第五章--能量代谢课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 能量代谢,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,目 的 要 求 1、了解能量的来源和衡量,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,内 容第一节 能量的来源与衡量,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 能量的来源与衡量一、能量来源,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 = 10,3,Kcal =10,6,cal,2.,焦耳（,J,）,: 1MJ = 10,3,KJ = 10,6,J,3.,卡体系和焦耳体系的转化,:,1 cal = 4.184J,1Kcal = 4. 184 KJ,1Mcal = 4.184MJ,第一节 能量的来源与衡量二、能量的衡量单位,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,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,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） 1、概念：,一 、总能（,gross energy,，,GE,）,2.,纯养分能量高低取决于分子中的,C,、,H,含量，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）2. 纯养分能量,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。,一 、总能（gross energy，GE）,三大营养物质的燃烧热,有机物,C,H,O,N,其它,燃烧（,kJ/kg,）,碳水化合物,44,6,50,0,0,17.50,脂肪,77,12,11,0,0,39.54,蛋白质,52,7,22,16,3,23.64,三大营养物质的燃烧热有机物CHON其它燃烧（kJ/kg）碳水,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）1.,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）3.,二 消化能（,digestible energy,，,DE,）,4.,表观消化能,=,总能,-,粪能，即：,ADE = GE,FE,5.,真消化能,=,总能,-,（粪能,-,内源物质所含的能量,),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）4.,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,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,30%,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,二 消化能（digestible energy，DE）6.影,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（,CH,4,）的损失） 甲烷能占总能,3%-10%,。,三 代谢能(metabolizable energy，ME,三 代谢能,(metabolizable energy,，,ME),反刍动物,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,三 代谢能,(metabolizable energy,，,ME),绵羊,甲烷（,g,）,=2 .14,x,+ 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,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,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,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 - 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,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,）,- Eg,UeE,：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(metabolizable energy，ME,三 代谢能,(metabolizable 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,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。,三 代谢能(metabolizable energy，ME,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）1. 定义,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,5,10%,。,四 净能（net energy，NE）2. 热增耗（heat,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）3. 产生热增耗的原因,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）,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）4. 影响热增耗大小的,四 净能（,net energy,，,NE,）,不同动物和养分的,HI,（ 占,ME,的,%,）,养 分,猪,绵羊,牛,粗脂肪,9,29,35,碳水化合物,17,32,37,粗蛋白质,26,54,52,混合饲料,10,40,35,70,35-70,四 净能（net energy，NE）不同动物和养分的HI,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、产蛋净能，产奶净能，产肉净能，产毛净能等。,四 净能（net energy，NE）5.维持净能（net,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。,四 净能（net energy，NE）7、影响净能的因素,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 动物的能量需要和饲料的能量营养价值常,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，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,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 1 消化能体系,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 2 代谢能体系,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,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 3 净能体系,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 digestible,nutrients,，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,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,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。,动物能值需要的表示体系 4 能量价值的相对单位体系,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。,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,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1、能量总效率（gross effici,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，用于维持所占的比例愈小，则净效率愈高。,一、饲料能量利用效率2、能量净效率(Net Efficien,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1、动物种类、性别及年龄,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、组成、饲料加工处理及添加剂的使用。,二、影响饲料能量利用率的因素3、饲养水平,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 动物的生产力,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。,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,思考题,1,、名词解释：,GE,、,DE,、,ME,、,NE,、,HI,2,、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,。,思考题1、名词解释：GE、DE、ME、NE、 HI,