十章動物營養(yǎng)研究方法課件

1、第十章 動物營養(yǎng)研究方法 本章內(nèi)容第一節(jié) 化學(xué)分析法第二節(jié) 消化實驗第三節(jié) 代謝試驗第四節(jié) 平衡實驗第五節(jié) 飼養(yǎng)實驗第一節(jié) 化學(xué)分析法一、營養(yǎng)物質(zhì)的分析 三、動物組織和血液理化成分分析二、抗?fàn)I養(yǎng)因子分析作用：為判定動物營養(yǎng)狀況、動物營養(yǎng)需要和飼料的營養(yǎng)價值提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 分類：營養(yǎng)物質(zhì)的分析、抗?fàn)I養(yǎng)因子分析及動物組織和血液理化成分分析。一、營養(yǎng)物質(zhì)的分析概念：應(yīng)用物理、化學(xué)原理和方法對飼料、動物組織及動物排泄物的某些成分，進行定性、定量分析。 (1)水分 (2)粗蛋白（CP）真蛋白(TP) (3)粗脂肪（EE） (4)粗纖維（CF） (5)粗灰分 (6)無氮浸出物（NFE）1、概略養(yǎng)分分析一、

2、營養(yǎng)物質(zhì)的分析（1）維生素 （2）礦物質(zhì) （3）微量元素 （4）氨基酸 （5）脂肪酸 （6）純蛋白質(zhì) （7）糖等2、純養(yǎng)分分析一、營養(yǎng)物質(zhì)的分析(1)飼料 (2)排泄物（糞、尿、呼出氣、皮屑等） (3)動物組織 (4)血液 (5)整體動物3、分析對象一、營養(yǎng)物質(zhì)的分析(1)稱量法 (2)比色法 (3)滴定法 (4)原子吸收法 (5)色譜法 (6)熒光法 (7)電泳 (8)分子生物技術(shù)4、分析方法一、營養(yǎng)物質(zhì)的分析二、抗?fàn)I養(yǎng)因子分析 抗?fàn)I養(yǎng)因子是指飼料中本身所有或從外界進入，影響飼料營養(yǎng)價值和動物生長的物質(zhì)。 1、概念（1）影響蛋白質(zhì)消化 蛋白酶抑制劑、凝集素、皂苷、多酚化合物等 （2）影響礦物

3、元素利用 植酸、草酸、葡萄糖硫苷、棉酚 （3）影響維生素利用 雙香豆素、抗維生素B族因子等2、種類二、抗?fàn)I養(yǎng)因子分析（4）影響碳水化合物利用 （5）刺激免疫系統(tǒng)的抗?fàn)I養(yǎng)因子 如:抗原蛋白 （6）綜合性抗?fàn)I養(yǎng)因子 如:水溶性非淀粉多糖。二、抗?fàn)I養(yǎng)因子分析 分析飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的種類和含量，可指導(dǎo)飼料的合理加工、利用、貯存，如通過加熱可提高豆類籽實的營養(yǎng)價值。 3、意義二、抗?fàn)I養(yǎng)因子分析 (1)酶法 (2)比色法 (3)滴定法 (4)原子吸收法 (5)色譜法 (6)熒光法4、分析方法二、抗?fàn)I養(yǎng)因子分析三、動物組織血液理化成分分析 （1）動物組織和血液中各種營養(yǎng)物質(zhì)； （2）動物組織和血液中與營養(yǎng)物

4、質(zhì)有關(guān)的功能酶或相關(guān)酶； （3）動物動物組織和血液中某些代謝中間產(chǎn)物或最終產(chǎn)物。 1、分析對象 （1）概略養(yǎng)分或純養(yǎng)分； （2）營養(yǎng)物質(zhì)代謝產(chǎn)物； （3）相關(guān)標(biāo)識功能酶，如硒血漿谷胱甘肽過氧化物酶、鋅血清堿性磷酸酶、銅血漿銅藍蛋白氧化酶和血漿尿素氮等。2、分析內(nèi)容三、動物組織血液理化成分分析第二節(jié) 消化實驗一、 消化試驗概念與目的 四、尼龍袋法三、 體外消化試驗二、 體內(nèi)消化試驗 以測定動物對飼料養(yǎng)分的消化能力或飼料養(yǎng)分的可消化性為目的的試驗。 2、目的： 準(zhǔn)確地量化飼料中各種養(yǎng)分被動物消化利用的程度 ，也是評定飼料營養(yǎng)價值的重要方法。 3、種類一、消化試驗概念與目的1、概念：體內(nèi)（in vi

