動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)：第七章 能量代謝

第七章能量代謝重點(diǎn)掌握飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化過程和各種能值的概念及影響因素。目的要求內(nèi)容第三節(jié)動(dòng)物能量需要的表示體系第一節(jié)能量單位及能量來(lái)源第二節(jié)能量代謝第一節(jié)能量單位及能量來(lái)源一、能量單位二、能量來(lái)源1.傳統(tǒng):卡（cal）1Mcal=103Kcal=106cal2.焦耳（J）:

1MJ=103KJ=106J3.卡體系和焦耳體系的轉(zhuǎn)化:

1cal=4.184J1Kcal=4.184KJ1Mcal=4.184MJ一、能量單位概念：做功的能力。二、能量來(lái)源碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)碳水化合物是主要來(lái)源單胃動(dòng)物：?jiǎn)翁?、寡糖、淀粉反芻動(dòng)物：?jiǎn)翁恰⒐烟?、淀粉、纖維素、半纖維素脂肪次之對(duì)單胃動(dòng)物，蛋白質(zhì)不宜作能源物質(zhì)1.主要來(lái)源于三大有機(jī)物：有機(jī)物CHON其它燃燒（kJ/kg）碳水化合物446500017.50脂肪7712110039.54蛋白質(zhì)5272216323.64二、能量來(lái)源3.飼料的能量高低取決于三大有機(jī)物的比例與含量含脂肪高的飼料含能高：花生、豆餅骨粉含有機(jī)物低，能量低二、能量來(lái)源2.純養(yǎng)分能量高低取決于分子中的C、H含量第二節(jié)能量代謝一、總能五、環(huán)境溫度對(duì)能量代謝的影響四、凈能

三、代謝能二、消化能總能糞能消化能尿能甲烷能代謝能熱增耗凈能維持凈能生產(chǎn)凈能動(dòng)物總產(chǎn)熱飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的分配一、總能（grossenergy，GE）飼料中的有機(jī)物完全氧化燃燒生成二氧化碳，水和其他氧化產(chǎn)物時(shí)釋放的全部能量，主要為碳水化合物、粗蛋白和粗脂肪能量的總和。定義：2.飼料的總能取決于三大有機(jī)物的含量，其能量與分子中C/H、O、N含量相關(guān)，C/H高，O越低，則能量越高。脂肪>碳水化合物>蛋白質(zhì)不能反應(yīng)飼料學(xué)價(jià)值的差異。一、總能（grossenergy，GE）二、消化能(digestibleenergy，DE)消化能（DE）=總能（GE）-糞能（FE）按上式計(jì)算的消化能為表觀消化能（ADE）1.定義：飼料可消化養(yǎng)分所含的能量，即動(dòng)物攝入飼料的總能與糞能之差。2.糞能（FE）：糞中所含的能量（不能消化的養(yǎng)分隨糞便排出）。3.糞能的來(lái)源糞能未消化的飼料內(nèi)源性物質(zhì)消化酶消化道脫落組織消化道微生物及代謝產(chǎn)物內(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(jì)算的消化能稱真消化能（TDE）二、消化能(digestibleenergy，DE)4.表觀消化能

=總能-糞能，即：

ADE=GE–FE5.真消化能

=總能-（糞能-內(nèi)源物質(zhì)所含的能量)

即:TDE=GE-（FE-FmE）

FmE：代謝糞能表觀消化能（ADE）

（TDE）真消化能TDE反映飼料的值比ADE準(zhǔn)確，但測(cè)定困難二、消化能(digestibleenergy，DE)6.影響消化能的因素

⑴總能影響不大

消化能（Kcal/Kg）=總能-糞能/進(jìn)食量（DM）⑵糞能損失最大的部分消化率取決于飼料中的粗纖維（CF）含量

DE（MJ/Kg）=17.15-0.41CFCF：粗纖維含量⑶動(dòng)物種類二、消化能(digestibleenergy，DE)反芻動(dòng)物飼喂粗飼料糞能占總能的40%-50%

