動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)課件：第六章 能量與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)-教授風(fēng)采-2008

1、第六章第六章 能量與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)能量與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng) 本章要點(diǎn)本章要點(diǎn) n總能、可消化能、代謝能、凈能、體增熱的概念；總能、可消化能、代謝能、凈能、體增熱的概念；n動(dòng)物所需能量的主要來(lái)源；動(dòng)物所需能量的主要來(lái)源；n飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的利用過(guò)程及其損失；飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的利用過(guò)程及其損失；n能量利用效率。能量利用效率。 第一節(jié)第一節(jié) 能量來(lái)源及能量單位能量來(lái)源及能量單位一、動(dòng)物所需能量的來(lái)源與衡量單位 ( (一一) )能量的能量的主要來(lái)源主要來(lái)源 ( (二二) )能量的能量的衡量單位衡量單位二、飼料中的能量 ( (一一) )飼料總能和總能值的飼料總能和總能值的概念概念 ( (二二) )幾種幾種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和

2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和飼料中的飼料中的總能值總能值 ( (三三) )飼料飼料能值的能值的測(cè)定測(cè)定 一、動(dòng)物所需能量的來(lái)源與衡量單位一、動(dòng)物所需能量的來(lái)源與衡量單位(一)能量的主要來(lái)源 碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì) （三大能源物質(zhì)）（三大能源物質(zhì)）當(dāng)能量供給不足時(shí)，動(dòng)用體內(nèi)的貯備能源物質(zhì)糖原、體脂肪。嚴(yán)重能量供給不足時(shí)，體蛋白也可被分解供能。( (二二) )能量的衡量單位能量的衡量單位n曾以曾以“卡（卡（caloriecalorie）”表示表示 1g1g水從水從14.514.5上升到上升到15.515.5需要的熱量需要的熱量為為1 1卡卡。 實(shí)踐中以千卡（大卡）、兆卡（熱姆）表示：實(shí)踐中

3、以千卡（大卡）、兆卡（熱姆）表示： 1 1千卡千卡(Kcal)=1000 (Kcal)=1000 卡卡( cal)( cal) 1 1兆卡兆卡(Mcal(Mcal)=1000)=1000千卡千卡(Kcal)(Kcal)n目前目前國(guó)際通國(guó)際通用焦耳、千焦用焦耳、千焦( (耳耳) )、兆焦、兆焦( (耳耳) )表示：表示： 1 1千焦耳千焦耳(KJ)=1000 (KJ)=1000 焦耳焦耳( J)( J) 1 1兆焦耳兆焦耳(MJ)=1000(MJ)=1000千焦耳千焦耳(KJ)(KJ) 1 1卡卡(cal)=4.184(cal)=4.184焦耳焦耳(J)(J)。二、飼料中的能量二、飼料中的能量（

4、一）飼料的總能和總能值（一）飼料的總能和總能值 1.1.飼料的總能飼料的總能(gross energy, GE) ： 飼料中有機(jī)物經(jīng)完全燃燒(或體內(nèi)氧化)生成 H2O、CO2 和其他氣體時(shí)，釋放的全部能量； 2.2.飼料的總能值：飼料的總能值： 每單位重量飼料中的總能。3.3.飼料的有效能：飼料的有效能：飼料中可被動(dòng)物利用的能量飼料中可被動(dòng)物利用的能量。 主要決定于其中的主要決定于其中的C C、H H含量，特別是含量，特別是C C含含 量量。C、H含量高，有機(jī)物的化學(xué)潛能多含量高，有機(jī)物的化學(xué)潛能多。（二）幾種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和飼料的總能值（二）幾種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和飼料的總能值 (KJ/g(KJ/gDMDM

5、) ) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或飼料 能能 值值 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或飼料 能能 值值 葡萄糖 15.73 玉 米 18.54 蔗 糖 16.57 燕 麥 19.58 淀 粉 17.70 三葉干草 18.70 纖維素 17.49 秸 稈 18.41 牛 肉 23.85 植物油 39.04 豬 肉 22.64 豬 油 39.66 酪蛋白 24.52 從上表可見(jiàn)從上表可見(jiàn): :n脂肪的能值最高，是碳水化合物的2.25倍，蛋白質(zhì)介于脂肪與碳水化合物之間；n飼料中的能值受脂肪含量影響很大,脂肪含量越高則能值越高；n總能值不能真實(shí)地反映飼料的能量營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。n三種主要能源物質(zhì)的平均能值分別為：三種主要

