蛋白质是动物体必需的一类营养物质,其生理功能主要在于构建机体和组成体内功能性物质（多种激素和酶类），供体组织的修复、更新及用于生长，转化为糖类和脂肪并作为部分能量来源[1].
蛋白质在动物营养中具有不可取代的重要作用,是当前动物营养学研究的热点之一。
1．蛋白质对动物生产性能的影响
由于蛋白质营养的重要性必然对动物的生产性能有多方面的影响。
在猪，李德发（1998）研究了低蛋白日粮补充Lys、Thr和Trp对生长猪的影响。发现含菜粕和棉粕的低蛋白日粮中补充Thr可改善生产性能，单纯补充Trp无效。董国忠（1995）用低蛋白（18.4%）日粮饲喂早期断奶仔猪，发现补充氨基酸使氨基酸平衡，可以降低仔猪腹泻、尿氮排出量和血浆氮含量，仔猪生长速度与高蛋白组相当。侯永青等（1998）研究证实，日粮高蛋白水平（>20%）可以引起25日龄仔猪小肠绒毛变短和陷窝加深，最终导致断奶后腹泻的增加。朱晓平等（1998）证实，在断奶仔猪日粮中添加部分大豆浓缩蛋白（HP300）作为蛋白源可以显著改善日粮增重和饲料转化效率，同时，添加HP300具有提高DM、CP和氨基酸回肠末端消化率和提高蛋白质利用率的效果[2]。程伟文等（1999）证实血浆蛋白粉与血球蛋白粉的添加，降低了断奶仔猪日粮中常规蛋白源用量，提高了断奶仔猪的生长性能[3]。王记海（1999）指出，喷雾干燥血浆蛋白含有多种功能性蛋白质，如白蛋白、球蛋白、营养结合蛋白和生长因子，可防止乳猪断奶后的生长停滞和腹泻，血浆蛋白中的免疫球蛋白可增强猪的健康，从而改善饲料效率，提高日增重[4]。李吕木研究发现，公猪比较适合低蛋白饲料，增重高于高蛋白日粮组，而母猪则以高蛋白日粮为宜[5]。Davey（1976）发现用高蛋白饲粮饲喂瘦肉型猪，可提高瘦肉率，降低肌肉含脂水平，肉的嫩度下降;Mcclain（1997）研究表明，日粮蛋白质摄入不足可能降低胶原蛋白的水平并减少胶原蛋白交联结构的形式，这可能与低蛋白饲料改善肉嫩度有关[6]。
在反刍动物，由于蛋白质在瘤胃极易降解,研究比较困难.田玮等(2001)指出,羊毛主要由角蛋白构成，蛋白质营养特别是含硫氨基酸对羊毛的生长至关重要。在低营养水平下,真蛋白不仅能为羊毛生长提供必要的含硫氨基酸和其它氨基酸，而且也可能有助于绵羊生理的正常调控。Mata-G等（1995）研究报道，随着饲料中Met含量的增加，羊毛产量、纤维直径和羊的活重均增加[7]。
在禽类，顾宪红等（1998，1999）指出，低蛋白日粮不仅可以节约蛋白质、提高蛋白质利用效率、降低饲料成本，还可使鸡粪中的含氮物质大幅度下降，减轻环境污染。相反，日粮蛋白水平提高引起DM、氮排出量显著上升，粗蛋白代谢率
显著下降，生产水平难以大幅度提高。他们并指出，日粮蛋白质水平降低2个百分点，在添加一定量的合成氨基酸完全可以代替蛋白质水平不降低的日粮，使鸡的生产性能保持在较高水平[8，9]。研究表明,在允许范围内,低能低蛋白组鸡的肉质优于高能高蛋白组[10].饲料蛋白质水平影响肉鸡腹脂沉积因而影响肉质，腹脂随饲粮粗蛋白水平的升高而降低[11]．饲粮中的粗蛋白水平也显著影响蛋品质量，产蛋后期适当降低粗蛋白水平可使蛋重减轻，蛋壳厚度相对提高［12］．
