飼料能量在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化

　　動(dòng)物攝入的飼料能量伴隨著養(yǎng)分的消化代謝過(guò)程，發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，飼料能量可相應(yīng)劃分成若干部分，如圖7-1所示。每部分的能值可根據(jù)能量守衡和轉(zhuǎn)化定律進(jìn)行測(cè)定和計(jì)算。

　　總能是指飼料中有機(jī)物質(zhì)完全氧化燃燒生成二氧化碳、水和其他氧化物時(shí)釋放的全部能量，主要為碳水化合物、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪能量的總和?？偰芸捎脧検綔y(cè)熱計(jì)(Bomb Calorimeter)測(cè)定。

　　飼料的總能取決于其碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)含量。三大養(yǎng)分能量的平均含量為：碳水化合物  17.5 kJ/g ；蛋白質(zhì)  23.64 kJ/g；脂肪  39.54 kJ/g，其能量含量不同與其分子中C/H比和O、N含量不同有關(guān)，因?yàn)橛袡C(jī)物質(zhì)氧化釋放能量主要取決于C和H同外來(lái)O的結(jié)合，分子中C、H含量愈高，O含量愈低，則能量愈高，C/H比愈小，氧化釋放的能量愈多，因每克C氧化成CO2釋放的能量（33.81 kJ ）比每克H氧化成H2O釋放的熱量（144.3 kJ ）低。脂肪平均含77% C、12% H、11% O ；蛋白質(zhì)平均含52% C、7% H、22% O；碳水化合物含44% C、6% H、50% O。脂肪含O最低，蛋白質(zhì)其次，碳水化合物最高，因此，能值以碳水化合物最低，脂肪最高，約為碳水化合物2.25倍，蛋白質(zhì)居中。同類化合物中不同養(yǎng)分產(chǎn)熱量差異的原因同樣可用元素組成解釋。如，淀粉產(chǎn)熱量高于葡萄糖，主要是每克淀粉的含C量高于每克葡萄糖的含C量。

　　消化能是飼料可消化養(yǎng)分所含的能量，即動(dòng)物攝入飼料的總能與糞能之差。即：

　　DE = GE - FE

　　按上式計(jì)算的消化能稱為表觀消化能（Apparent Digestible Energy，縮寫為ADE）。式中：FE（Energy in Feces，縮寫為FE）為糞中養(yǎng)分所含的總能，稱為糞能。正常情況下，動(dòng)物糞便主要包括以下能夠產(chǎn)生能量的物質(zhì)：

　?。?） 未被消化吸收的飼料養(yǎng)分

　?。?） 消化道微生物及其代謝產(chǎn)物

　?。?） 消化道分泌物和經(jīng)消化道排泄的代謝產(chǎn)物。

　?。?） 消化道粘膜脫落細(xì)胞

　　后三者稱為糞代謝物，所含能量為代謝糞能（ Fecal Energy from metabolic origin products ，縮寫為FmE，m代表代謝來(lái)源 ）。FE中扣除FmE后計(jì)算的消化能稱為真消化能（ True Digestible Energy，縮寫為TDE），即：

　　TDE = GE - ( FE - FmE )

　　用TDE反映飼料的能值比ADE準(zhǔn)確，但測(cè)定較難，故現(xiàn)行動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要和飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表一般都用ADE。

　　影響飼料消化率的因素（見本書第二章）均影響消化能值。正常情況下，糞能是飼料能量中損失最大的部分，糞能占總能的比例因動(dòng)物種類和飼料類型不同而異，吮乳幼齡動(dòng)物不到10%；馬約40%； 豬約20%；反芻動(dòng)物采食精料時(shí)為20-30%，采食粗飼料時(shí)為40-50%，采食低質(zhì)粗料時(shí)可達(dá)60%。

　?。ㄒ唬?代謝能的計(jì)算公式

　　代謝能指飼料消化能減去尿能（Energy in Urine，縮寫UE）及消化道可燃?xì)怏w的能量（Energy in Gaseous Products of Digestion，縮寫Eg）后剩余的能量。

