飼料營(yíng)養(yǎng)成分與作用第十章飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定ppt課件

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第十章 飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定,第一節(jié) 飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定方法 第二節(jié) 飼料能量營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定 第三節(jié) 養(yǎng)分的生物學(xué)效價(jià),1,飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定也就是指分析飼料中的養(yǎng)分和其他物質(zhì)含量、測(cè)定并評(píng)估飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)的利用效率和飼養(yǎng)效果，為衡量飼料的質(zhì)量狀態(tài)和合理利用飼料提供依據(jù)。,2,第一節(jié) 飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定方法,3,一、化學(xué)分析 對(duì)飼料進(jìn)行化學(xué)分析主要是測(cè)定飼料的化學(xué)組成和物質(zhì)含量，根據(jù)不同的飼料品種可分析概略養(yǎng)分、純養(yǎng)分、有毒有害物質(zhì)和添加劑等物質(zhì)的含量 （一） 概略養(yǎng)分分析法 1860年德國(guó)Henneberg與Stohmann二人創(chuàng)建了分析測(cè)定水分、粗灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維與無(wú)氮浸出物的概略養(yǎng)分分析方法（proximate analysis）。該法測(cè)得的各類物質(zhì)，并非化學(xué)上某種確定的化合物，故也稱之為“粗養(yǎng)分”。,4,飼料的常規(guī)分析,概略養(yǎng)分分析法僅能給出飼料中“粗養(yǎng)分”含量的測(cè)定值，而未給出“粗養(yǎng)分”中各種具體營(yíng)養(yǎng)成分的含量，如: 粗蛋白中沒(méi)區(qū)分真蛋白和NPN, 灰分中各種元素含量，粗纖維中各種物質(zhì)含量等，導(dǎo)致本屬于不同養(yǎng)分的化合物劃分在同一養(yǎng)分內(nèi)，使?fàn)I養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定不準(zhǔn)確。,5,（二） Van Soest飼草分析法（粗飼料分析方案） Van Soest在1964年首次建立了適于動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)目的的粗飼料洗滌劑分析程序（見(jiàn)圖 ）,Van Soest粗飼料分析方案,6,(三) 純養(yǎng)分分析 隨著營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展，對(duì)飼料化學(xué)成分的分析要求越來(lái)越精細(xì)，飼料純養(yǎng)分分析項(xiàng)目，包括蛋白質(zhì)中各種氨基酸；脂肪酸、維生素、礦物質(zhì)元素等。這些項(xiàng)目的分析需要昂貴的精密儀器和先進(jìn)的分析技術(shù)。隨著動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的發(fā)展和測(cè)試手段的提高，飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定進(jìn)一步深入細(xì)致，也更趨于自動(dòng)化和快速化。 純養(yǎng)分分析可以比較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)某種飼料的化學(xué)組成。,7,（四）飼料添加劑分析 主要通過(guò)常規(guī)和精密分析設(shè)備測(cè)定各種飼料添加劑對(duì)應(yīng)化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)、含量和比例，為評(píng)定飼料添加劑質(zhì)量及合適添加量提供依據(jù)。如生長(zhǎng)促進(jìn)劑、調(diào)味劑、防霉劑、抗氧化劑、色素等。 （五） 抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素的分析 在植物性飼料中主要存在的是蛋白酶抑制因子、血凝素、致甲狀腺腫物質(zhì)、氰、巢菜堿、植酸磷、濃縮單寧、黃曲霉毒素和生物堿及動(dòng)物性飼料中的病原微生物等抗?fàn)I養(yǎng)因子，其分析方法一般都很專一，有些還需要精密儀器。