动物营养研究方法.ppt

第十章动物营养研究方法 内容 第一节化学分析法第二节消化实验第三节代谢试验第四节平衡实验第五节饲养实验第六节化学预测法 第一节化学分析法 一 营养物质的分析 三 动物组织和血液理化成分分析 二 抗营养因子分析 作用 为判定动物营养状况 动物营养需要和饲料的营养价值提供基础数据 分类 营养物质的分析 抗营养因子分析及动物组织和血液理化成分分析 一 营养物质的分析 概念 应用物理 化学原理和方法对饲料 动物组织及动物排泄物的某些成分 进行定性 定量分析 1 水分 2 粗蛋白 CP 真蛋白 TP 3 粗脂肪 EE 4 粗纤维 CF 5 粗灰分 6 无氮浸出物 NFE 1 概略养分分析 一 营养物质的分析 1 维生素 2 矿物质 3 微量元素 4 氨基酸 5 脂肪酸 6 纯蛋白质 7 糖等 2 纯养分分析 一 营养物质的分析 1 饲料 2 排泄物 粪 尿 呼出气 皮屑等 3 动物组织 4 血液 5 整体动物 3 分析对象 一 营养物质的分析 1 称量法 2 比色法 3 滴定法 4 原子吸收法 5 色谱法 6 荧光法 7 电泳 8 分子生物技术 4 分析方法 一 营养物质的分析 二 抗营养因子分析 抗营养因子是指饲料中本身所有或从外界进入 影响饲料营养价值和动物生长的物质 1 概念 1 影响蛋白质消化蛋白酶抑制剂 凝集素 皂苷 多酚化合物等 2 影响矿物元素利用植酸 草酸 葡萄糖硫苷 棉酚 3 影响维生素利用双香豆素 抗维生素B族因子等 2 种类 二 抗营养因子分析 4 影响碳水化合物利用 5 刺激免疫系统的抗营养因子如 抗原蛋白 6 综合性抗营养因子如 水溶性非淀粉多糖 二 抗营养因子分析 分析饲料中抗营养因子的种类和含量 可指导饲料的合理加工 利用 贮存 如通过加热可提高豆类籽实的营养价值 3 意义 二 抗营养因子分析 1 酶法 2 比色法 3 滴定法 4 原子吸收法 5 色谱法 6 荧光法 4 分析方法 二 抗营养因子分析 三 动物组织血液理化成分分析 1 动物组织和血液中各种营养物质 2 动物组织和血液中与营养物质有关的功能酶或相关酶 3 动物动物组织和血液中某些代谢中间产物或最终产物 1 分析对象 1 概略养分或纯养分 2 营养物质代谢产物 3 相关标识功能酶 如硒 血浆谷胱甘肽过氧化物酶 锌 血清碱性磷酸酶 铜 血浆铜蓝蛋白氧化酶和血浆尿素氮等 2 分析内容 三 动物组织血液理化成分分析 第二节消化实验 一 消化试验概念与目的 四 尼龙袋法 三 体外消化试验 二 体内消化试验 以测定动物对饲料养分的消化能力或饲料养分的可消化性为目的的试验 2 目的 准确地量化饲料中各种养分被动物消化利用的程度 也是评定饲料营养价值的重要方法 3 种类 一 消化试验概念与目的 1 概念 体内 invivo 消化实验 离体 invitro 消化实验 尼龙袋法 nylonbagstechnique 全收粪法 指示剂法 消化道消化液 人工消化液 肛门收粪 内源指示剂 外源指示剂 消化实验 体内 invivo 消化实验 离体 invitro 消化实验 尼龙袋法 nylonbagstechnique 全收粪法 指示剂法 消化道消化液 人工消化液 肛门收粪 回肠收粪 内源指示剂 外源指示剂 消化实验方法剖析 粪中养分组成 饲料中未消化的养分 消化道分泌物 消化道脱落细胞 消化道微生物及其代谢产物 4 消化率计算公式 一 消化试验概念与目的 一 消化试验概念与目的 一 消化试验概念与目的 