能量代谢.ppt

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1、2023/8/18,动物营养学田科雄,7 能量代谢,动物营养学,7.1 能量的基本概念及其衡量,2023/8/18,动物营养学田科雄,一、基本概念,能量的定义在力学中，能量被定义为做功的能力。但是，只有储存于饲料营养物质分子化学键中的化学能才有可能为动物利用以维持其生命活动和进行生产。,2023/8/18,动物营养学田科雄,化学能（Chemical energy）指物质在化学反应中吸收或释放出来的能量,自由能指在动物体内营养物质的降解所释放出来，并能用于细胞做功的那部分的化学能。,2023/8/18,动物营养学田科雄,二、动物的能量来源与衡量,（一）能量的来源碳水化合物脂肪蛋白质,202

2、3/8/18,动物营养学田科雄,（二）能量的衡量,能量的测定饲料的总能（Gross Energy，GE）是指单位质量的饲料在纯氧条件下完全燃烧，有机物质彻底氧化后以热的形式释放出来的能量。亦称饲料的燃烧热。,2023/8/18,动物营养学田科雄,衡量能量的单位,老的单位：卡（cal）、千卡（kcal）和兆卡（Mcal）1 卡是指在标准大气压下，1g纯水从14.5升温至15.5所需的热量。,现行法定计量单位：焦（耳）（J）1焦（J）被定义为1牛顿（N）的力使物体沿力的方向上移动1m的位移所作的功。即 1J=1N.M,2023/8/18,动物营养学田科雄,7.2 饲料能量在动物体内的转化,一、总

3、能（GE）饲料的GE值并不能说明它被动物利用的有效程度，但它却是我们研究动物能量代谢与转化的基础。,2023/8/18,动物营养学田科雄,表几种常用饲料及部分营养物质的GE值（KJ/g，DM基础）,2023/8/18,动物营养学田科雄,二、消化能（DE）digestible energy,1.概念消化能是饲料可消化养分所含有的能量，即动物所采食的饲料总能与粪能（FE）之差。可用公式表示为：DEGEFE（粪能）,真消化能 TDE=GE（FEFmE）,2023/8/18,动物营养学田科雄,2消化能的测定,采用消化试验来测定 GE FE（KJ）ADE（KJ/kg）=饲料进食量（kg）,2023/8

4、/18,动物营养学田科雄,FmE的测定与估计 Y=691+0.3106X（Blaxter等1955）（YFmE量 XDM采食量）,GEFEFmE（MJ）TDE（KJ/kg）=饲料进食量（kg）,2023/8/18,动物营养学田科雄,关于DE的估算,能量饲料：Y=0.071X1+0.0383X2-0.0312X3+0.0443X4-0.5444 CV=5.9%,R2=0.85 RSD=0.19 Mcal/kg植物性蛋白质Y=6.5283-0.0125X1-0.6664X2-0.1386X3-0.024X4 CV=6.4%,R2=0.77 RSD=0.22 Mcal/kg,2023/8/18,动物

5、营养学田科雄,说明：a.以上回归公式是估算猪饲料DE的；b.X1、X2、X3、X4分别为绝干物中CP、EE、CF、NFE,粗饲料：Y=0.0786X1+0.0714X2-0.0105X3+0.0453X3-1.1933 CV=10%,R2=0.64 RSD=0.22 Mc/kg青绿饲料：Y=1.0673+0.0555X1+0.0209X2-0.0537X3+0.0226X4 CV=8.4%,R2=0.81 RSD=0.23 Mc/kg,2023/8/18,动物营养学田科雄,三、代谢能（ME metabolizable energy）,(一)代谢能的概念饲料代谢能是指动物食入饲料总能扣除相应的

6、粪能，尿能和消化道可燃性气体能后余下的部分能量。用公式表示ME=GEFEUEEg（猪、禽饲料ME一般可定义为：ME=GEFEUE）,2023/8/18,动物营养学田科雄,（二）表观代谢能（AME）和真代谢能（TME）,FmE和UeE真代谢能（TME）可定义为：TME=GE（FE FmE）（UEUeE）Eg,2023/8/18,动物营养学田科雄,（三）代谢能的测定与估测,测定 GEFEUEEg（MJ）AME（MJ/kg）=饲料食入量（kg）对于猪禽来说，由于消化道产生的CH4很少，可以忽略不计，因此：GEFEUE（MJ）AME（MJ/kg）=饲料食入量（kg）,2023/8/18,动物营养学田科

7、雄,如要测定真代谢能，则还须在AME测定的基础上收集与测定动物内源性尿能（UeE）和代谢性粪能（FmE）。,2023/8/18,动物营养学田科雄,饲料AME的估算,对于猪：（960.202CP%）AME DE 100 对于反刍动物：AME=0.82DE,2023/8/18,动物营养学田科雄,例：燕麦DM含量90%，DE（猪）为13.00MJ/kg，CP为11%。请估算该燕麦的ME。燕麦干物质基础下CP：11.090%=12.2(%)960.20212.2套公式：得出ME13.00 100 12.16(MJ/kg),2023/8/18,动物营养学田科雄,（三）影响代谢能的主要因素,因为ME=DE