6、能源物質(zhì)的平均能值分別為： 碳水化合物碳水化合物 17.36 KJ/g17.36 KJ/g 蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì) 23.64 KJ/g23.64 KJ/g 脂脂 肪肪 39.33 KJ/g39.33 KJ/g。（三）能值的測(cè)定（三）能值的測(cè)定氧彈式熱量計(jì)(bomb calorimeter)氧彈式熱量計(jì)模式圖貝克曼溫度計(jì)貝克曼溫度計(jì)攪拌器攪拌器電極電極氧彈氧彈坩堝坩堝外筒外筒內(nèi)筒內(nèi)筒第二節(jié)第二節(jié) 飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化* *一、飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的一、飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化二、二、消化能消化能三、三、代謝能代謝能四、四、凈凈 能能( (一一) )飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)

7、化過(guò)程飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化過(guò)程飼料總能飼料總能(GE) 糞能糞能(FE)消化能消化能(DE)尿能尿能(UE) (反芻動(dòng)物占反芻動(dòng)物占DE3- 5%)氣體氣體(CH(CH4 4) ) (反芻動(dòng)物占反芻動(dòng)物占DE3-10%)代謝能代謝能(ME) (生理有效能生理有效能)體增熱體增熱發(fā)酵熱發(fā)酵熱凈能凈能(NE)維持凈能維持凈能生產(chǎn)凈能生產(chǎn)凈能( (二二) )飼料能量在體內(nèi)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損失飼料能量在體內(nèi)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損失n糞能糞能(FE)(FE)、尿能尿能(UE)(UE)、氣體（甲烷）能氣體（甲烷）能(Eg(Eg) )以及以及體增熱體增熱等損失。等損失。n降低這些能量損失，可提高能量的利用效率降低這

8、些能量損失，可提高能量的利用效率。二、消化能二、消化能( (Digestible Energy,Digestible Energy,DEDE) )（一）消化能的概念（一）消化能的概念 DE：食入食入飼料總能減去糞能飼料總能減去糞能(fecal energy)(fecal energy)。 DEDEGE-FEGE-FE 消化能值消化能值：每單位重量飼料中的每單位重量飼料中的DEDE： 食入總能食入總能（MJMJ）糞能糞能（MJMJ） 消化能消化能(MJ/kg)(MJ/kg) 采食量采食量（Kg)Kg)（表觀消化能表觀消化能(Apparent Digestible Energy,ADE)）（二）真

9、消化能（二）真消化能 (True Digestible Energy，TDE)矯正了矯正了F Fm mE E后的后的DEDE： 食入總能食入總能( (糞能糞能代謝糞能代謝糞能) )TDE(TDE(MJ/kgMJ/kg) ) 采食量采食量 糞能來(lái)源糞能來(lái)源1.1.未消化飼料未消化飼料2.2.腸道微生物及其產(chǎn)物腸道微生物及其產(chǎn)物3.3.消化道分泌物消化道分泌物4.4.消化道脫落細(xì)胞消化道脫落細(xì)胞糞代謝產(chǎn)物：含能量為含能量為代謝糞能代謝糞能(FmE)nTDE很難測(cè)，很少測(cè),通常指表觀消化能;n糞能損失與動(dòng)物及飼料的性質(zhì)有關(guān)： 哺乳幼畜FE60。（三）影響（三）影響DEDE的因素的因素影響消化率的因素

