动物营养与饲料学第五章-能量的营养

第五章能量的营养第一节能量来源及在动物体内的转化第二节有效能及测定方法第三节能量与动物生产第一节能量来源及在动物体内的转化能量——做功的能力动物维持一切生命活动呼吸、心跳、血液循环、肌肉活动、神经活动、腺体分泌等生产活动生长（增重）、繁殖、泌乳、使役等动物可利用的唯一能量形式

——储存于饲料营养物质分子化学键的化学能一、能量的概念及衡量单位能量单位饲料能量含量只能通过在特定条件下，将能量从一种形式转化成另一种形式来测定在营养学上，饲料能量基于养分在氧化过程中释放的热量来测定，并以热量单位来表示传统的热量单位为“卡（cal）”

1卡（cal）：标准大气压下，1g纯水由14.5℃升温到15.5℃所需的热量卡（cal）和焦耳（J）营养物质在体内的氧化不单纯是产热，而伴随着做功！以热量单位计量不合理国际营养科学协会及国际生理科学协会——“焦耳（J）”

1cal=4.184J二、饲料能量来源三大养分的化学键中动物采食饲料后，三大养分经消化吸收进入体内，在糖酵解、三羧酸循环或氧化磷酸化过程可释放出能量，最终以ATP的形式满足机体需要动物体内的能量转换和物质代谢最主要来源是碳水化合物常用植物性饲料中含量最高，来源丰富，成本低脂肪有效能值约为碳水化合物的2.25倍饲料中含量较少蛋白质用作能源的利用效率比较低在动物体内不能完全氧化，氨基酸脱氨产生的氨过多，对动物机体有害！

鱼类对碳水化合物的利用率较低，其有效供能物质为蛋白质，其次是脂肪饲料来源的能量难以满足动物需要时，机体可依次动用体内贮存的糖原、脂肪和蛋白质来供能由体组织先合成后降解的供能方式效率低于直接用饲料供能的效率葡萄糖的分解供能无氧酵解（2分子ATP）和有氧分解（36分子ATP）乙酸的氧化供能10分子ATP丙酸的氧化供能17分子ATP丁酸的氧化供能25分子ATP三、有机物氧化产能效率脂肪的氧化供能1分子甘油可生成21分子ATP1分子乙酰辅酶A可产生12分子ATP蛋白质的氧化供能分解产生乙酰辅酶A功能第二节有效能及测定方法能量在动物体内的分配一、总能（grossenergy，GE）有机物质完全氧化燃烧生成二氧化碳、水和其他氧化物时释放的全部能量饲料总能主要为碳水化合物、粗蛋白质和粗脂肪能量的总和弹式测热计（bombcalorimeter）物理值，包含可消化/不可消化两部分饲料能值评定的基础数据，其它指标的计算基础二、消化能（digestibleenergy，DE）饲料可消化养分所含的能量，即动物摄入饲料的总能与粪能（FE）之差：DE＝GE–FEFE（粪能）未被消化吸收的饲料养分消化道微生物及其代谢产物消化道分泌物和经消化道排泄的代谢产物消化道粘膜脱落细胞表观消化能（apparentdigestibleenergy，ADE）真消化能（truedigestibleenergy，TDE）代谢粪能（fecalenergyfrommetabolicoriginproducts，FmE）真消化能：FE中扣除FmE后计算的消化能TDE=GE-（FE-FmE）消化能通过消化试验测定禽类？有一定生理意义部分在消化道发酵损失，不能全部为机体利用基本生理能值指标三、代谢能（metabolizableenergy,ME）饲料消化能减去尿能（UE）及消化道可燃气体的能量（Eg）后剩余的能量ME＝DE–（UE＋Eg）=GE–FE–UE–Eg可被机体利用的部分，生理有效能尿能（energyinurine，UE）尿能是尿中有机物所含的总能，主要来自于蛋白质的代谢产物，如尿素、尿酸、肌酐等尿氮在哺乳动物中主要来源于尿素禽类主要来源于尿酸每克尿氮的能值：反刍动物31kJ，猪28kJ，禽类34kJ消化道气体能（Eg）来自动物消化道微生物发酵产生气体，主要是甲烷经肛门、口腔和鼻孔排出。非反刍动物/反刍动物代谢能应按单胃动物和反刍动物分别计算微生物发酵产气的同时，也产生部分热能，在冷环境条件下，具有参与维持体温的作用表观代谢能(AME)/真代谢能(TME)尿中能量有部分来自于体内蛋白质动员分解产物，后者称为内源氮，所含能量称为内源尿能（urinaryenergyfromendogenousoriginproducts，UeE）AME＝ADE–（UE+Eg）＝（GE–FE）–（UE+Eg） ＝GE–（FE+UE+Eg）TME＝TDE–[（UE–UeE）+Eg]