在水生动物，蛋白质更是不可或缺的营养素．据报道，新加坡科研人员对尼罗罗非鱼亲鱼的研究发现，投喂不同饲料的雄亲鱼对卵和幼苗的质量影响很小，而投喂粗蛋白含量为20%饲料的雌亲鱼所产卵的孵化率和正常幼苗比率均低于粗蛋白含量为35%的对照组，在粗蛋白含量为10%的实验组均未受精，显示了蛋白质对鱼类繁殖的重大影响[13]．董云伟等（2001）研究表明，不同蛋白质水平对罗氏沼虾的特殊生长率和淀粉酶的比活性无显著影响，但显著影响类胰蛋白酶和胃蛋白酶的比活性。在同一蛋白质水平下，淀粉酶的比活性最高，其次为类胰蛋白酶和胃蛋白酶。随饲料蛋白质水平的提高，三种消化酶比活性也呈逐渐上升的趋势，而淀粉酶与类胰蛋白酶比活性的比值逐渐下降，表明该虾消化酶活性对饲料蛋白质含量有适应反应[14]．
动物体蛋白质生长率和蛋白质合成速率随日粮蛋白质水平的提高而增加，器官组织的蛋白质代谢也受到日粮蛋白质水平的影响．如虹鳟白肌和肝脏的生长率随日粮蛋白质水平的降低而减少［15］．
2．动物对蛋白质的需求特点
各种动物对蛋白质的需求都有各自的特点．畜禽与水生动物的差异就很大。不仅如此，动物的年龄、大小、生理状态、养殖方式及饲料的能量蛋白比等，对动物的蛋白质需求量也会产生影响。
在满足EAA需要的前提下，10～20kg断奶仔猪生长所需的饲料CP水平为18%，需要量为１５７g/d[16]。Mahan（1998）报道，妊娠母猪饲喂含16%蛋白的日粮并增加采食量可增加初产母猪所产仔猪的初生重和断奶重；而King等（1993）的研究表明，若以达到最大秘乳性能为标准，日粮蛋白质水平为13.3%～16.5%[17]。
这是猪在不同生理阶段对蛋白质需求有差异的例子。
陈靖华等（1998）通过试验得到乌骨鸡育成阶段三个不同时期对蛋白质适宜需求参数为：4～6周龄适宜蛋白质水平为19%（ME：12.30MJ/kg），7～14周龄为17%（ME：11.95MJ/kg），15～25周龄再次降为13%（ME：11.59MJ/kg） [17]
饲料蛋白质在瘤胃通常被快速降解，优质蛋白质更是如此，而且大多数饲料蛋白质的消化过程中水解产生的寡肽占总氨基酸比例较大。研究表明，瘤胃消化过程中产生的肽的量可占蛋白质、肽、氨基酸总和的80%。日粮蛋白质的特性对瘤胃内容物中肽的形成数量和比例有重要影响，加工、贮藏条件也是影响蛋白质消化过程中肽释放量与必需氨基酸比例的重要因素[18]。看来,反刍动物不必饲以大量优质蛋白,否则需给以保护. 陈靖华等(1998)通过试验得到乌骨鸡育成阶段三个不同时期对蛋白质最适需求参数为:4～6周龄适宜蛋白质水平为19%(ME:12.30MJ/Kg),7～14周龄为17%(ME:11.95MJ/Kg),15～25周龄再次降为13%(ME:11.59MJ/Kg)[19].
鱼虾类对蛋白质的需要量比较高，约为哺乳类和鸟类的2～４倍。由于鱼类对糖类的利用能力低，因此蛋白质和脂肪是鱼类能量的主要来源.
研究表明,鱼类标准代谢率几乎完全是由于氨基酸分解代谢提供的能量.养殖的鲑鳟鱼类,能量代谢中约40%以上的能量来源于氨基酸分解代谢.很多鱼类能够忍受长期饥饿(可达三个月以上),主要靠体蛋白分解代谢来维持[20].
