘性，从而消除抗营养作用。

②化学处理法。饲料中加入适量蛋氨酸和胆碱作为甲基供体，促进单宁甲基化作用，使之易于代谢排出或加入聚乙烯吡哆酮、吐温80、聚乙二醇等，与单宁形成络合物。酸碱处理对降低某些抗营养因子也有效。

（3）育种方法。通过育种改良农作物，现已培育出低单宁高梁，低皂素苜蓿。

（4）适量饲用。动物对抗营养因子具有一定的耐受力和适应能力，只要饲料中抗营养因子的含量不超过一定的阈值，就不会对动物产生不良影响。例如：猪饲料中高单宁高粱不超过20%，则对猪不会产生明显影响。

抗营养因子研究中存在的的问题和展望：

①抗营养因子阈值研究；②ANFs分析方法研究；③分离、纯化ANFs用于ANFs作用研究；④不同种动物ANFs活性研究。

4、非营养促进剂的历史、现状及未来？简述猪非营养性添加剂的研究进展？

非营养促进剂种类很多，包括饲用抗生素、酶制剂、益生素、化学益生素、酸化剂、激素、营养重分配剂等。在应用上，抗生素、酶制剂、益生素、化学益生素、酸化剂的使用最广泛。

（1）饲用抗生素：饲用抗生素是在药用抗生素的基础上发展起来的。自1949年发现抗生素对仔猪和雏鸡的促生长作用以来，饲用抗生素的应用已有50年的历史，其发展可分为三个阶段。20世纪50-60年代为第一阶段，饲用抗生素为人畜共用的药用抗生素。60年代以后，人们逐步认识了细菌抗药性的产生及其转移的机制和饲用抗生素对人类健康的可能危害，提出了饲用抗生素应与人类抗生素分开，并开始研制专用饲料抗生素，这是第二阶段。从80年代开始，饲用抗生素的研究与应用进入了第三阶段，重点是筛选研制无残留、无毒副作用、无抗药性的专用饲用抗生素；不但与人用抗生素完全

分开，而且与兽药分开，以保证饲用抗生素的绝对安全，目前此工作仍在进行之中。虽然生产上使用的相当部分的饲用抗生素仍为人畜共用抗生素，但其应用受到严格限制。饲用抗生素虽然对动物的生产性能有明显的改善作用，但许多学者担心抗生素的使用会引起抗药性和动物产品中的残留问题，而且，许多国家已限制或取消在饲料中使用一些抗生素，因此，研制无毒、无残留、安全的抗生素替代品越来越重要。

（2）酶制剂：饲用酶制剂的应用虽然只有40多年的历史，国内只有10多年，但发展很快，已成为动物营养中最重要和最有前途的饲料添加剂之一。作为饲料添加剂的主要是助消化的水解酶，品种约20-30种。由于饲用酶制剂的应用历史不长，酶制剂本身的生物特性和作用规律十分复杂，许多问题尚待研究解决。在基础研究方面，必须开展酶动力学及其变异规律、外源酶与内源酶的作用机制、酶活力检测标准、酶的生产工艺和稳定化技术等内容的研究。在应用研究方面，必须针对饲料或饲粮的化学组成及动物的生理状态研究专用高效酶制剂配方，研究酶的最适添加量、添加时机与使用方法；同时研究酶对饲料养分利用率的影晌，酶与其他饲料添加剂的关系、饲料加工储藏对酶活力的影响等。只有弄清这些问题，才能科学使用酶制剂，充分发挥酶制剂的功效。

（3）益生素：益生素是相对于抗生素而言的，1991年，我国学者又提出了一个较通俗的概念“饲用微生物添加剂”。益生素是一种含有大量有益菌及其代谢产物和生长促进因子，具有维持肠道微生物平衡、提高机体健康水平的活菌制剂。可用做益生素的微生物种类很多，但在实际中真正用于配合饲料的活体微生物菌群较少，主要是乳酸杆菌、类链球菌、芽孢杆菌、双歧杆菌及酵母菌。其中酵母菌和乳酸菌是应用最多的微生物添加剂。针对目前益生素应用效果及应用过程中出现的问题，人们开始研究和探讨如何更加合理有效地使用益生素，使之发挥其预期效力。从国外的开发和使用效果看，复合菌制剂较单一菌株益生素的作用效果更好，更符合生态环境。迄今为止，益生素的基础研究十分薄弱，对益生素的作用机制了解甚少，产品单一，应用效果不稳定，对影响应用效果的因素缺乏定量研究，所有这些都是益生素领域的研究重点。此外，利用生物技术开发独特功效的遗传工程菌，也是国际上将来益生素的发展方向。

（4）化学益生素：本质上为低聚寡糖。现研究表明，功能性寡聚糖除了可促进肠道有益微生物菌群的形成，还可直接刺激肠道免疫细胞，提高免疫球蛋白A的形成。六十年代开始研究功能性寡糖，当时主要作为植物免疫激活因子，八十年代应用于饲料工业上，具有用量少、无毒害、无残留、稳定性强、配伍性好的特点。目前仅有寡聚糖及其类似物被美国食品药物管理局和日本厚生省批准应用于饲料工业中，相信今后有更多的寡糖应用于该领域。功能性寡糖的生产无论是选用酶法水解，还是酶法合成，其成本均较高，制约了其在饲料工业中的应用。

