第二节饲料能量营养价值的评定.ppt

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1、第二节 饲料能量营养价值的评定 第三节 饲料蛋白质营养价值的评定,2012级动物科学专业 高迪,2,第二节 饲料能量营养价值的评定,饲料能量含量是衡量饲料营养价值的一个重要方面，饲料中的有机物都是能量的来源。在动物体内，饲料中的化学能可以转化为热能和机械能，也可以蓄积在体内,还可以用于形成动物产品。,3,随着科学技术与动物营养研究技术的发展，饲料能量的评价体系在国际上经历了一系列演变。国际上主要有可消化总养分（TDN）和Kellner淀粉价（SE)两大能量体系。之后，在淀粉价基础上，北欧一些国家提出了能量饲料单位。,一 饲料能量体系的发展,4,（一）TDN体系,1910年:美国创建在世界各国广

2、泛应用，影响颇大。目前，TDN仍被采用或引用。主要用于反刍动物。TDN是以能量为基础折算的饲料中4种可消化养分的总和。计算公式：TDN（%或 kg）=X1+2.25 X2+X3+X4 X1：可消化粗蛋白X2：可消化粗脂肪X3：可消化粗纤维X4：可消化无氮浸出物,5,四项可消化养分 TDN：测算、应用比较方便TDN表示单位：重量（%或kg），但具有能量的意义是以能量为基础计算的可消化碳水化合物当量，因而，属于表示能量价值的相对单位。TDN考虑了部分能量损失，如粪能和尿能损失，但未考虑气体能损失，因而具有消化能和部分代谢能的含义。,6,（二）淀粉价（Starch Value,SV）,德国的Kell

3、ner 建立的评定能量价值的方法。根据体脂肪的生产量计算出饲料的能量值。这一方法是以淀粉生产脂肪的能力为基础，给成年牛喂以超过维持所需的养分，1kg可消化淀粉可生产体脂肪248g，1kg可消化纯蛋白质和可消化粗脂肪生产体脂肪量分别为235g和470g598g。把各种可消化成分生成体脂肪的能力换算成1kg可消化淀粉生成体脂肪的能力，把各种成分乘上淀粉价系数就可以了。,7,（三）饲料单位（Feed Unit）,北欧国家常用的单位，瑞典的Hansson 等人用乳牛做了许多饲养试验的结果。以1kg大麦喂给奶牛生产牛奶的效果为1饲料单位。如1kg豆饼是1.24饲料单位，1kg干草是0.4饲料单位。饲料单

4、位是以淀粉价为计算基础，即用一定的系数乘各种可消化养分，以确定牛奶的生产价。不同的是，计算淀粉价时可消化纯蛋白的系数相当于1kg，而在乳生产中，这一系数相当于1.43kg，就以1.43为系数（在淀粉价里是0.94），其它成分的系数和淀粉价的系数相同。,8,二 饲料能量营养价值的评定,饲料能量营养价值评定是指利用饲料的有效能值来衡量饲料营养价值的一种方法。饲料能量营养价值也称作饲料能值。饲料能量是饲料三大有机物所 含的能量，也称作总能。饲料的有效能是指饲料消化能代谢能或净能。饲料总能（gross energy，GE)是单位质量的饲料氧化燃烧所释放的热量，是饲料能量的一个概括性指标。总能未与动物的

5、消化利用联系起来，不能准确反映饲料能量对动物的营养价值以及动物对饲料能量的利用效率，只能反映饲料潜能的多少，通常仅将总能作为评定饲料能量价值的基础数据，而不用来评价饲料的能量价值。目前国际上比较认可的是饲料能量评定体系是有效能体系，即消化能(DE)代谢能（ME）与净能（NE）体系。,9,（一）消化能体系,1.定义：饲料的消化能是指总能减去粪能后剩余的能量.即 DE=GE-FE.目前消化能体系多用于猪饲料的有效能评定。消化能和可消化总养分之前的关系为：1Kg可消化总养分等于18.4MJ消化能。由于家禽的粪尿同时排泄，故通常家禽不用消化能体系。,10,2.测定方法:(1)直接测定法：根据消化试验结

6、果和结合能值测定进行 GE-FE DE（Mcal/kg)=W DE为饲料消化能含量（MJ/kg）；GE为饲养试验期食入饲料总能（MJ);FE为试验期所排的粪能（MJ)；W为试验期食入饲料量（kg）,11,消化试验方法测定出的是表观消化能（ADE），是由于粪中的能量除了未消化的饲料能量外，还包括有消化道的微生物及其产物分泌物经消化道排泄的代谢产物和脱落的细胞组织等物质中所含的“代谢粪能（FmE）。因此只有用代谢性粪能对表观消化能进行校正，才能求出真消化能（TDE）公式如下：GE-(FE-FmE)TDE=WTDE为饲料真消化能含量(MJ/kg);GE为饲养试验期食入饲料总能（MJ）；FE为试验期所

