动物营养及研究方法.ppt
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1、动物营养研究技术,动物营养教研室,动物营养研究的主要任务,动物所需要的营养素研究并确定营养素的需要量饲料评定与饲料资源开发营养素的代谢及其调节研究动物营养与环境的关系寻求和改进动物营养的研究方法,动物营养学的研究内容,营养物质的需要,动物营养学的研究内容,饲料营养价值评定或养分生物效价的评定,动物营养学的研究内容,营养物质间的相互关系与抗营养因子,有毒元素,有害物质,颉抗物质,动物营养学的研究内容,饲料资源的调查与开发利用,动物营养代谢调控,动物营养与环境和自然资源,动物营养实验的一般目的,动物营养实验的主要目的在于验证某一个假设,即研究一个或多个因素对一特定指标有无影响。一个正确的试验设计可
2、以使我们分离、补偿、消除和考虑非试验因素的影响,这样一来,我们可以从实验结果得出有关试验处理的有效结论。,影响营养试验结果的某些因素,一个试验应该包括3个阶段,周密细致的试验设计试验的实施阶段对试验结果进行恰当的统计分析,统计推断,结论,试验设计的基本要素,试验因素受试对象处理效应,指标的关联性、客观性灵敏性、精确性,观测指标,动物营养实验设计的基本原则,重复的原则随机化原则局部控制的原则(减少误差),要求,差异的唯一性动物的代表性和随机化环境的一致性试验结果的重演性(重复、试验时间、数据的收集与处理等),动物营养研究方法,化学分析、物理测试动物试验其它:同位素示踪 外科造瘘 无菌技术,化学分
3、析,饲料成分的分析动物组织和血液成分的分析动物粪便及成分,饲料分析,概略养分分析 Van soest 饲草分析方法 纯养分分析 动物排泄物(粪尿)及组织分析抗营养因子和毒素分析 其他分析方法,概略养分分析方法,饲料样品 105烘干至恒重 水分干物质,DM 550灰化至恒重 灰分(Ash)有机物OM 凯氏定氮法 粗蛋白质(CP)无氮有机物 乙醚回流浸提 粗脂肪(EE)碳水化合物 稀酸、碱(1.25%H2SO4和 0.313mol/L NaOH分别处理)粗纤维(CF)无氮浸出物(NFE),概略养分分析法的缺陷,Weende 分析法仅能给出饲料中“粗养分”含量的测定值,而未给出“粗养分”中各种具体营
4、养成分的含量。在碳水化合物分析方法上存在不足,在的测定过程中,酸处理使大部分的半纤维素水解,碱处理又使部分的木质素溶解,使得饲料中粗糙的成分并未完全包括在中。从而加大了无氮浸出物的计算误差。CF并非化学上的一种物质,而是几种物质比例不确定的混合物,同时也并未将饲料中的这几种物质全部包括在其中。,范氏分析法,纯养分分析,容量分析 比色分析 仪器分析(色谱分析、原子吸收、荧光光谱分析、红外光谱分析、核磁共振等),常用分析方法,例,高效液相色谱(HPLC)法是目前用于氨基酸分析的常用技术。这种方法的样品处理:一般用 6N HCl于110水解24h。但这种处理法会使Cys遭破坏。,Cys测定,二硫化物
5、类试剂保护法过甲酸氧化法,以回收Trp为目的的水解,代替6N-HCl的是使用4N甲烷磺酸,按用盐酸加水分解的方法让其分解。分解后,由于不能减压干燥,加入4N-NaOH,在PH=2调节在0.02N-HCI给一定的容量作样品,注意事项:1)甲烷磺酸是用1ml小玻璃瓶装入,由技术化学制品株式会社出售,其组成是在4N甲烷磺酸中含有0.2%3-(2-氨基乙烷)吲哚氮(杂)2)中和时的PH,使用PH试纸 3)分析了20个被检体后,将分解柱用再生液清洗4小时左右,这是为除去从树脂中混入到试剂的吸附物质。4)对氢硫基乙烷磺也有效,以回收Cys、Met为目的的加水分解,精确称量12mg样品加入2ml过蚁酸,在0
6、放置424小时添加48%HBr 0.3ml减压干燥依从盐酸加水分解的方法,减压进行到干燥为止加入1ml的0.2N-NaOH,放置1小时在0.05 N0.1 NCHI,进行PH调制和给一定的容量,例,有效赖氨酸化学分析方法。赖氨酸的-氨基与1-氟,2,4-二硝基苯反应。与2,4,6-三硝基苯磺酸 反应。,动物排泄物(粪尿)及组织分析,尿成分分析,尿中某些代谢中间产物或尾产物的水平,可能反映动物机体某些养分的代谢或营养状况。如,叶酸缺乏则尿中亚胺甲基谷氨酸(FIGLV)排泄增加;烟酸缺乏,尿中N-甲基烟酰胺减少;B6缺乏,尿中黄尿酸或犬尿酸含量增加又如,尿中3甲基组氨酸水平与体内蛋白质的分解代谢正