8、（UEEg），因此，影响饲料营养物质的消化即影响DE的因素均影响ME，如动物因素、饲料因素和饲料加工调制及饲养水平等。此外，影响UE的Eg的损失变化也会影响饲料的ME。,2023/8/18,动物营养学田科雄,1饲料蛋白质的供给影响其尿能损失,氮校正代谢能（MEn）为了消除不同氮沉积量对ME的影响，应根据实际氮沉积量对代谢能进行校正，使其校正为氮沉积为零是的代谢能。其教正公式：MEnMECRNC为每克尿氮所有含有的能量（kJ），31.2（牛）、34.39（家禽）、28.0（猪）；RN为氮平衡值，即体内N沉积的克数。,2023/8/18,动物营养学田科雄,AMEnGEFEUEEgCRNTMEn=G

9、E（FEFmE）(UEUeE)EgCRN,2023/8/18,动物营养学田科雄,2饲养水平与饲料性质影响可燃性气体能损失,CH4能占GE的310%之间变化，它与动物的饲养水平和饲料性质密切相关。一般粗料型饲粮比精料型饲粮Eg比例高。另外细粉碎也提高Eg产量。而就饲养水平来看，饲养水平较高时，其Eg比例低,2023/8/18,动物营养学田科雄,例：不同饲喂水平下牛、羊CH4的损失（占GE的%）,2023/8/18,动物营养学田科雄,如Krmann(1973)报道（适应于牛、羊等）Eg(kJ/100 kJ饲料GE)=1.30+0.1120L（2.370.05D）式中：D为维持水平时GE的消化率 L

10、为饲养水平为维持水平的倍数绵羊：甲烷（g）=2.41X+9.80(Swift,1947)牛：甲烷（g）=4.012X+17.68(Forbes,1931)以上两式中X为进食可消化碳水化合物之百克数。另：每克CH4的燃烧热为55.83kJ,2023/8/18,动物营养学田科雄,四、净能（NE，net energy）,(一)净能的概念饲料净能是指饲料的代谢能扣去该饲料在动物体内引起的体增热后余下的那部能量。可用公式表示如下：NE=MEHI,2023/8/18,动物营养学田科雄,饲料净能是用于维持动物生命活动和产品生产的能量。,净能用于维持生命活动的部分称维持净能（NEm）,基础代谢，如维持血液循环

11、、内分泌功能、神经肌肉正常兴奋性等随意活动恒温动物维持体温恒定,NEm,2023/8/18,动物营养学田科雄,净能用于产品生产或作功时,则称生产净能（NEp）,a.以化学能的形式贮存于动物组织或其产品中,如表现为NEg、NEl、NEe等b.以机械能的形式对外作功。,NEp,2023/8/18,动物营养学田科雄,（二）体增热（HI，heat increment）,1.概念体增热是指动物采食饲料后引起机体产热量增加的部分。亦称热增耗或特殊动力作用（SDA，Specific dynamic action）,2023/8/18,动物营养学田科雄,2体增热产生的原因,营养物质代谢产热（HNM）a动物采食

12、的营养物质在消化吸收与代谢过程中，一系列生化反应中所放出的热 b.动物采食饲料后，必然引起动物不同组织或器官活动加强，而导致产热量增加。消化道微生物发酵产热（HF）,2023/8/18,动物营养学田科雄,3体增热对动物的意义,在寒冷条件下，HI可被动物利用来维持其体温恒定。但是在高温条件下，HI则成为一种负担。,2023/8/18,动物营养学田科雄,（三）影响ME利用效率的因素,动物种类饲粮配合与饲料成分，导致HNM变化饲养水平饲料的加工调节,2023/8/18,动物营养学田科雄,例：Forbes试验进食水平（为维持水平的倍数）0.5B 1B 2BHI占ME的百分比（%）7.6 16.0

13、 29.5,2023/8/18,动物营养学田科雄,（四）净能的测定,要测定饲料的HI，必须经两次测热测定：测定动物饥饿时的产热量即绝食代谢测定动物采食待测饲料后的产热量。两个之差即为该饲料的HI。,2023/8/18,动物营养学田科雄,能量转化示意图,饲料GE,DE,FE,ME,UE+Eg,NE,HI,NEm,NEp,动物总的产热量,2023/8/18,动物营养学田科雄,一、动物能量需要的表示体系,2023/8/18,动物营养学田科雄,考虑了粪能损失，准确性小于代谢能和净能，猪多采用消化能体系。2.代谢能体系在消化能的基础上，考虑了尿能和气能的损失，比消化能准确，但测定困难。代谢能体系主要用

14、于家禽。,1.消化能体系,2023/8/18,动物营养学田科雄,不但考虑了粪能、尿能、气能的损失，还考虑了热增耗的损失，比消化能和代谢能都准确。但测定难度大，费工费时。反刍动物多采用净能体系。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。,3.净能体系,2023/8/18,动物营养学田科雄,7.3 饲料的能量效率,2023/8/18,动物营养学田科雄,一、饲料能量利用效率,1能量利用的总效率（gross efficiency）指产出产品中所含有的能量与进食饲料有效能（消化能或代谢能）之比。产品能总效率（%）=100 进食有效能,2023/8/18,动物营养学田科雄,2能量利用的净效率（或纯效率）（net efficiency）,产品能纯效率（%）=100 进食有效能用于维持的有效能,2023/8/18,动物营养学田科雄,二、影响饲料能量利用率的因素,动物的种类、性别及年龄生产目的饲养水平饲粮组成与饲料成分,2023/8/18,动物营养学田科雄,