＝[GE–（FE–FmE）]–UE–Eg+UeE

＝GE–（FE+UE+Eg）＋（FmE+UeE） ＝AME+（FmE+UeE）氮校正代谢能

(N-correctedmetabolizableenergy,Men)根据体内氮沉积进行校正后的代谢能——家禽测定代谢能时，应消除氮沉积量对ME值的影响，即校正为氮沉积为零时的MEAMEn＝AME–RN×34.39TMEn＝TME–RN×

34.39 RN（g）：每日沉积的氮量影响代谢能的因素消化能尿能饲料结构，特别是饲料中蛋白质水平、氨基酸平衡状况及饲料中有害成分的含量气体能动物种类饲料性质饲养水平UE和Eg的测定？四、净能（NetEnergy，NE）饲料中用于动物维持生命和生产产品的能量，即代谢能扣去饲料在体内的热增耗（heatincrement，HI）后的能量饲料能量利用的最终指标

NE＝ME–HI＝GE–FE–UE–Eg–HIHI：又称为特殊动力作用（SOE）或食后增热

是指绝食动物在采食饲料后短时间内，体内产热高于绝食代谢产热的那部分热能，以热的形式散失。以占ME的百分比表示HI的来源消化过程产热营养物质代谢做功产热体组织中氧化反应释放的能量不能全部转移到ATP上被动物利用，一部分以热的形式散失掉与营养物质代谢相关的器官肌肉活动所产生的热量肾脏排泄做功产热饲料在胃肠道发酵产热（heatoffermentation,缩写为HF）按照净能在体内的作用维持净能 （netenergyformaintenance，NEm）生产净能 （netenergyforproduction，NEp）HI的测定？NEm和NEpNEm指饲料能量用于维持生命活动、适度随意运动和维持体温恒定部分，最终以热的形式散失掉。NEp指饲料能量用于沉积到产品中的部分，也包括用于劳役做功的能量。因动物种类和饲养目的不同，生产净能的表现形式包括：增重净能、产奶净能、产毛净能、产蛋净能和使役净能等影响净能的因素代谢能热增耗环境温度影响HI的因素动物种类反刍动物饲料组成不同营养素热增耗不同，蛋白质>碳水化合物>脂肪饲料中纤维素水平及饲料形状饲料缺乏某些矿物质（如磷、钠）或维生素（如核黄素）时，热增耗增加饲养水平用于消化吸收的能量/体内营养物质的代谢五、动物能量需要的表示体系1.总能体系2.消化能体系消化能可用来表示大多数动物的能量需要消化是养分利用的第一步，粪能常是饲料能损失的最大部分，尿能通常较低消化能测定较容易猪营养需要多采用消化能体系一般情况下，消化能只考虑粪能损失，未考虑气体能、热增耗损失评定动物尤其是反刍动物对饲料的利用时，往往过高估计高粗纤维饲料（如干草、秸秆）的有效能3.代谢能体系尿能和气体能比消化能体系准确测定较难目前主要用于家禽4.净能体系粪能、尿能与气体能，体增热净能与产品能紧密联系，可根据动物生产需要估计饲料用量，或根据饲料用量估计产品量净能体系是动物营养学界评定动物能量需要和饲料能量价值的趋势，但比较复杂为使用方便，常将不同的生产净能换算为相同的净能，换算过程中存在较大误差；净能的测定难度大生产上常采用消化能和代谢能来推算净能。