飼喂精飼料糞能占總能的30%馬糞能占總能的40%豬糞能占總能的20%哺乳動(dòng)物（其它）糞能占總能的比例

10%家禽因糞尿難分開，一般不測(cè)定禽類的消化能二、消化能(digestibleenergy，DE)三、代謝能(metabolizableenergy，ME)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(dòng)物體所吸收和利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能量。

ME=DE-（UE+Eg）=GE-FE-UE–Eg

1.定義：2.氣能（Eg）：消化道發(fā)酵產(chǎn)生氣體所含能量。（主要針對(duì)反芻動(dòng)物甲烷（CH4）的損失。甲烷能占總能3%-10%。反芻動(dòng)物通用公式:甲烷（KJ/100Kg飼料總能）=1.30+0.1120–L（2.37-0.050D）

D:維持飼養(yǎng)水平時(shí)能量消化率百分?jǐn)?shù)

L:飼養(yǎng)水平為維持水平時(shí)的倍數(shù)三、代謝能(metabolizableenergy，ME)綿羊甲烷（g）=2.14x+9.80

x為可消化碳水化合物的百分?jǐn)?shù)牛甲烷（g）=4.012x+17.68

x為可消化碳水化合物的百分?jǐn)?shù)三、代謝能(metabolizableenergy，ME)3.尿能(UE)：被吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)一部參與集機(jī)體代謝，其中飼料蛋白質(zhì)和代謝機(jī)體蛋白質(zhì)不能充分被氧化，以含氮化合物的形式排出，這些由尿中排出物質(zhì)中的能量被稱為尿能。尿能取決于蛋白質(zhì)的高低和AA平衡?！鶞y(cè)定不同動(dòng)物尿中含N量，就能測(cè)出尿能豬：尿素UE=28KJ/g(尿氮)禽：尿酸UE=34KJ/g反芻動(dòng)物：尿素UE=31MJ/g三、代謝能(metabolizableenergy，ME)飼料中未被利用的物質(zhì)蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)產(chǎn)生的含氮化合物（沉積N=合成N-周轉(zhuǎn)N）體蛋白動(dòng)員產(chǎn)生的含N化合物三、代謝能(metabolizableenergy，ME)尿能的來(lái)源:代謝能=總能-糞能-氣能-尿能=消化能-氣能-尿能

即：ME=DE-（Eg+UE）=GE-FE-UE-Eg

對(duì)于單胃動(dòng)物氣能可忽略不計(jì)禽代謝能=總能-（糞能+尿能）=總能-排瀉物含量

=DE-UE豬代謝能=總能-（糞能+尿能）=DE-UE三、代謝能(metabolizableenergy，ME)表觀消化能（AME）=總能（GE）-糞能（FE）-尿能（UE）-氣能真代謝能（TME）=總能-（糞能-代謝糞能）-

（尿能-內(nèi)源尿能）-氣能即TME=GE-（FE-FmE）-（UE-UeE）-EgUeE：內(nèi)源尿能，也稱內(nèi)源氮能，來(lái)自于體內(nèi)蛋白質(zhì)動(dòng)員分解的產(chǎn)物。4.表觀代謝能（AME）和真代謝能（TME）三、代謝能(metabolizableenergy，ME)TME受體內(nèi)N沉積的影響氮校正代謝能：根據(jù)體內(nèi)氮沉積進(jìn)行校正后的代謝能，只要用于家禽。校正公式：AMEn=AME-RN*34.39TMEn=TME-RN*34.39