7、排的粪能（MJ）；FmE为试验期所排的代谢性粪能（MJ）；W为试验期食入饲料量（kg）.,12,(2)间接推算法：饲料的能量消化率通常与其粗纤维（CF）木质素（ADL）中性洗涤纤维（NDF）酸性洗涤纤维（ADF）粗灰分（ash）等物质的含量呈负相关关系，与粗蛋白质（CP）粗脂肪（EE）糖类 淀粉等物质呈正相关关系。根据这一定律，以饲料中某些成分为自变量，以其能量消化率或消化能含量为因变量，采用简单回归或多元回归分析可求出待测饲料的能量消化率：公式：Y1=a+bX Y2=a+bX1+cX2+zXn式中，X1，X2，Xn表示饲料中某些成分的实测值；Y1 表示用简单回归法求出的消化率；Y2 表示用多

8、元回归法求出的消化率。,2023/2/23,优点：采用饲料消化能体系评价饲料营养价值比总能更准确，更可靠，可从一定程度上反映动物的能量需要和饲料的能量营养价值，而且消化能的测定较容易。缺点：消化能未能扣除气体能与尿能的损失。利用消化试验法测定饲料消化能时，粪中的物质除来源于未消化的饲料外，还包括来源于胃肠道黏膜脱落的细胞，分泌物，酶，消化液等内源的物质。消化能收到多种因素影响，例如体重年龄等。,14,（二）代谢能体系,1.定义：饲料的代谢能等于其消化能减去尿能和可燃气体能后所剩余的能量。即 ME=DE-UE-Eg 主要用于家禽。2.测定：代谢能考虑了尿能与可燃气体能的损失，因此，测定代谢能需要

9、进行代谢试验收集尿液，同时需要在呼吸测热室中测定可燃气体的排出量.,15,内源尿能(UeE)：动物排泄的尿能中一部分是属于非饲料来源，在绝食条件下仍然会有部分尿液排出，即这部分尿能并非来源于饲料。由于内源尿能的存在，故代谢能分为表观代谢能（AME）和真代谢能（TME）。AME=GE-FE-UE-Eg TME=GE-（FE-FmE）-（UE-UeE）-Eg,16,氮校正代谢能（MEn）：将代谢能根据氮平衡状态进行校正，使之成为零氮平衡状态下的校正代谢能。AMEn=AME NB1 C TMEn=TME NB2 C NB1=IN FN UN NB2=IN（FN FmN）（UN UeN）,17,优点：

10、更准确地反映饲料能量在动物体内的转化与利用效果，反映饲料的能量营养价值。真代谢能反映饲料营养价值比表观代谢能更准确。缺点：饲料代谢能比消化能的测定更加困难，工作量大。饲料代谢能受到多种因素影响，例如动物种类和饲料种类等。,18,1.定义：饲料净能（NE）是饲料能量中能用于维持动物生命活动和生产动物产品的有效能量，即饲料的代谢能减去饲料能量在体内的热增耗（HI）公式：NE=ME HI=GE FE UE Eg HI 净能的用途可分为维持净能（NEm）和生产净能（NEp）.NEm 用于维持生命活动的部分，包括基础代谢，保持体温恒定，随意活动等所需能量。NEp用于生产的部分，包括增重，产奶产蛋，产毛，

11、繁殖等,（三）净能体系,19,2.测定：可通过平衡试验发结合测定产热量的方法获得。优点：净能体系不但考虑了粪能，尿能，和气体能的损失，还考虑了体增热的损失，比消化能和代谢能更准确地反映饲料能量在动物体内的转化利用情况。缺点：净能体系比较复杂 测定饲料的净能工作量大，需用到特殊的设备 饲料的净能并非恒定不变，受到多种因素影响,20,第三节 蛋白质营养价值的评定,Thomas(1909)，提出了蛋白质生物学价值20世纪30年代以后评价饲料营养价值的研究重点转移至维生素、矿物质和氨基酸20世纪40年代建立了氨基酸的微生物分析法50年代的化学分析法以后，随着化学、生理、生化、微生物的发展，分析过程的改

