第一章-動物與飼料的化學(xué)組成

第一節(jié)

動物與植物的組成成分本節(jié)學(xué)習(xí)目的了解動物與植物，特別是植物性飼料的化學(xué)組成與動物之間的相互關(guān)系，為學(xué)習(xí)動物營養(yǎng)學(xué)打下重要的基礎(chǔ)。掌握動物飼料中的主要營養(yǎng)物質(zhì)，特別是飼料概略養(yǎng)分分析方案中六大養(yǎng)分的概念。自然界生物能量轉(zhuǎn)移與物質(zhì)循環(huán)

動物植物微生物無機物：CO2、H2O、N、礦物質(zhì)等自然界動物為了維持自身的生存和繁衍后代需要，必須從外界環(huán)境中攝取所需的營養(yǎng)物質(zhì)。飼料：含有一種以上營養(yǎng)成分，能被畜禽采食、消化、利用，并對畜禽無毒無害的物質(zhì)。植物及其產(chǎn)品是畜禽飼料的主要來源。也就是動物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)直接或間接來源于植物。常量礦物質(zhì)元素：指在動物體內(nèi)含量不低于（≥）0.01%的元素。碳、氫、氧、氮、硫、鈣、磷、鉀、鈉、氯、鎂、硅微量礦物質(zhì)元素：指在動物體內(nèi)含量低于（＜）0.01%的元素。鐵、銅、鈷、錳、鋅、碘、硒

一、組成動、植物體的化學(xué)元素二、組成動、植物體的化合物化合物有：水、蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、礦物質(zhì)、維生素水分飼料養(yǎng)分干物質(zhì)碳水化合物蛋白質(zhì)維生素脂肪有機物無機物（礦物質(zhì)）1、植物體化合物名稱及元素組成水分干物質(zhì)有機物無機物（礦物質(zhì)）蛋白質(zhì)脂肪維生素蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物維生素蛋白質(zhì)脂肪1、水分

各種飼料均含有水分，其含量差異很大，最高可達(dá)95%以上，最低可低于5%。游離水：含于動植物體細(xì)胞間、與細(xì)胞結(jié)合不緊密、容易揮發(fā)的水，稱為游離水或自由水，又稱初水。結(jié)合水：與細(xì)胞內(nèi)膠體物質(zhì)緊密結(jié)合在一起、形成膠體水膜、難以揮發(fā)的水，稱結(jié)合水或束縛水，又稱吸附水參與各種營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收、運輸、轉(zhuǎn)化等。2、有機物主要是蛋白質(zhì)、脂肪和糖類。主要由碳、氫、氧組成，蛋白質(zhì)中還含有氮、硫、磷。3、無機物主要是無機鹽機體內(nèi)含量不高，但均是生命活動所必需的物質(zhì)。動植物體水分（H、O）干物質(zhì)蛋白質(zhì)含氮化合物（粗蛋白質(zhì)）有機物質(zhì)粗脂肪（乙醚浸出物無氮化合物灰分非蛋白氮粗纖維無氮浸出物糖類纖維素半纖維素木質(zhì)素等淀粉糖其他物質(zhì)構(gòu)成動植物體的營養(yǎng)物質(zhì)水分（H、O）干物質(zhì)有機物質(zhì)灰分含氮化合物（粗蛋白質(zhì)）無氮化合物蛋白質(zhì)非蛋白氮粗脂肪（乙醚浸出物糖類粗纖維無氮浸出物纖維素半纖維素木質(zhì)素等纖維素半纖維素淀粉糖其他物質(zhì)淀粉糖1、水動植物體的重要組成成分。2、粗灰分Ash動植物體所有有機物在550——600℃高溫電爐中全部氧化后剩余的殘渣，主要是礦物質(zhì)氧化物、鹽類等無機物，有時含少量泥沙，稱為粗灰分或礦物質(zhì)。3、粗蛋白質(zhì)Cp動植物體內(nèi)一切含氮物質(zhì)的總稱。真蛋白質(zhì)非蛋白氮4、粗脂肪EE動植物體內(nèi)一切脂類物質(zhì)的總稱。由于易溶于乙醚，在常規(guī)營養(yǎng)成分分析中通常用乙醚來提取脂類物質(zhì)，所以又稱為乙醚浸出物。5、粗纖維CF植物細(xì)胞壁的組成成分。包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和多縮戊糖。6、無氮浸出物NFE是單糖、雙糖、多糖的總稱動物與植物體所含營養(yǎng)物質(zhì)的差異營養(yǎng)物質(zhì)種類大致相同，含量及組成差異很大。2、不同點營養(yǎng)成分植物體動物體水5%——95%45%——60%蛋白質(zhì)含量差異大，非蛋白氮含量高。1%——36%含量穩(wěn)定，真蛋白質(zhì)含量高。13%——19%脂肪多由不飽和脂肪酸構(gòu)成除含有脂肪酸、醇類和磷脂外，還含有蠟質(zhì)和色素。多由飽和脂肪酸組成，含有脂肪酸、醇類和磷脂。糖類高，主要是淀粉；還含有粗纖維。低，只有1%以下的葡萄糖和糖原，不含粗纖維。第四節(jié)飼料養(yǎng)分和表示方法一、養(yǎng)分測定1方法（1）概略養(yǎng)分分析法（飼料常規(guī)成分分析法,foodproximateanalysis）由德國Hanneberg1864年提出，將飼料中的養(yǎng)分分為六大類，即水分（或干物質(zhì)）、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物、礦物質(zhì)。該法經(jīng)濟(jì)、適用，已使用100多年。其測定的是飼料中的概略養(yǎng)分（或稱為粗略養(yǎng)分），每種成分均包括多種物質(zhì)，而且不完整，沒有維生素。概略養(yǎng)分與飼料組成之間的關(guān)系