水生动物对蛋白质的需要量包含两种意义，即维持需要量和获得最大生长所需的最低蛋白质的量。养殖生产中通常只考虑后者。而水生生物的种类、食性、年龄、个体大小、水温、盐度以及养殖方式等，对蛋白质的需求量均会产生影响。在鱼类，一般按鱼苗、鱼种、成鱼三个阶段分别确定蛋白质需要量(呈递减趋势)。
近四十年来，在研究蛋白质营养参数过程中，理想蛋白质（IP）的概念被逐步接受并进行了大量研究，IP的实质是各种氨基酸平衡最佳状态下的蛋白质[21].目前，动物蛋白质研究，理论上已经从经典的CP和总氨基酸营养向可利用总氨基酸营养、小肽营养及理想蛋白质模式（IPP）方向发展，生产上也将以可消化氨基酸和IPP为基础配制日粮，并以结晶氨基酸添加剂使用新技术取代常规技术，理想蛋白质模式的建立和完善具有重要理论价值和实践意义[22]。
3．蛋白质与其它营养素相互关系的研究
3．1氨基酸的作用
改善日粮氨基酸平衡的一个简单方法是用纯化的合成氨基酸取代部分标准蛋白源。有文献表明，通过补充合成氨基酸可节约2%～4%的日粮蛋白而不降低畜禽增重和饲料转化率[23, 2,8,9]。研究发现，从36日龄至63日龄，肉仔鸡分别饲喂补充蛋氨酸和赖氨酸的14.4%蛋白质含量的日粮和18.1%的蛋白质水平的日粮，结果鸡的生长和饲料效率相同[24]。
水产饲料中添加限制性氨基酸，能改善氨基酸的平衡程度，使饲料中氨基酸和蛋白质具有最高的营养价值，提高饲料蛋白质的消化利用率，如在饲料中添加一定的赖氨酸和蛋氨酸后，可降低饲料中粗蛋白含量2%以上，且不影响饲养效果。因此，人们把赖氨酸、蛋氨酸称为蛋白质饲料的强化剂，并能提高水生动物的抗病、耐低氧和抗应激能力[25]。在鲫鱼的试验表明，降低CP为29.85%而添加DL-Met和L-Lys的实验组，投食率(FR)、平均增重率(AWR)、料重比(F/G)以及经济效益最好[26]。张云贵等（1998）依据蟹体EAA比率向饵料中添加合成Met、Thr等EAA，可使河蟹饲料蛋白质降低3%～4%的养殖条件下获得较高的成活率和理想的增重效果[27].
亮氨酸(Leu)、精氨酸(Arg)、色氨酸(Trp)等氨基酸在蛋白质合成中起着重要作用,而谷氨酸、谷氨酰胺浓度与蛋白质合成还存在线形关系.同时，动物整体及组织的蛋白质降解也受到某些氨基酸的调控.抑制蛋白质水解的氨基酸有Leu Tyr.Glu Pro His Trp.Met等,这些氨基酸共同对蛋白质的自溶降解发挥抑制作用[15].
3．2糖类的节约效应
碳水化合物是廉价易得的能源物质，在饲料中添加适量的碳水化合物，可以减少蛋白质的能耗，从而提高经济效益。周嗣泉等（2000）分别在精制饲料、半精制饲料、实用饲料中添加一定量的糖类物质，均提高了鳖的日增重和蛋白质效率，节约蛋白质15%以上[28].
3．3脂肪的应用效果
脂类含能是蛋白质和糖类的2～2.5倍，值得充分挖掘。周继术等（2000）将虹鳟饲料中的脂肪含量从10%提高到15～20%，则蛋白质可由48%降到35%，而且还发现脂肪在18%而蛋白质在35%时，蛋白质效率、净蛋白质利用率最佳，并指出草鱼饲料添加1%亚油酸可改善草鱼相对生长率和蛋白质效率[29]。付世建等（2001）研究表明，供以高脂肪低蛋白饲料组的南方鲇的特殊生长率和饲料转化率与低脂肪高蛋白组的鱼无显著差异，但南方鲇饲料脂肪对蛋白质有很大的节约效应[30]。
3．4 酶
在大多数情况下，植酸酶的应用能提高动物对蛋白质的利用率，使粪中氮排泄量减少。植酸酶与蛋白质形成复合物的可能性大小有差异，不同来源蛋白质与植酸酶形成络合物的能力不同，故植酸酶对蛋白质利用率的作用，与蛋白质的来源及日粮中氨基酸是否缺乏有关[31]。刘晓辉（1998）指出，植酸酶的应用提高了蛋白质和矿物质的利用率，使猪的生长性能得到改善，因此，科学合理地利用植酸酶，促进畜禽生产有很大的实际意义[32]。
周岩民等（1999）试验证明复合酶制剂可改善饲喂低蛋白饲粮蛋鸡的产蛋性能,该复合酶含有淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶[33]。
