飼料中能量的測定

1、第十第十節(jié)節(jié) 飼料中能量的測定飼料中能量的測定飼料能量在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)化：飼料能量在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)化：第一階段：第一階段： 飼料中大分子營養(yǎng)分解為較小的飼料中大分子營養(yǎng)分解為較小的組成單位。組成單位。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 氨基酸氨基酸淀粉淀粉 葡萄糖葡萄糖真脂真脂 甘油和脂肪酸。甘油和脂肪酸。這一階段放出的能量極少。這一階段放出的能量極少。一、概述一、概述飼料能量在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)化：飼料能量在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)化：第二階段：葡萄糖、甘油、脂肪酸及氨基酸變第二階段：葡萄糖、甘油、脂肪酸及氨基酸變?yōu)橄铝写x物中一種，即乙酰輔酶為下列代謝物中一種，即乙酰輔酶A, 酮戊二酮戊二酸及草酰乙酸。酸及草酰乙酸。這一階段放出的能量占整個

2、飼料放出能量的這一階段放出的能量占整個飼料放出能量的33%。飼料能量在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)化：飼料能量在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)化：第三階段：乙酰輔酶第三階段：乙酰輔酶A, 酮戊二酸及草酰乙酸酮戊二酸及草酰乙酸進入三羧酸循環(huán)而被氧化為二氧化碳和水。進入三羧酸循環(huán)而被氧化為二氧化碳和水。這一階段放出的能量占整個飼料放出能量的這一階段放出的能量占整個飼料放出能量的2/3。根據(jù)飼料進入動物體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化過程，通常根據(jù)飼料進入動物體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化過程，通常把飼料能量分為把飼料能量分為總能、可消化能、代謝能和凈總能、可消化能、代謝能和凈能能4種。種。飼料能量分類飼料能量分類體增熱（體增熱（Heat increment，HI）過去

3、曾稱為特殊動力作用過去曾稱為特殊動力作用（Specific dynamic action，SDA），又叫養(yǎng)分代謝熱能）。），又叫養(yǎng)分代謝熱能）。據(jù)美國國家科學委員會據(jù)美國國家科學委員會1966年公布規(guī)定，體增熱的定義是動年公布規(guī)定，體增熱的定義是動物吃食后體產(chǎn)熱的增加量。物吃食后體產(chǎn)熱的增加量。凈能（凈能（Net energy，NE）的含義為代謝能（的含義為代謝能（ME）減去攝食）減去攝食后的體增熱（后的體增熱（HI）量，即）量，即NEMEHI?？偰埽偰埽℅ross energy，GE）是指一定量飼料或飼料原料中是指一定量飼料或飼料原料中所含的全部能量，也就是飼料中三大能源物質(zhì)完全氧化所釋所

4、含的全部能量，也就是飼料中三大能源物質(zhì)完全氧化所釋放出來的全部能量。放出來的全部能量?？上埽上埽―igestible energy，DE）被定義為從飼料中攝入）被定義為從飼料中攝入的總能（的總能（GE）減去糞能（）減去糞能（FE）后剩余的能量，即已消化吸收）后剩余的能量，即已消化吸收養(yǎng)分所含總能量，或稱之為已消化物質(zhì)的能量。養(yǎng)分所含總能量，或稱之為已消化物質(zhì)的能量。代謝能（代謝能（Metabolizable energy，ME）被定義為攝入單位重被定義為攝入單位重量飼料的總能與由糞、尿及鰓排除的能量之差，也就是消化量飼料的總能與由糞、尿及鰓排除的能量之差，也就是消化能在減除尿能和鰓能

5、后所剩余的能量，意即可被吸收供代謝能在減除尿能和鰓能后所剩余的能量，意即可被吸收供代謝的三大營養(yǎng)素所含的能量。的三大營養(yǎng)素所含的能量。二、飼料總能的測定二、飼料總能的測定 有機物的燃燒熱系單位質(zhì)量有機化合物完全氧化有機物的燃燒熱系單位質(zhì)量有機化合物完全氧化時，所能釋放出的熱量，稱為該物質(zhì)的時，所能釋放出的熱量，稱為該物質(zhì)的燃燒熱燃燒熱，也稱也稱總能總能。將由消化代謝試驗所用的將由消化代謝試驗所用的飼料或日糧飼料或日糧以及所收集以及所收集的的糞、尿糞、尿樣品，制備成一定質(zhì)量的測定試樣，裝樣品，制備成一定質(zhì)量的測定試樣，裝于充有（于充有（255）kgcm-2純氧氧彈中進行燃燒。純氧氧彈中進行燃燒。