5、vo）消化實驗離體（in vitro）消化實驗?zāi)猃埓?nylon bags technique) 全收糞法指示劑法消化道消化液人工消化液肛門收糞內(nèi)源指示劑外源指示劑消化實驗體內(nèi)（in vivo）消化實驗離體（in vitro）消化實驗?zāi)猃埓?nylon bags technique) 全收糞法指示劑法消化道消化液人工消化液肛門收糞回腸收糞內(nèi)源指示劑外源指示劑消化實驗方法剖析糞中養(yǎng)分組成： 飼料中未消化的養(yǎng)分; 消化道分泌物; 消化道脫落細胞; 消化道微生物及其代謝產(chǎn)物。4. 消化率計算公式表觀消化率=（食入養(yǎng)分 - 糞中養(yǎng)分）食入養(yǎng)分X 100%一、消化試驗概念與目的真消化率=食入養(yǎng)分 -

6、（糞中養(yǎng)分-內(nèi)源養(yǎng)分）食入養(yǎng)分 X100%一、消化試驗概念與目的食入飼料總能 - 糞中總能食入飼料總量 （kg）表觀消化能(MJ/kg)食入總能 - （糞中總能-內(nèi)源能）食入飼料總量（kg）真消化能(MJ/kg)消化能一、消化試驗概念與目的（一）種類（二）不同飼料消化率的測定方法（三）基本步驟二、 體內(nèi)消化實驗（一）體內(nèi)消化試驗的種類 1、根據(jù)其收糞方式可分為： （1）全收糞法； （2）部分收糞法（指示劑法） 2.全收糞法根據(jù)收糞的部位不同又分為： （1）肛門收糞法； （2）回腸末端收糞法 全收糞法 1）優(yōu)點：試驗操作方便、測定較準(zhǔn)確； 2）缺點 排泄物污染嚴(yán)重； 采食量、排糞量難以準(zhǔn)確記錄；

7、 糞中養(yǎng)分含量受環(huán)境影響大； 工作量大。 指示劑法1）對指示劑的要求 不能被動物消化吸收 在飼料中、糞便中能均勻分布 有很高的回收率 對動物沒有毒副作用 2）種類 外源指示劑飼料本身不含，人為加入飼料中的指示物質(zhì)，一般多用Cr2O3; 內(nèi)源指示劑飼料本身含有，不能被動物消化吸收但可以測定的成分，多用酸性不容灰分（AIA acid insoluble ash）2mol 或4mol HCl 不溶 4）缺點：指示劑回收率對消化率影響較大，并且很難找到回收率很理想的指示物質(zhì)：分析困難，較難獲得重復(fù)性高的測定數(shù)據(jù)；與全收糞法最后的缺點相同。3） 優(yōu)點：在于減少收集全部糞便帶來的麻煩，省時省力，尤其是在收

8、集全部糞便較困難時。指示劑法 5）消化率的計算原理：食入指示劑量=排出指示劑量飼糧指示劑含量糞中養(yǎng)分含量糞中指示劑含量飼糧養(yǎng)分含量100-100養(yǎng)分消化率（%）=指示劑法回腸末端消化率測定 1）T型瘺管 優(yōu)點：安瘺管后對荷術(shù)動物生理影響??； 缺點：必須用指示劑，因不可能收集全部糞尿，由此取樣缺乏代表性，而且較麻煩。 圖1、T型瘺管示意圖 優(yōu)點：收糞簡便，而且可收集全部糞樣； 缺點：手術(shù)復(fù)雜、成功率低和護理相對麻煩。 2）回-直腸吻合術(shù)回直腸吻合術(shù) 圖33)盲腸切除法 (家禽）代謝籠中裝了瘺管的豬（二）消化率的測定1 直接測定法（適合配合飼料和某些原料）優(yōu)點：簡單，直接以待測飼料為全部飼糧，無養(yǎng)

