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1、,按一下以編輯母片標(biāo)題樣式,*,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,蛋白質(zhì)的需求與代謝及其代謝廢物之毒性,蛋白質(zhì)的需求與代謝及其代謝廢物之毒性,1,前言,在飼料中，蛋白質(zhì)是相當(dāng)重要的營養(yǎng)物質(zhì)，也是最昂貴的組成份，太少則將影響?zhàn)B殖生物的成長，過多則會造成蛋白質(zhì)的浪費(fèi)，提高飼料成本，並造成環(huán)境加速惡化，進(jìn)而影響?zhàn)B殖生物之生長與活存。,前言在飼料中，蛋白質(zhì)是相當(dāng)重要的營養(yǎng)物質(zhì)，也是最昂貴的組成份,2,蛋白質(zhì)的重要性,蛋白質(zhì)是維持生物體生存和促進(jìn)成長的必須營養(yǎng)成分,蛋白質(zhì)是構(gòu)成生物體形態(tài)及架構(gòu)的重要成分，此外，也以酵素或荷爾蒙等形態(tài)參與許多重要的生理功能。,蛋白質(zhì)的重要性蛋白質(zhì)是維持生物

2、體生存和促進(jìn)成長的必須營養(yǎng)成分,3,蛋白質(zhì)之組成,蛋白質(zhì)是由20種不同的胺基酸所構(gòu)成,根據(jù)動物體是否能自行合成可分為：,非必需胺基酸（nonessential amino acid）-Glu、Gln、Asp、Asn、Cys、Tyr、Ser、Pro、Gly、Ala,必須胺基酸(essential amino acid)-Lys、His、Arg、Phe、Thr、Met、Trp、Val、Leu、Ile,蛋白質(zhì)之組成蛋白質(zhì)是由20種不同的胺基酸所構(gòu)成,4,蛋白質(zhì)的需求量,魚類和其他動物一樣，並無絕對的蛋白質(zhì)需求量，且必須與非必須胺基酸的平衡相當(dāng)重要(例如：Ile、Leu、Val 以及 Lys、Arg的

3、拮抗作用),魚類對於蛋白質(zhì)的需求較陸生動物高，在養(yǎng)魚的配合飼料蛋白質(zhì)的含量約為2555，比畜產(chǎn)配合飼料高出22.5倍。,蛋白質(zhì)的需求量魚類和其他動物一樣，並無絕對的蛋白質(zhì)需求量，且,5,影響魚類對蛋白質(zhì)需求的因素,內(nèi)因性：,魚種、食性-grouper 需求51.2，而tilapia約24,大小-烏魚1.22g需4045，23.2g需35,外因性：,水溫-條紋鱸20需47，24需55,鹽度-虹鱒10ppt需40，20ppt需45；,但吳郭魚在淡海水皆無差異,影響魚類對蛋白質(zhì)需求的因素內(nèi)因性：,6,此外，根據(jù)不同的蛋白質(zhì)來源、飼料加工條件和飼料中的能量，則會影響蛋白質(zhì)的利用、組成或品質(zhì)，進(jìn)而影響飼

4、料中所需蛋白質(zhì)的含量。,(例如：大豆粉中較缺含硫的胺基酸、球狀結(jié)構(gòu)不易消化，且含有胰蛋白脢、胰凝乳脢的抑制劑等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)),此外，根據(jù)不同的蛋白質(zhì)來源、飼料加工條件和飼料中的能量，則會,7,飼料中蛋白質(zhì)之最適含量,飼料中蛋白質(zhì)之最適含量會受到以下因素之影響：,魚種及魚體大小,生理功能,蛋白質(zhì)品質(zhì),飼料中非蛋白質(zhì)能量,投餌率,天然餌料,經(jīng)濟(jì)性,飼料中蛋白質(zhì)之最適含量飼料中蛋白質(zhì)之最適含量會受到以下因素之,8,蛋白質(zhì)營養(yǎng)價之評估,蛋白質(zhì)營養(yǎng)價主要是由必需胺基酸之組成和消化吸收率來決定。,評估的方式,蛋白質(zhì)效率（protein efficiency ratio,PER）：計算動物體增重和蛋白質(zhì)攝取量