3．5其它
高永利等（2002）研究证明添加肉毒碱可降低饲料蛋白质水平[34]。冯健等(1999)验证了高碘日粮 可大幅度提高蛋品中碘的含量，且随日粮中碘含量的增高而明显上升[35]，从而为缺碘人群补碘提供了一条思路。
4．影响蛋白质营养的外部因素
4．1
酸化剂:饲用酸化剂为一种可降低饲料在消化道中的pH值,为动物提供最适消化环境的新型添加剂,国内外已被广泛用于家畜和家禽.为弥补胃酸不足，改善早期断奶仔猪日粮蛋白质营养，人们在仔猪日粮或饮水中加入酸化剂,这在一定程度上可以克服早期断奶仔猪对植物蛋白质的消化不良，可节约动物性蛋白质制品的使用，特别符合我国国情[36]。
4.2喹乙醇：
试验显示，喹乙醇在不同时期和不同蛋白质水平下作用不一样，前期高蛋白水平下，喹乙醇对提高仔猪生产性能和降低腹泻的作用更加明显，后低蛋白水平下作用不大[37]。
4.3中草药:在欧鳗饲料中添加后，对鲜肉中水分和脂肪分别降低了1.41%和0.5%，蛋白质和灰分分别提高了6.30%、4.80%和2.03%，干物质中氨基酸含量比对照组提高了2.38%，且添加组比对照组增重明显，证实可提高欧鳗养殖效果[38]。
4.4甲醛：甲醛处理可降低蛋白质在瘤胃的降解率。朱新书等用0.7%甲醛（HCHO/CP）处理胡麻粕、棉籽粕、葵籽粕，对绵羊粗蛋白消化率无显著影响，但可显著增加绵羊体内氮沉积，降低瘤胃液的氨氮浓度，减少尿氮的排除量，提高可消化氮的利用率，从而提高绵羊对蛋白质饲料的利用率并提高增重率[39]。
4.5蛋白质营养强化剂
：硫酸钠中的硫元素（含20%以上）可刺激畜禽体内的代谢，其吸收率和生物学效价均高于其它硫酸盐。近年来，美、日、加、前苏联都广泛使用硫酸钠作为饲料蛋白质营养的强化剂，国内尚处于试验阶段。在畜禽日粮中，特别是日粮蛋白质水平低、含硫氨基酸缺乏时，添加少量无机硫（硫酸钠0.2%～0.5%）是有益处的。硫酸钠资源多，成本低，使用方便，连续使用无副作用，有推广前景[40]。
4.9抗营养因子：植物性饲料中存在一些抗营养作用的物质，它们表现为降低饲料中营养物质的利用率、动物的生长速度和健康水平。抗营养因子中，胰蛋白酶抑制剂、植物凝集素以及抗维生素等均为蛋白质，多酚类化合物、植酸、非淀粉多糖和皂苷等则为其它有机化合物。抗胰蛋白酶抑制剂引起蛋白质利用率下降有两方面的原因，一是可以和小肠液中胰蛋白酶结合，生成无活性的复合物导致蛋白质消化率和利用率下降，二是引起动物体内蛋白质内源性消耗。胰蛋白酶由于和胰蛋白酶抑制剂结合并排出而减少，引起胰腺机能亢进，分泌更多的胰蛋白酶补充至肠道，导致部分氨基酸短缺和体内氨基酸代谢的不平衡，引起生长受阻或停滞。植物凝集素在消化道中干扰营养物质的消化和吸收过程；多酚类化合物的酚基或其氧化产物醌基和氨基酸残基的活性基团（如Lys的ε-氨基、Cys的巯基）结合生成不溶性复合物，因而降低蛋白质的消化率；植酸和蛋白质碱性残基相结合抑制胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性，导致蛋白质利用率下降[41]。
4.7
加工：饲料原料在膨化过程中，经受高温、高压、高剪切力的作用，蛋白质四级、三级分子结构断裂，有时二级结构也断裂，造成蛋白质可朔，有利于挤压成形，而蛋白质含量不会发生变化，且对氨基酸的稳定性与有效性影响不大；在调质过程中，蛋白质同样受到热处理而变性，黏度增加，有利于颗粒成型，易被蛋白酶水解和动物的消化吸收[42]。试验证明，饲料的蛋白质消化吸收率（DCP）随粉体粒度变细而提高。
应用超细粉体技术将鱼粉、卤虫粉制成的不同粒度的纯天然蛋白粉，在肉仔鸡消化试验中有不同的DCP值。在30～300目范围内，随蛋白质饲料粉体细度提高，DCP明显提高，以60～100目为最佳粒度区。应用超细粉技术是提高蛋白饲料蛋白质消化率的一个途径[43]。
4．8
辐射：辐射也可影响蛋白质代谢。成年小鼠在照射后6d时体重显著减少。氮平衡试验中生长期小鼠500mGy组、成年期250mGy和500mGy剂量组的正氮平衡低于响应的对照组，照射500mGy使血红蛋白和血清总蛋白有所下降，同时，血清非蛋白氮升高，但未达到统计学显著差别[44]。
