动物营养与饲料学 课件 第六章 能量代谢

第六章能量代谢Grains5people1person能量的形式（1）机械能（3）电能（2）热能（5）化学能（4）辐射能（6）核能（7）生物能能量是维持生命活动的动力各种生命活动需要能量呼吸\血液循环\食物的消化\吸收\物质的运输\物质的合成\等都需要能量第一节能量来源及能量单位（一）能量的概念

一、能量的概念及表示单位

定义为：做功大小的能力。在动物机体内做功的能力表现为化学能、热能和机械能。能量在动物体内的代谢遵循着热力学第一定律（能量守恒定律）。（二）能量的单位

能量的单位有卡和焦耳两种卡与焦耳可相互转换

1卡（cal）=4.184焦耳（J）；

1千卡（kcal）=4.184千焦耳（kJ）；

1兆卡（Mcal）=4.184兆焦耳（MJ）。二、能量的来源（一）主要来源能量主要来源于三种有机物：碳水化合物、脂肪和蛋白质，在三大营养物质的化学键中贮存着动物所需的化学能。

体外产热

碳水化合物

16.70kJ/g，

脂肪

37.70kJ/g，

蛋白质

23.60kJ/g

(1g蛋白质要损失6.5kJ,其有效能为17.1kJ/g左右。)三大营养物质的代谢伴随着能量的转换，合成代谢消耗能量，分解代谢释放能量。体内物质与能量代谢的关系见图3－1。三大营养物质的代谢伴随着能量的转换，合成代谢消耗能量，分解代谢释放能量。体内物质与能量代谢的关系见图3－1。图3-1动物能量代谢与物质代谢的关系表3-1三种营养物质的化学元素平均组成

碳氢氧氮其他脂肪蛋白质碳水化合物77524412761122550160030如果化合物中含氧少，碳、氢多，则需外来的氧多，产生热量也多。二、能量的来源（二）特殊来源体贮糖元、脂肪和蛋白。第二节能量代谢

能量以化学能的形式储存在饲料中，这些能量经过消化代谢，部分通过粪、尿、气体及体增热中排出体外，剩余的能量用于维持生命和生产。饲料能量根据在动物体内的代谢变化可相应剖分成若干部分。一、总能（grossenergy，GE）1.概念：是饲料所含能量的总和，主要为碳水化合物、粗蛋白和粗脂肪能量的总和。2.测定：氧弹式测热仪

饲料中的有机物完全氧化燃烧生成二氧化碳，水和其他氧化产物时释放的全部能量。方法3.应用饲料的能量高低取决于三大有机物的比例与含量三大养分的能量平均为：脂肪：39.54kJ/g

蛋白质：23.64kJ/g

碳水化合物：17.5kJ/g含脂肪高的饲料含能高：花生与花生粕、大豆与豆粕骨粉含有机物低，能量低饲料总能高，其营养价值一定高?二、消化能(digestibleenergy,

DE)1.概念：

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。

DE=GE-FE2.测定方法：消化试验收集动物每日采食量、排粪量，并测定其能值，它们的差值即是

简易的猪代谢笼，可以做消化实验，也可以做代谢实验3.粪能动物粪便主要包括以下能够产生能量的物质17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）表观消化能(ADE)=

总能-粪能真消化能(TDE)=

总能-(粪能-代谢粪能)表观消化能（ADE）

（TDE）真消化能TDE比ADE更准确反映饲料的营养价值，但测定困难。如果没有特别的说明，一般指的是表观消化能。19饲料总能值消化能值玉米18.516.4大麦麸18.914.4大豆粕19.615.2红三叶草粉18.39.7苜蓿草粉17.911.3燕麦草粉17.911.7大豆秸粉17.710.0不同饲料的总能与消化能的比较消化试验应用测定消化能测定养分消化率收集动物每日采食量、排粪量，并测定其饲料及粪便中某种养分含量。养分消化率(%)=(W1×A1－W2×A2)/(W1×A1)×100W1、W2：采食饲料和排出粪便重量A1、A2：饲料和粪便中的某种养分含量(%)。4.消化能应用注意点

消化能考虑了粪能损失，比总能准确真消化能测定较麻烦，通常采用表观消化能鸡的粪尿不能分开，不能用消化能表示猪多采用消化能体系，是猪营养需要的一个很重要的指标。三、代谢能(metabolizableenergyME)1.概念：即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体所吸收和利用的营养物质的能量。代谢能=总能－粪能－尿能－可燃性气体能

