第七章-能量营养课件

1、第五节 动物的能量营养-精品文档-一、总能（gross energy，GE）定义：饲料中的有机物完全氧化燃烧生成二氧化碳和水时释放的全部能量。主要为碳水化合物、粗蛋白和粗脂肪能量的总和。饲料的总能取决于三大有机物的含量。-精品文档-葡萄糖淀粉纤维素脂肪平均值牛奶乳脂玉米油乙酸15.6517.5017.5039.5438.0739.3314.60蛋白质平均值酪氨酸尿素尿酸玉米粒燕麦秆豆饼23.6424.7310.5432.3018.4118.8323.01部分营养物质及饲料的总能（kJ/g)-精品文档-碳水化合物：17.5kJ/g； 4.10Kcal/g蛋白质：23.64kJ/g；脂肪：39.5

2、4kJ/g ；9.45Kcal/g 1kCal = 4.184kJ 蛋白质在体内代谢成NH3，体外完全为N2，所以生物热价为4.40而不是物理热价5.65。可利用能是指食物总能减去消化、代谢中损失的能量。 因消化、代谢的损失，碳水化合物、脂肪、蛋白质分别损失3%，5%，8%，则其可利用能分别为4，9，4。-精品文档-二、消化能(digestible energy，DE)1. 定义： 饲料可消化养分所含的能量，即动物摄入饲料的总能与粪能之差。2. 粪能（FE）： 粪中所含的能量（不能消化的养分随粪便排出）。消化能（DE）=总能（GE）- 粪能（FE） 按上式计算的消化能为表观消化能（ADE）-精

3、品文档-3. 粪能的来源1）未消化的饲料 2）内源性物质 消化道分泌物（消化酶） 消化道脱落组织 消化道微生物及代谢产物 内源性物质所含的能量称为代谢粪能（FmE） FE中扣除FmE后计算的消化能称真消化能（TDE）-精品文档-4. 表观消化能 = 总能-粪能， 即：ADE = GE FE 5. 真消化能 = 总能 -（粪能 - 内源物质所含的能量) 即: TDE = GE-（FE - FmE） FmE：代谢粪能 TDE反映饲料能值比ADE准确，但测定困难。-精品文档-6.影响消化能的因素 总能 影响不大 消化能（Kcal /Kg）= 总能 - 粪能 粪能 损失最大的部分 消化率取决于饲料中的

4、粗纤维（CF）含量 动物种类反刍动物 饲喂粗饲料 粪能占总能的40%-50% 饲喂精饲料 粪能占总能的30% 马粪能：占总能的40% 猪粪能：占总能的20% 其它哺乳动物粪能：占总能的比例 10% 家禽因粪尿难分开，一般不测定禽类的消化能-精品文档- 动物种类反刍动物 饲喂粗饲料 粪能占总能的40%-50% 饲喂精饲料 粪能占总能的30% 马粪能：占总能的40% 猪粪能：占总能的20% 其它哺乳动物粪能：占总能的比例 10% 家禽因粪尿难分开，一般不测定禽类的消化能-精品文档-三、代谢能(metabolizable energy，ME)1.定义：食入的饲料消化能减去尿能（UE）及消化道气体的能

5、量（Eg）后，剩余的能量，也就是饲料中能为动物体所吸收和利用的营养物质的能量。 ME = DE - （UE+ Eg） = GE - FE - UE Eg 2.气能（Eg） ：消化道发酵产生气体所含能量。（主要针对反刍动物甲烷的损失） 甲烷能占总能3%-10%。-精品文档-3.尿能(UE) 被吸收的营养物质进一步参与机体代谢，其中饲料蛋白质和机体蛋白质不能充分被氧化，以含氮化合物的形式排出，这些由尿中排出物质中的能量被称为尿能。尿能取决于蛋白质的高低和AA平衡。 测定不同动物尿中含N量，就能测出尿能 猪：尿素 UE = 28M M为尿素含量 禽：尿酸 UE = 34MO MO为尿酸含量 反刍动物