6、燃燒所產(chǎn)生之熱量為氧彈周圍已知質(zhì)量的蒸餾水燃燒所產(chǎn)生之熱量為氧彈周圍已知質(zhì)量的蒸餾水及熱量計整個體系所吸收，并由貝克曼溫度計讀及熱量計整個體系所吸收，并由貝克曼溫度計讀出水溫上升的度數(shù)。該上升的溫度乘以熱量計體出水溫上升的度數(shù)。該上升的溫度乘以熱量計體系和水的熱容量之和，即可得出試樣的系和水的熱容量之和，即可得出試樣的燃燒熱燃燒熱。注意：注意： 在測定過程中一些因素會影響測定結(jié)果的準確性，在測定過程中一些因素會影響測定結(jié)果的準確性，須加以須加以校正校正才可得出真實的熱價。才可得出真實的熱價。 例如例如：p 由于輻射的影響，水溫上升的度數(shù)與由燃燒產(chǎn)由于輻射的影響，水溫上升的度數(shù)與由燃燒產(chǎn) 熱所致

7、的實際升溫之間有偏差；熱所致的實際升溫之間有偏差；p 引火絲本身燃燒的發(fā)熱量；引火絲本身燃燒的發(fā)熱量；p 含有氮、硫等元素的樣品，在氧化后生成硝酸、含有氮、硫等元素的樣品，在氧化后生成硝酸、硫酸，其發(fā)熱量應予以扣除等。硫酸，其發(fā)熱量應予以扣除等。設備設備 1、氧彈式熱量計；、氧彈式熱量計； 2、氧氣鋼瓶（附氧氣表）及支架；、氧氣鋼瓶（附氧氣表）及支架； 3、容量瓶：、容量瓶：2000，1000，200mL； 4、量筒、量筒200，500mL； 5、滴定管、滴定管50mL； 6、吸管、吸管10mL； 7、燒杯、燒杯250，500mL。步驟步驟 1、準備工作、準備工作 測定前應擦凈氧彈各部污物及油

8、漬，以防試測定前應擦凈氧彈各部污物及油漬，以防試驗時發(fā)生危險，氧氣鋼瓶應置于陰涼安全處，驗時發(fā)生危險，氧氣鋼瓶應置于陰涼安全處，并應注意避免滑倒。并應注意避免滑倒。（1）樣品）樣品的準備的準備采集的飼料樣品用四分法縮減至采集的飼料樣品用四分法縮減至200g，經(jīng)粉碎，過篩，用壓樣機，經(jīng)粉碎，過篩，用壓樣機壓成壓成0.51.0g的小片，放人干燥器，備用。的小片，放人干燥器，備用。（2）坩堝的準備）坩堝的準備將坩堝洗凈烘干，用鉛筆編號后置于高溫爐中將坩堝洗凈烘干，用鉛筆編號后置于高溫爐中550-600灼燒灼燒30min后放在干燥器中冷卻稱量。后放在干燥器中冷卻稱量。（3）引火絲的準備）引火絲的準備

9、量取及稱重量取及稱重10cm的的引火絲引火絲，將盛有樣品的坩堝置于彈頭的坩堝支，將盛有樣品的坩堝置于彈頭的坩堝支架上，將引火絲固定在兩個電極之上，其中一端應距樣品表面架上，將引火絲固定在兩個電極之上，其中一端應距樣品表面12mm。引火絲切勿接觸坩堝。引火絲切勿接觸坩堝。（4）加水及充氧。）加水及充氧。將壓好的樣品片于將壓好的樣品片于105烘干烘干4h，冷卻，稱量，冷卻，稱量(m)，放人鉑坩堝，放人鉑坩堝內(nèi)。把鉑坩堝移至氧彈電極支架上，將連接在兩根電極柱上的內(nèi)。把鉑坩堝移至氧彈電極支架上，將連接在兩根電極柱上的10cm長鎳鉻燃燒絲的中部接近樣品。然后向氧彈底部加長鎳鉻燃燒絲的中部接近樣品。然后向

10、氧彈底部加10mL水，把電極裝入氧彈內(nèi)，套上墊圈，旋緊彈帽，經(jīng)減壓閥慢慢水，把電極裝入氧彈內(nèi)，套上墊圈，旋緊彈帽，經(jīng)減壓閥慢慢向氧彈內(nèi)充氧氣至向氧彈內(nèi)充氧氣至0.5MPa，使空氣排盡，再充壓至，使空氣排盡，再充壓至2.0MPa。 注意：注意：充氧不可過快充氧不可過快，否則會使坩堝中的試樣為氣流所沖散，否則會使坩堝中的試樣為氣流所沖散而損失。而損失。（5）內(nèi)外水筒的準備及熱量計的安裝。）內(nèi)外水筒的準備及熱量計的安裝。 內(nèi)外水套的準備及熱量計的安裝：將自動容量筒中準備好內(nèi)外水套的準備及熱量計的安裝：將自動容量筒中準備好的的2000g純水（室溫）純水（室溫）注入內(nèi)套筒中，主機的外套應充滿水，注入內(nèi)套

