为什么牛羊吃草还能长肌肉？草里面不是没有蛋白质吗？
▍为什么牛羊吃草还能长肌肉？草里面不是没有蛋白质吗？
这是个很有趣的问题，其实这类问题十几年前健身爱好者群体就经常讨论。其实所谓『牛不吃蛋白质、人吃蛋白质』只是一种误解，牛也吃蛋白质，而且经常容易吃超量。
一、草食动物的视角：满地的蛋白质
一般在养殖行业，把饲料和植物中的蛋白质叫做“粗蛋白”。粗蛋白是一个统称，指蛋白质和另外一些含有氮但是不属于蛋白质的物质归到一起。
这么归类是因为，草食动物不光能直接消化吸收其中的蛋白质，也能间接利用其中的含有氮的非蛋白物质，来合成蛋白质（人类做不到）；至于怎么个间接法，后面马上要说。
总之，在草食动物的世界里，蛋白质满地都是。
比如我国对青海牧草的研究发现[1]，牧草的粗蛋白含量受地区、气候、温度、海拔、生长阶段等很多因素影响，高的在10.9-17.6%之间，最低的在4.59-8.67%之间。
4个气候区5种牧草的粗蛋白含量测定结果
此外，植物性食物（比如树叶）的蛋白质含量也比大家想的要高。对广西扶绥黑叶猴及其所食植物的研究发现[2]：
这些猴的主要食物是乔木、灌木、藤本和草本植物的嫩叶、成熟叶、花、果和种子等；这些食物的粗蛋白含量平均为12.7%，且在各个月份间变化较大；4 月份食物粗蛋白的平均含量最高，为19.1%；其次为3月，其粗蛋白含量达15.7%；平均粗蛋白含量最低为 6 月， 其含量仅为5.4%。黑叶猴主要食源植物的取食比例和粗蛋白含量
作为对比，大多数肉类的蛋白质含量在17-20%之间，如果考虑到很多草食动物的摄食量不小，我们有理由认为，草食动物们吃的蛋白质并不少，它们一般是不缺蛋白质的。
二、必要氨基酸
成年人类有9种必要氨基酸是不能自行合成只能通过食物摄入的，所以大家肯定会思考这个问题：吃素的动物如何获取呢？
我们以大熊猫为例，它主要吃竹子，竹子的蛋白质一般有13.2%左右[10]，不过竹子中比较缺乏赖氨酸和精氨酸。如大家所想，生命的适应性会解决大多数问题：大熊猫已经有三个基因发生了适应性变化，它们是PRSS1、PRSS36和CPB1。
这三个基因，可以表达出相应的蛋白质（消化酶）：其中PRSS1和PRSS36是从从羧基末端水解/切割的内肽酶，CPB1是C-末端水解/切割的外肽酶。它们能帮助大熊猫更好的消化竹子，获取赖氨酸和精氨酸[15]。
三、草食动物有时可能蛋白质摄入过量
众所周知，人类是依靠各种消化酶来消化食物，吸收食物营养的，但反刍动物跟人类不同，它们不是自己主动消化，而是主要通过微生物、菌群来发酵食物[7,8]。
比如在吸收蛋白质方面，它们就绕了个弯：
草食动物吃下去的“草料”中含有的蛋白质，在瘤胃中被水解、脱氨基，产生氨、短链脂肪酸等，被肠道菌群吸收；菌群用这些，合成为新的蛋白质；肠道菌群连同这些新合成的蛋白质，都进入反刍动物的皱胃和小肠，被反刍动物所消化吸收。也就是说，反刍动物实质上在是用草料喂食细菌/微生物，然后再吃细菌/微生物——从某种程度上说，牛也是养殖者。
那牛为什么不直接吸收这些蛋白质，而是绕个弯呢？
可能是因为，这些肠道菌群处理蛋白质的能力比牛本身强，除了食物中的蛋白质本身以外，它们可以利用一些含有氮的非蛋白质来合成蛋白质。
也许这就是为什么养殖业考虑的是“粗蛋白”，而不是人类营养学中的“蛋白质”概念，因为含氮的非蛋白质物质，只要能被菌群利用，也就能成为牲畜的蛋白质。
这么看，绕个弯，还是值得的。
可能是由于这些菌群合成蛋白质的高效性、也可能是因为草食动物的食物摄入总量较大、还可能是因为某些季节草料的粗蛋白含量较高......总之有证据表明，他们获得的蛋白质可能会超量[3]。
超量了，动物跟人类一样，脱氨基、生成NH3，大部分以尿素的形式排泄出体外[4,5]。
更有趣的是，很多健身爱好者都体验过吃蛋白质太多会放屁。其实动物也会。动物体内的细菌/微生物工作会产生温室气体、甲烷、氨等[9,10]。如果养殖密度较大，空气不流通的话，就会…百度可以搜出来一大堆奶牛放屁发生爆炸的新闻......