12、进和其他相关科学的完善，更多地关注营养成分的有效性研究，并推进了饲料营养价值评定的发展和完善。,2023/2/23,动物所需要的氮大部分是用于蛋白质的合成，饲料里的氮也大都以蛋白质的形式存在。因此以蛋白质来表达动物的氮需要和饲料的氮含量。,一、粗蛋白质和氨基酸,2023/2/23,二、可消化粗蛋白,对单胃动物而言，蛋白质的营养价值因其所构成的氨基酸的种类和结合状态不同而异。特别是EAA的含量对蛋白质的营养价值影响很大。如果EAA的含量不能满足家畜的需要，则其蛋白质的营养价值就低。因此饲料氨基酸含量的分析在现代饲料工业中具有十分重要的意义。氨基酸分析的常用方法一高效液相色谱（HPLC）。,202

13、3/2/23,（三）生物学价值(biological value,BV)定义：吸收氮沉积在体内的百分比。进行一次氮平衡试验，测定尿氮(Un)和粪氮(Fn)，同时测定内源尿氮(EUN)和代谢性粪氮(MFN)，就可以计算出生物学价值。内源尿氮是指经尿排泄的动物体内分泌蛋白和结构蛋白不可避免的降解和替代所产生的氮。代谢性粪氮是指从粪排泄的非饲料来源的物质所含氮，如唾液、胆汁、胃和胰的分泌物、肠道粘膜脱落的细胞等。,BV=,(321),2023/2/23,（四）化学比分和必需氨基酸指数 以全卵粉必需氨基酸组成为基准，计算出各种饲料蛋白质的各个必需氨基酸的比率，得出比例的最小值，就把这个比率称为化学比分

14、。例如玉米的最小比率是赖氨酸，只有33%，故玉米的化学比分就是33。必需氨基酸指数以全卵蛋白质的氨基酸为基准，全面考虑各种必需氨基酸的比率来评定蛋白质的营养价值。即以全卵蛋白质的必需氨基酸含量为100,依此求出供试蛋白质的必需氨基酸含量的比率，比率在100以上的一概以100计算，由这些比率的积，用下式求出必需氨基酸指数。,EAA-Index=,2023/2/23,（五）蛋白质效率比（protein efficiency ratio,PER）蛋白质效率比就是单位重量的蛋白质消耗所产生的体增重。常用小白鼠作为实验动物。,PER=,2023/2/23,（六）净蛋白沉积（net protein ret

15、ention,NPE）用蛋白质效率比来评价时，有时会因为内源氮的不同而影响评定结果，因而采用一组饲喂无氮饲粮的动物来消除差异。相应的计算公式为：,NPR,2023/2/23,（七）总蛋白值(gross protein value,GPV)用鸡作为实验动物。共用3组实验鸡，分别饲喂含蛋白质80g/kg的基础饲粮；基础饲粮加30g/kg的测试蛋白质；以及基础饲粮加30g/kg的酪蛋白，然后比较3组动物的体增重。单位重量的补充测试蛋白质所导致的额外体增重占单位重量的补充酪蛋白所导致的额外体增重的百分比。用公式表示为：,GPV=,公式中A代表每克测试蛋白质所增加的体增重；代表每克酪蛋白所增加的体增重。

16、,2023/2/23,分为三大类:体外法间接体内法直接体内法.,四、氨基酸的有效性,2023/2/23,（一）体外法,此方法的目的是通过对饲料的实验检测来估计动物可利用氨基酸的含量。体外法有3种形式：化学法、酶法和微生物法。1化学分析法 测定赖氨酸的利用率。前提条件是赖氨酸的胺基必须是游离状态，以确保赖氨酸的生物利用率。最原始的方法是用赖氨酸与1-氟，2，4-二硝基苯、2，4，6-三硝基苯磺酸、基于染料（如酸性桔12）,2023/2/23,模拟肠道内酶消化的体外测试法。包括胃蛋白酶、链霉蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶。该法的弊端：很难确定一种酶或酶复合物真正模拟了体内混合酶的反应，而且这些酶是否

17、对各种饲料都有效也很难确定。体外酶消化的终产物包括氨基酸、不同长度的肽和未被消化的蛋白。,2.酶法,2023/2/23,3.微生物评定法,基于微生物的生长对所研究的氨基酸有特别需求，用作实验的微生物是细菌和原生动物。由于微生物法测定氨基酸利用率存在许多理论和实际中的困难，至今很少用它。通常体外测定法为加工工艺对氨基酸利用率的影响提供有用的资料，特别是加热过程对赖氨酸的破坏。但是，用体外法测得的数据来作为饲粮配方的依据并没有得到认可。,2023/2/23,两种这样的方法：1、血浆氨基酸浓度来测量2、通过测量氮的消化率来测定,（二）间接体内法,2023/2/23,1氨基酸消化率 肠道后段的微生物发

