第五章能量代谢课件.ppt

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1、第五章 能量代谢,目 的 要 求,1、了解能量的来源和衡量 2、重点掌握饲料能量在动物体内的转化过程 3、掌握各种能值的概念及影响因素。 4、饲料能量水平在饲养实践中的意义,内 容,第一节 能量的来源与衡量第二节 饲料能量在机体内的转化第三节 饲粮能量水平在饲养实践中的意义,第一节 能量的来源与衡量,一、能量来源 主要来源于三大有机物： 碳水化合物、脂肪、蛋白质碳水化合物是主要来源 单胃动物：单糖、寡糖、淀粉 反刍动物：单糖、寡糖、淀粉、纤维素、半纤维素脂肪次之，对动物而言，蛋白质不宜作能源物质,第一节 能量的来源与衡量,二、能量的衡量单位 1.传统: 卡（cal） 1Mcal = 103Kc

2、al =106 cal 2.焦耳（J）: 1MJ = 103KJ = 106J 3.卡体系和焦耳体系的转化: 1 cal = 4.184J 1Kcal = 4. 184 KJ 1Mcal = 4.184MJ,第二节 饲料能量在机体内的转化,总能,粪能,消化能,尿能,甲烷能,代谢能,热增耗,净能,维持净能,生产净能,动物总产热,饲料能量在动物体内的转化,一 、总能（gross energy，GE）,1、概念： 又称为燃烧热，是饲料中有机物质完全氧化时所产生的热能，主要为碳水化合物、粗蛋白和粗脂肪能量的总和。,一 、总能（gross energy，GE）,2. 纯养分能量高低取决于分子中的C、H含

3、量，分子中C和H含量越高，O越低，则能量越高。 3. 饲料的能量高低取决于三大有机物的比例与含量 含脂肪高的饲料含能高：花生、豆饼骨粉含有机物低，能量低,一 、总能（gross energy，GE）,4、总能在机体内不能完全被利用。它的大小不能确切反映饲料的营养价值，只能作为区别其它能量指标的一个起点。5能值的测定 纯养分和饲料的能值常用氧弹式热量计（bomb calorimeter）测定。 有机物在体内氧化时，以脂肪的产热量最高，约为碳水化合物或蛋白质的2.25倍。,三大营养物质的燃烧热,二 消化能（digestible energy，DE）,1. 定义： 饲料可消化养分所含的能量，即动物摄

4、入饲料的总能与粪能之差。 消化能（DE）=总能（GE） 粪能（FE）按上式计算的消化能为表观消化能（ADE）2. 粪能（FE）： 粪中所含的能量（不能消化的养分随粪便排出）。,二 消化能（digestible energy，DE）,3. 粪能的来源 未消化的饲料粪能 内源性物质消化酶等消化道脱落组织消化道微生物及代谢产物,内源性物质所含的能量称为代谢粪能（FmE） FE中扣除FmE后计算的消化能称真消化能（TDE）,二 消化能（digestible energy，DE）,4. 表观消化能 = 总能-粪能，即： ADE = GE FE5. 真消化能 = 总能 -（粪能 - 内源物质所含的能量)

5、即: TDE = GE -（FE - FmE） FmE：代谢粪能 表观消化能（ADE）（TDE）真消化能 TDE反映饲料的值比ADE准确，但测定困难,二 消化能（digestible energy，DE）,6.影响消化能的因素 总能 影响不大 消化能（Kcal /Kg）= 总能 - 粪能/进食量（DM） 粪能 损失最大的部分 消化率取决于饲料中的粗纤维（CF）含量 DE（MJ/Kg）=17.15 - 0.41CF CF：粗纤维含量,二 消化能（digestible energy，DE）,6.影响消化能的因素 动物种类 反刍动物 饲喂粗饲料 粪能占总能的40%-50% 饲喂精饲料 粪能占总能的3