10、都影響DE。消化、代謝試驗(yàn)山羊、綿羊三位一體瘺管：山羊、綿羊三位一體瘺管：瘤胃、十二指腸、回腸瘤胃、十二指腸、回腸反芻動(dòng)物微生態(tài)營(yíng)養(yǎng)、反芻動(dòng)物微生態(tài)營(yíng)養(yǎng)、分子營(yíng)養(yǎng)課題組分子營(yíng)養(yǎng)課題組江蘇省自然基金項(xiàng)目（江蘇省自然基金項(xiàng)目（1）國(guó)家自然基金項(xiàng)目（國(guó)家自然基金項(xiàng)目（3）國(guó)家科技部攻關(guān)項(xiàng)目（國(guó)家科技部攻關(guān)項(xiàng)目（1）國(guó)家科技部科技支撐項(xiàng)目（國(guó)家科技部科技支撐項(xiàng)目（1）奶牛：奶牛：瘤胃、十二指腸、回腸三位一體瘺管揚(yáng)州大學(xué)揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場(chǎng)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場(chǎng)JAPAN：TOHOKU UNIVERSITY（2002）短期聘請(qǐng)外國(guó)專短期聘請(qǐng)外國(guó)專家項(xiàng)目（家項(xiàng)目（2 2）諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)三、代謝能三、代謝能（一

11、）代謝能（一）代謝能 ( Metabolizable Energy, ME ) 生理有效能生理有效能。DEDE減去尿能和消化道可燃?xì)鉁p去尿能和消化道可燃?xì)?體體（主要是主要是CHCH4 4）能后剩余的能量能后剩余的能量: MEDE-(UE+Eg)GE-FE-UE-Eg 代謝能值代謝能值: : 每單位重量飼料中的ME: GE-FE-UE-Eg ME(MJ/kg) 采食量采食量 通常通常MEME是指飼料的代謝能值是指飼料的代謝能值（二）表觀代謝能與真代謝能（二）表觀代謝能與真代謝能1.1.內(nèi)源尿能內(nèi)源尿能(UeE)： 尿中來(lái)自體內(nèi)物質(zhì)的代謝產(chǎn)物含的能量尿中來(lái)自體內(nèi)物質(zhì)的代謝產(chǎn)物含的能量。2.2.真

12、代謝能真代謝能(TME) ： 矯正矯正了了代謝糞能和內(nèi)源尿能的代謝能代謝糞能和內(nèi)源尿能的代謝能 GE-(FE-FmE)-(UE-UeE)-Eg TME(MJ/kg) 采食量采食量3.3.表觀代謝能表觀代謝能（GE-FE-UEGE-FE-UE）/ /采食量采食量( (三三) )尿中的能量尿中的能量(Energy in Urine)(Energy in Urine)損失損失1.1.主要是蛋白質(zhì)代謝的能量損失主要是蛋白質(zhì)代謝的能量損失: : 含氮物不完全氧化，形成尿酸、尿素、肌酐等隨尿排出損失。2.2.影響尿能的因素影響尿能的因素： 日糧蛋白質(zhì)含量、能量蛋白比及AA平衡狀況。( (四四) )可燃?xì)怏w

13、的能量損失可燃?xì)怏w的能量損失 ( (energyenergy inin gaseousgaseous productsproducts ofof digestiosdigestios) )1.1.可燃?xì)怏w能的來(lái)源可燃?xì)怏w能的來(lái)源: : 消化道微生物作用產(chǎn)生可燃?xì)怏w，經(jīng)腸道和口腔排出。反芻:CH4;單胃可忽略。2 2. .反芻動(dòng)物反芻動(dòng)物CHCH4 4產(chǎn)量產(chǎn)量: : 與日糧性質(zhì)、采食量有關(guān)，約占與日糧性質(zhì)、采食量有關(guān)，約占GE 3%-10%GE 3%-10%： 低質(zhì)日糧產(chǎn)生CH4比例大； 采食量增加，CH4損失的比例減少; 維持時(shí)CH4損失占DE的8%,高水平飼養(yǎng)占6%-7%; 粗飼料細(xì)粉碎或制