二 体内消化实验 1 根据其收粪方式可分为 1 全收粪法 2 部分收粪法 指示剂法 2 全收粪法根据收粪的部位不同又分为 1 肛门收粪法 2 回肠末端收粪法3 指示剂法也可分为 1 内源指示剂法 2 外源指示剂法 1 全收粪法 1 优点 试验操作方便 测定较准确 2 缺点 排泄物污染严重 采食量 排粪量难以准确记录 粪中养分含量受环境影响大 工作量大 二 体内消化实验 2 指示剂法 1 对指示剂的要求 不能被动物消化吸收 在饲料中 粪便中能均匀分布 有很高的回收率 对动物没有毒副作用2 种类外源指示剂 饲料本身不含 人为加入饲料中的指示物质 一般多用Cr2O3 内源指示剂 饲料本身含有 不能被动物消化吸收但可以测定的成分 多用酸性不容灰分 AIAacidinsolubleash 2mol或4molHCl不溶 二 体内消化实验 4 缺点 指示剂回收率对消化率影响较大 并且很难找到回收率很理想的指示物质 分析困难 较难获得重复性高的测定数据 与全收粪法最后的缺点相同 3 优点 在于减少收集全部粪便带来的麻烦 省时省力 尤其是在收集全部粪便较困难时 二 体内消化实验 5 消化率的计算 原理 食入指示剂量 排出指示剂量 二 体内消化实验 3 回肠末端消化率测定 1 T型瘘管 优点 安瘘管后对荷术动物生理影响小 缺点 必须用指示剂 因不可能收集全部粪尿 由此取样缺乏代表性 而且较麻烦 图1 T型瘘管示意图 二 体内消化实验 优点 收粪简便 而且可收集全部粪样 缺点 手术复杂 成功率低和护理相对麻烦 4 回 直肠吻合术 回 直肠吻合术图3 二 体内消化实验 图可移动的回 盲瘘管术 优点 手术简单 荷术动物生理影响小 缺点 仍需要指示剂 6 屠宰法7 盲肠切除法 家禽 5 可移动的回 盲瘘管术 二 体内消化实验 代谢笼中装了瘘管的猪 二 体内消化实验 4 单一原料消化率测定 1 被测饲料作为全部饲粮优点 简单 不需要测定参考饲粮 无养分互作的干扰 缺点 某些饲料适口性差 时间长后可能导致营养缺乏症 2 被测饲料替代标准饲料法优点 克服方法1的缺点 缺点 标准饲料的质量规格很难在各种条件下保持一致 养分间互作也影响测定结果 二 体内消化实验 原理 被测料替代实际基础饲料的一部分 分别测定基础饲粮和替代后饲粮的养分 优点 克服方法2中的参考饲粮或标准饲料的养分变化造成的影响 而且克服养分不平衡的影响 缺点 基础饲粮营养平衡 则代入被测饲料后可能出现不平衡 3 饲料替代法 二 体内消化实验 饲料替代法消化率计算公式 二 体内消化实验 1 动物选择2 日粮配制3 实验步骤 1 预试期 适应环境 摸清采食量 排粪规律 2 正试期 记录采食量 收集排粪时间 单胃动物 5 10天 反刍动物 7 14天 基本步骤与要求 二 体内消化实验 预备实验期正式实验期牛 羊10 14天10 14天马7 10天8 10天猪5 10天6 10天家禽 3 5天4 5天 表不同种类的动物的实验期规定 一般是进行代谢实验 采用强饲法 实验期为1 2天 二 体内消化实验 4 粪的收集和处理 1 收粪方法 专用消化柜或消化栏 动物肛门上套收粪袋 2 粪样处理1 全粪法 收集全部粪便2 指示剂法 每天定时收粪粪样称重 混匀 按总重的1 10 1 50取样 加硫酸和甲苯 固氮防腐 二 体内消化实验 5 养分消化率和消化能测定 1 消化率的测定1 饲粮 直接测定例1 测定仔猪饲粮CP消化率日采食量 1000g 饲粮CP含量 16 日排粪量 