饲料中能量测定

1、第十第十节节 饲料中能量的测定饲料中能量的测定饲料能量在动物体内转化：饲料能量在动物体内转化：第一阶段：第一阶段： 饲料中大分子营养分解为较小的饲料中大分子营养分解为较小的组成单位。组成单位。蛋白质蛋白质 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。这一阶段放出的能量极少。这一阶段放出的能量极少。一、概述一、概述饲料能量在动物体内转化：饲料能量在动物体内转化：第二阶段：葡萄糖、甘油、脂肪酸及氨基酸变第二阶段：葡萄糖、甘油、脂肪酸及氨基酸变为下列代谢物中一种，即乙酰辅酶为下列代谢物中一种，即乙酰辅酶A, 酮戊二酮戊二酸及草酰乙酸。酸及草酰乙酸。这一阶段放出的能量占整个

2、饲料放出能量的这一阶段放出的能量占整个饲料放出能量的33%。饲料能量在动物体内转化：饲料能量在动物体内转化：第三阶段：乙酰辅酶第三阶段：乙酰辅酶A, 酮戊二酸及草酰乙酸酮戊二酸及草酰乙酸进入三羧酸循环而被氧化为二氧化碳和水。进入三羧酸循环而被氧化为二氧化碳和水。这一阶段放出的能量占整个饲料放出能量的这一阶段放出的能量占整个饲料放出能量的2/3。根据饲料进入动物体内的能量转化过程，通常根据饲料进入动物体内的能量转化过程，通常把饲料能量分为把饲料能量分为总能、可消化能、代谢能和净总能、可消化能、代谢能和净能能4种。种。饲料能量分类饲料能量分类体增热（体增热（Heat increment，HI）过去

3、曾称为特殊动力作用过去曾称为特殊动力作用（Specific dynamic action，SDA），又叫养分代谢热能）。），又叫养分代谢热能）。据美国国家科学委员会据美国国家科学委员会1966年公布规定，体增热的定义是动年公布规定，体增热的定义是动物吃食后体产热的增加量。物吃食后体产热的增加量。净能（净能（Net energy，NE）的含义为代谢能（的含义为代谢能（ME）减去摄食）减去摄食后的体增热（后的体增热（HI）量，即）量，即NEMEHI。总能（总能（Gross energy，GE）是指一定量饲料或饲料原料中是指一定量饲料或饲料原料中所含的全部能量，也就是饲料中三大能源物质完全氧化所释所

4、含的全部能量，也就是饲料中三大能源物质完全氧化所释放出来的全部能量。放出来的全部能量。可消化能（可消化能（Digestible energy，DE）被定义为从饲料中摄入）被定义为从饲料中摄入的总能（的总能（GE）减去粪能（）减去粪能（FE）后剩余的能量，即已消化吸收）后剩余的能量，即已消化吸收养分所含总能量，或称之为已消化物质的能量。养分所含总能量，或称之为已消化物质的能量。代谢能（代谢能（Metabolizable energy，ME）被定义为摄入单位重被定义为摄入单位重量饲料的总能与由粪、尿及鳃排除的能量之差，也就是消化量饲料的总能与由粪、尿及鳃排除的能量之差，也就是消化能在减除尿能和鳃能

5、后所剩余的能量，意即可被吸收供代谢能在减除尿能和鳃能后所剩余的能量，意即可被吸收供代谢的三大营养素所含的能量。的三大营养素所含的能量。二、饲料总能的测定二、饲料总能的测定 有机物的燃烧热系单位质量有机化合物完全氧化有机物的燃烧热系单位质量有机化合物完全氧化时，所能释放出的热量，称为该物质的时，所能释放出的热量，称为该物质的燃烧热燃烧热，也称也称总能总能。将由消化代谢试验所用的将由消化代谢试验所用的饲料或日粮饲料或日粮以及所收集以及所收集的的粪、尿粪、尿样品，制备成一定质量的测定试样，装样品，制备成一定质量的测定试样，装于充有（于充有（255）kgcm-2纯氧氧弹中进行燃烧。纯氧氧弹中进行燃烧。