6、0% 马 粪能占总能的40% 猪 粪能占总能的20% 哺乳动物（其它） 粪能占总能的比例 10% 家禽因粪尿难分开，一般不测定禽类的消化能,三 代谢能(metabolizable energy，ME),1.定义 即食入的饲料消化能减去尿能（UE）及消化道气体的能量（Eg）后，剩余的能量，也就是饲料中能为动物体所吸收和利用的营养物质的能量。 ME = DE - （UE+ Eg） = GE - FE - UE Eg 2.气体能（Eg） 消化道发酵产生气体所含能量。（主要针对反刍动物甲烷（CH4）的损失） 甲烷能占总能3%-10%。,三 代谢能(metabolizable energy，ME),反刍

7、动物 通用公式: 甲烷（KJ/100Kg饲料总能）= 1.30 + 0.1120 L（2.37 - 0.050 D） D:维持饲养水平时能量消化率百分数 L:饲养水平为维持水平时的倍数,三 代谢能(metabolizable energy，ME),绵羊 甲烷（g）=2 .14x+ 9.80 x为可消化碳水化合物的百分数 牛 甲烷（g）= 4.012 x + 17.68 x为可消化碳水化合物的百分数,三 代谢能(metabolizable energy，ME),3.尿能(UE) 被吸收的营养物质参与机体代谢，其中饲料蛋白质和代谢机体蛋白质不能充分被氧化，以含氮化合物的形式排出，这些由尿中排出物质

8、中的能量被称为尿能。尿能取决于蛋白质的高低和AA平衡。 测定不同动物尿中含N量，就能测出尿能 猪： 尿素 UE = 28M M为尿素氮含量 禽： 尿酸 UE = 34MO MO为尿酸氮含量 反刍动物：尿素 UE = 31M M为尿素氮含量,三 代谢能(metabolizable energy，ME),UE的来源: a、饲料中未被利用的物质 b、蛋白质周转产生的含氮化合物 c、体蛋白动员产生的含N化合物,三 代谢能(metabolizable energy，ME),代谢能 = 总能-粪能-气能-尿能 = 消化能 - 气能 - 尿能 即：ME = DE - （Eg+ UE） = GE - FE -

9、 UE - Eg 对于单胃动物气体能可忽略不计禽 代谢能 = 总能 -（粪能+尿能）=总能 - 排泻物含量 = DE - UE猪 代谢能 = 总能 -（粪能 + 尿能）=DE - UE,三 代谢能(metabolizable energy，ME),4.表观代谢能（AME）和真代谢能表观消化能（AME）= 总能（GE）-粪能（FE）- 尿能（UE） - 气体能（Eg）真代谢能（TME）= 总能-（粪能-代谢粪能）- （尿能-内源尿能）-气能即TME = GE-（FE - FmE）-（UE - UeE）- EgUeE：内源尿能，也称内源氮，来自于体内蛋白质动员分解的产物。,三 代谢能(metabo

10、lizable energy，ME),5. 氮校正代谢能（MEn） 为比较不同饲料的代谢能值，消除氮沉积量对ME值的影响，根据氮沉积量对代谢能进行校正，使其成为氮沉积为零时的ME。 TME受体内N沉积的影响氮校正代谢能：根据体内氮沉积进行校正后的 代谢能，主要用于家禽。 校正公式：氮校正表观代谢能（AMEn） = AME - RN*34.39 氮校正真代谢能（TMEn）= TME - RN*34.39 RN：家禽每日沉积的氮量,三 代谢能(metabolizable energy，ME),6.影响饲料代谢能的因素 动物因素 动物种类、品种、性别、年龄、生理状态（妊娠、泌乳、疾病等）、生产类型和

11、水平方面的差别。 饲料因素 饲料种类、饲料加工处理以及饲粮的组成等方面的差异。如：蛋白质水平、AA平衡，碳水化合物的组成和含量等。饲料酸化与酶处理。,四 净能（net energy，NE）,1. 定义 能够真正用于动物维持生命和生产产品的能量，即饲料代谢能扣除饲料在体内的热增耗后剩余的那部分能量。 NE = ME HI HF =GE - DE - UE -Eg HI HF净能=代谢能（体增热发酵热）,四 净能（net energy，NE）,2. 热增耗（heat increment，HI） 指绝食动物饲喂饲粮后的短时间内，体内产热高于绝食代谢的那部分热能。 热增耗 = 采食动物产热量 - 绝食