11、筒中，主機的外套應充滿水，調(diào)節(jié)外套溫度并控制到適當位置，使其溫度高于內(nèi)套水溫調(diào)節(jié)外套溫度并控制到適當位置，使其溫度高于內(nèi)套水溫05-07。一般情況下冬季設定室溫。一般情況下冬季設定室溫1819，夏季設定室溫，夏季設定室溫20-25。 氧彈應放在內(nèi)筒的合適位置，勿使攪拌器的葉子與內(nèi)筒或氧彈應放在內(nèi)筒的合適位置，勿使攪拌器的葉子與內(nèi)筒或氧彈接觸。然后插上電極鞘，蓋上蓋子，調(diào)節(jié)貝克曼溫度計。氧彈接觸。然后插上電極鞘，蓋上蓋子，調(diào)節(jié)貝克曼溫度計。 如熱量計長期不用，應將水套中的水全部放出干燥保存。如熱量計長期不用，應將水套中的水全部放出干燥保存。熱量計內(nèi)筒的蒸餾水應蓋過氧彈進氣閥螺母熱量計內(nèi)筒的蒸餾水

12、應蓋過氧彈進氣閥螺母2/3高度高度。各套儀器的水量不同，各套儀器的水量不同，20003000g。國產(chǎn)。國產(chǎn)GR-3500型熱量計的加水量為型熱量計的加水量為3000g，每次稱量應相等，準確至每次稱量應相等，準確至0.10.5 g（如不具備稱量條件，可用容量瓶量?。ㄈ绮痪邆浞Q量條件，可用容量瓶量取20003000mL蒸餾水）。蒸餾水）。為減少輻射，測定前應調(diào)節(jié)內(nèi)筒水溫使低于外筒水溫為減少輻射，測定前應調(diào)節(jié)內(nèi)筒水溫使低于外筒水溫，GR-3500型以型以0.50.7為宜，其他型號在為宜，其他型號在11.5之間（試樣發(fā)熱量少時，可相差之間（試樣發(fā)熱量少時，可相差0.5 ）。）。內(nèi)筒灌水應在內(nèi)筒放入外筒

13、，并將氧彈放入內(nèi)筒后才可進行內(nèi)筒灌水應在內(nèi)筒放入外筒，并將氧彈放入內(nèi)筒后才可進行。灌注時注意勿使。灌注時注意勿使水濺出，以免影響數(shù)值的準確性。水濺出，以免影響數(shù)值的準確性。2、測定工作、測定工作全部測定工作分為全部測定工作分為3期：期：燃燒前期（即初期）、燃燒期（即燃燒前期（即初期）、燃燒期（即主期）及燃燒后期（即末期）。主期）及燃燒后期（即末期）。（1）燃燒前期（初期）燃燒前期（初期）是燃燒之前的階段，用以了解熱由是燃燒之前的階段，用以了解熱由外筒傳入內(nèi)筒的速度。攪拌器開動外筒傳入內(nèi)筒的速度。攪拌器開動35min后，開始記錄溫后，開始記錄溫度，每分鐘度，每分鐘1次。當每分鐘溫度上升幾乎恒定時

14、，可定為初次。當每分鐘溫度上升幾乎恒定時，可定為初期的起點，也即試驗的開始點。然后，每隔期的起點，也即試驗的開始點。然后，每隔1min讀記讀記1次溫次溫度，如此連續(xù)度，如此連續(xù)510min。讀溫度應精確至。讀溫度應精確至0.001。（2）燃燒期燃燒期點火，樣品開始燃燒，產(chǎn)生的熱經(jīng)氧彈壁迅速傳至周圍點火，樣品開始燃燒，產(chǎn)生的熱經(jīng)氧彈壁迅速傳至周圍的水中，水溫上升，此時應半分鐘讀溫一次。直至溫度的水中，水溫上升，此時應半分鐘讀溫一次。直至溫度不再上升為止，燃燒即將結(jié)束。不再上升為止，燃燒即將結(jié)束。（3）燃燒后期（末期）燃燒后期（末期）。燃燒結(jié)束即為末期的開始，首先將計時裝置撥至燃燒結(jié)束即為末期的開