6、：尿素 UE = 31M M为尿素含量尿能的来源: 饲料中未被利用的物质 体蛋白动员产生的含N化合物-精品文档-对于单胃动物气能可忽略不计 禽 代谢能 = 总能 -（粪能+尿能）=总能 - 排泄物含能量 = DE - UE 猪 代谢能 = 总能 -（粪能 + 尿能）=DE UE代谢能 = 总能-粪能-气能-尿能=消化能-气能-尿能 即：ME = GE - FE UE - Eg = DE - （Eg+ UE）-精品文档-4. 表观代谢能（AME）和真代谢能（TME） AME= GE-FE- UE - Eg TME = GE-（FE - FmE）-（UE - UeE）- Eg UeE：内源尿能，来

7、自于体内蛋白质动员分解的产物。-精品文档-5. 氮校正代谢能（MEn） TME受体内N沉积的影响 氮校正代谢能：根据体内氮沉积进行校正后的 代谢能，只用于家禽。 校正公式：AMEn = AME - RN*34.39 TMEn = TME - RN*34.39 RN：家禽每日沉积的氮量-精品文档-6. 影响代谢能的因素： ME = 总能 - 粪能 - 尿能 - 气能 影响饲料消化的因素（CF） 粪能 碳水化合物含量 气能 蛋白质水平 尿能 AA平衡 尿能 -精品文档-四、净能(Net Energy，NE)1. 定义饲料代谢能扣除饲料在体内的热增耗后剩余的有效能。NE = ME HI =GE -

8、DE - UE -Eg HI2. 热增耗（HI）绝食动物食入饲料后，产热量增加，增加的那部分热量损失掉了，这个部分热量就叫热增耗。 增热耗 = 采食动物产热量 - 绝食动物产热量-精品文档-3. 产生热增耗的原因 消化过程产热，消化道运动产热。 营养物质的代谢做功产热。 营养物质代谢增加了不同器官肌肉活动所产生的热量。 肾脏排泄做功产生热量。 饲料在胃肠道发酵产热。-精品文档-4. 影响热增耗大小的因素 动物种类：主要体现在反刍动物和单胃动物的区别。 养分组成 不同的营养素热增耗不同：蛋白质体增热最高，饲料中蛋白质或AA过高，会引起热增耗增加。脂肪体增热最低。脂肪转化为体脂的效率高。碳水化合物

9、居中。 饲料中的CF和饲料形状 饲料中缺乏某些矿物元素或维生素时，热增耗增加。 饲养水平：热增耗随饲养水平的增加而增加，夏季动物本能地降低采食量。-精品文档-5.维持净能（NEm） 维持动物生命活动，适度随意运动和维持体温恒定所耗能量。这部分能量最终以热的形式散失。6.生产净能（NEp） 指饲料能量用于沉积到产品中的部分，也包括用于劳役做功的部分。根据其目的的不同，可分为增重净能、产蛋净能，产奶净能，产肉净能，产毛净能等。-精品文档-总能粪能消化能尿能甲烷能代谢能热增耗净能维持净能生产净能动物总产热饲料能量在动物体内的分配-精品文档-五、 动物能量需要的表示体系 -精品文档-（一）表示体系1.

10、 消化能体系 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。代谢能体系主要用于家禽。-精品文档-3. 净能体系 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。-精品文档-（二）能量体系间的转化关系 DE ME NE 反刍动物（牛） 100 82 50-60 单胃动物（猪） 100 96 70各种动物的适用能量体系： 禽： AME TME 一般用AME