6、燃烧所产生之热量为氧弹周围已知质量的蒸馏水燃烧所产生之热量为氧弹周围已知质量的蒸馏水及热量计整个体系所吸收，并由贝克曼温度计读及热量计整个体系所吸收，并由贝克曼温度计读出水温上升的度数。该上升的温度乘以热量计体出水温上升的度数。该上升的温度乘以热量计体系和水的热容量之和，即可得出试样的系和水的热容量之和，即可得出试样的燃烧热燃烧热。注意：注意： 在测定过程中一些因素会影响测定结果的准确性，在测定过程中一些因素会影响测定结果的准确性，须加以须加以校正校正才可得出真实的热价。才可得出真实的热价。 例如例如：p 由于辐射的影响，水温上升的度数与由燃烧产由于辐射的影响，水温上升的度数与由燃烧产 热所致

7、的实际升温之间有偏差；热所致的实际升温之间有偏差；p 引火丝本身燃烧的发热量；引火丝本身燃烧的发热量；p 含有氮、硫等元素的样品，在氧化后生成硝酸、含有氮、硫等元素的样品，在氧化后生成硝酸、硫酸，其发热量应予以扣除等。硫酸，其发热量应予以扣除等。设备设备 1、氧弹式热量计；、氧弹式热量计； 2、氧气钢瓶（附氧气表）及支架；、氧气钢瓶（附氧气表）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、烧杯、烧杯250，500mL。步骤步骤 1、准备工作、准备工作 测定前应擦净氧弹各部污物及油

8、渍，以防试测定前应擦净氧弹各部污物及油渍，以防试验时发生危险，氧气钢瓶应置于阴凉安全处，验时发生危险，氧气钢瓶应置于阴凉安全处，并应注意避免滑倒。并应注意避免滑倒。（1）样品）样品的准备的准备采集的饲料样品用四分法缩减至采集的饲料样品用四分法缩减至200g，经粉碎，过筛，用压样机，经粉碎，过筛，用压样机压成压成0.51.0g的小片，放人干燥器，备用。的小片，放人干燥器，备用。（2）坩埚的准备）坩埚的准备将坩埚洗净烘干，用铅笔编号后置于高温炉中将坩埚洗净烘干，用铅笔编号后置于高温炉中550-600灼烧灼烧30min后放在干燥器中冷却称量。后放在干燥器中冷却称量。（3）引火丝的准备）引火丝的准备

9、量取及称重量取及称重10cm的的引火丝引火丝，将盛有样品的坩埚置于弹头的坩埚支，将盛有样品的坩埚置于弹头的坩埚支架上，将引火丝固定在两个电极之上，其中一端应距样品表面架上，将引火丝固定在两个电极之上，其中一端应距样品表面12mm。引火丝切勿接触坩埚。引火丝切勿接触坩埚。（4）加水及充氧。）加水及充氧。将压好的样品片于将压好的样品片于105烘干烘干4h，冷却，称量，冷却，称量(m)，放人铂坩埚，放人铂坩埚内。把铂坩埚移至氧弹电极支架上，将连接在两根电极柱上的内。把铂坩埚移至氧弹电极支架上，将连接在两根电极柱上的10cm长镍铬燃烧丝的中部接近样品。然后向氧弹底部加长镍铬燃烧丝的中部接近样品。然后向

