動物營養(yǎng)與飼料學(xué) 課件 第六章 能量代謝

第六章能量代謝Grains5people1person能量的形式（1）機械能（3）電能（2）熱能（5）化學(xué)能（4）輻射能（6）核能（7）生物能能量是維持生命活動的動力各種生命活動需要能量呼吸\血液循環(huán)\食物的消化\吸收\物質(zhì)的運輸\物質(zhì)的合成\等都需要能量第一節(jié)能量來源及能量單位（一）能量的概念

一、能量的概念及表示單位

定義為：做功大小的能力。在動物機體內(nèi)做功的能力表現(xiàn)為化學(xué)能、熱能和機械能。能量在動物體內(nèi)的代謝遵循著熱力學(xué)第一定律（能量守恒定律）。（二）能量的單位

能量的單位有卡和焦耳兩種卡與焦耳可相互轉(zhuǎn)換

1卡（cal）=4.184焦耳（J）；

1千卡（kcal）=4.184千焦耳（kJ）；

1兆卡（Mcal）=4.184兆焦耳（MJ）。二、能量的來源（一）主要來源能量主要來源于三種有機物：碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)，在三大營養(yǎng)物質(zhì)的化學(xué)鍵中貯存著動物所需的化學(xué)能。

體外產(chǎn)熱

碳水化合物

16.70kJ/g，

脂肪

37.70kJ/g，

蛋白質(zhì)

23.60kJ/g

(1g蛋白質(zhì)要損失6.5kJ,其有效能為17.1kJ/g左右。)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，合成代謝消耗能量，分解代謝釋放能量。體內(nèi)物質(zhì)與能量代謝的關(guān)系見圖3－1。三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，合成代謝消耗能量，分解代謝釋放能量。體內(nèi)物質(zhì)與能量代謝的關(guān)系見圖3－1。圖3-1動物能量代謝與物質(zhì)代謝的關(guān)系表3-1三種營養(yǎng)物質(zhì)的化學(xué)元素平均組成

碳氫氧氮其他脂肪蛋白質(zhì)碳水化合物77524412761122550160030如果化合物中含氧少，碳、氫多，則需外來的氧多，產(chǎn)生熱量也多。二、能量的來源（二）特殊來源體貯糖元、脂肪和蛋白。第二節(jié)能量代謝

能量以化學(xué)能的形式儲存在飼料中，這些能量經(jīng)過消化代謝，部分通過糞、尿、氣體及體增熱中排出體外，剩余的能量用于維持生命和生產(chǎn)。飼料能量根據(jù)在動物體內(nèi)的代謝變化可相應(yīng)剖分成若干部分。一、總能（grossenergy，GE）1.概念：是飼料所含能量的總和，主要為碳水化合物、粗蛋白和粗脂肪能量的總和。2.測定：氧彈式測熱儀

飼料中的有機物完全氧化燃燒生成二氧化碳，水和其他氧化產(chǎn)物時釋放的全部能量。方法3.應(yīng)用飼料的能量高低取決于三大有機物的比例與含量三大養(yǎng)分的能量平均為：脂肪：39.54kJ/g

蛋白質(zhì)：23.64kJ/g

碳水化合物：17.5kJ/g含脂肪高的飼料含能高：花生與花生粕、大豆與豆粕骨粉含有機物低，能量低飼料總能高，其營養(yǎng)價值一定高?二、消化能(digestibleenergy,

DE)1.概念：

飼料可消化養(yǎng)分所含的能量，即動物攝入飼料的總能與糞能之差。

DE=GE-FE2.測定方法：消化試驗收集動物每日采食量、排糞量，并測定其能值，它們的差值即是

簡易的豬代謝籠，可以做消化實驗，也可以做代謝實驗3.糞能動物糞便主要包括以下能夠產(chǎn)生能量的物質(zhì)17內(nèi)源性物質(zhì)所含的能量稱為代謝糞能（FmE）FE中扣除FmE后計算的消化能稱真消化能（TDE）表觀消化能(ADE)=