11、猪： DE ME 一般用DE反刍动物： NE-精品文档-六、 鱼类的生物能量学-精品文档- 摄入的总能（GE）100 粪能20 可消化能（DE）80 排泄能（鳃、尿、体表）7 代谢能（ME）73 热增耗 （HI）14 净能（NE）59（标准代谢 活动代谢）30 生长29 图1 鱼类对饲料能的利用-精品文档-本章结束，谢谢！-精品文档-（一）摄入的总能（GE）与可利用能（AE）1总能的测定方法：（1）饲料燃烧法：氧弹仪中燃烧，25个大气压下完全燃烧的能量J/g ，则GE=摄饵量* J/g （2）分析饲料成分： GE=蛋白质*4.40+脂肪*9.45+糖*4.10 （上述3个系数为其生物热能值）

12、-精品文档-但是鱼虾对饲料中含有的营养素有不同的消化率，所以不同鱼有不同的可利用能，例如，虹鳟可利用能为：每克蛋白质（3.9Kcal），脂肪（8.0 Kcal），糖（1.6 Kcal）。国际通用的生理热系数是4，9，4，饲料量的可利用能=蛋白质*4 +脂肪*9 +糖*4。 -精品文档-（二）消化能（DE）可消化能是用特定饲料喂养后得到的，现代鱼类生理学的消化率用消化能量来表示，测定方法：1氧弹仪测定（DE=总能-粪能），但因粪能不能全部收集起来，所以值偏大 。-精品文档-（三）代谢能（ME）1.定义：食入的饲料消化能减去尿能（UE）及消化道气体的能量（Eg）后，剩余的能量，也就是饲料中能为动物

13、体所吸收和利用的营养物质的能量。 ME = DE - （UE+ Eg） = GE - FE - UE Eg排泄能=鳃排泄能+尿排泄能+体表排泄能，实际上，代谢能和可消化能的差别是由于蛋白质代谢所引起的。蛋白质代谢产物淡水鱼是NH3，海水硬骨鱼还有部分TAMO，板鳃鱼类是尿素。 能值： NH324.83J/mg 氮； TMAO78.66 J/mg 氮； 尿素23.03 J/mg氮。-精品文档-由于同一时间收集粪、鳃、泌尿器官排泄物困难，所以常采用理论值。如鲤鱼： 代谢能=2.16+0.44（可消化能 * 必需氨基酸指数）或 =消化能 - 5.94 * （消化氮 - 沉积氮）/摄食量（5.94 K

14、cal/g为每克氮的热能）代谢能绝大部分可用于维持、生长和活动，因此用代谢能表示饵料的热能值比消化能进步些，可较准确地估量饵料用于动物组织新陈代谢的能量。-精品文档-含氮化合物的来源有二，即外源性和内源性氮的失去量。 一）分开的方法1饥饿法： 排出内源性氮，饥饿时间与排泄氮的量有关，一周后稳定，用外推法求出t=0时的排氮量，实验时注意体重，水温、，延长饥饿时间。2同位素示踪（15N标记）：标记饲料，总N-标记N=内源性氮的失去量3投喂无蛋白质饲料：从粪中排泄的氮为组织更新及细胞脱落的蛋白质分解产物（代谢氮）。从尿中排泄的氮为消化酶、激素的蛋白质分解产物（内生氮）。二者相加即为内源性氮的失去量。

15、 -精品文档- 二）与排泄能相关的因素1摄食水平：主要对NH3-N有影响而对尿素无影响，一般与摄食率呈直线关系。2水温： 鱼岁鱼 1%体重量摄饵，5时排泄能/总能=3.1，15为8.7，所以水温高则排泄能高。3体重：饥饿鱼，排泄能与体重有关，而摄食鱼则无影响。 -精品文档-（四）净能（NE）产生HI的原因：1主要与鱼类的同化作用有关，即蛋白质分解，AA氧化，脱氨，蛋白质的合成、生长有关。2摄食过程中咀嚼、吞咽、消化道的蠕动(已否定)，消化酶和激素（如T3，T4）的分泌有关。3与水温有关。当水温高时鱼类必须释放热量以维持与外界水温的平衡。水温与HI的关系：随鱼不同，大西洋鳕随水温增加而增加，而鲆