14、顆?？山档虲H4產(chǎn)量。代謝試驗(yàn)日本日本筑波國(guó)立畜產(chǎn)試驗(yàn)場(chǎng)筑波國(guó)立畜產(chǎn)試驗(yàn)場(chǎng)（五）氮校正代謝能 （N-corrected metabolizable energy, MEn）n根據(jù)氮在體內(nèi)沉積來(lái)校正的ME。n主要用于家禽n公式： AMEn=AME-RN34.39 TMEn=TME-RN34.39 RN: Total nitrogen retained，用g表示，可正負(fù)或零 34.39: 每1g尿氮對(duì)應(yīng)的能量（六）影響ME的因素 DE、UE（豬2-3%、反芻4-5% ）、Eg（占GE的6-8%）的影響因素。四、凈能四、凈能 ( (一一) )凈能凈能(Net Energy, NE)(Net Ener

15、gy, NE) 1.NE1.NE:動(dòng)物維持生命活動(dòng)和生產(chǎn)產(chǎn)品的能 量，即ME減去HI和微生物HF剩余的能量。 NENEME-HI-HFME-HI-HFGE-FE-UE-EgGE-FE-UE-Eg-HI-HF-HI-HF ME-(HI+HF)ME-(HI+HF) NENE(MJ/Kg) 或 采食量 GE-FE-UE-EgGE-FE-UE-Eg-HI-HF-HI-HF NE(MJ/Kg) 采食量2.2.維持凈能維持凈能(NEm)(Net Energy for Maintenance) 基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝(BM)(BM)隨意活動(dòng)隨意活動(dòng)3.3.生產(chǎn)凈能生產(chǎn)凈能(NEp)(Net Energy for

16、Production)產(chǎn)奶凈能產(chǎn)奶凈能(NEl)增重凈能增重凈能(NEg)產(chǎn)蛋、產(chǎn)毛、勞役、繁殖產(chǎn)蛋、產(chǎn)毛、勞役、繁殖產(chǎn)脂凈能產(chǎn)脂凈能(NEf)（二）體增熱（二）體增熱( (Heat IncrementHeat Increment, , HIHI) ) 1.1.概念：概念： 饑餓動(dòng)物采食后數(shù)小時(shí)內(nèi)的產(chǎn)熱量高于 饑餓時(shí)的代謝產(chǎn)熱-HIHI； 食后體增熱、 體增熱、 食物的特殊動(dòng)力作用、 食物生熱效應(yīng)、 熱增耗。2.2.體增熱的產(chǎn)生：體增熱的產(chǎn)生：(1)(1)主要來(lái)自營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝主要來(lái)自營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝： 約80%來(lái)自內(nèi)臟，主要是肝臟物質(zhì)代謝過(guò)程中的損失。(2)(2)少部分來(lái)自采食及食物的消化少部分來(lái)

17、自采食及食物的消化(咀嚼、吞咽、消化道蠕動(dòng)、微生物發(fā)酵)、吸收吸收及及廢物的排泄等廢物的排泄等。3.3.影響影響HIHI的因素的因素: :（）動(dòng)物的種類(lèi)（）動(dòng)物的種類(lèi)： 反芻比非反芻動(dòng)物的大、持久：反芻比非反芻動(dòng)物的大、持久：咀嚼、咀嚼、反芻、瘤胃蠕動(dòng)和瘤胃內(nèi)物質(zhì)代謝產(chǎn)較反芻、瘤胃蠕動(dòng)和瘤胃內(nèi)物質(zhì)代謝產(chǎn)較多能量多能量；（）飼喂水平：（）飼喂水平： 體增熱隨體增熱隨MEME進(jìn)食水平提高而增加。進(jìn)食水平提高而增加。（）日糧的組成：（）日糧的組成： 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越平衡，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越平衡，HIHI越低；越低； 缺缺CPCP、MgMg、P P、微量元素、微量元素、VitVit都增加都增加HIHI； 單胃動(dòng)物日

18、糧單胃動(dòng)物日糧AAAA不平衡也會(huì)增加不平衡也會(huì)增加HIHI； 日糧中以油脂代替部分日糧中以油脂代替部分CHOCHO可使可使HIHI減少減少。 （脂類(lèi)的額外能量效應(yīng)） 飼料的種類(lèi)、采食及反芻時(shí)間飼料的種類(lèi)、采食及反芻時(shí)間（min/kgmin/kgDMDM） 飼料種類(lèi)飼料種類(lèi) 采食時(shí)間采食時(shí)間 反芻時(shí)間反芻時(shí)間 合計(jì)時(shí)間合計(jì)時(shí)間 大麥秸稈大麥秸稈 41-5841-58 94-13394-133 145-191145-191 優(yōu)質(zhì)干牧草優(yōu)質(zhì)干牧草 27-3127-31 55- 7455- 74 87-10587-105 牧草青貯牧草青貯 31-5831-58 60- 8360- 83 99-1209