水分飼料無機物（礦物質(zhì)）干物質(zhì)含氮物（粗蛋白）有機物乙醚浸出物（粗脂肪）無氮物粗纖維

碳水化合物無氮浸出物各種養(yǎng)分及其功能在后面章節(jié)中再介紹。

（2）純養(yǎng)分分析

測定的是某種單一物質(zhì)（或成分），而且隨著分析手段的更新，分析的成分越來越具體，如粗纖維、氨基酸、脂肪酸中的各種成分。該種方法通常費用較高，時間長。但現(xiàn)在隨著分析儀器的發(fā)展，已實現(xiàn)快速、低廉的分析（FOSS、近紅外分析等）。2水分

各種飼料均含有水分，其含量差異很大，最高可達(dá)95%以上，最低可低于5%。游離水：含于動植物體細(xì)胞間、與細(xì)胞結(jié)合不緊密、容易揮發(fā)的水，稱為游離水或自由水，又稱初水。結(jié)合水：與細(xì)胞內(nèi)膠體物質(zhì)緊密結(jié)合在一起、形成膠體水膜、難以揮發(fā)的水，稱結(jié)合水或束縛水，又稱吸附水初水(PrimaryMoisture)即自由水、游離水或原始水分。

測定方法：將新鮮飼料樣品切細(xì)，放置于飼料盤中，在60-70℃烘箱中烘３－４小時，取出在空氣中冷卻３０分種，再同樣烘干１小時，取出，待兩次稱重相差小于0.05g時，所失重量即為初水。鮮飼料重（克）-風(fēng)干飼料重（克）鮮飼料重（克）初水（%）=×100吸附水(AbsorptionWater)即結(jié)合水或束縛水。測定方法：測定初水后的飼料、經(jīng)自然風(fēng)干的飼料或谷物飼料（一般含14%左右的吸附水），放入稱量皿中，在100-105℃烘箱內(nèi)烘干２－３h后取出，放入干燥器中冷卻30min，再重復(fù)烘干１h，待兩次稱重小于0.002g時,即為恒重，失去的重量為吸附水。除去初水和吸附水的飼料為絕干飼料(DryMatter,縮寫DM）。絕干物質(zhì)是比較各種飼料所含養(yǎng)分多少的基礎(chǔ)。風(fēng)干飼料重（克）-烘干后飼料重（克）吸附水（%）=風(fēng)干飼料重（克）×100不同基礎(chǔ)的養(yǎng)分含量換算某基礎(chǔ)的養(yǎng)分（%）另一基礎(chǔ)時的養(yǎng)分（%）此時的干物質(zhì)（%）同基礎(chǔ)的干物質(zhì)（%）如：某飼料含粗蛋白5%，此時含水70%；計算風(fēng)干基礎(chǔ)（此時含水10%）的粗蛋白含量。設(shè)風(fēng)干基礎(chǔ)的粗蛋白含量為X，則：

5%X1-70%90%X=15%

例經(jīng)測定飼喂態(tài)玉米含水8%，CP9.6%、Ca0.03%、P0.29%，問絕干狀態(tài)時（此時含水2%）CP、Ca、P？3粗灰分(Ash)粗灰分是飼料、動物組織和動物排泄物樣品在550-600℃高溫爐中將所有有機物質(zhì)全部氧化后剩余的殘渣?；曳种?g)

粗灰分(%)=×100

飼料樣品重(g)4粗蛋白質(zhì)(CrudeProtein,縮寫CP)

粗蛋白質(zhì)是常規(guī)飼料分析中用以估計飼料、動物組織或動物排泄物中一切含氮物質(zhì)的指標(biāo)，它包括了真蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)含氮物(Non-proteinNitrogen,縮寫NPN)兩部分。NPN包括游離氨基酸、硝酸鹽、氨等。常規(guī)飼料分析測定粗蛋白質(zhì)，是用凱氏定氮法測出飼料樣品中的氮含量后，用N×6.25計算粗蛋白質(zhì)含量。6.25稱為蛋白質(zhì)的換算系數(shù)，代表飼料樣品中粗蛋白質(zhì)的平均含氮量為16%（100/16=6.25）。飼料樣品含N(g)×6.25粗蛋白質(zhì)(%)=×100飼料樣品重(g)5粗脂肪