反刍动物的能量需要主要用净能体系来表示我国的净能体系奶牛能量单位1kg含乳脂4%的标准乳所含的3.138MJ产奶净能作为一个奶牛能量单位肉牛能量单位以1kg中等玉米含有的综合净能8.08MJ作为一个肉牛能量单位5.能量价值的相对单位体系TDN（总可消化养分，Totaldigestiblenutrients）淀粉价大麦饲料单位燕麦饲料单位美国NRC（1958）新能量体系取代TDN：牛：NE，绵羊：DE、ME，猪：DE、ME英国ARC（1965）：代谢能（校正）取代淀粉价前苏联农业科学院（1969）：代谢能（校正）取代燕麦饲料单位我国：20世纪70年代前，燕麦饲料单位1978年以后，猪DE、鸡ME、乳牛泌乳净能（NND）第三节能量与动物生产一、能量与产肉维持动物正常的生命活动剩余的用于产肉猪肉24.24MJ/kg牛肉7.19MJ/kg羊肉12.83MJ/kg鸡肉4.64MJ/kg鲢鱼4.35MJ/kg、鲫鱼4.52MJ/kg1.能量在产肉中的作用2.能量缺乏原因限饲或采食量不足饲料粗纤维、水分过多提高的能量无法被机体有效利用后果生长受阻自我调整措施提高采食量消耗蛋白质产能3.能量过剩原因特定生理阶段能量供给高于需要量饲料中油脂使用过大后果背膘增厚、胴体品质变差采食量降低或蛋白摄入不足，引起生长速度下降措施蛋能比二、能量与产蛋能量水平与产蛋率呈正相关但超过蛋鸡需要量后相关关系不再明显1.能量与产蛋率主要通过影响蛋白质的利用表现出来影响饲料进食量来影响蛋白质摄入量日粮能量不足，蛋白质分解供能，蛋白质用于合成蛋的量减少2.能量与蛋重主要发生在低产蛋鸡引起采食量下降导致蛋重变轻引起脂肪大量沉积影响排卵、导致产蛋率进一步下降或停产3.能量过剩三、能量与繁殖能量不足，机体成熟慢可导致初情期推迟能量过剩导致机体过肥、初情期提前同样影响繁殖性能1.能量与初情期配种前“短期优饲”提高排卵数能量过剩导致母畜过肥、引起返情困难、配种率低、早期流产2.能量与排卵、受胎妊娠早期高能量水平容易引起胚胎早期死亡妊娠中后期，能量不足引起幼畜出生体重轻、成活率低合理养殖模式：前2/3时间采取低能量水平、后1/3提高能量水平3.能量与妊娠过剩引起采食量下降、乳腺分泌组织受损、泌乳量下降能量不足会使机体动用体脂来转化为乳成分母畜体重下降泌乳量减少、乳脂率降低4.能量与泌乳四、饲料的能量效率动物利用饲料能量转化为产品净能，投入能量与产出能量的比率关系称为饲料能量效率

1.概念2.能量总效率（grossefficiency）指产品中所含的能量与摄入饲料的有效能（指消化能或代谢能）之比

产品能量总效率=—————————╳100%

摄入的有效能量

包括用于维持的能量2.能量净效率（netefficiency）指产品能量与摄入饲料中扣除用于维持需要后的有效能（指消化能或代谢能）的比值——用于形成产品的净效率 产品能量

=———————————————╳100%

摄入的有效能–维持需要的有效能3.饲料利用率/饲料报酬生产单位动物产品所用的饲料量产品量/饲料量