这不是玩笑
四、从生物营养学的角度看世界：草木皆糖
从人类的角度看，一片树林和草原，这些树和草本身是不能吃的，但动物不是这样。
人类主要以碳水化合物作为能量来源，碳水实质上就是糖。糖在生物学上是个大类，构成的基本单位是单糖。单糖是即最简单的、不能再被水解为更分子的糖，这就像氨基酸是构成蛋白质的最基本单位一样。
最常见的单糖就是葡萄糖。
葡萄糖
如果把2个单糖分子用化学键（糖苷键）连在一起，就是双糖。最常见的双糖有蔗糖（1果糖+1葡萄糖）、麦芽糖（2个葡萄糖分子）。
双糖
如果更多的单糖分子，通过糖苷键连在一起，就成了多糖，这就优点像多个氨基酸用化学键（肽键）连在一起构成小肽乃至蛋白质一样；最典型的多糖就是淀粉。
直链淀粉
也就是说，淀粉含有大量的糖苷键，打破它们、拆解为单糖需要时间，所以米饭的GI是80多，而不是100（葡萄糖是100）。
那么草/树木主要是什么呢？大部分是纤维素，纤维素就是多糖。
纤维素
例如，我国江西的红心衫木，经过测试，其中有40%多的含量是纤维[7]。
杉木成分
在牛的瘤胃中，存在大量的共生菌和微生物，它们能分泌纤维素酶—cellulase，这些酶可以打破其中的化学键，把这些纤维素（多糖）降解为葡萄糖（单糖）。也就是说，对于有能力消化的物种而言，花草树木，就是一大堆糖，就是能量。
但是注意，反刍动物并不直接利用食物中的糖类，而是利用食物发酵后产生的各种脂肪酸。
不光草，木头也是。因为木头的主要成分是植物纤维，只要你有能力降解植物纤维，你就能获得一堆糖：比如白蚁（和他肚子里的菌群）。
References
1. 晋德馨，张美珍，张海水.栽培牧草蛋白质含量与气候,土壤的关系.
2. LI Youbang1，DING Ping2，* ，HUANG Chengming3，JIANG Pingping2，LU Shiyi1. The crude protein content of main food plants of Franois' langur( Trachypithecus francoisi) in Fusui，Guangxi，China
3. Jonker A., Yu P. The role of proanthocyanidins complex in structure and nutrition interaction in alfalfa forage. Int. J. Mol. Sci. 2016;17:793.
4. Waghorn G.C., Shelton I.D., McNabb W.C., McCutcheon S.N. Effects of condensed tannins in Lotus pedunculatus on its nutritive value for sheep. 2. Nitrougenous aspects. J. Agric. Sci. 1994;123:109–119.
5. Waghorn G.C., Ulyatt M.J., John A., Fisher M.T. The effect of condensed tannins on the site of digestion of amino acids and other nutrients in sheep fed on Lotus corniculatus. Br. J. Nutr. 1987;57:115–126.
6. 范国荣,王宗德,彭锦云. 陈山红心杉木材化学成分的研究.江西林业科技 2001年02期
7. rgavi D. P., Kelly W. J., Janssen P. H., Attwood G. T. (2013). Rumen microbial (meta)genomics and its application to ruminant production. Animal 7(Suppl. 1), 184–201.
8. Raney T., Gerosa S., Khwaja Y., Skoet J., Steinfeld H., McLeod A. (2009). The State of Food and Agriculture 2009: Livestock in the Balance. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
9. Martin C., Morgavi D. P., Doreau M. (2010). Methane mitigation in ruminants: from microbe to the farm scale. Animal 4, 351–365.
10. Morgavi D. P., Forano E., Martin C., Newbold C. J. (2010). Microbial ecosystem and methanogenesis in ruminants. Animal 4, 1024–1036.
11. Fonty G., Gouet P., Jouany J. P., Senaud J. (1987). Establishment of the microflora and anaerobic fungi in the rumen of lambs. J. Gen. Microbiol. 133, 1835–1843.
12. Skillman L. C., Evans P. N., Naylor G. E., Morvan B., Jarvis G. N., Joblin K. N. (2004). 16S ribosomal DNA-directed PCR primers for ruminal methanogens and identification of methanogens colonising young lambs. Anaerobe 10, 277–285.