4.9
饲养管理：饲喂次数增加和运动均促进蛋白质的合成；禁食鼠的蛋白质耗竭机制表明，胃、小肠和结肠蛋白质合成速率的下降主要归因于蛋白质合成能力的降低。在禁食状态，鼠的糖皮质激素水平增高，除了促进蛋白质降解作用外，还抑制蛋白质合成[15]。
5.蛋白质营养的分析与评价
5.1蛋白质消化、测定方法
人们都希望快速、准确、安全、有效的分析测试各种饲料成分，对蛋白质的消化和测定方法也进行了很多探素。
试验说明，采用重庆玻璃仪器厂生产的自动回流消化仪，可缩短消样时间，加快CP测定速度，节省测定成本，改善操作环境，且新的消样方法对样品测定的结果，与凯氏定氮法有同样的准确性和稳定性，完全可替代凯氏定氮法[45]。
国标GB/T6432-94关于饲料CP测定中，以CuSO4和K2SO4作为混合催化剂。据有关资料介绍，由K2SO4和硒组成的混合催化剂与国标中的混合催化剂具有相同作用。对比试验表明，使用定氮催化剂与国标检验结果差异不显著，并具有消化时间短、反应彻底、消化后样液无色透明、没有干扰负反应发生、硫酸用量少等优点[46]。
饲料中CP、总磷、钙等主要营养成分多采用国标法，取3个样品分别测定。符金华（2000）介绍的方法 ，只称取一个样品，采用双氧水作催化剂，用硫酸消化，消化液定容后分别测定CP、总磷、钙。这样避免了重复称样和样品的预处理，减轻了劳动强度，提高了工作效率，且节约试剂费用和省电[47]。
何培金（2000）指出，上海嘉定纤检仪器厂生产的“华[火华]”KDN-C型定氮仪是国内比较理想的CP快速测定仪。误差在国标规定的允许范围内，分析一个样品的时间为1.5～2.0h，而国标GB/T6432需4～6h.提高工作效率2～3倍，并将有害气体通过排气管从水中排出，有减轻空气污染的又一优点[48]。
5.2蛋白质评价体系
以不同喂养动物蛋白为参比，分析蛋白源的EAAI值，可以判定该蛋白源对该种动物的营养价值；以某喂养动物蛋白为参比，分析蛋白饲料的EAAI值，可以判定该优质蛋白是否掺杂；分析EAAI，可以发现所用饲料蛋白源对喂养动物的适宜程度[49]。这是利用必需氨基酸指数评蛋白源。
以可利用氨基酸评价饲料蛋白质营养价值的理论基础：（1）近几十年来的研究表明，单胃动物蛋白质营养，其实质是氨基酸的营养；（2）饲料蛋白质营养价值除与动物种类有关外，也与其所含氨基酸的消化率即利用率有关；（3）饲料蛋白质中各种氨基酸的利用率受饲料的物理结构和化学性质的影响；（4）氨基酸利用率的可加性、重演性检验是一项十分重要的工作。近四十年来关于理想蛋白质的研究成果，为评定饲料蛋白质营养价值提供了一种参比蛋白，从而使根据饲料氨基酸分析数据及通过消化代谢试验法测得的相应氨基酸的可利用率，并通过一定的估测模型客观估计饲料蛋白质成为可能。这也是以可利用氨基酸为基础评定蛋白质营养价值的真正优势之所在[50]。
康奈尔碳水化合物和净蛋白质体系（CNCPS，Cornell Net Carbohydrate and Protein System for Cattle）是康奈尔大学科学家提出的牛用动态能量和蛋白质/氨基酸体系，核心是以小肠中净吸收碳水化合物（NAC）和净吸收蛋白质（AP）或净吸收氨基酸（AAA）评价饲料的能量和蛋白质营养价值。CNCPS是在吸收其它体系优点的基础上发展起来的。与各国已提出的降解蛋白质或小肠可吸收蛋白质体系，以及与之配套使用的能量体系相比，CNCPS具有一些新特点，反映了最新成果[51]。
豆粕是理想的蛋白质饲料，丁丽敏等（1997）试验证明，蛋白质溶解度（PS）和考马斯亮蓝是评价不同加热程度豆粕的最佳指标，在评定过熟程度上，PS比脲酶活性可靠[52]。另一试验对豆粕霉变过程中CP、蛋白质溶解度、脲酶活性进行测定和分析，结果表明，随着霉变程度的增加，豆粕的PS显著减少，CP和脲酶活性指数变化不明显，由此认为，可用蛋白质溶解度评价发霉豆粕的品质[53]。