7、相关。,近红外分析技术(NIRS),Broiler brooding system育雏系统,动物试验,生物效价:表观和真实消化率 表观和真实利用率 表观、真实沉积率(包括消化、代谢或平衡试验、饲养试验)需要量研究 综合法 析因法,饲料养分消化率测定,消化试验,体内消化试验 全收粪法 指示剂法离体消化试验 消化吸收道消化液 人工消化液尼龙袋法,消化试验要点,试验动物的准备及要求测试饲料和日粮的准备试验过程:预试期和正试期样品收集和处理,稻谷和糙米猪消化率测定 采用套算法 共选9头杂交公猪(平均体重为68.21.7 kg),其中3头喂基础日粮(B),3头喂试验日粮S1(70%基础日粮+30%稻谷)
8、,3头喂试验日粮S2(70%基础日粮+30%糙米)。基础日粮组成如下(%):玉米 50.7,麦麸 15.0,次粉15.0,豆饼16.0,食盐0.3,预混料3.0。预试期6d,收粪期5d,每天取粪样的10%,加10%硫酸(每100g粪加10mL)和甲苯数滴后于65烘箱中烘干。待全部粪样收齐后制样分析。计算公式 某养分消化率=100(B-T)/f+B其中:T为试验日粮的养分消化率,B为基础日粮的养分消 化率,f为稻谷或糙米某养分占试验日粮养分的比例。,表2 基础日粮、稻谷和糙米的营养成分及计算的f值,表2 稻谷和糙米的营养分消化率(%),反刍动物饲料蛋白质瘤胃降解率的测定,平衡试验(代谢试验),物
9、质平衡试验 能量平衡试验,代谢试验,消化试验仅考虑粪的营养分损失,而代谢试验还需考虑尿和消化道气体中营养物质的损失。尿样的收集和处理,代谢能的测定,鸡表观代谢能(以糙米代谢能的测定为例),测定方法:按鸡表观代谢能测定技术规程的方法进行。选用成年公鸡(体重),饲养于代谢笼中,用配合饲料预饲一周,缝好集粪器,正式试验开始前3天,在配合饲料中加大糙米的比例,整个试验期自由饮水。试验开始时,先将实验鸡饥饿32小时,然后强饲糙米5080克,饥饿并收集32h排泄物,待排泄物样集完后,加入10的硫酸(每100克加毫升)和甲苯数滴,置于65烘箱中烘干,制样分析。计算公式:食入总能排泄物总能 表观代谢率 食入总
10、能,真代谢能测定,采用快速测定法。关键在于内源能的测定。须在上述试验饥饿时间基础上继续饥饿,并收集排泄物。但一般采用“24h+24h”。食入总能(排泄物总能内源能)真代谢能(TME)采食量,例表 稻谷和糙米的鸭代谢能结果计算表(单位:克,千焦尔/克)样品号 内源能组 稻谷组 糙米组 排泄物重(风干)能值 排泄物重(风干)能值 排泄物重(风干,克)能值 1 9.2 10.55 47.8 11.18 11.2 2 8.4 11.59 47.4 11.45 16.4 12.37 3 7.7 10.64 42.4 11.25 17.5 13.26 4 9.4 10.95 49.2 12.68 16.2
11、 13.30 5 7.8 10.88 54.9 10.30 15.3 15.26AME 10.700.33 14.480.21TME 11.260.29 15.020.21,物质平衡试验,物质代谢是利用供试动物采食与排出体外的营养物质之差来测定动物体内组成分变化情况的一种试验方法。,物质代谢,养分:水分、蛋白质、脂肪、各种矿物元、维生素等,氮平衡试验,氮平衡,食入N粪N尿N体外产品N=沉积N 如果:沉积 N0,则称为N的正平衡 沉积 N0,则称为N的负平衡 沉积N=0,则称为N的零平衡或氮平衡,碳平衡试验,动物碳的来源:饲料中三类有机物质 碳的排出:(1)粪C及肠道气体碳(2)尿C(3)呼出气
12、体C,碳平衡,沉积C=饲料C粪C尿C呼出气体C消化道气体C体外产品C 沉积C:沉积体蛋白质、体脂肪,碳氮平衡试验实例:,几种物质的含C量参数(%)(平均)脂肪:76.5 蛋白质:52.5 CH4:75.0 CO2:27.27,实例:某试验用阉公牛做N、C平衡试验获得数据,利用碳、氮平衡试验,还可以测定饲料的净能。以上试验数据便可计算出饲料在阉牛体内沉积的净能。(沉积C几乎全部在体蛋白和脂肪中,因此沉积净能NE=沉积蛋白质的能量+沉积体脂的能量。)沉积NE6.923.7+175.639.3=7065(kJ),比较屠宰测定(屠宰对比法),既属物质代谢试验又属能量代谢试验,能量平衡试验,能量平衡试验