9、分互作的干擾； 缺點：某些飼料適口性差，時間長后可能導(dǎo)致營養(yǎng)缺乏癥。 原理：被測料替代實際基礎(chǔ)飼料的一部分，分別測定基礎(chǔ)飼糧和替代后飼糧的養(yǎng)分。優(yōu)點：克服養(yǎng)分不平衡的影響。缺點：基礎(chǔ)飼糧營養(yǎng)平衡，則代入被測飼料后可能出現(xiàn)不平衡。 2 間接測定法（飼料替代法，套算法或二次試驗法）（二）消化率的測定 第一次：測定基礎(chǔ)飼糧養(yǎng)分消化率 第二次：測定新飼糧養(yǎng)分消化率 為減少動物的影響，用二組動物同時試驗 新飼糧組成：70-85%基礎(chǔ)飼糧+15-30% 被測飼料 間接測定 二次消化試驗（二）消化率的測定 第一組 第二組 第一次 消化試驗 基礎(chǔ)日糧 預(yù)飼期 試驗期 基礎(chǔ)日糧 + 被測飼料 57天過渡期 第二

10、次 消化試驗 基礎(chǔ)日糧 + 被測飼料 試驗期 基礎(chǔ)日糧 交叉試驗步驟示意 套算法的試驗步驟式中：D為被測飼料養(yǎng)分消化率 A為基礎(chǔ)飼糧養(yǎng)分消化率 B為混合飼糧養(yǎng)分消化率 F為被測飼料養(yǎng)分占混合飼糧該養(yǎng)分的比例。FX100 AD() (B-A)（二）消化率的測定假定基礎(chǔ)飼糧養(yǎng)分消化率不變； 養(yǎng)分間無互作效應(yīng)。 混合飼糧中被測飼料的比例很重要1、動物選擇2、日糧配制 3、試驗步驟 （三）消化試驗的基本步驟與要求4、糞的收集和處理5、養(yǎng)分消化率和消化能測定（1）預(yù)試期：適應(yīng)環(huán)境、摸清采食量、排糞規(guī)律 （2）正試期：記錄采食量、收集排糞 時 間：單胃動物：5-10天； 反芻動物：7-14天3、試驗步驟

11、預(yù)備試驗期 正式試驗期 牛、羊 10-14天 10-14天 馬 7-10天 8-10天 豬 5-10天 6-10天 家禽* 3-5 天 4-5 天 表 不同種類的動物的試驗期規(guī)定*一般是進行代謝實驗，采用強飼法，試驗期為1-2天。4、糞的收集和處理（1）收糞方法：專用消化柜或消化欄、動物肛門上套收糞袋 （2）糞樣處理 1）全糞法：收集全部糞便 2）指示劑法：每天定時收糞 糞樣稱重，混勻，按總重的1/10-1/50取 樣，加10鹽酸10mL/100g鮮糞樣和少量甲苯，固氮防腐。5、養(yǎng)分消化率和消化能測定例1 ：測定仔豬飼糧CP消化率 日采食量：1000g， 飼糧CP含量：16% 日排糞量：250

12、g， 糞中CP含量：12% CP消化率=( 100016%-25012%）（100016%）100= 81.2%例 2: 某飼糧消化實驗結(jié)果如下,計算CF消化率 飼料CF含量:40% 糞中CF含量: 40% 飼料指示劑添加量:3% 糞中指示劑含量:6%CF消化率=100 364040100= 50 1）直接測定 ：根據(jù)消化試驗結(jié)果和結(jié)合能 值測定進行 DE = （GE - FE）/采食量（kg）（四）消化能值的測定 飼料消化能 = （33.47-8.34）/2 =12.57（MJ/Kg） 例如：體重50Kg的豬，每日食入日糧2Kg，含總 能33.47MJ，每日排糞中的總能為8.34MJ，計算其

13、采食飼料的的消化能。（四）消化能值的測定 根據(jù)每日食入的可消化粗蛋白質(zhì)（X1 ）、可消化粗脂肪（X2）、可消化粗纖維（X3）、可消化無氮浸出物（X4）的量（克），用下列回歸公式計算每日食入飼料的消化能（Y千焦）。 2）間接推算：（四）消化能值的測定Y（綿羊）=23.93X1 +37.87X2+18.33X3 +16.99X43.77% Y（豬）=24.18X1 +39.41X2+18.41X3 +17.03X4 4.18%Y（牛）=24.23X1 +34.10X2+18.49X3 +16.99X4 4.18%（四）消化能值的測定 2、優(yōu)點：操作方便，環(huán)境條件、處理方法和時間易控制，更容易標(biāo)準(zhǔn)化