總能-糞能真消化能(TDE)=

總能-(糞能-代謝糞能)表觀消化能（ADE）

（TDE）真消化能TDE比ADE更準確反映飼料的營養(yǎng)價值，但測定困難。如果沒有特別的說明，一般指的是表觀消化能。19飼料總能值消化能值玉米18.516.4大麥麩18.914.4大豆粕19.615.2紅三葉草粉18.39.7苜蓿草粉17.911.3燕麥草粉17.911.7大豆秸粉17.710.0不同飼料的總能與消化能的比較消化試驗應(yīng)用測定消化能測定養(yǎng)分消化率收集動物每日采食量、排糞量，并測定其飼料及糞便中某種養(yǎng)分含量。養(yǎng)分消化率(%)=(W1×A1－W2×A2)/(W1×A1)×100W1、W2：采食飼料和排出糞便重量A1、A2：飼料和糞便中的某種養(yǎng)分含量(%)。4.消化能應(yīng)用注意點

消化能考慮了糞能損失，比總能準確真消化能測定較麻煩，通常采用表觀消化能雞的糞尿不能分開，不能用消化能表示豬多采用消化能體系，是豬營養(yǎng)需要的一個很重要的指標。三、代謝能(metabolizableenergyME)1.概念：即食入的飼料消化能減去尿能（UE）及消化道氣體的能量（Eg）后，剩余的能量，也就是飼料中能為動物體所吸收和利用的營養(yǎng)物質(zhì)的能量。代謝能=總能－糞能－尿能－可燃性氣體能

ME=GE-FE-UE–Eg=DE-(UE+Eg)三、代謝能(metabolizableenergyME)2.測定方法：代謝試驗在消化試驗的基礎(chǔ)上增加收集尿液和甲烷氣體的裝置。分別測定飼料、糞、尿液和可燃性氣體所含能量。雞代謝籠三、代謝能(ME)3.尿能(UE)：指尿中有機物質(zhì)所含的能量被稱為尿能。尿能取決于蛋白質(zhì)的高低和AA平衡(蛋白質(zhì)不能充分利用所致)。4.氣體能（Eg）：消化道發(fā)酵產(chǎn)生氣體所含能量。（主要針對反芻動物甲烷的損失）甲烷能占總能3%-10%。對單胃動物可忽略不計。三、代謝能(ME)不同種類動物測定不一樣禽

代謝能=總能-(糞能+尿能)=總能-排瀉物能量豬

代謝能=總能-(糞能+尿能）反芻動物：

代謝能=總能-(糞能+尿能+可燃性氣體能）5.表觀代謝能（AME）和真代謝能（TME）表觀代謝能=總能-糞能-尿能-氣體能AME=GE-FE-UE-Eg真代謝能=總能-(糞能-代謝糞能)-(尿能-內(nèi)源尿能）-氣體能TME=GE

-（FE-FmE）-（UE

-

UeE）-

Eg

UeE：內(nèi)源尿能，也稱內(nèi)源氮，來自于體內(nèi)蛋白質(zhì)動員分解的產(chǎn)物。TME

比AME

更準確反映飼料營養(yǎng)價值，但測定更困難。TME受體內(nèi)N沉積的影響氮的正平衡：指食入氮全部用于合成體蛋白，此時沒有氮的排出。

食入氮=全部體蛋白氮的零平衡：食入氮全部被分解。也即：食入氮=排出氮氮的負平衡：食入氮≤排出氮氮沉積量影響代謝能值，即根據(jù)氮沉積量對代謝能進行校正以氮沉積為零時的ME為標準，即氮校正代謝能進行比較氮校正代謝能也分為表觀氮校正代謝能與真氮校正代謝能276.氮校正代謝能表觀氮校正代謝能（AMEn）=表觀代謝能±氮沉積（RN)×34.99真氮校正代謝能(TMEn)=真代謝能±氮沉積（RN)×34.99式中：RN為家禽每日沉積的氮量（g),

RN

=

飼料中氮-排泄物中的氮家禽每日沉積1g的氮用34.99kJ的能量校正，對于豬為28kJ，反芻動物為31kJ286.氮校正代謝能7.代謝能應(yīng)用在消化能的基礎(chǔ)上，考慮了尿能和氣體能的損失，比消化能準確，但測定困難。代謝能體系主要用于家禽，豬可以用消化能也可以用代謝能真代謝能比表觀代謝更準確地反映出飼料能量的利用情況，但測定復(fù)雜，實踐中通常使用表觀代謝能。