250g 粪中CP含量 12 81 2 二 体内消化实验 例2 某饲粮消化实验结果如下 计算CF消化率饲料CF含量 40 粪中CF含量 40 饲料指示剂添加量 3 粪中指示剂含量 6 50 二 体内消化实验 第一次 测定基础饲粮养分消化率第二次 测定新饲粮养分消化率为减少动物的影响 用二组动物同时实验新饲粮组成 70 85 基础饲粮 15 30 被测饲料 2 饲料原料 间接测定二次消化实验 二 体内消化实验 2020 3 15 40 可编辑 D 100 A B F B式中 D为被测饲料养分消化率A为基础饲粮养分消化率B为新饲粮养分消化率F为被测饲料养分占新饲粮该养分的比例 二 体内消化实验 交叉实验步骤示意 二 体内消化实验 原理 假定基础饲粮养分消化率不变 养分间无互作效应 新饲粮中被测饲料的比例很重要 间接法优缺点 二 体内消化实验 1 直接测定 根据消化试验结果和结合能值测定进行DE GE FE 采食量 kg 2 消化能的测定 二 体内消化实验 饲料消化能 33 47 8 34 2 12 57 兆焦 Kg 例如 体重50Kg的猪 每日食入日粮2Kg 含总能33 47兆焦耳 每日排粪中的总能为8 34兆焦耳 计算其采食饲料的的消化能 二 体内消化实验 根据每日食入的可消化粗蛋白质 X1 可消化粗脂肪 X2 可消化粗纤维 X3 可消化无氮浸出物 X4 的量 克 用下列回归公式计算每日食入饲料的消化能 Y千焦 2 间接推算 二 体内消化实验 Y 绵羊 23 93X1 37 87X2 18 33X3 16 99X4 3 77 Y 猪 24 18X1 39 41X2 18 41X3 17 03X4 4 18 Y 牛 24 23X1 34 10X2 18 49X3 16 99X4 4 18 二 体内消化实验 2 优点 操作方便 环境条件 处理方法和时间易控制 更容易标准化 3 缺点 与动物的生理系列化过程有一定的差异 4 分类 消化道消化液法和人工消化液法 1 概念 是指摸拟消化道 在体外进行饲料的消化 三体外消化实验 三体外消化实验 人工消化液消化 采用人工制成的消化酶模拟消化液 主要用于反刍动物瘤胃饲料消化率 降解率的测定分两步 先用纤维素分解酶制剂 HCl代替瘤胃液 再用胃蛋白酶 HCl处理 消化道消化液法 用安装的瘘管收取猪小肠液 PIF 或牛的瘤胃液 一般用两步法 反刍动物 瘤胃液消化 胃蛋白酶 HCl消化 洗净残渣单胃动物 胃蛋白酶 HCl消化 PH7 0条件下用PIF 小肠液 三体外消化实验 四 尼龙袋法 1 主要用于反刍动物 测定饲料养分的降解率 操作 将待测饲料装入孔径40 60 2 14 9cm 的尼龙袋中 通过瘤胃瘘管放入瘤胃 在一定的时间里4 8 16 24 48h 精料 8 16 24 48 72h 粗饲料 取出 冲洗 干燥 恒重 认为从尼龙袋中透过的饲料是已被消化吸收了的饲料 将尼龙袋当作是肠道的细胞膜 起滤过作用 3 缺点 孔径大小不好确定 将饲料限制在尼龙袋内 无法充分混合 微生物也不能进入 测试结果一般无法与饲料TD相匹配 2 优点 工作量小 成本低 一次可以做大批量的饲料 可以对饲料营养价值进行排队 取得饲料相对营养价值 4 计算公式 降解率 袋中初始N 孵化后N 100 袋中初始N 四 尼龙袋法 第三节代谢试验 一 概念与目的 二 操作过程 一 概念与目的 目的 测定饲料代谢能及养分代谢率的试验 测定ME需要进行代谢试验 在消化试验的基础上增加尿液的收集 