(EtherExtract,縮寫EE)

粗脂肪是飼料、動物組織、動物排泄物中脂溶性物質(zhì)的總稱。常規(guī)飼料分析是用乙醚浸提樣品所得的乙醚浸出物。乙醚浸出物重(g)粗脂肪(%)=×100

飼料樣品重(g)6粗纖維

(CrudeFiber,縮寫CF)

粗纖維是植物細(xì)胞壁的主要組成成分，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及角質(zhì)等成分。常規(guī)飼料分析方法測定的粗纖維，是將飼料樣品經(jīng)1.25％稀酸、稀堿各煮沸30min后，所剩余的不溶解碳水化合物。其中纖維素是由β-1，4葡萄糖聚合而成的同質(zhì)多糖；半纖維素是葡萄糖、果糖、木糖、甘露糖和阿拉伯糖等聚合而成的異質(zhì)多糖；木質(zhì)素則是一種苯丙基衍生物的聚合物，它是動物利用各種養(yǎng)分的主要限制因子。該方法在分析過程中，有部分半纖維素、纖維素和木質(zhì)素溶解于酸、堿中，使測定的粗纖維含量偏低，同時又增加了無氮浸出物的計算誤差。

VanSoest(1976)提出了用中性洗滌纖維(NeutralDetergentFiber,縮寫NDF)、酸性洗滌纖維(AcidDetergentFiber,縮寫ADF)、酸性洗滌木質(zhì)素(AcidDetergentLignin,縮寫ADL)作為評定飼草中纖維類物質(zhì)的指標(biāo)。飼料中性洗滌劑處理pH＝7中性洗滌可溶物（neutraldetergentsolution,NDS）中性洗滌纖維（neutraldetergent

fiber,NDF）酸性洗滌劑處理酸性洗滌可溶物（ADS）酸性洗滌纖維（ADF）KMnO4處理pH＝3纖維素和殘余礦物質(zhì)纖維素被燃燒灰分木質(zhì)素氧化損失72％H2SO4處理纖維素被溶解木質(zhì)素和礦物質(zhì)木質(zhì)素被燃燒灰分VanSoest

（1976）粗纖維分析方案7無氮浸出物

(NitrogenFreeExtract,縮寫NFE)無氮浸出物主要由易被動物利用的淀粉、菊糖、雙糖、單糖等可溶性碳水化合物組成。常規(guī)飼料分析不能直接分析飼料中無氮浸出物含量，而是通過計算求得：無氮浸出物%=100%-（水分+灰分+粗蛋白質(zhì)+粗脂肪+粗纖維）%二、養(yǎng)分的一般表示方法1.百分比（％）在100份（g、mg、μg、Ib等）飼料總量中，某種養(yǎng)分所占的比例。2.ppm

在1000000（一百萬）份（g、mg、μg、Ib等）飼料總量中，某種養(yǎng)分所占的比例。

ppm與%表示的區(qū)別，僅在于小數(shù)點的位置。由于一百萬是10000×100，由%變?yōu)閜pm，將其乘10000即得，或?qū)⑿?shù)點往右移四位即可。由ppm變?yōu)?，將其除以10000即得，或?qū)⑿?shù)點往左移四位即可。例如：5%=50000ppm

500ppm=0.05%

ppb，ppt例生產(chǎn)豬全價飼料時，每噸配合飼料加入了600gFeSO4·7H2O（含F(xiàn)e20%）、200gMnSO4·H2O(含Mn29.5%)、700gZnSO4·7H2O（含Zn22.3%）、700gCuSO4·5H2O（含Cu25.2%），問此飼料中分別添加了多少ppm的Fe、Cu、Mn、Zn？(純度85％)

3mg/kg在1kg飼料總量中，某種養(yǎng)分所占的毫克數(shù)。由于1kg＝1000000mg，故mg/kg相當(dāng)于ppm。4mg/Ib(毫克/英鎊)1Ib＝454g，1kg＝2.21Ib在1Ib飼料總量中，某種養(yǎng)分所占的毫克數(shù)。三、養(yǎng)分不同干物質(zhì)基礎(chǔ)的表示方法

（一）飼喂基礎(chǔ)（潮濕基礎(chǔ)、新鮮基礎(chǔ)）即是不加以任何處理的基礎(chǔ)。飼料干物質(zhì)含量的變化范圍為0.0～100%。動物獲得的干物質(zhì)量＝100%－水分%。（二）風(fēng)干基礎(chǔ)（半干基礎(chǔ)）即是實際的或采食干物質(zhì)含量的基礎(chǔ)。其干物質(zhì)含量約占90%，水分約為10%。絕大多