14、。 3、缺點：與動物的生理系列化過程有一定的差異。 4、分類：消化道消化液法和人工消化液法。 1、概念： 是指摸擬消化道，在體外進行飼料的消化。三 體外消化實驗三 體外消化實驗 人工消化液消化：采用人工制成的消化酶模擬消化液，主要用于反芻動物瘤胃飼料消化率/降解率的測定 分兩步：先用纖維素分解酶制劑+HCl代替瘤胃液，再用胃蛋白酶+HCl處理 消化道消化液法：用安裝的瘺管收取豬小腸液（PIF）或牛的瘤胃液。一般用兩步法： 反芻動物：瘤胃液消化胃蛋白酶+HCl消化洗凈殘渣 單胃動物：胃蛋白酶+HCl消化PH 7.0條件下用PIF（小腸液） 三 體外消化實驗四、尼龍袋法1、主要用于反芻動物，測定飼

15、料養(yǎng)分的降解率。 操作：將待測飼料裝入孔徑40-602（149cm）的尼龍袋中，通過瘤胃瘺管放入瘤胃，在一定的時間里4、8、16、24、48h（精料）， 8、16、24、48、72h（粗飼料） 取出，沖洗，干燥，恒重。 認為從尼龍袋中透過的飼料是已被消化吸收了的飼料，將尼龍袋當(dāng)作是腸道的細胞膜（起濾過作用）。 3、缺點： 孔徑大小不好確定。 將飼料限制在尼龍袋內(nèi)，無法充分混合，微生物也不能進入。測試結(jié)果一般無法與飼料真消化率相匹配2、優(yōu)點：工作量小，成本低，一次可以做大批量的飼料可以對飼料營養(yǎng)價值進行排隊，取得飼料相對營養(yǎng)價值。 4、計算公式： 降解率(%)=(袋中初始N-孵化后N)100/袋

16、中初始N四、尼龍袋法第三節(jié) 代謝試驗 一、概念與目的 二、操作過程一、概念與目的 目的：測定飼料代謝能及養(yǎng)分代謝率的試驗。 測定ME需要進行代謝試驗，在消化試驗的基礎(chǔ)上增加尿液的收集，反芻動物增加CH4收集。CH4的收集：E CH4= CH4產(chǎn)量燃燒值（55.8KJ/g）收集時需有特殊的裝置。如面罩或密封氣柜，操作復(fù)雜，結(jié)果也不太準(zhǔn)確，一般可根據(jù)日糧CH2O含量估計：牛：Y CH4=17.68+4.012X(日糧CH2O的百g數(shù))綿羊：Y=9.80+2.41X 在消化試驗基礎(chǔ)上準(zhǔn)確收集排尿量。設(shè)備：代謝籠雞：易于進行代謝試驗 家禽代謝能的測定法： 也叫快速法（sibbald,1979）、強飼法

17、（force feeding ） 試驗動物為成年公雞 二、操作過程3648h由二、操作過程優(yōu)點：快速、重復(fù)性高、精確性高、單違背雞的正常消化生理，對難采食的飼料，此方法較好。第四節(jié) 平衡實驗一、概念與目的 四、能量平衡三、碳平衡二、氮平衡 研究營養(yǎng)物質(zhì)食入量與排泄、沉積或產(chǎn)品間的數(shù)量平衡關(guān)系稱平衡實驗。 2、目的： 估計動物營養(yǎng)需要參數(shù)和飼料營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。一、概念與目的1、概念：平衡試驗物質(zhì)代謝能量平衡氮平衡碳平衡一、概念與目的 食入養(yǎng)分 = 各途徑排泄養(yǎng)分之和 方法： 采用適宜方法，收集各種排泄物 原理：一、概念與目的二 、氮平衡實驗 氮平衡實驗主要用于研究動物蛋白質(zhì)的需要、飼料蛋白質(zhì)的