RN：家禽每日沉積的氮量三、代謝能(metabolizableenergy，ME)5.氮校正代謝能（N-corredtedME,MEn）

ME=總能-糞能-尿能-氣能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平衡尿能三、代謝能(metabolizableenergy，ME)6.影響代謝能的因素：豬代謝能與消化能量關(guān)系：ME=(DE*(96-0.202)*CP)/100四、凈能(NetEnergy，NE)能夠真正用于動(dòng)物維持生命和生產(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。絕食動(dòng)物飼給飼糧后，產(chǎn)熱量增加，增加的那部分熱量損失掉了，這個(gè)部分熱量就叫熱增耗。體增熱=采食動(dòng)物產(chǎn)熱量-絕食動(dòng)物產(chǎn)熱量1.定義NE=ME-HI=GE-DE-UE-Eg–HI2.熱增耗（HI）⑴消化過程產(chǎn)熱，消化道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)熱。⑵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝做功產(chǎn)熱。⑶營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝增加了不同器官肌肉活動(dòng)所產(chǎn)生的熱量。

⑷腎臟排泄做功產(chǎn)生熱量。

⑸飼料在胃腸道發(fā)酵產(chǎn)熱。四、凈能(NetEnergy，NE)3.產(chǎn)生熱增耗的原因動(dòng)物利用飼料中能量的流程總能糞能尿能體增熱可消化能可代謝能凈能維持凈能生產(chǎn)凈能16.7363.3471.2552.51013.38912.1349.6236.2763.34780%20%72.5%7.5%15%57.5%37.5%20%產(chǎn)蛋雞飼料能量的剖分示例⑴動(dòng)物種類主要體現(xiàn)在反芻動(dòng)物和單胃動(dòng)物的區(qū)別。⑵養(yǎng)分組成

不同的營(yíng)養(yǎng)素?zé)嵩龊牡鞍踪|(zhì)體增熱最高，飼料中蛋白質(zhì)或AA過高，會(huì)引起熱增耗增加。四、凈能(NetEnergy，NE)4.影響熱增耗大小的因素脂肪體增熱最低。脂肪轉(zhuǎn)化為體脂的效率高。碳水化合物居中。

飼料中的CF和飼料形狀飼料中缺乏某些礦物元素或維生素時(shí)，熱增耗增加。四、凈能(NetEnergy，NE)⑶飼養(yǎng)水平熱增耗隨飼養(yǎng)水平的增加而增加，夏季動(dòng)物本能地降低采食量。四、凈能(NetEnergy，NE)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。四、凈能(NetEnergy，NE)維持動(dòng)物生命活動(dòng)，適度隨意運(yùn)動(dòng)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.維持凈能（NEm）6.生產(chǎn)凈能（NEp）動(dòng)物利用飼料中能量的流程總能糞能尿能體增熱可消化能可代謝能凈能維持凈能生產(chǎn)凈能16.7363.3471.2552.51013.38912.1349.6236.2763.34780%20%72.5%7.5%15%57.5%37.5%20%產(chǎn)蛋雞飼料能量的剖分示例五、環(huán)境溫度對(duì)能量代謝的影響體溫恒定產(chǎn)熱：飼料，體組織散熱：蒸發(fā)散熱呼吸、皮膚出汗非蒸發(fā)散熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射環(huán)境溫度影響兩個(gè)過程的強(qiáng)弱比例，也影響飼料的能量分配1.環(huán)境溫度主要通過影響動(dòng)物的熱調(diào)節(jié)來(lái)影響飼料能量的利用效率。2.等熱區(qū)：在環(huán)境溫度的某一范圍內(nèi)，動(dòng)物不需要提高代謝率，只靠物理調(diào)節(jié)（蒸發(fā)、傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射），即可維持體溫的恒定，通常將這一溫度范圍稱為等熱區(qū)。等熱區(qū)內(nèi)動(dòng)物的代謝率最低。3.臨界溫度:等熱區(qū)的下限點(diǎn)溫度叫下限臨界溫度，或簡(jiǎn)稱臨界溫度。4.上限溫度:等熱區(qū)的上限點(diǎn)溫度叫上限溫度。五、環(huán)境溫度對(duì)能量代謝的影響等熱區(qū)能量利用最高。環(huán)境溫度超過等熱區(qū)高限，動(dòng)物產(chǎn)熱可能有點(diǎn)下降，但隨著環(huán)境溫度升高，動(dòng)物機(jī)體代謝加快，產(chǎn)熱增加。環(huán)境溫度低，動(dòng)物本能增加采食。環(huán)境溫度高于一定值，動(dòng)物本能降低采食量，減少體增熱。通過飼養(yǎng)，管理擴(kuò)大等熱區(qū)。低溫下，每下降1℃，20kg豬多需13g飼料。五、環(huán)境溫度對(duì)能量代謝的影響第三節(jié)動(dòng)物能量需要的表示體系一、表示體系二、能量體系間的轉(zhuǎn)化關(guān)系一、表示體系考慮了糞能損失，準(zhǔn)確性小于代謝能和凈能，豬多采用消化能體系。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(zhǔn)確，但測(cè)定困難。代謝能體系主要用于家禽。1.消化能體系不但考慮了糞能、尿能、氣能的損失，還考慮了熱增耗的損失，比消化能和代謝能都準(zhǔn)確。但測(cè)定難度大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。反芻動(dòng)物多采用凈能體系。凈能體系是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)界評(píng)定動(dòng)物能量需要和飼料能量?jī)r(jià)值的趨勢(shì)。一、表示體系3.凈能體系二、能量體系間的轉(zhuǎn)化關(guān)系各種動(dòng)物的適用能量體系：豬：DEME一般用DE禽：AMETME一般用AME反芻動(dòng)物：NEDEMENE