13. Jami E., Israel A., Kotser A., Mizrahi I. (2013). Exploring the bovine rumen bacterial community from birth to adulthood. ISME J. 7, 1069–1079.
14. Schaller GB, Hu J, Pan W, Zhu J. The Giant Pandas of Wolong. Univ of Chicago Press; Chicago: 1985.
15. Yibo Hu,a,1 Qi Wu,a,1 Shuai Ma,a,b,1 Tianxiao Ma,a,b,1 Lei Shan,a Xiao Wang,a,b Yonggang Nie,a Zemin Ning,c Li Yan,a Yunfang Xiu,d and Fuwen Weia,b,2.Comparative genomics reveals convergent evolution between the bamboo-eating giant and red pandas.Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Jan 31; 114(5): 1081–1086.
▍为什么牛羊吃草还能长肌肉？草里面不是没有蛋白质吗？
尽管草里面没有蛋白质，但牛羊吃草把草转化成养料，在适当的条件下反应物生成氨基酸，氨基酸变成蛋白质，肌肉是由蛋白质庞大的分子组成。化学变化就是这么神奇。
▍为什么牛羊吃草还能长肌肉？草里面不是没有蛋白质吗？
你如果理解草里面没有蛋白质是完全错误的，象草，巨菌草，皇竹草，甜高粱，高丹王，食叶草，阔叶菊，串叶松，俄罗斯菜，等等蛋白质含量都超过玉米很多，都在百分之二十左右，食叶草的蛋白质含量与豆粕相似，种植牧草饲养家禽家畜，是未来牧业的发展之路，近两年引进的芽苗牧草，更是中国畜牧业发展方向，可以完全取代粮食了
▍为什么牛羊吃草还能长肌肉？草里面不是没有蛋白质吗？
这问题提得太外行，草里没蛋白质，你听谁说的？
草里不仅有蛋白质，有些草蛋白质含量还很高。比如紫花苜蓿，蛋白质含量20%，蛋白桑叶蛋白质含量36%，鲁梅克斯蛋白质含量30%，串叶松香草蛋白质含量也不低。
凡能腐烂的的都含蛋白质。蛋白质是生物的基础。凡有生命的都含蛋白，凡蛋白都会腐烂。
▍为什么牛羊吃草还能长肌肉？草里面不是没有蛋白质吗？
谁说青草里面没有蛋白质？那么大豆里面的蛋白质哪来的？生物研究表明，地表几乎所有的绿色植物，都有合成蛋白质的能力，其效率比动物高很多。
动物取食植物，并不是将里面的蛋白质分子给整个吸收了，而是分解成各种氨基酸，相当于获得制造蛋白质的“砖瓦”，依靠动物细胞自身携带的酶、转录机制等，按照DNA或者RNA的指示，利用这些砖瓦，合成动物自身所需要的各种蛋白质。
在自然界，蛋白质分子太大了，分子量可以达到百万级别，动物的细胞膜是不会允许它们通过的。氨基酸则不同，分子量普遍只有几百或者几千，有一个或者多个酸根，用钠离子去中和它，形成钠盐，可以被细胞膜吸收进去，在细胞也里面，把钠离子给剥夺了，又转回氨基酸了。
这是动物的一种保护机制，因为天然的蛋白质大分子，绝大部分都含有古怪的螺旋、自由基等，对于细胞内环境来讲，是有害物质，必须予以剔除，比如蛇、蝎子等毒液里面含有的多种神经毒剂或者血液毒剂，就是各种莫名其妙的蛋白质，经过消化道没什么太大危险，消化液会分解它们，一旦进入血液，则就是另一番天地了，有的直接攻击神经末稍，有的直接攻击血细胞。
人类目前检测出的氨基酸种类有20多种，动物自身可以合成绝大多数种类，有个别种类是无法合成的，必须从自然界获取，这就是植物的功劳了。
乌克兰曾经是一个养猪大国，我们公司原来出口给他们的一个农场大量的合成饲料，里面明确要求添加18种氨基酸，并给出饲料配比，因此我才知道，动物直接摄取氨基酸添加剂，产生蛋白质的效率，比吃饲料快很多。
甭说青草了，就连微小的新冠病毒，外面就有“特异蛋白”形成的刺突，人体的免疫系统，就是与这类蛋白质进行殊死斗争的，可以说，蛋白质是够成生命的基本物质之一，可不能说牛吃草，吃不到蛋白质哦！
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