ME=GE-FE-UE–Eg=DE-(UE+Eg)三、代谢能(metabolizableenergyME)2.测定方法：代谢试验在消化试验的基础上增加收集尿液和甲烷气体的装置。分别测定饲料、粪、尿液和可燃性气体所含能量。鸡代谢笼三、代谢能(ME)3.尿能(UE)：指尿中有机物质所含的能量被称为尿能。尿能取决于蛋白质的高低和AA平衡(蛋白质不能充分利用所致)。4.气体能（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%。对单胃动物可忽略不计。三、代谢能(ME)不同种类动物测定不一样禽

代谢能=总能-(粪能+尿能)=总能-排泻物能量猪

代谢能=总能-(粪能+尿能）反刍动物：

代谢能=总能-(粪能+尿能+可燃性气体能）5.表观代谢能（AME）和真代谢能（TME）表观代谢能=总能-粪能-尿能-气体能AME=GE-FE-UE-Eg真代谢能=总能-(粪能-代谢粪能)-(尿能-内源尿能）-气体能TME=GE

-（FE-FmE）-（UE

-

UeE）-

Eg

UeE：内源尿能，也称内源氮，来自于体内蛋白质动员分解的产物。TME

比AME

更准确反映饲料营养价值，但测定更困难。TME受体内N沉积的影响氮的正平衡：指食入氮全部用于合成体蛋白，此时没有氮的排出。

食入氮=全部体蛋白氮的零平衡：食入氮全部被分解。也即：食入氮=排出氮氮的负平衡：食入氮≤排出氮氮沉积量影响代谢能值，即根据氮沉积量对代谢能进行校正以氮沉积为零时的ME为标准，即氮校正代谢能进行比较氮校正代谢能也分为表观氮校正代谢能与真氮校正代谢能276.氮校正代谢能表观氮校正代谢能（AMEn）=表观代谢能±氮沉积（RN)×34.99真氮校正代谢能(TMEn)=真代谢能±氮沉积（RN)×34.99式中：RN为家禽每日沉积的氮量（g),

RN

=

饲料中氮-排泄物中的氮家禽每日沉积1g的氮用34.99kJ的能量校正，对于猪为28kJ，反刍动物为31kJ286.氮校正代谢能7.代谢能应用在消化能的基础上，考虑了尿能和气体能的损失，比消化能准确，但测定困难。代谢能体系主要用于家禽，猪可以用消化能也可以用代谢能真代谢能比表观代谢更准确地反映出饲料能量的利用情况，但测定复杂，实践中通常使用表观代谢能。

ME=总能-粪能-尿能-气体能⑴影响饲料消化的因素（CF）粪能⑵碳水化合物含量气能⑶蛋白质水平尿能⑷AA平衡尿能(5)三大有机物质的含量与比例（脂肪）8.影响代谢能的因素：四、净能(NetEnergy，NE)1.概念能够真正用于维持生命和生产产品的能量，即饲料代谢能扣除饲料在体内的热增耗后剩余的那部分能量。NE=ME-HI=GE-FE-UE-Eg–HI绝食动物饲给饲粮后，产热量增加，增加的那部分热量损失掉了，这部分热量就叫热增耗(体增热)。体增热=采食动物产热量-绝食动物产热量2.热增耗（HI）四、净能(NetEnergy，NE)

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。3.产生热增耗的原因热增耗对动物而言，是好还是不好？4.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。5.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。NE=NEm+NEp五、饲料能量在动物体内的转化第三节动物能量需要的表示体系1.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。但随着科技的发展，以后要用净能体系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。3.净能体系在代谢能基础上，考虑了热增耗，最准确，但测定更困难。净能体系多用于反刍动物能量体系间的转化关系各种动物的适用能量体系：第四节饲料能量的效率一、能量的作用二、能量的利用效率（一）维持生命活动和生产产品1、维持生命ATP2、维持体温产热与散热3、动物生长、繁殖、生产产品（肉、蛋、奶、皮毛）（二）能量缺乏对生产的影响能量水平影响动物的生产力。缺乏时，动用体内的能量。动用顺序：G→糖原→体脂肪→体蛋白质，动物消瘦，生产力下降，饲料能量利用效率降低，健康恶化。一、能量的作用