10、氧弹底部加10mL水，把电极装入氧弹内，套上垫圈，旋紧弹帽，经减压阀慢慢水，把电极装入氧弹内，套上垫圈，旋紧弹帽，经减压阀慢慢向氧弹内充氧气至向氧弹内充氧气至0.5MPa，使空气排尽，再充压至，使空气排尽，再充压至2.0MPa。 注意：注意：充氧不可过快充氧不可过快，否则会使坩埚中的试样为气流所冲散，否则会使坩埚中的试样为气流所冲散而损失。而损失。（5）内外水筒的准备及热量计的安装。）内外水筒的准备及热量计的安装。 内外水套的准备及热量计的安装：将自动容量筒中准备好内外水套的准备及热量计的安装：将自动容量筒中准备好的的2000g纯水（室温）纯水（室温）注入内套筒中，主机的外套应充满水，注入内套

11、筒中，主机的外套应充满水，调节外套温度并控制到适当位置，使其温度高于内套水温调节外套温度并控制到适当位置，使其温度高于内套水温05-07。一般情况下冬季设定室温。一般情况下冬季设定室温1819，夏季设定室温，夏季设定室温20-25。 氧弹应放在内筒的合适位置，勿使搅拌器的叶子与内筒或氧弹应放在内筒的合适位置，勿使搅拌器的叶子与内筒或氧弹接触。然后插上电极鞘，盖上盖子，调节贝克曼温度计。氧弹接触。然后插上电极鞘，盖上盖子，调节贝克曼温度计。 如热量计长期不用，应将水套中的水全部放出干燥保存。如热量计长期不用，应将水套中的水全部放出干燥保存。热量计内筒的蒸馏水应盖过氧弹进气阀螺母热量计内筒的蒸馏水

12、应盖过氧弹进气阀螺母2/3高度高度。各套仪器的水量不同，各套仪器的水量不同，20003000g。国产。国产GR-3500型热量计的加水量为型热量计的加水量为3000g，每次称量应相等，准确至每次称量应相等，准确至0.10.5 g（如不具备称量条件，可用容量瓶量取（如不具备称量条件，可用容量瓶量取20003000mL蒸馏水）。蒸馏水）。为减少辐射，测定前应调节内筒水温使低于外筒水温为减少辐射，测定前应调节内筒水温使低于外筒水温，GR-3500型以型以0.50.7为宜，其他型号在为宜，其他型号在11.5之间（试样发热量少时，可相差之间（试样发热量少时，可相差0.5 ）。）。内筒灌水应在内筒放入外筒

13、，并将氧弹放入内筒后才可进行内筒灌水应在内筒放入外筒，并将氧弹放入内筒后才可进行。灌注时注意勿使。灌注时注意勿使水溅出，以免影响数值的准确性。水溅出，以免影响数值的准确性。2、测定工作、测定工作全部测定工作分为全部测定工作分为3期：期：燃烧前期（即初期）、燃烧期（即燃烧前期（即初期）、燃烧期（即主期）及燃烧后期（即末期）。主期）及燃烧后期（即末期）。（1）燃烧前期（初期）燃烧前期（初期）是燃烧之前的阶段，用以了解热由是燃烧之前的阶段，用以了解热由外筒传入内筒的速度。搅拌器开动外筒传入内筒的速度。搅拌器开动35min后，开始记录温后，开始记录温度，每分钟度，每分钟1次。当每分钟温度上升几乎恒定时

14、，可定为初次。当每分钟温度上升几乎恒定时，可定为初期的起点，也即试验的开始点。然后，每隔期的起点，也即试验的开始点。然后，每隔1min读记读记1次温次温度，如此连续度，如此连续510min。读温度应精确至。读温度应精确至0.001。（2）燃烧期燃烧期点火，样品开始燃烧，产生的热经氧弹壁迅速传至周围点火，样品开始燃烧，产生的热经氧弹壁迅速传至周围的水中，水温上升，此时应半分钟读温一次。直至温度的水中，水温上升，此时应半分钟读温一次。直至温度不再上升为止，燃烧即将结束。不再上升为止，燃烧即将结束。（3）燃烧后期（末期）燃烧后期（末期）。燃烧结束即为末期的开始，首先将计时装置拨至燃烧结束即为末期的开