5、的比值。,PER體增重量,蛋白質(zhì)攝取量,蛋白質(zhì)營養(yǎng)價之評估蛋白質(zhì)營養(yǎng)價主要是由必需胺基酸之組成和消化,9,蛋白質(zhì)的生物價（biological value,BV）：動物體內(nèi)氮的蓄積量與經(jīng)動物體吸收之氮含量的百分比。,BV(蓄積氮量 吸收氮量)100,淨(jìng)蛋白質(zhì)利用率（net protein utilization,NPU）：動物體內(nèi)氮的蓄積與經(jīng)動物體攝取之氮含量的百分比。,NPU(蓄積氮量 攝取氮量)100,蛋白質(zhì)的生物價（biological value,BV）：,10,消化系統(tǒng),甲殼類之消化系統(tǒng)-,包含口、食道、前腸(foregut)、中腸腺(midgut gland)、中腸(midgut)

6、和後腸(hindgut),前腸,：可分為前室和後室，,主,要進(jìn)行機(jī)械性的磨碎作用和部分的化學(xué)性分解。,中腸腺,：,由,無數(shù)個盲管所組成，為甲殼類中最主要的消化與吸收器官,中腸、後腸,：,功,能尚不清楚，可能具有部分消化、吸收水分及排糞之功能,消化系統(tǒng)甲殼類之消化系統(tǒng)-包含口、食道、前腸(fore,11,蝦類剖面圖,蝦類剖面圖,12,魚類之消化系統(tǒng)-,胃,：食物經(jīng)口腔之咀嚼後，通過食道進(jìn)入胃，胃中含有胃蛋白脢（pepsin），為內(nèi)切形酵素，可初步分解蛋白質(zhì)。,幽門垂,(pyloric caecae),：位於胃的後方，,具儲存食物、增加消化功能，其中有胰蛋白脢、胰凝乳蛋白脢、醣解脢、脂肪脢等酵素；

7、幽門垂的數(shù)目依魚種不同而異，一般運(yùn)動量大的魚所需能量較高，因此幽門垂數(shù)目多，對於脂肪蛋白質(zhì)的吸收能力較好。,腸,：是魚類消化和吸收的主要器官，酵素和幽門垂中相似；腸道會隨魚的成長和食性的改變而有所差異，其酵素亦隨之改變。,魚類之消化系統(tǒng)-,13,比目魚主要消化系統(tǒng)構(gòu)造簡圖,比目魚主要消化系統(tǒng)構(gòu)造簡圖,14,蛋白質(zhì)之消化,protein,peptide,amino acids,proteinase,peptodase,pepsins,trypsin,chymotrpsin,dipepride,aminopeptide,carboxypeptide,蛋白質(zhì)之消化proteinpeptideamin

8、o acid,15,Main pathway of amino acid metabolism,Dietary proteins,Gut,Keto acids,Synthesis,Body proteins,Catabolism,Body and tissue free amino acids,(liver),Hormones,purines,neurotransmitters etc.,Synthesis,Body proteins,Catabolism,Ammonia,Keto acid,Glucose,Lipid,TCA cycle,CO,2,、ATP(Energy),(Walton&C

9、owey,1982),Main pathway of amino acid met,16,氮化物之排泄,對蝦排泄的含氮化合物：,氨為主要的排泄物,比例因生物種類、營養(yǎng)狀況及水質(zhì)環(huán)境不同而有所差異，約佔(zhàn) 4090(例：草蝦佔(zhàn)5778),正常情況下大部分對蝦氮化物排泄中，尿素及尿酸佔(zhàn)的比例非常少，約佔(zhàn) 15,氮化物之排泄對蝦排泄的含氮化合物：,17,氨的排泄途徑,主要的氨排泄器官為鰓,氨的排泄途徑主要的氨排泄器官為鰓,18,A pathway for ammonia detoxification and transport in aquatic crustaceans,(King et al.,1

10、985),A pathway for ammonia detoxifi,19,鰓運(yùn)送氨排泄出體外有以下途徑：,未解離氨(NH,3,)直接擴(kuò)散,解離氨(NH,4,+,)直接擴(kuò)散,Na,+,NH,4,+,離子交換,NaCl+NH,4,Cl之吸收,外側(cè) Na,+,/NH,4,+,離子交換,鰓運(yùn)送氨排泄出體外有以下途徑：,20,氨在鰓的排泄路徑,Non-ionic diffusion of NH,3,4.Basolateral Na,+,/NH,4,+,exchange,Ionic diffusion of NH,4,+,5.,Apical Na,+,/NH,4,+,exchange,Basolate