16、不受温度影响。-精品文档-影响HI的因素1体重与HI的关系：对总耗能量无显著影响， 大口鲈体重与HI持续时间成正相关。2运动与HI的关系：大口鲈的运动不影响HI。3激素与HI的关系：例如甲状腺激素可调节蛋白质合成。-精品文档-值得指出的是，SDA与NE没有普遍制约的关系，相互间的关系有时表现为高质量的饲料，有高的SDA消耗，还会有高的生长率。鲤鱼NE=（鱼体蛋白质净增量X5.65+鱼体脂肪净增量X9.40）/摄食量或 NE=3.07+1.26（可消化能X必需AA指数）净能量用于生产净能（生长、繁殖）和维持净能（基础代谢与随意活动），用净能表示鱼类对饲料利用程度的指标更合理、可靠。-精品文档-五

17、 标准代谢 （一）测定方法：1直接测热法：从水温升高看，密闭隔热容器中68hr后测定静止不动鱼虾体表散发的热量用电热隅测水温，（灵敏度至0.001度），热常数为3Kcal/度。但难在实际中推广。2测定不同游泳速度时的代谢率_外推法.3. 测定耗氧率：在化学反应中，反应物的量与产物量呈一定比例关系，即定比定律。所以根据机体在一定时间的耗氧量及排出的CO2及N量，可计算出该时间内机体释放的能量及营养物被氧化的量。耗氧单位为mgO2/kg/h，产生CO2单位为mgCO2/kg/h,CO2/O2摩尔数之比为呼吸商（RQ）。而气体交换率RE = 排出CO2/耗O2。糖RQ为1,脂肪为0.7,蛋白质为0.

18、8,RQ随鱼虾食物中营养素组成而变,幅度为10.7之间,个别情况糖转化为脂肪时RQ1。RQ可估计在一段时间内机体里被氧化的营养物的种类，以推算营养物的来源。常用耗氧率代表代谢率。 -精品文档-1升氧所代谢的碳水化合物和脂肪的含量1升氧相当于：非蛋白呼吸商RQ 碳水化合物（g） 脂肪（g） 卡路里0.707 0.000 0.502 4.6860.71 0.016 0.497 4.690 0.72 0.055 0.482 4.7020.73 0.094 0.465 4.7140.74 0.134 0.450 4.7270.75 0.173 0.443 4.7390.76 0.213 0.417 4

19、.7530.77 .254 .400 .7640.78 .294 .384 .7760.79 .334 .368 .7880.80 .375 .350 .801-精品文档-非蛋白RQ 碳水化合物（g） 脂肪（g） 卡路里0.81 .415 .334 .8130.82 .456 .317 .8250.83 .498 .301 .8380.84 .539 .284 .8500.85 .580 .267 .8620.86 .622 .249 .8750.87 .666 .232 .8870.88 .708 .215 .8990.89 .741 .197 .9110.90 .793 .180 .924

20、0.91 .836 .162 .9360.92 .878 .145 .9480.93 .922 .127 .9610.94 .966 .109 .9730.95 1.010 .091 .9880.96 1.053 .073 .9980.97 1.098 .055 5.0100.98 1.142 .036 5.0220.99 1.185 .018 5.0351.00 1.232 .000 5.047-精品文档-例题：投喂某饲料，一日内消耗O2 =353.3升/日，产生CO2 =416.6升/日，排出尿N=12.8克/日， 有1g N 排泄，即表示一定量的pr被氧化，氧化1g尿氮需5.92升O2，

21、产出4.75升CO2 则上题：用于pr上耗氧=12.8*5.92=75.8升，产生CO2=4.75*12.8=60.8升， 非蛋白质（糖、脂肪）产出CO2=353.3-60.8=338.8升，消耗O2=416.6-75.8=292.5升，则非蛋白RQ=292.5/340.8=0.86， 查表得：每升氧代谢消耗 0.622克糖/每升氧；0.249克脂肪/每升氧，氧热价为4.88Kcal/L，用去糖0.622*340.8=212克；脂肪0.249*340.8=84.8克；蛋白质12.8*6.25=80克。 Q=4.88*340.8=1663卡-精品文档-（二）影响因素1鱼的种类：热带鱼最高，89