18、酵改变了流入粪中的氨基酸，从而导致氨基酸在肠道的损失（或合成）。因此，通过比较饲粮摄入和粪中排泄来测定消化率不能很可靠地估计饲料中对动物有用的那部分氨基酸。微生物降解说明了有大量的氨基酸从后段损失掉，与粪中消化率相比，回盲段消化率更具营养意义。,（三）直接体内法,2023/2/23,以饲料摄入和粪尿中排出直接比较测定的消化率受粪尿中内源物质的影响。由于具有蛋白质特性的消化酶和脱落到消化道的粘膜上皮细胞，因此，包括氨基酸在内的内源性含氮物质大量存在。真消化率：为尽可能减少这些内源性排泄物对消化率测定数据的影响，将粪中这部分内源氮扣除掉，所得的消化率。估测内源氨基酸的方法之一就是在动物饲喂无氮饲粮

19、时测定其粪中的氨基酸的损失，但是内源损失受饲粮摄入量和种类的影响。,2023/2/23,饲料中氨基酸消化率有4种表示方法：即粪和回盲的表观和真消化率。(1)猪回肠氨基酸消化率的测定 由于大肠微生物干扰较大，使测定值偏高（约10），故均采用回肠末端收取食糜的方法测定回肠氨基酸消化率。由于从消化道后段排出的氨基酸对机体没有价值（Rerat,1978），故必须测定来自回肠的氨基酸。这就需要在氨基酸流入结肠时，用外科瘘管来收集所有的消化液或是消化液样品。采用这种方法要在回肠后段安装一个瘘管，另一个瘘管安在回肠末端收集已测量好的回流的消化液样品。,2023/2/23,安装瘘管的动物限制在笼子里，一天24

20、h进行收集，从30min到120min不等收集到的消化液样品测出总的排泄量。通过外科手术收集回肠末端食糜的主要方法有：T型管、桥式瘘管、回-直肠接合技术、可移动（可操纵）的回盲瘘手术。每种方法的测值并无太大的差异，加上氨基酸分析测定的误差本身较大，所以很难说哪一个方法测值最准确。目前主要是看哪种方法最简便，包括取样程序和对术荷猪的影响。相对说来，回一直肠吻合术还较好。,2023/2/23,(2)活动尼龙袋法,Sauer等(1989)发明了一种用半离体的活动尼龙袋法测定了一些饲料的能量和粗蛋白消化率的方法。其过程是：被测样品1g左右置于120目的小尼龙袋中，经过酸性胃蛋白酶处理4h后从十二指肠瘘

21、管进入试验猪的消化道，然后从粪中收集尼龙袋，这样小肠液中消化酶进入尼龙袋而被消化的氨基酸游离出尼龙袋，并且消化环境完全与体内条件一致。但是这种半离体方法仍然需要荷术动物，并非真正的离体测试方法。另外该方法因为尼龙袋在动物消化道内的滞留时间差异较大，且难以调控，往往导致实验的重复性较差。,2023/2/23,（2）禽类氨基酸消化率的测定 禽饲料氨基酸消化率的测定相对较简单，因禽大肠较短，而且主要是盲肠，为减少盲肠的影响，可切除盲肠。关于切不切除盲肠现有争议。氨基酸分析仪的测定值误差较大，必然会影响到饲料氨基酸的消化率测值的准确性，一次试验测得的值很难说准确、可靠，一般取平均值较合理。,2023/

22、2/23,2.氨基酸真消化率测定 前面所述方法测定的饲料氨基酸消化率都是指表观消化率。为了准确测定饲料氨基酸的真消化率，就必须正确评估动物的内源性氨基酸排泄量。评价方法主要有：,2023/2/23,（1）无氮日粮法和回归外推法 经典的方法是Mitchell(1924)建立的无蛋白质(氮)日粮法。其假定条件是动物采食不含任何蛋白质的饲粮后，进入食糜或粪中的蛋白质、氨基酸即为内源性的，并且在不同饲粮条件下动物内源性氨基酸的排泄量和氨基酸组成是相同或相似的。Low(1979)指出，动物在采食无氮饲粮后，改变了动物的代谢而影响内源性氨基酸的排泄量。Ozimek等(1985)发现动物采食无氮饲粮后，胰腺