　　ME = DE -（ UE + Eg ）= GE - FE - UE - Eg

　　尿能是尿中有機(jī)物所含的總能，主要來(lái)自于蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，如尿素、尿酸、肌酐等。尿氮在哺乳動(dòng)物中主要來(lái)源于尿素，禽類主要來(lái)于尿酸。每克尿氮的能值為：反芻動(dòng)物 31KJ, 豬 28KJ, 禽類 34KJ。

　　消化道氣體能來(lái)自動(dòng)物消化道微生物發(fā)酵產(chǎn)生的氣體，主要是甲烷。這些氣體經(jīng)肛門、口腔和鼻孔排出。非反芻動(dòng)物的大腸中雖然也有發(fā)酵，但產(chǎn)生的氣體較少，通常可以忽略不計(jì)。反芻動(dòng)物消化道（主要是瘤胃）微生物發(fā)酵產(chǎn)生的氣體量大, 含能量可達(dá)飼料GE的3-10% 。故代謝能應(yīng)按單胃動(dòng)物和反芻動(dòng)物分別計(jì)算。微生物發(fā)酵產(chǎn)氣的同時(shí)，也產(chǎn)生部分熱能，在冷環(huán)境條件下，具有參與維持體溫的作用。

　　（二）表觀代謝能（AME）和真代謝能（TME）

　　尿中能量除來(lái)自飼料養(yǎng)分吸收后在體內(nèi)代謝分解的產(chǎn)物外，還有部分來(lái)自于體內(nèi)蛋白質(zhì)動(dòng)員分解的產(chǎn)物，后者稱為內(nèi)源氮，所含能量稱為內(nèi)源尿能（Urinary Energy From endogenous origin products，縮寫為UeE）。飼料代謝能可分為AME和TME。計(jì)算公式如下：

　　AME = ADE - (UE + Eg)

　　= (GE -FE ) - (UE + Eg)

　　= GE - (FE + UE + Eg)

　　TME = TDE - [ ( UE - UeE) + Eg ]

　　= [ GE - (FE - FmE) ] - UE - Eg + UeE

　　= GE - (FE + UE + Eg) + ( FmE + UeE )

　　= AME + ( FmE + UeE )

　　TME反映飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比AME 準(zhǔn)確，但其測(cè)定更麻煩，故實(shí)踐中常用AME 。

　?。ㄈ┑Ｕx能 （N-corrected Metabolizable Energy ，縮寫為 MEn）

　　MEn是根據(jù)體內(nèi)氮沉積進(jìn)行校正后的代謝能，主要用于家禽。家禽的糞尿在泄殖腔混合后排出，測(cè)定代謝能比消化能容易。測(cè)定飼料的代謝能時(shí)，一般都利用處于生長(zhǎng)期的中雛，因而在實(shí)驗(yàn)期內(nèi)必然有增重，即伴隨有氮沉積。測(cè)定代謝能時(shí)，飼料種類不同，氮沉積量不同。為便于比較不同飼料的代謝能值，應(yīng)消除氮沉積量對(duì)ME值的影響，即根據(jù)氮沉積量對(duì)代謝能進(jìn)行校正，使其成為氮沉積為零時(shí)的ME。校正公式為：

　　AMEn = AME - RN ×34.39

　　TMEn = TME - RN ×34.39

　　式中：RN （Total Nitrogen Retained ）為家禽每日沉積的氮量（g），可為正值、負(fù)值和零，計(jì)算時(shí)將符號(hào)代入。34.39為每克尿氮所對(duì)應(yīng)的能量。

　?。ㄋ模?影響代謝能的因素

　　影響消化能、尿能和氣體能的因素均影響代謝能。影響消化能的因素前已述及。

　　尿能的損失量比較穩(wěn)定。豬的尿能損失約占總能的2-3%，反芻動(dòng)物為4-5%。影響尿能損失的因素主要是飼料結(jié)構(gòu), 特別是飼料中蛋白質(zhì)水平、氨基酸平衡狀況及飼料中有害成份的含量。飼料蛋白質(zhì)水平增高，氨基酸不平衡 ，氨基酸過(guò)量或能量不足導(dǎo)致氨基酸脫氨供能等，均可提高尿氮排泄量，增加尿能損失，降低代謝能值；若飼料含有芳香油，動(dòng)物吸收后經(jīng)代謝脫毒產(chǎn)生馬尿酸，并從尿中排出，增加尿能損失。對(duì)于豬，代謝能、消化能和粗蛋白質(zhì)的關(guān)系為：