22、mgO2/kg/h，两极鱼38 mgO2/kg/h，温带鱼中间，温度是最重要、最直接的环境因素，温度与标准代谢的定量关系为LnM=a+bT或LnM=a+bLnT，Q10：温度每升高10度，代谢率增长倍率。Brett统计34种鱼57种鱼粉标准代谢资料，耗氧率范围为26-299 mgO2/kg/h，温度每升高10度，代谢率增长2.3倍（适温内），同时鱼的大小对Q10也有影响，一般体重降低使 Q10下降。MO2=awb，b 值一般0.4-1，大多数鱼b=0.6-0.9，淡水鱼0.81，海水鱼0.87，所以小鱼代谢比大鱼旺盛。-精品文档-2Do：Do对哺乳动物代谢率没有影响，但对鱼类影响显著。Do对鱼

23、的影响因种而异。金眼鱼Do大于2.5 mgO2/L时，耗氧率稳定，不同鱼此Do值不同。代谢率与Do的关系从无关到有关的转折点是种的属性，且因环境温度不同而不同，温度高时，在较高Do下发生转折，温度低时，转折点在较低氧浓度。 尖口鲷 金鱼 蟾鱼 Do3紧张：影响激素分泌。紧张使代谢率增高。4 体重，性腺发育程度，盐度，pH值等。-精品文档-六活动代谢率活动时的代谢率，与游泳速度呈正相关，但因受呼吸面限制，代谢率不会无限制增加，最终产生氧债。1活动：金枪鱼活动代谢率比标准代谢高8-10倍，但迟钝鱼只高2-3倍。2温度：受温度影响较大，且因鱼种不同而不同。一定温度范围内（随鱼的特性而有差别），温度升

24、高，耗氧率升高。3体重：研究不多，一般认为体重对代谢影响不大。攻击时耗能多，进攻时180 mgO2/kg/h，相当于活动时的2或3倍。 -精品文档-七生长1与生长有关的几个概念 鱼类的生长常用特定生长率表示，其计算式为 SGR=（LnWt-LnW0）/t*100， 总转换化效率（总生长效率）=生长量/摄食量 =1/饵料转化系数。 净转化效率=生长量/（总摄食量-维持摄食量 ）*100% 维持摄食量是使鱼体重既不增加又不减少的摄食水平。 最佳摄食量是指当生长与摄食之比为最高（转化效率最 大）时的摄食水平。-精品文档-2影响生长的因子（1）体重：当食物充足时，鱼的生长率一般随体重增加而增加。 鱼特

25、定生长率=Ln（SGR）=a-bLnW，b值一般在-0.4左右。（2）摄食率：生长率与摄食率的关系为一递减增加曲线，当摄食率高于一定水平时，再增加摄食率不一定引起生长率的增加，转化效率与摄食率的关系为一钟形曲线。（3）温度：当摄食不受限制时，生长率随温度增加而增加；但当温度超过最适生长温度后，生长率反而下降。当摄食受限制时，生长率随温度增加而降低。-精品文档-精品文档-（4）Do：当Do高于某一临界值时，生长率对Do的变化不甚敏感；但当Do低于一临界值时，生长率随Do的减少而急剧下降。（5）pH：在一定范围内，生长率不受影响，高于或低于这个范围，生长率下降。在刺鱼生长率不受影响的pH范围为6.