19、9-120 大麥秸和精飼料大麥秸和精飼料 6060：4040 1818 4444 6262 4040：6060 1717 3636 5353 2020：8080 1616 2020 3636 0 0：100100 2121 0 0 2121 人工干燥干草人工干燥干草 8-188-18 33-3933-39 44-5344-53 粉碎大麥秸稈粉碎大麥秸稈 15-1815-18 0 -220 -22 15-3715-374.4.發(fā)酵熱發(fā)酵熱(heat of fermentation, HF)n飼料在動(dòng)物胃腸經(jīng)微生物發(fā)酵產(chǎn)生的飼料在動(dòng)物胃腸經(jīng)微生物發(fā)酵產(chǎn)生的熱量熱量。n反芻動(dòng)物反芻動(dòng)物瘤胃瘤胃，單胃

20、動(dòng)物單胃動(dòng)物盲腸、結(jié)腸盲腸、結(jié)腸。nHIHI與與HFHF很難分開(kāi)很難分開(kāi), , 將二者合并，統(tǒng)稱將二者合并，統(tǒng)稱HI(HI(進(jìn)進(jìn)食后的產(chǎn)熱量與進(jìn)食前的產(chǎn)熱量之差食后的產(chǎn)熱量與進(jìn)食前的產(chǎn)熱量之差) )。人工氣候室人工氣候室日本日本筑波國(guó)立畜產(chǎn)試驗(yàn)場(chǎng)筑波國(guó)立畜產(chǎn)試驗(yàn)場(chǎng)5.5.體增熱在營(yíng)養(yǎng)上的作用和意義：體增熱在營(yíng)養(yǎng)上的作用和意義：（1 1）作用作用： 寒冷時(shí)維持體溫； 高溫時(shí)給機(jī)體增加額外散熱負(fù)擔(dān)。（2 2）意義意義： 代謝能的損失情況。（三）影響凈能的因素（三）影響凈能的因素1.1.動(dòng)物種類(lèi)：動(dòng)物種類(lèi)：反芻、單胃2.2.飼料組成：飼料組成：CP、EE、CHO、CF、P3.3.飼養(yǎng)水平：飼養(yǎng)水平：

21、第三節(jié)第三節(jié) 動(dòng)物能量需要的表示體系動(dòng)物能量需要的表示體系一、消化能體系二、代謝能體系三、凈能體系四、能量?jī)r(jià)值的相對(duì)單位體系四、能量?jī)r(jià)值的相對(duì)單位體系（一）總的消化養(yǎng)分（一）總的消化養(yǎng)分(Total Digestible Nutrients) TDN = DCP+2.25DEE+DCF+DNFE（二）淀粉價(jià)體系（二）淀粉價(jià)體系 1kg淀粉在閹公牛體內(nèi)沉積248g體脂肪。第四節(jié)第四節(jié) 飼料的能量效率飼料的能量效率一、飼料的能量效率二、日糧能量對(duì)飼養(yǎng)實(shí)踐的影響一、飼料的能量效率一、飼料的能量效率( (一一) )概念概念 動(dòng)物利用飼料中的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)物利用飼料中的能量轉(zhuǎn)化為NEpNEp（如如NENEL L等等），這種產(chǎn)出與投入的能量比率關(guān)，這種產(chǎn)出與投入的能量比率關(guān)系稱為能量效率。系稱為能量效率。( (二二) )表達(dá)方式或指標(biāo)表達(dá)方式或指標(biāo)1.1.能量總效率能量總效率： 產(chǎn)品能產(chǎn)品能 100%100% 食入有效能食入有效能2.2.能量?jī)粜剩冃剩┠芰績(jī)粜剩冃剩?產(chǎn)品能產(chǎn)品能 100%100% 食入有效能維持能食入有效能