（三）能量过量对生产的影响

能量过高同样会对动物健康及生产性能产生影响。繁殖动物动物食入能量过多，体内脂肪沉积过多，动物的繁殖性能下降，母畜的受胎率、泌乳量下降，禽的产蛋量下降；产肉动物猪生长后期体脂肪沉积过多，则肉的品质下降。42（三）能量过量对生产的影响能量过高同样会对动物健康及生产性能产生影响。繁殖动物动物食入能量过多，体内脂肪沉积过多，动物的繁殖性能下降，母畜的受胎率、泌乳量下降，禽的产蛋量下降；产肉动物猪生长后期体脂肪沉积过多，则肉的品质下降。43二、能量的利用效率（一）能量的利用效率的概念（二）能量的利用效率的表达方式或指标（三）消化能用于生产的效率（四）代谢能用于生产的效率（五）净能用于生产的效率（一）能量的利用效率概念动物利用饲料中的能量转化为生产净能（如产奶净能、产蛋净能等），这种能量的产出与投入的比率关系称为饲料能量效率。1．能量利用总效率（grossefficiency）产品含能值总效率＝采食的有效能值

100％2．能量利用净效率（netefficiency）净效率＝产品含能值采食的有效能值－维持需要的能值

100％3．饲料总能的转化效率（efficiency）（二）.能量的利用效率的表达方式或指标产品能量与食入饲料的有效能（消化能或代谢能）之比。产品能量与除维持能以外的食入有效能之比产品能量与食入饲料总能之比饲料总能的转化效率＝产品能食入饲料总能

100％饲料总能的转化效率大致为？猪肉17%、鸡肉12%、鸡蛋7%、牛乳15%、

牛肉4%、羔羊肉5%兔肉9%。（三）消化能用于生产的效率给予动物2.5-3倍维持需要的养分时，动物生产效率最高。48猪生产净能/总净能（%）消化能用于生产的总效率（%）1倍于维持的饲养水平001.5倍于维持的饲养水平33.3322.42倍于维持的饲养水平5033.963倍于维持的饲养水平6644.8（四）代谢能用于生产的效率1、生长的总效率家禽与猪相似，在0.6-0.8之间，平均在0.70。反刍动物低于猪，当饲喂与猪相似的含谷物饲粮时，效率低于0.62，当饲喂饲草时，效率更低，优质的牧草生长的总效率大于0.5。2、产奶的总效率

49猪、反刍动物饲喂常规饲粮的能量利用效率项目猪反刍动物消化能/总能的比例（%）75-9050-87产品能/代谢能的比例（除去维持代谢能的利用效率）体增重产奶75-8075-8530-6240-7550生长和育肥的反刍动物对不同饲料代谢能的利用效率饲料组分利用效率发酵产物利用效率精料粗饲料大麦0.60干黑麦草（幼株）0.52燕麦0.61干黑麦草（成熟）0.34玉米0.62牧场干草0.30花生粕0.54苜蓿干草0.52大豆粕0.48青贮牧草0.21-0.60麦秸0.24干草（切碎）0.31干草（制粒）0.46二、影响饲料能量效率的因素取决于饲料的特性动物对能量的利用能力供给动物的能量水平动物生产目的及生产率。凡是有效能占饲料总能的比例越高、用于维持所占的比例越小、供给动物适宜的能量水平，则能量效率越高。二、影响饲料能量效率的因素（一）动物因素生产目的动物种类增重成分（二）饲料因素饲料种类热增耗饲料营养成分饲料添加剂1.生产目的大量数据表明：维持的能量效率最高，其次是产奶，再次是生长和肥育，最后是产毛（实际意义？？）。代谢能用于维持的能量效率：猪85%-95%，家禽82%-90%，牛65%-82%。代谢能用于产奶的能量效率为：猪75%-85%，牛40%-75%。代谢能用于生长的效率为：猪75%-80%，家禽70%-80%，牛30%-62%。代谢能用于妊娠的能量效率为：牛13.3%53（一）动物因素2.动物种类总能相同的饲粮，猪和牛的消化能、代谢能及净能却不同猪的消化能、代谢能和净能占总能的比例高于反刍动物。产蛋