（5）酸化剂：通常把能提高饲料酸度（pH值降低）的一类物质称作饲料酸化剂。六、七十年代一些学者主要启用有机酸作为缓解仔猪断奶后下痢的方法，80年代的研究方向由防止腹泻转到促进生长、提高饲料利用率上来，以适应早期断奶和减少乳制品用量的需要，到90年代则有更多的有机酸被应用，主要有柠檬酸、延胡索酸、乳酸、苹果酸、山梨酸、甲酸、乙酸、丙酸等。酸化剂目前作为饲料添加剂有三种，一是单一酸化剂，二是以磷酸为基础的复合酸，三是以乳酸为基础的复合酸。酸化剂的效果已得到公认，但酸化剂的作用机制、如何保证酸化剂的使用效果、酸化剂的最佳添加量以及酸化剂与其它添加剂的配伍仍是以后的研究重点。

另外，性激素、促抑甲状腺素制剂、生长激素、β-兴奋剂近年来也得到了广泛研究，但实际应用较少。

5、脂溶性维生素和水溶性维生素的代谢特点？阐述影响动物对维生素需要量的因素？

答：脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K，只含碳、氢、氧三种元素；随脂肪一同被吸收；在体内能以扩散的被动方式穿过肌肉细胞膜，从粪中排出；摄入过量的脂溶性维生素可引起中毒，给代谢和生长带来障碍；除维生素K外，所有动物都必须由日粮提供脂溶性维生素。脂溶性维生素吸收后主要储存在肝脏等器官中，当机体需要时，脂溶性维生素将进入靶细胞，发挥其作用。水溶性维生素包括B族维生素和维生素C，除碳、氢、氧外，多数还含有氮；B族维生素主要

作为辅酶，催化三大有机物的反应；多数以被动的扩散方式吸收；几乎不在体内贮存，主要由尿排除。成年反刍动物不须供给B族维生素，单胃动物需要供给。

影响动物对维生素需要量的因素：

（1）、动物本身

动物的维生素需要量在很大程度上取决于其生理状况、年龄、健康、营养和生产目的。例如，高产奶牛由于产奶量高对维生素的需要量比干奶牛和产奶少的牛要高。由于种母鸡要维持高的孵化率，其日粮中维生素A、D3和E水平比快速生长肉仔鸡还高。对猪日增重和产仔数的选择会使维生素需要量提高。不同动物品种和品系对维生素的需要量也可能有差异。新品系由于生产性能高，对维生素的需要量也高。快速生长肉鸡的腿病可通过在日粮中加入高水平生物素、叶酸、烟酸和胆碱部分纠正。

（2）、限制饲养

草地中青绿多汁牧草是良好的维生素来源，其中的维生素A和E多为可利用形式。青绿多汁牧草中含有丰富的β—胡萝卜素和α—生育酚。猪和家禽在完全限制饲养时，不能接触草地；同时，限制饲养也使猪和家禽通过食粪获取维生素的机会减少。此时，生产者更应注意维生素添加量。

（3）、应激、疾病或不良环境因素

集约化生产时，由于动物的饲养密度加大，会增加应激或亚临床疾病。应激和病病条件下，对某些维生素的需要量增加。近年的不少研究表明，可以满足生长、饲料转化率、妊娠和泌乳的维生素需要量并不能使动物产生最大的免疫力和抗病性。疾病或寄生虫感染会影响动物胃肠道对维生素的吸收。迄今，仅用维生素A和E得出了令人信服的证据。严重感染寄生虫的动物，常发生维生素A缺乏。饲料中的黄曲霉毒素能引起消化紊乱（如呕吐、痢疾和内出血），干扰维生素A、D、E和K的吸收。在肉鸡饲养中，发霉玉米常与维生素D和E的缺乏症有关。

（4）、维生素颉颃物

维生素颉颃物会干扰维生素的活性。在维生素颉颃物中，有些可切断维生素代谢分子，使其丧失活性，如生鱼中的硫胺素酶；有些可与代谢物结合，使其丧失活性，如抗生物素蛋白；有些由于具有与维生素相似的化学结构，可占据维生素代谢物的作用部位，如双香豆素。调整维生素供给量时，必需考虑饲料中维生素颉颃物的影响。

（5）、抗菌药的使用

一些抗菌药会改变肠道微生物区系和抑制某些维生素的合成，使动物对维生素的需要量增加，某些磺胺药由于抑制肠道中维生素合成，会使动物对生物素、叶酸、维生素K以及其它维生素的需要量提高。

（6）、日粮中其它营养素水平

采食低脂日粮时，会使与碳水化合物代谢有关的硫胺素和生物素的需要量提高。如果脂肪消化受阻，脂溶性维生素便不能吸收。以脂肪为能量来源时，成本较高。因此，最低成本日粮配合时，会使体脂水平降至最低，进而影响脂溶性维生素的吸收。但日粮中含高水平的多不饱和脂肪酸时，会增加对维生素E的需要量。

维生素与其它营养素之间的互作也会影响维生素的需要量。例如，维生素E与硒。维生素D与钙和磷，胆碱与蛋氨酸，烟酸与色氨酸之间的关系均会分别影响这些维生素的需要量。

（7）、体内的维生素贮存

体内的维生素贮存也会影响维生素需要量，对脂溶性维生素和维生素B12更是如此。脂溶性维生素易于在体内贮存，如维生素A和E或β-胡萝卜素在肝脏和脂肪组织中的贮存足以满足6个月或更长时间的需要量。

6、何为能量代谢？能量平衡试验？简述研究动物能量代谢的方法和原理？