12、动物产热量 发酵热：发酵热是消化道微生物发酵所产生的热，由体表散失。反刍动物发酵产热量可占总能的510% 。,四 净能（net energy，NE）,3. 产生热增耗的原因： 消化过程产热，消化道运动产热。 营养物质的代谢做功产热。 营养物质代谢增加了相关器官肌肉活动所产生的热量。 肾脏排泄做功产生热量。 有时也将饲料在胃肠道发酵产热归入HI。,四 净能（net energy，NE）,4. 影响热增耗大小的因素 动物种类： 主要体现在反刍动物和单胃动物的区别。 养分组成： A、不同的营养素热增耗不同：蛋白质热增耗最高，脂肪最低，碳水化合物居中。 B、饲料中的CF和饲料形状（消化产热和VFA比例

13、） C、饲料缺乏某些矿物元素或维生素时，热增耗增加。 饲养水平： 当动物饲养水平增加时，动物用于消化吸收的能量增加，同时，体内营养物质代谢也增强。,四 净能（net energy，NE）,不同动物和养分的HI （ 占ME的% ）,四 净能（net energy，NE）,5.维持净能（net energy for maintenance，NEm） 由基础代谢、维持体温和随意活动等项组成，是维持动物生命活动，适度随意运动和维持体温恒定所耗能量。 这部分能量最终以热的形式散失。6.生产净能（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部分。 根据其目的的不同，可分为增重净能、产蛋

14、净能，产奶净能，产肉净能，产毛净能等。,四 净能（net energy，NE）,7、影响净能的因素 （1）动物种类 （2）饲料类型 （3）影响HI和ME的因素 （4）环境温度 环境温度主要通过影响动物的热调节来影响饲料能量的利用效率。,动物能值需要的表示体系,动物的能量需要和饲料的能量营养价值常用有效能来表示。从消化代谢来看，不同层次的有效能包括消化能、代谢能、净能、维持净能、生产净能。在不同的国家、不同的年代，对不同的动物采用的有效能体系不同。,动物能值需要的表示体系,1 消化能体系 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，故消化能可用来表示大多数动物的能量需要，

15、且相对于代谢能和净能，消化能测定较容易。 目前，世界各国的猪营养需要多采用消化能体系。,动物能值需要的表示体系,1 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，因而，不如代谢能和净能准确。用消化能评定动物尤其是反刍动物对饲料的利用时，与含粗纤维低、易消化的饲料（如籽实）相比，消化能体系往往过高估计高粗纤维饲料（如干草、秸秆）的有效能。,动物能值需要的表示体系,2 代谢能体系在消化能的基础上，代谢能考虑了尿能和气体能的损失，比消化能体系更准确，但测定较难。目前，代谢能体系主要用于家禽。,动物能值需要的表示体系,3 净能体系净能体系不但考虑了粪能、尿能与气体能损失，还考虑

16、了体增热的损失，比消化能和代谢能准确。特别重要的是净能与产品能紧密联系，可根据动物生产需要直接估计饲料用量，或根据饲料用量直接估计产品量，因而，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。,动物能值需要的表示体系,3 净能体系净能体系比较复杂，因为任何一种饲料用于动物生产的目的不同，其净能值不同；常将不同的生产净能换算为相同的净能，如将用于维持、生长的净能换算为产奶净能，换算过程中存在较大误差；此外，净能的测定难度大，费工费时。生产上常采用消化能和代谢能来推算净能。目前，反刍动物的能量需要主要用净能体系来表示。,动物能值需要的表示体系,4 能量价值的相对单位体系 动物的能量需要

17、和饲料的能量价值除用消化能、代谢能和净能的绝对值来表示外，曾广泛应用能量价值的相对单位如淀粉价、TDN、大麦饲料单位和燕麦饲料单位等来表示。1）总消化养分（Total digestiblenutrients，缩写为TDN ） TDN于1910年在美国创建，以后在世界各国广泛应用，对全世界动物营养的研究影响颇大。目前，TDN有时仍被引用。,动物能值需要的表示体系,4 能量价值的相对单位体系1）总消化养分（TDN ） TDN是可消化粗蛋白、可消化粗纤维、可消化无氮浸出物与2.25倍可消化粗脂肪的总和，其计算公式为： TDN = X1 + X2 2.25 + X3 + X4式中： X1 = 可消化粗