13、需要在物质代谢的基础上进行,关键在于测定动物的产热量。关于产热量的测定方法:直接测热法和间接测热法。,直接测热法,早在1870年,法国化学家Lavoisier和Laplace设计了将小鼠关在密闭小室里,小室中放有冰,通过冰的融化量来测定动物产热量。后来他们又进一步设计了专门的动物测热室,根据环境水温的变化(升高)来测定动物的产热量。到1898年,Armsby用同样的原理设计了更精密的测热室。后经多人改进与完善,基本定型为Atwater-Rosa-Benedict测热柜。该装置为一双层壁的密室,室内动物排出的CO2和水可为碱石灰和H2SO4吸收空气流通时测其温度变化,密室内温度靠夹壁中的循环水调
14、节,并通过精确地测量水温变化,以测定动物的产热量(通过计算与校正)。,间接测热法(呼吸测热法),原理:根据动物在一定时间内呼吸商可以找出相对应的氧热价,再根据动物在同一时间内的耗O2量便可计算出动物的产热量。呼吸商(RQ):是指动物在一定时间内氧化体内营养物质所产生的CO2的体积与同时间内消耗O2的体积之比。RQ=Vco2/VO2氧热价:指动物消耗1L O2(标准大气压)用以氧化某种营养物质释放出来的热量,不同呼吸商对应的氧热价表(糖、脂混合时),表 每g营养物质在体内氧化时的实验数据,计算步骤:,第一步:计算蛋白质的产热量第二步:计算非蛋白物质(糖、脂)氧化的产热量第三步:体内蛋白质和非蛋白
15、物质氧化产热量相加即得总产热量,实例,犊牛24h呼吸测热结果,动物产热量计算,呼吸测热装置,固定式(呼吸室)移动式(呼吸面罩),密闭式呼吸测热装置示意图,开放式呼吸测热装置示意图,饲养试验,饲养试验有广义和狭义之分 狭义的饲养试验是指在正常饲养管理条件和环境条件接近生产实际的情况下所进行的营养研究,也称科学经济试验。通过给予动物一定已知养分的饲料(粮)后,观测其体重、体尺、产蛋或其它生产指标的变化及缺乏症产生与否,有的还结合生理生化指标测定,以探讨营养物质在动物体内的代谢规律以及对动物体的影响,比较饲料或饲粮的营养价值或测定动物对养分的营养需要。,饲养试验,狭义的饲养试验评定饲料营养价值,只能
16、得出饲料间相对的营养价值。广义的饲养试验即包括接近生产条件的饲养试验,也包括消化试验、物质和能量代谢试验以及比较屠宰测定,饲养试验的程序,立题、查阅文献、拟定开题报告、论证、实施方案、统计分析、提交试验报告。,饲养试验设计的一些共性问题,1、因素和水平的选取,对试验结果有影响,在试验中被选中进行比较的那些原因称为因素。因素选取要以试验目的为依据。水平则是因素所处的条件或状况。水平可尽可能选择多些。但水平数过多会使试验的规模过大,对试验的实施不利。一般为23个水平,特殊情况才设置5或5个以上水平。,2、试验规模的确定,为了获得正确的饲养试验结果,在进行设计时,不仅要尽可能地排除处理因子以外的一切
17、干扰因子的影响,还需要有一定数量的重复和足够的试验动物数,即试验规模。试验规模的大小取决于对试验的精度要求。精度要求低,其规模可小些。而试验的精度与最小显著差数、变异程度、误差自由度等密切相关。,3、试验日粮的设计,4、测定指标的确定5、数据的收集与处理,常用动物营养试验设计方法,单因子设计:配对试验完全随机设计随机化完全区组设计单向分类试验设计交叉试验设计,复因子设计:析因试验设计拉丁方设计正交设计交叉试验设计裂区设计,配对试验,两组互为对照相似年龄、体重、遗传基础和养育历史的动物经一段时间的调整期后,配对进行饲养试验,同一对动物分别饲喂不同的日粮,同一对动物的采食量相同。该方法不适于自由采
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- 动物 营养 研究 方法
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