反芻動(dòng)物（牛）1008250-60

單胃動(dòng)物（豬）1009670TDN是可消化粗蛋白、可消化粗纖維、可消化無(wú)氮浸出物和2.25倍可消化粗脂肪的總和,是一種以能量為基礎(chǔ)計(jì)算的可消化碳水化合物當(dāng)量。

TDN=X1+X2×2.25+X3+X4

X1：可消化粗蛋白;X2：可消化粗脂肪

X3：可消化粗纖維;X4：可消化無(wú)氮浸出物二、能量體系間的轉(zhuǎn)化關(guān)系總消化養(yǎng)分（TDN）

1kgTDN=18.4MJDE=15.1MJME由于TDN沒有考慮氣能的損失，因此過高估計(jì)動(dòng)物，尤其對(duì)反芻動(dòng)物利用粗低了能量?jī)r(jià)值。二、能量體系間的轉(zhuǎn)化關(guān)系TDN可換算成DE或ME已知1Kg淀粉在閹公牛體內(nèi)沉積248g脂肪（相當(dāng)于9.858MJ凈能），將其它飼料沉積脂肪的數(shù)量或沉積的凈能與淀粉相比較，即可得出其它飼料與淀粉的等價(jià)量，簡(jiǎn)稱為淀粉價(jià)。淀粉價(jià)建立在碳氮平衡實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，其屬于凈能體系。但在運(yùn)用中要注意區(qū)分不同的家畜。二、能量體系間的轉(zhuǎn)化關(guān)系淀粉價(jià)體系北歐的大麥飼料單位：1kg大麥含6.904MJ凈能，可沉積脂肪173.6g)蘇聯(lián)燕麥單位原理基于對(duì)閹牛1公斤中等質(zhì)量燕麥在體內(nèi)的脂肪沉積量(150g)，然后其它飼料加入對(duì)比(5.916MJ/kg)。第三節(jié)飼料能量效率一、能量效率能量總效率(grossefficiency)1、總效率=產(chǎn)品能量攝入有效能量(包括用于維持)*100%2、能量?jī)粜?產(chǎn)品能量攝入有效能-維持需要有效能*100%二、影響飼料能量利用率因素1、動(dòng)物種類飼料反芻動(dòng)物豬、大鼠、狗禽大麥607773玉米627874燕麥616873花生餅545864黃豆餅485764不同飼料ME用于不同動(dòng)物肥育的凈利用效率（%）

McDonald，P.etal（1988），p.237

一般豬DM用于ME：96%，ME用于