ME=總能-糞能-尿能-氣體能⑴影響飼料消化的因素（CF）糞能⑵碳水化合物含量氣能⑶蛋白質(zhì)水平尿能⑷AA平衡尿能(5)三大有機物質(zhì)的含量與比例（脂肪）8.影響代謝能的因素：四、凈能(NetEnergy，NE)1.概念能夠真正用于維持生命和生產(chǎn)產(chǎn)品的能量，即飼料代謝能扣除飼料在體內(nèi)的熱增耗后剩余的那部分能量。NE=ME-HI=GE-FE-UE-Eg–HI絕食動物飼給飼糧后，產(chǎn)熱量增加，增加的那部分熱量損失掉了，這部分熱量就叫熱增耗(體增熱)。體增熱=采食動物產(chǎn)熱量-絕食動物產(chǎn)熱量2.熱增耗（HI）四、凈能(NetEnergy，NE)

消化過程產(chǎn)熱，消化道運動產(chǎn)熱。營養(yǎng)物質(zhì)的代謝做功產(chǎn)熱。營養(yǎng)物質(zhì)代謝增加了不同器官肌肉活動所產(chǎn)生的熱量。腎臟排泄做功產(chǎn)生熱量。飼料在胃腸道發(fā)酵產(chǎn)熱。3.產(chǎn)生熱增耗的原因熱增耗對動物而言，是好還是不好？4.維持凈能（NEm）維持動物生命活動，適度隨意運動和維持體溫恒定所耗能量。這部分能量最終以熱的形式散失。5.生產(chǎn)凈能（NEp）指飼料能量用于沉積到產(chǎn)品中的部分，也包括用于勞役做功的部分。根據(jù)其目的的不同，可分為增重凈能、產(chǎn)蛋凈能，產(chǎn)奶凈能，產(chǎn)肉凈能，產(chǎn)毛凈能等。NE=NEm+NEp五、飼料能量在動物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化第三節(jié)動物能量需要的表示體系1.消化能體系考慮了糞能損失，準確性小于代謝能和凈能，豬多采用消化能體系。但隨著科技的發(fā)展，以后要用凈能體系2.代謝能體系在消化能的基礎(chǔ)上，考慮了尿能和氣能的損失，比消化能準確，但測定困難。代謝能體系主要用于家禽。3.凈能體系在代謝能基礎(chǔ)上，考慮了熱增耗，最準確，但測定更困難。凈能體系多用于反芻動物能量體系間的轉(zhuǎn)化關(guān)系各種動物的適用能量體系：第四節(jié)飼料能量的效率一、能量的作用二、能量的利用效率（一）維持生命活動和生產(chǎn)產(chǎn)品1、維持生命ATP2、維持體溫產(chǎn)熱與散熱3、動物生長、繁殖、生產(chǎn)產(chǎn)品（肉、蛋、奶、皮毛）（二）能量缺乏對生產(chǎn)的影響能量水平影響動物的生產(chǎn)力。缺乏時，動用體內(nèi)的能量。動用順序：G→糖原→體脂肪→體蛋白質(zhì)，動物消瘦，生產(chǎn)力下降，飼料能量利用效率降低，健康惡化。一、能量的作用

（三）能量過量對生產(chǎn)的影響

能量過高同樣會對動物健康及生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響。繁殖動物動物食入能量過多，體內(nèi)脂肪沉積過多，動物的繁殖性能下降，母畜的受胎率、泌乳量下降，禽的產(chǎn)蛋量下降；產(chǎn)肉動物豬生長后期體脂肪沉積過多，則肉的品質(zhì)下降。42（三）能量過量對生產(chǎn)的影響能量過高同樣會對動物健康及生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響。繁殖動物動物食入能量過多，體內(nèi)脂肪沉積過多，動物的繁殖性能下降，母畜的受胎率、泌乳量下降，禽的產(chǎn)蛋量下降；產(chǎn)肉動物豬生長后期體脂肪沉積過多，則肉的品質(zhì)下降。43二、能量的利用效率（一）能量的利用效率的概念（二）能量的利用效率的表達方式或指標（三）消化能用于生產(chǎn)的效率（四）代謝能用于生產(chǎn)的效率（五）凈能用于生產(chǎn)的效率（一）能量的利用效率概念動物利用飼料中的能量轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)凈能（如產(chǎn)奶凈能、產(chǎn)蛋凈能等），這種能量的產(chǎn)出與投入的比率關(guān)系稱為飼料能量效率。1．能量利用總效率（grossefficiency）產(chǎn)品含能值總效率＝采食的有效能值