15、始，首先將計時裝置撥至1分分鐘處，待溫度穩(wěn)定后開始讀數(shù)，連續(xù)鐘處，待溫度穩(wěn)定后開始讀數(shù)，連續(xù)3次溫差不超過次溫差不超過0.001時為止。時為止。 3 結(jié)束工作結(jié)束工作 測定溫度后，停止攪拌器。測定溫度后，停止攪拌器。取下溫度計取下溫度計，然后從，然后從內(nèi)筒取出攪拌器及氧彈氧彈應靜置內(nèi)筒取出攪拌器及氧彈氧彈應靜置30min，使能，使能溶解的氣體完全溶解。溶解的氣體完全溶解。 將排氣口打開將排氣口打開，使氧彈中剩的氧氣和二氧化碳在，使氧彈中剩的氧氣和二氧化碳在510min徐徐排出。徐徐排出。 擰開螺帽，取出彈頭擰開螺帽，取出彈頭，如氧彈內(nèi)有黑煙或未燃盡，如氧彈內(nèi)有黑煙或未燃盡的試樣，則這個試驗應作

16、廢。如燃燒成功，則小的試樣，則這個試驗應作廢。如燃燒成功，則小心取出燒剩余的引火絲，精確測量其長度或質(zhì)量。心取出燒剩余的引火絲，精確測量其長度或質(zhì)量。 用用熱蒸餾水仔細沖洗熱蒸餾水仔細沖洗氧彈內(nèi)壁、坩堝及進氣閥、氧彈內(nèi)壁、坩堝及進氣閥、導氣管等各部分，洗液及燃燒后的灰分移入潔凈導氣管等各部分，洗液及燃燒后的灰分移入潔凈的燒杯中，供測定酸與硫的含量，以校正酸的生的燒杯中，供測定酸與硫的含量，以校正酸的生成熱。成熱。 在一般情況下，由于酸的生成熱很小，約為在一般情況下，由于酸的生成熱很小，約為4J，因此常因此常忽略不計忽略不計。氧彈、內(nèi)筒、攪拌器在使用后應用紗布擦干凈。各塞門應保持氧彈、內(nèi)筒、攪拌

17、器在使用后應用紗布擦干凈。各塞門應保持不關(guān)閉狀態(tài)，并用熱風將其接觸部分吹干，防止塞門生銹而不不關(guān)閉狀態(tài)，并用熱風將其接觸部分吹干，防止塞門生銹而不能密閉而漏氣。能密閉而漏氣。每次燃燒結(jié)束后，應清除坩堝中的殘余物。每次燃燒結(jié)束后，應清除坩堝中的殘余物。 普通坩堝普通坩堝可置于高溫電爐中，加熱至可置于高溫電爐中，加熱至600維持維持34min，燃去可能存在的污物，燃去可能存在的污物 及水分。及水分。 白金坩堝白金坩堝可在稀鹽酸中煮沸，也可用氟氫酸稍加熱以去污可在稀鹽酸中煮沸，也可用氟氫酸稍加熱以去污。 石英坩堝石英坩堝只能擦拭，因加熱與用氟氫酸處理，都對石英有損。只能擦拭，因加熱與用氟氫酸處理，都

18、對石英有損。飼料燃燒熱（總能）的計算飼料燃燒熱（總能）的計算E=（K（T-T0）- gb）/m 式中：式中：E飼料樣品的總能，飼料樣品的總能，MJg；m試樣質(zhì)量，試樣質(zhì)量，g；K熱量計的熱容，熱量計的熱容，MJ；g引火絲質(zhì)量引火絲質(zhì)量b引火絲熱值引火絲熱值T末期最終溫度末期最終溫度T0初期最終溫度初期最終溫度水當量的測定水當量的測定 概念概念：水當量是熱量計整個體系的熱容量。：水當量是熱量計整個體系的熱容量。 原理原理：熱量計整個體系的熱容量，為了計算方便，用相當：熱量計整個體系的熱容量，為了計算方便，用相當于水的質(zhì)量。即使整個體系溫度上升于水的質(zhì)量。即使整個體系溫度上升1度所需要的熱量，使度所需要的熱量，使多少克水溫度上升多少克水溫度上升1度。度。 方法方法： 用有一定已知熱值的純有機化合物來代替飼料樣品，如苯用有一定已知熱值的純有機化合物來代替飼料樣品，如苯甲酸，蔗糖等。甲酸，蔗糖等。 水當量測定結(jié)果不少于次，且每次測定值不超過平均值的水當量測定結(jié)果不