,8,（六） 近紅外分析技術(shù)（near infrared reflectance spectroscopy, NIRS,最近20年來(lái)研究表明，飼料的化學(xué)組成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與其在波長(zhǎng)范圍為730～2500nm近紅外條件下的吸收峰具有顯著的相關(guān)性，因此在一些營(yíng)養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室采用了將分析技術(shù)和統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)聯(lián)合使用的近紅外分析技術(shù)。,9,二、消化試驗(yàn) 對(duì)飼料化學(xué)成分的分析只能說(shuō)明飼料中各種養(yǎng)分的含量，而不能表明它們能被動(dòng)物消化利用的程度。 消化試驗(yàn)是測(cè)定某一種動(dòng)物每日從飼料中食入的養(yǎng)分量和每日從糞中排出的殘余養(yǎng)分量，從而計(jì)算出每日每種養(yǎng)分的消化量和消化率 消化 飼料進(jìn)入動(dòng)物消化道后，經(jīng)機(jī)械的、化學(xué)的及生物學(xué)的作用后，大分子的飼料顆粒被逐漸降解為簡(jiǎn)單的分子，并為動(dòng)物腸道所吸收，這就是動(dòng)物的消化過(guò)程。 可消化養(yǎng)分：動(dòng)物食入的某飼料養(yǎng)分減去糞中排出的該養(yǎng)分，即稱可消化養(yǎng)分。 消化率：就是指飼料某養(yǎng)分的可消化養(yǎng)分占飼料中該養(yǎng)分總量的百分率 。,,10,在實(shí)踐中通常用消化率來(lái)表示飼料養(yǎng)分被消化的程度及動(dòng)物對(duì)養(yǎng)分的消化能力。,,但是按以上方法測(cè)得的養(yǎng)分消化率，嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)稱為表觀消化率。這是由于糞中所排出的養(yǎng)分并非全部屬于飼料本身未被消化吸收部分，還有一部分是來(lái)自消化道本身的產(chǎn)物，它包括消化器官所分泌的消化液的殘余、消化道黏膜及上皮細(xì)胞脫落的殘余和消化道微生物殘?bào)w及產(chǎn)物等，這些產(chǎn)物常被稱為（糞）代謝性產(chǎn)物（metabolic fecal products, MFP）。,11,真（實(shí)）消化率可用以下公式表示：,,顯然，從理論上講，同一飼料養(yǎng)分的表觀消化率總是低于其真實(shí)消化率。當(dāng)然用真消化率表示飼料養(yǎng)分的消化程度（評(píng)定飼料）比用表觀消化率更真實(shí)、可靠。但對(duì)于許多的養(yǎng)分來(lái)說(shuō)，要準(zhǔn)確收集與測(cè)定試驗(yàn)動(dòng)物MFP的養(yǎng)分是非常困難的，因此，用表現(xiàn)消化率來(lái)評(píng)定飼料的消化性能仍被普遍采用。,12,消化試驗(yàn)可分為 體內(nèi)法（in vivo）、尼龍袋法（nylon bag technique）和離體法（in vitro）。,13,（一） 體內(nèi)消化試驗(yàn) 根據(jù)收集方法不同消化試驗(yàn)又可分為全收糞法和指示劑法。,1. 全收糞法（all collect method） 在試驗(yàn)期間精確計(jì)量飼料采食量，全部無(wú)損收集試驗(yàn)動(dòng)物糞便并準(zhǔn)確計(jì)量，有代表性地采取飼料與糞樣并準(zhǔn)確分析。使用全收糞法測(cè)定消化率時(shí)，一般大型草食動(dòng)物采用糞袋收糞，豬和家禽有專用消化試驗(yàn)欄或籠 。,14,應(yīng)選擇生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)狀況、食欲、體質(zhì)均正常的健康動(dòng)物，為了便于糞尿分離，哺乳動(dòng)物一般應(yīng)選雄性。同時(shí)要求動(dòng)物的品種、年齡、體重、血緣關(guān)系和生理階段基本一致。評(píng)定一種飼料需動(dòng)物3～6頭（只）。,消化試驗(yàn)全期分為預(yù)試期和正試期。預(yù)試期的工作包括：將選好的試驗(yàn)動(dòng)物關(guān)進(jìn)置于消化試驗(yàn)籠中，單籠飼養(yǎng)，飼喂待測(cè)飼糧（如待測(cè)飼糧有適應(yīng)性等問(wèn)題則先經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的過(guò)渡），并注意觀察試驗(yàn)動(dòng)物的采食習(xí)性、排糞情況及其他行為活動(dòng)。預(yù)試期的長(zhǎng)短，因動(dòng)物而異（動(dòng)物消化道內(nèi)食糜的排空速度不同）。