100％2．能量利用凈效率（netefficiency）凈效率＝產(chǎn)品含能值采食的有效能值－維持需要的能值

100％3．飼料總能的轉(zhuǎn)化效率（efficiency）（二）.能量的利用效率的表達方式或指標產(chǎn)品能量與食入飼料的有效能（消化能或代謝能）之比。產(chǎn)品能量與除維持能以外的食入有效能之比產(chǎn)品能量與食入飼料總能之比飼料總能的轉(zhuǎn)化效率＝產(chǎn)品能食入飼料總能

100％飼料總能的轉(zhuǎn)化效率大致為？豬肉17%、雞肉12%、雞蛋7%、牛乳15%、

牛肉4%、羔羊肉5%兔肉9%。（三）消化能用于生產(chǎn)的效率給予動物2.5-3倍維持需要的養(yǎng)分時，動物生產(chǎn)效率最高。48豬生產(chǎn)凈能/總凈能（%）消化能用于生產(chǎn)的總效率（%）1倍于維持的飼養(yǎng)水平001.5倍于維持的飼養(yǎng)水平33.3322.42倍于維持的飼養(yǎng)水平5033.963倍于維持的飼養(yǎng)水平6644.8（四）代謝能用于生產(chǎn)的效率1、生長的總效率家禽與豬相似，在0.6-0.8之間，平均在0.70。反芻動物低于豬，當(dāng)飼喂與豬相似的含谷物飼糧時，效率低于0.62，當(dāng)飼喂飼草時，效率更低，優(yōu)質(zhì)的牧草生長的總效率大于0.5。2、產(chǎn)奶的總效率

49豬、反芻動物飼喂常規(guī)飼糧的能量利用效率項目豬反芻動物消化能/總能的比例（%）75-9050-87產(chǎn)品能/代謝能的比例（除去維持代謝能的利用效率）體增重產(chǎn)奶75-8075-8530-6240-7550生長和育肥的反芻動物對不同飼料代謝能的利用效率飼料組分利用效率發(fā)酵產(chǎn)物利用效率精料粗飼料大麥0.60干黑麥草（幼株）0.52燕麥0.61干黑麥草（成熟）0.34玉米0.62牧場干草0.30花生粕0.54苜蓿干草0.52大豆粕0.48青貯牧草0.21-0.60麥秸0.24干草（切碎）0.31干草（制粒）0.46二、影響飼料能量效率的因素取決于飼料的特性動物對能量的利用能力供給動物的能量水平動物生產(chǎn)目的及生產(chǎn)率。凡是有效能占飼料總能的比例越高、用于維持所占的比例越小、供給動物適宜的能量水平，則能量效率越高。二、影響飼料能量效率的因素（一）動物因素生產(chǎn)目的動物種類增重成分（二）飼料因素飼料種類熱增耗飼料營養(yǎng)成分飼料添加劑1.生產(chǎn)目的大量數(shù)據(jù)表明：維持的能量效率最高，其次是產(chǎn)奶，再次是生長和肥育，最后是產(chǎn)毛（實際意義？？）。代謝能用于維持的能量效率：豬85%-95%，家禽82%-90%，牛65%-82%。代謝能用于產(chǎn)奶的能量效率為：豬75%-85%，牛40%-75%。代謝能用于生長的效率為：豬75%-80%，家禽70%-80%，牛30%-62%。代謝能用于妊娠的能量效率為：牛13.3%53（一）動物因素2.動物種類總能相同的飼糧，豬和牛的消化能、代謝能及凈能卻不同豬的消化能、代謝能和凈能占總能的比例高于反芻動物。產(chǎn)蛋