23、分泌的消化酶减少，分泌的蛋白质量亦减少。由于无氮饲粮影响动物消化道的分泌和吸收功能，一般认为无氮饲粮法低估了猪内源性氨基酸排泄量，即高估了饲料的氨基酸真消化率。,2023/2/23,Carlson等(1970)发明了一种回归外推法，用以估测内源性氨基酸排泄量。其方法要点：给猪饲喂不同蛋白质水平的饲粮，分别测定粪或食糜中的氨基酸量，然后用数理统计的方法，推算出饲粮蛋白质水平为零时粪或食糜中的氨基酸即为内源性氨基酸。该方法虽然考虑了饲粮蛋白质含量对内源性氨基酸排泄的影响，但与无氮饲粮法一样，在计算饲料氨基酸真消化率时，仍然存在不同的饲料都扣除同样量内源性氨基酸的问题。,2023/2/23,（2）酶

24、解酪蛋白超滤法 Moughan等(1990)针对上述问题，提出了一种酶解酪蛋白超滤的新方法来估测动物的内源性氨基酸排泄。其原理：给动物饲喂含酶解酪蛋白(分子量低于8.2510-21g)的半纯合饲粮，然后收集回肠末端食糜，立即通过离心和超滤等方法，将食糜中的大分子蛋白质(分子量大于1.6510-20g)与小分子蛋白质(分子量小于1.65l0-20g)迅速分离开来，大分子量蛋白质即为内源性的，而小分子量蛋白质是饲粮中未被吸收的部分。当然内源性蛋白质也有可能被水解为小分子蛋白质，但所占比例很小，可以忽略不计。Butts等(1991)将该方法应用于生长大鼠的内源性氨基酸排泄的测定，其测定值高于无氮日粮

25、法，而与15N同位素标记法的结果相当。说明该方法在评估动物内源性氨基酸排泄上有相当的准确性。,2023/2/23,（3）15N同位素标记法 目前认为15N同位素标记技术是直接测定内源性氨基酸排泄最有效方法，而且可用于测定饲粮成分变化对内源性氨基酸排泄的影响。15N同位素标记技术方法可通过2种途径进行，一是对饲料蛋白质进行标记；二是对动物的氨基酸库即内源性氨基酸进行标记。这样，大多利用各种不同的15N同位素标记动物的氨基酸库，即使用15N同位素进行连续的静脉灌注(或称稀释)，粪中或食糜中内源性氨基酸可以通过同位素的稀释方法来计算。,2023/2/23,（4）高精氨酸法 Souffrant(199

26、1)、Schultz等(1991)和Nyachoti等(1997)提出了用高精氨酸标记饲粮蛋白质中赖氨酸的方法，测定内源性氮的排泄。其工作原理是：在一定条件下将饲料蛋白质中的赖氨酸与甲基异脲反应，生成高精氨酸，当高精氨酸被吸收后，在肝脏精氨酸酶的作用下，又可很快转变为赖氨酸，同时释放出尿素。高精氨酸不构成内源性氮，所以消化道脱离细胞以及分泌的消化液中不含高精氨酸，回肠食糜中高精氨酸即为饲料中未被消化吸收的外源蛋白质。动物对胍基化饲粮蛋白质和天然蛋白质具有相同的蛋白酶分解和吸收能力。,2023/2/23,反刍动物饲料蛋白质评定体系,在过去：CPr、DCPr、TPr近年来:饲粮氮的降解率、可代谢蛋

27、白质,2023/2/23,（一）饲粮氮的降解率1.降解率的体内测定 需测定饲粮摄入氮(FIN)、内源氮（EN）、通过十二指肠的来源于饲粮的非氨态氮（NAN）和微生物氮（MIN）。这样饲粮氮的降解率（Dy）可以用下面的公式表示：,Dy,2023/2/23,2.瘤胃尼龙袋法测定氮降解率 将饲料装入一个人造纤维袋，然后将袋悬于瘤胃内。经过一定时间后，比较放入瘤胃前后的氮含量变化。,降解率（%）,100,2023/2/23,（二）英国的可代谢蛋白体系 有效的瘤胃可降解蛋白（ERDP）可代谢蛋白（MP）。,2023/2/23,复习思考题,1.评定饲料营养价值的目的是什么？2.简述概略养分分析的测定指标及方法？3.简述消化试验的基本要求？4.氨基酸有效性的评定方法主要有哪些，各有何特点？5.评定单胃动物蛋白质营养价值的指标有哪些？,谢谢！,