26、0-11.0。（6）摄食时间（对鲤不明显，对鲫的生长影响显著）（7）社会性作用：一些鱼类，如鲑科鱼类，常出现攻击性行为。在鱼群中，一些个体（从属）的生长受到另一些个体（优势）的抑制，造成生长分化。 （8）其它因子：光照、盐度等都有影响。但影响模式不清晰，不作论述。-精品文档-1生长的内在调控生物不仅仅是能量的被动分配者，除对环境变化作出反应外，生物尚具有主动的调控机制，这是生物区别于非生物的重要方面。对鱼类生长的调控问题，系统的研究很少，现对已有的证据作些描述。（1）补偿生长：这是家畜家禽中的普遍现象。当动物的摄食率受到一段时间限制后，再恢复饵料供应，动物会以超常的速度生长，并可能赶上未受限制

27、的个体。对鱼类补偿生长的研究尚很少，而且结论也不一致。（2）大西洋鲑的两型生长：大西洋鲑在第一年的生长中，逐渐分化为两体长组-大型组和小型组，这不是由社会性作用或性别造成的，而与遗传有关。到秋季时，小型组的个体食欲降低，摄食率降至维持水平而停止生长。虽然所处的环境相同，两组鱼却表现出不同的生长调控机制。-精品文档-（3）大西洋鲑的年周期：大西洋鲑的生长季节变化很明显，而且在很大程度上与环境变化不相关。大西洋鲑在生长季节的初期开始摄食及生长，贮存脂肪。到了生长季节后期，水温升高而且饵料丰富时，食欲却下降并停止摄食，这时所贮存的脂肪被用作能量来源，维持性腺发育。（4）真鱼岁的生长调控模型：Cui发

28、现，在食物不受限制时，真鱼岁在实验室三周内的平均生长速度要比一年的平均生长速度高得多，并且在实验中，虽然各条鱼都增重很多，每日摄食量却逐渐下降。 -精品文档-Cui提出的生长模型： 鱼类的生长速度有一由遗传决定的标准。在食物不受限制时，真鱼岁先以超过此标准的速度生长，当进行了一段时间的“超速生长”后，鱼类可察觉出这一“正生长误差”，导致食欲下降，生长速度低于内在标准。经过一段时间的“低速生长”后，鱼类察觉出这一“负生长误差”， 生长速度又上升。鱼类可通过体内某种物质（如激素、血液指标、脂肪贮存等）的变化来察觉 “生长误差”。这一假设预测，在食物不受限制并且环境因子恒定时，鱼类的摄食率及生长率呈

29、波浪形变动，而体重呈阶梯式上升。鱼类生长的环境中，饵料丰度常常变动，波浪式的生长模型，使鱼类在饵料在限制出现之前以“超速生长”达到一定规格，这是对环境的一种适应。当饵料限制不出现时，“超速生长”便没有必要，因而生长率下降。数项研究表明，一些鱼类在恒定环境中的生长率，确实呈波浪形变动。 -精品文档-摄食率生长率体重食物不受限制且环境因子恒定时真鱼岁的生长模型-精品文档-鱼体的生化组成及能量含量1 环境因子的影响 一般认为，干物质、蛋白质、脂肪、灰分及能量的相对含量随体重增加而增加； 生化组成随摄食率不同变化很大；干物质、脂肪及能量随摄食率增加而增加。灰分相反。蛋白质则无一致结论； 温度的影响不一致 2 鱼体的生化组成及能量含量测定干物质（水分）：冰冻干燥或温度小于70度蛋白质：克氏或元素分析仪定氮（6.25/5.8）；比色分析脂肪：氯仿-甲醇抽提；乙醚抽提（磷脂抽提率低）灰分：马福炉灰化（400-550度）-精品文档-能量含量的测定：蛋白质、脂肪换算： 换算系数：蛋白质23.62J/mg，脂肪39.5 J/mg直接测定：热量计测定燃烧能间接测定：重铬酸盐氧化（湿燃烧）测定样品有机物C、N、H含量：-精品文档- 摄入的总能（GE）100 粪能20 可消化能（DE）80 排泄能（鳃、尿、体表）7 代谢能（ME）73 热增量 （SDA）14 净能（NE）59（标准代谢 活动代谢）30 生