反刍动物增加CH4收集 CH4的收集 ECH4 CH4产量 燃烧值 55 8KJ g 收集时需有特殊的装置 如面罩或密封气柜 操作复杂 结果也不太准确 一般可根据日粮CH2O含量估计 牛 YCH4 17 68 4 012 X 日粮CH2O的百g数 绵羊 Y 9 80 2 41 X 在消化实验基础上准确收集排尿量 设备 代谢笼鸡 易于进行代谢试验家禽代谢能的测定法 也叫快速法 sibbald 1979 强饲法 forcefeeding 实验动物为成年公鸡 二 操作过程 36 48h 二 操作过程 二 操作过程 优点 快速 重复性高 精确性高 单违背鸡的正常消化生理 对难采食的饲料 此方法较好 第四节平衡实验 一 概念与目的 四 能量平衡 三 碳平衡 二 氮平衡 研究营养物质食入量与排泄 沉积或产品间的数量平衡关系称平衡实验 2 目的 估计动物营养需要参数和饲料营养物质的利用率 一 概念与目的 1 概念 一 概念与目的 食入养分 各途径排泄养分之和方法 采用适宜方法 收集各种排泄物 原理 一 概念与目的 二 氮平衡试验 氮平衡实验主要用于研究动物蛋白质的需要 饲料蛋白质的利用率以及饲料或饲粮蛋白质质量的比较 2 方法在消化试验的基础上收集尿 测定尿中的含氮量 由氮的收支情况反映体内蛋白质的增减及蛋白质的有效性 1 目的 食入氮 粪氮 尿氮 沉积氮 皮屑食入氮 粪氮 尿氮 等平衡 体蛋白质不增不减食入氮 粪氮 尿氮 正平衡 体蛋白质沉积食入氮 粪氮 尿氮 负平衡 体蛋白质分解 3 氮在体内的去向及有关计算公式 二 氮平衡试验 蛋白质净利用率 NPU 沉积N 食入N 100 消化N 食入N 粪N 沉积N 食入N 粪N 尿N 蛋白质 N 消化率 消化N 食入N 100蛋白质生物学价值 BV 沉积N 可消化N 100 二 氮平衡试验 三 碳平衡 沉积C 摄入C 粪C 尿C 呼吸气体CO2 肠道气体CH4 离体产品C 沉积C包括 合成蛋白质合成脂肪 结合氮平衡试验 可推算出体内脂肪沉积量 四 能量平衡实验 食入能 排泄物 粪 尿 脱落皮屑 毛含能 沉积能 生长肥育 离体产品 奶 蛋 毛 含能 维持生命活动的机体产热测定方法 直接测热法 间接测热法碳氮平衡法 比较屠宰实验 阉牛每日的能量平衡 KJ 能量摄入能量支出6 988g梯牧草 猫尾草 116 065 timothyhay 400g亚麻籽7 58116 619g粪59 6214 357g尿5 06537g皮屑脱落物368142g甲烷7 937畜体产热48 110机体增重2 545合计123 646123 646维持 生长 48 110 2 545 50 655 KJ 饲料能量利用率 50 655 123 646 0 41 1 直接测热法 四 能量平衡实验 2 间接测热法 1 呼吸熵 RQ CO2 O2全脂氧化 C16H32O2 23O2 16CO2 16H2ORQ 16 23 0 7 H 10 033MJ全糖氧化 C6H12O6 6O2 6CO2 6H2ORQ 6 6 1 H 2 016MJ可得方程 H 0 3609O2 0 1084CO22 尿N 四 能量平衡实验 根据24小时的耗O2 CO2生成量和尿N估计产热 四 能量平衡实验 密闭回流式测热装置 开放回流式测热装置 四 能量平衡实验 3 碳 氮平衡法 1 原理 假设体内沉积是脂肪和蛋白质 糖元很少 根据每克脂肪和蛋白质的C N含量和产热 可计算出沉积能 粪 尿 甲烷能可测得 从摄入