15、始，首先将计时装置拨至1分分钟处，待温度稳定后开始读数，连续钟处，待温度稳定后开始读数，连续3次温差不超过次温差不超过0.001时为止。时为止。 3 结束工作结束工作 测定温度后，停止搅拌器。测定温度后，停止搅拌器。取下温度计取下温度计，然后从，然后从内筒取出搅拌器及氧弹氧弹应静置内筒取出搅拌器及氧弹氧弹应静置30min，使能，使能溶解的气体完全溶解。溶解的气体完全溶解。 将排气口打开将排气口打开，使氧弹中剩的氧气和二氧化碳在，使氧弹中剩的氧气和二氧化碳在510min徐徐排出。徐徐排出。 拧开螺帽，取出弹头拧开螺帽，取出弹头，如氧弹内有黑烟或未燃尽，如氧弹内有黑烟或未燃尽的试样，则这个试验应作

16、废。如燃烧成功，则小的试样，则这个试验应作废。如燃烧成功，则小心取出烧剩余的引火丝，精确测量其长度或质量。心取出烧剩余的引火丝，精确测量其长度或质量。 用用热蒸馏水仔细冲洗热蒸馏水仔细冲洗氧弹内壁、坩埚及进气阀、氧弹内壁、坩埚及进气阀、导气管等各部分，洗液及燃烧后的灰分移入洁净导气管等各部分，洗液及燃烧后的灰分移入洁净的烧杯中，供测定酸与硫的含量，以校正酸的生的烧杯中，供测定酸与硫的含量，以校正酸的生成热。成热。 在一般情况下，由于酸的生成热很小，约为在一般情况下，由于酸的生成热很小，约为4J，因此常因此常忽略不计忽略不计。氧弹、内筒、搅拌器在使用后应用纱布擦干净。各塞门应保持氧弹、内筒、搅拌

17、器在使用后应用纱布擦干净。各塞门应保持不关闭状态，并用热风将其接触部分吹干，防止塞门生锈而不不关闭状态，并用热风将其接触部分吹干，防止塞门生锈而不能密闭而漏气。能密闭而漏气。每次燃烧结束后，应清除坩埚中的残余物。每次燃烧结束后，应清除坩埚中的残余物。 普通坩埚普通坩埚可置于高温电炉中，加热至可置于高温电炉中，加热至600维持维持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。 白金坩埚白金坩埚可在稀盐酸中煮沸，也可用氟氢酸稍加热以去污可在稀盐酸中煮沸，也可用氟氢酸稍加热以去污。 石英坩埚石英坩埚只能擦拭，因加热与用氟氢酸处理，都对石英有损。只能擦拭，因加热与用氟氢酸处理，都

18、对石英有损。饲料燃烧热（总能）的计算饲料燃烧热（总能）的计算E=（K（T-T0）- gb）/m 式中：式中：E饲料样品的总能，饲料样品的总能，MJg；m试样质量，试样质量，g；K热量计的热容，热量计的热容，MJ；g引火丝质量引火丝质量b引火丝热值引火丝热值T末期最终温度末期最终温度T0初期最终温度初期最终温度水当量的测定水当量的测定 概念概念：水当量是热量计整个体系的热容量。：水当量是热量计整个体系的热容量。 原理原理：热量计整个体系的热容量，为了计算方便，用相当：热量计整个体系的热容量，为了计算方便，用相当于水的质量。即使整个体系温度上升于水的质量。即使整个体系温度上升1度所需要的热量，使度所需要的热量，使多少克水温度上升多少克水温度上升1度。度。 方法方法： 用有一定已知热值的纯有机化合物来代替饲料样品，如苯用有一定已知热值的纯有机化合物来代替饲料样品，如苯甲酸，蔗糖等。甲酸，蔗糖等。 水当量测定结果不少于次，且每次测定值不超过平均值的水当量测定结果不