　　96 - 0.202 ×CP

　　ME = DE ×

　　100

　　即粗蛋白質(zhì)每增加1個(gè)百分點(diǎn)，消化能轉(zhuǎn)化為代謝能的利用率下降0.202個(gè)百分點(diǎn)。影響氣體能的因素有動(dòng)物種類和飼料性質(zhì)及飼養(yǎng)水平。氣體能損失在單胃動(dòng)物較少，可忽略不計(jì)。對(duì)于反芻動(dòng)物，氣體能的損失量與飼料性質(zhì)及飼養(yǎng)水平有關(guān)。低質(zhì)飼料所產(chǎn)甲烷量較大, 并且氣體能占GE比例隨采食量增加而下降，處在維持飼養(yǎng)水平時(shí)，氣體能約占GE的8%; 而在維持水平以上時(shí), 約占6-7%。

　　（一） 計(jì)算公式

　　NE是飼料中用于動(dòng)物維持生命和生產(chǎn)產(chǎn)品的能量, 即飼料的代謝能扣去飼料在體內(nèi)的熱增耗(Heat Increment，縮寫為HI)后剩余的那部分能量。

　　NE = ME - HI

　　= GE - DE - UE - Eg - HI

　　HI過(guò)去又稱為特殊動(dòng)力作用或食后增熱，是指絕食動(dòng)物在采食飼料后短時(shí)間內(nèi),體內(nèi)產(chǎn)熱高于絕食代謝產(chǎn)熱的那部分熱能。熱增耗以熱的形式散失。

　　HI的來(lái)源有:

　　①消化過(guò)程產(chǎn)熱, 例如: 咀嚼飼料，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主動(dòng)吸收和將飼料殘余部分排出體外時(shí)的產(chǎn)熱。

　?、跔I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝做功產(chǎn)熱。體組織中氧化反應(yīng)釋放的能量不能全部轉(zhuǎn)移到ATP上被動(dòng)物利用, 一部分以熱的形式散失掉。例如: 葡萄糖(l mol)在體內(nèi)充分氧化時(shí)31%的能量以熱的形式散失掉。

　?、叟c營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝相關(guān)的器官肌肉活動(dòng)所產(chǎn)生的熱量。

　?、苣I臟排泄做功產(chǎn)熱。

　?、蒿暳显谖改c道發(fā)酵產(chǎn)熱(Heat of Fermentation，縮寫為HF)。

　　事實(shí)上, 在冷應(yīng)激環(huán)境中, 熱增耗是有益的，可用于維持體溫。但在炎熱條件下，熱增耗將成為動(dòng)物的額外負(fù)擔(dān)，必須將其散失，以防止體溫升高；而散失熱增耗，又需消耗能量。

　?。ǘ┚S持凈能（Net Energy for maintenance，縮寫為NEm）和生產(chǎn)凈能（Net Energy for production，縮寫為NEp）

　　按照凈能在體內(nèi)的作用, NE可以分為NEm和NEp。NEm指飼料能量用于維持生命活動(dòng)、適度隨意運(yùn)動(dòng)和維持體溫恒定部分（詳見第十六章）。這部分能量最終以熱的形式散失掉。NEp指飼料能量用于沉積到產(chǎn)品中的部分, 也包括用于勞役做功的能量。因動(dòng)物種類和飼養(yǎng)目的不同，生產(chǎn)凈能的表現(xiàn)形式也不同，包括：增重凈能、產(chǎn)奶凈能、產(chǎn)毛凈能、產(chǎn)蛋凈能和使役凈能等。

　?。ㄈ┯绊憙裟艿囊蛩?/div>