11、ral NH,4,Cl+NaCl uptake,(Evans and Cameron,1986),氨在鰓的排泄路徑Non-ionic diffusion of,21,細(xì)胞能量之影響,含氮廢物排泄之影響,滲透壓調(diào)節(jié)之影響,氧運(yùn)送及消耗之影響,組織之影響,疾病之影響,成長及攝食之影響,氨對養(yǎng)殖生物之毒性,細(xì)胞能量之影響氨對養(yǎng)殖生物之毒性,22,過量的氨會造成glutamate dehydrogenase(GDH)之逆向反應(yīng)：減少 NADH的量，進(jìn)而造成細(xì)胞中 ATP 之降低，使能量轉(zhuǎn)換受到抑制。,氨對細(xì)胞能量之影響,GlutamateNAD,+,+H,2,O NH,4,+,+-ketoglutar

12、ate+NADH+H,+,GDH,過量的氨會造成glutamate dehydrogenase,23,氨對含氮廢物排泄之影響,當(dāng)水中氨濃度增加時，先藉由排泄來排出過多的氨以調(diào)節(jié)體內(nèi)的平衡,若氨濃度增加到無法忍受時，則氨的排泄會隨著外界氨濃度的增加而受到抑制，改以其他氮化合物的型態(tài)來排除。,氨對含氮廢物排泄之影響當(dāng)水中氨濃度增加時，先藉由排泄來排出過,24,不同氨濃度對對蝦氨排泄之影響,(Chen and Nan,1992),Mean(SD)ammonia-N excretion(mg/l)of,Penaeus chinensis,subadults exposed to different c

13、oncentration of ambient ammonia-N(mg/l)after different time periods,不同氨濃度對對蝦氨排泄之影響(Chen and Nan,1,25,Penaeus chinensis,暴露在不同氨-氮濃度下對含氮廢物排泄速率之影響,(Chen and Chen,1997),總氮排泄率(g/g/h),尿素-氮排泄率(g/g/h),氨-氮排泄率(g/g/h),有機(jī)氮排泄率(g/g/h),Penaeus chinensis暴露在不同氨-氮濃度下對,26,氨對血淋巴中氨及尿素之影響,Means(SE)hemolymph ammonia-N of,M

14、arsupenaeus japonicus,exposed to different concentration of ambient ammonia-N(mg/l)for 24h,Means(SE)hemolymph urea-N of,Marsupenaeus japonicus,exposed to different concentration of ambient ammonia-N(mg/l)for 24h,(Chen and Cheng,1993),氨對血淋巴中氨及尿素之影響Means(SE)hemol,27,尿素生成途徑,CPS：carbamoyl phosphate synt

15、hase OTC：ornithine transcarbamylase,尿素生成途徑CPS：carbamoyl phosphate,28,氨對滲透壓調(diào)節(jié)之影響,過量的氨會造成對蝦抑制 Na,+,的吸收，體內(nèi)離子的濃度降低。,氨對滲透壓調(diào)節(jié)之影響過量的氨會造成對蝦抑制 Na+的吸收，,29,氨對血淋巴滲透壓之影響,Mean(SE)hemolymph osmolality(HO)(mOsm/kg)of,Marsupenaeus japonicus,exposed to different concentrations of ambient ammonia-N(mg/l)at 30 ppt seaw

16、ater for 24h.Bars having different letters are significantly different(p0.05).,(Chen and Chen,1992),氨對血淋巴滲透壓之影響Mean(SE)hemolym,30,氨對ATPase活性之影響,(Chen and Nan,1992),Total ATPase activity,Na,K-ATPase activity,氨對ATPase活性之影響(Chen and Nan,19,31,氨對對蝦血淋巴離子濃度的影響,Ion,(mmole/l),Ambient ammonia-N(mg/l),0.05,1.06,4.99,10.98,20.67,Sodium,362.3 a,(7.3),344.5 a,(7.0),325.8 b,(4.4),325.3 b,(7.0),298.3 c,(2.8),Chloride,383.7 a,(6.0),372.5 a,(12.3),372.2 a,(11.0),369.0 a,(5.6),349.1 b,(2.5),Potassium,8.9 ab,(0.4)