18、蛋白（% 或 kg） X2 = 可消化粗脂肪（% 或kg） X3 = 可消化粗纤维（% 或kg） X4 = 可消化无氮浸出物（% 或kg）,动物能值需要的表示体系,4 能量价值的相对单位体系2）淀粉价体系 已知1Kg淀粉在阉公牛体内沉积248g脂肪（相当于9.858MJ(2356kcal)净能），将其他饲料沉积脂肪的数量或沉积的净能与淀粉比较，即可得出其他饲料与淀粉的等价量，简称淀粉价 。 实验评定饲料淀粉价以阉公牛为对象,若不区分畜别应用于其他家畜，结果不准确。,第三节 饲粮能量水平在饲养实践中的意义,一、饲料能量利用效率 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

19、料能量效率。 动物对饲料能量利用效率常用能量总效率和能量净效率来表示。,一、饲料能量利用效率,1、能量总效率（gross efficiency）： 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。 计算公式: 产品能量 总效率 = 100% 摄入的有效能量 此效率受动物和生产水平的影响，也受饲料及其他环境因素的影响，如温度。,一、饲料能量利用效率,2、能量净效率(Net Efficiency) 指产品能量与摄入饲料有效能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。计算公式为: 产品能量 净效率 = 100% 摄入的有效能 维持需要的有效能 凡有效能占饲料总能的比例愈高

20、，用于维持所占的比例愈小，则净效率愈高。,二、影响饲料能量利用率的因素,1、动物种类、性别及年龄 动物种类、品种、性别及年龄影响同种饲料或饲料的能量效率。产生这些差异的原因在于各种动物有其不同的消化生理特点、生化代谢机制及内分泌特点。2、生产目的 能量用于不同的生产目的, 能量效率不同。 能量利用率的高低顺序为维持产奶生长、肥育妊娠和产毛。,二、影响饲料能量利用率的因素,3、饲养水平 在适宜的饲养水平范围内，随着饲喂水平的提高, 饲料有效能量用于维持部分相对减少, 用于生产的净效率增加。但在适宜的饲养水平以上，随采食量的增加, 由于消化率下降，饲料DE和ME值均减少。4、饲料成分 饲料种类、组

21、成、饲料加工处理及添加剂的使用。,三、能量水平对动物影响,动物的生产力除和遗传性有关外，正常条件下，饲粮的能量水平亦是影响生产力的重要因素之一。1、能量水平不能满足动物需要时，生产力降低，健康恶化，饲料能量用于生产的效率低。 饲喂乳牛低能饲粮，泌乳高峰消失快。 高产乳牛利用体脂贮备能引起大量脂肪分解产物的形成，酮体生成过多，造成整个泌乳期奶量的减少。 母羊能量供给不足是常见的营养紊乱的原因，表现为低的繁殖率，泌乳期缩短，易引起酮糖和毒血症。 妊娠母猪饲粮能量水平过低时，仔猪初生重低，生命力弱。生长动物则表现为生长停滞。,三、能量水平对动物影响,2、过高的饲粮能量水平对动物生产力及健康同样不利。 乳牛饲粮能量水平为标准的160%时，血液中酮体量增加，特别是产前饲喂高能饲粮，产后瘫痪及乳房炎的发病率提高。 妊娠母猪的饲粮能量过高，易在体内沉积过多体脂，造成产后采食量减少，易消瘦，并常因蹄病等而淘汰。 产蛋鸡的脂肪肝常和饲喂高能低蛋白饲粮有关，患脂肪肝症母鸡产蛋率不易提高。对后备鸡应采取限制饲喂，避免因能量采食过多使增重过快，体脂沉积，性成熟早。初产蛋重轻，耗料多。,思考题,1、名词解释：GE、DE、ME、NE、 HI2、简述能量的作用及来源。3、饲料能量在动物体内如何转化？4、维持净能用于动物的什么？生产净能包括哪些内容？5、简述提高饲料能量利用率的原理与措施。,