18、利用率以及飼料或飼糧蛋白質(zhì)質(zhì)量的比較。 2、方法 在消化試驗的基礎(chǔ)上收集尿，測定尿中的含氮量，由氮的收支情況反映體內(nèi)蛋白質(zhì)的增減及蛋白質(zhì)的有效性。1、目的 食入氮= 糞氮 + 尿氮 + 沉積氮+皮屑 食入氮= 糞氮 + 尿氮： 等平衡，體蛋白質(zhì)不增不減 食入氮 糞氮 + 尿氮 ：正平衡，體蛋白質(zhì)沉積 食入氮 糞氮 + 尿氮 ：負平衡，體蛋白質(zhì)分解 3、氮在體內(nèi)的去向及有關(guān)計算公式二 、氮平衡試驗 蛋白質(zhì)凈利用率（NPU）(%)= 沉積N/食入N100消化N = 食入N-糞N沉積N = 食入N-（糞 N+尿N）蛋白質(zhì)(N)消化率（%）=消化N/食入N100 蛋白質(zhì)生物學(xué)價值（BV）=沉積N/可消

19、化N100二 、氮平衡試驗 三、碳平衡 沉積C=攝入C-（糞C+尿C+呼吸氣體CO2 +腸道氣體CH4+離體產(chǎn)品C）沉積C包括：合成蛋白質(zhì)、合成脂肪結(jié)合氮平衡試驗，可推算出體內(nèi)脂肪沉積量。四、能量平衡實驗食入能 = 排泄物（糞、尿、脫落皮屑、毛含能+ 沉積能(生長肥育) +離體產(chǎn)品(奶、蛋、毛)含能 +維持生命活動的機體產(chǎn)熱 測定方法： 直接測熱法； 間接測熱法 碳氮平衡法； 比較屠宰實驗閹牛每日的能量平衡 （KJ） 能量攝入 能量支出 6,988g梯牧草(貓尾草) 116,065 (timothy hay) 400g亞麻籽 7,58116,619g糞 59,621 4,357g尿 5,065

20、 37g皮屑脫落物 368 142g甲烷 7,937 畜體產(chǎn)熱 48,110 機體增重 2,545 合計 123,646 123,646 維持+生長=48,110+2,545=50,655(KJ) 飼料能量利用率=50,655/123,646=0.41 1、直接測熱法四、能量平衡實驗2、間接測熱法1） 呼吸熵(RQ) = CO2/O2 原理：機體產(chǎn)熱來自脂肪、糖、蛋白質(zhì)在體內(nèi)的氧化。總產(chǎn)熱量機體三大養(yǎng)分氧化量與各自能值乘積之和蛋白質(zhì)的氧化量可以由尿氮估計；脂肪、糖的氧化產(chǎn)熱量與它們共同的RQ有關(guān)只要知道其RQ，就可以得到它們氧化時每消耗1LO2或每產(chǎn)生1LCO2時的產(chǎn)熱量，從而得到總產(chǎn)熱量 四

21、、能量平衡實驗O2消耗 CO2生成 尿 N 蛋白質(zhì)代謝數(shù)據(jù)： 蛋白質(zhì)氧化量 (14.8g6.25)a產(chǎn) 熱(92.5g18KJ/g)a1O2消耗(92.5g0.96L/g)aCO2生成(92.5g0.77L/g)a碳水化合物和脂肪代謝數(shù)據(jù)： O2消耗(392L-88.8L) CO2生成(310.7L-71.2L) 非蛋白RQ(239.5/303.2)bRQ為0.79時消耗303.2L氧產(chǎn)熱 總產(chǎn)熱(1665+6079) 392L 310.7L 14.8 g 92.5g 1665KJ 88.8L 71.2L 303.2L 239.5L 0.79 6079KJ 7744KJ 根據(jù)24小時的耗O2、

22、CO2生成量和尿N估計產(chǎn)熱 密閉回流式測熱裝置 開放回流式測熱裝置四、能量平衡實驗3、碳、氮平衡法 1）原理：假設(shè)體內(nèi)沉積是脂肪和蛋白質(zhì)，糖元很少，根據(jù)每克脂肪和蛋白質(zhì)的C、N含量和產(chǎn)熱，可計算出沉積能，糞、尿、甲烷能可測得,從攝入飼料總能，就可計算出畜體產(chǎn)熱。 2）方法：測定C、N平衡值 3）基本參數(shù)：蛋白質(zhì)：含碳52%，含氮16%， 產(chǎn)熱23.8KJ/g； 脂 肪：含碳76.7% ， 產(chǎn)熱39.7KJ /g第一階段 (基礎(chǔ)飼糧) 第二階段 (基礎(chǔ)飼糧+被測飼糧) C(g) N(g) C(g) N(g) 飼 料 糞 尿 CH4CO22500 600 100 130 1570 160 35 120 - - 3600 700