通過(guò)預(yù)試后，動(dòng)物預(yù)試前采食的其他飼料的食糜殘?jiān)鼞?yīng)從消化道排盡。正試期的任務(wù)是按預(yù)試期末確定的喂量準(zhǔn)確定量飼喂，全部收集各試驗(yàn)動(dòng)物正試期的排糞，按比例取樣保存（保存期間注意防腐）。待正試期結(jié)束時(shí)，將各頭試驗(yàn)動(dòng)物每天的糞樣混合在一起干燥制成風(fēng)干樣以備分析。,15,不同種類的動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)期規(guī)定,從理論上講，正試期越長(zhǎng)，越準(zhǔn)確，但由于人力、物力的限制，正試期不可能太長(zhǎng)，,16,2．指示劑法（indicator method） 也叫穩(wěn)定物質(zhì)法。由于全收糞法收集糞樣工作量大，制備樣品時(shí)較繁鎖，為了簡(jiǎn)化收糞手段，Wiepf（1874）曾采用粗飼料中所含的不被動(dòng)物消化吸收的二氧化硅為內(nèi)源指示劑，Ebin（1918） 又采用了用三氧化二鉻（Cr2O3）為外源指示劑來(lái)測(cè)定飼料養(yǎng)分的消化率。 指示劑法的前提是：用作指示劑的穩(wěn)定物質(zhì)必須是完全不可消化的，即在試驗(yàn)期內(nèi)，飼料中的某穩(wěn)定物質(zhì)的總食入量必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)100%從糞中收回，同時(shí)在飼料及糞樣品中的指示劑的含量必須具有高度的均勻性與代表性，從而通過(guò)飼料與糞中養(yǎng)分與指示劑含量的變化即可計(jì)算出養(yǎng)分的消化率。,17,,,計(jì)算公式為：,常用指示劑包括內(nèi)源指示劑和外源指示劑，前者有SiO2、木質(zhì)素、酸不溶灰分（acid insoluble ash, AIA）等。較為常用的是AIA，即2mol/L（或4mol/L）鹽酸不溶的灰分。后者有Cr2O3、Fe2O3、Ti2O3、BaSO4等。 外源指示劑的一般添加量為0.2%～1.0%。如添加太少，難以準(zhǔn)確測(cè)定，對(duì)回收率影響較大，但添加太多又可能影響動(dòng)物對(duì)養(yǎng)分的消化（注意準(zhǔn)確、均勻的摻和）。糞樣的采集與制備： 應(yīng)采集未受其他物質(zhì)污染（如尿）的糞便，一般應(yīng)每天采集3次，采集的總量一般不應(yīng)少于總排糞量的35%。烘干混勻制成分析樣，待測(cè)定養(yǎng)分和指示劑含量。,18,3．間接法 某些飼料由于其適口性、含有毒有害物質(zhì)、直接飼喂易產(chǎn)生副作用等原因，造成在消化試驗(yàn)時(shí)無(wú)法單獨(dú)飼喂。對(duì)于不能單獨(dú)用于飼喂動(dòng)物的飼料，其消化率測(cè)定使用間接法。間接法由分套算法、聯(lián)立方程組法和外插法。,（1） 套算法 該法進(jìn)行2次消化試驗(yàn)。第一次測(cè)定基礎(chǔ)飼糧的養(yǎng)分消化率；第二次試驗(yàn)測(cè)定由80%～50%的基礎(chǔ)飼糧和20%～50%待測(cè)飼料構(gòu)成的新飼糧的養(yǎng)分消化率。 套算法假定基礎(chǔ)飼糧養(yǎng)分的消化率在2次試驗(yàn)中保持不變，養(yǎng)分的消化率具有可加性。在基本假定成立的情況下，通過(guò)2次消化試驗(yàn)便可按如下公式計(jì)算出待測(cè)飼料養(yǎng)分消化率： 式中DB和DT分別表示基礎(chǔ)飼糧與新飼糧養(yǎng)分的消化率，f表示新飼糧養(yǎng)分中待測(cè)飼料養(yǎng)分所占的比例。,,19,（2） 聯(lián)立方程組法 為了克服套算法基礎(chǔ)飼糧營(yíng)養(yǎng)水平及其內(nèi)在質(zhì)量對(duì)被測(cè)單一飼料或飼糧的能量消化率的影響，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，增加一個(gè)試驗(yàn)組并調(diào)整基礎(chǔ)飼糧與待測(cè)飼料的配比，通過(guò)二元一次聯(lián)立方程組求待測(cè)飼料的能量消化率，借以消除或減少其影響。計(jì)算方法為： a11X1＋a12X2=b1 a21X1＋a22X2=b2 式中，X1為基礎(chǔ)飼糧的能量消化率，X2為待測(cè)飼料的能量消化率，a11、a12、a21、a22分別為基礎(chǔ)飼糧和待測(cè)飼料占測(cè)定飼糧的比例，b1、b2為2次實(shí)測(cè)的飼糧養(yǎng)分消化率。,20,,（3） 外插值法 在測(cè)定某飼料前，事先進(jìn)行被測(cè)飼料與基礎(chǔ)飼糧按不同比例組成的飼糧的消化試驗(yàn)，以被測(cè)料在總飼糧中所占比例（%）為自變量（X），以不同比例的養(yǎng)分消化率（%）實(shí)測(cè)值為因變量（Y），進(jìn)行簡(jiǎn)單回歸分析，最后設(shè)X＝100，代入下式即可計(jì)算被測(cè)飼料的養(yǎng)分消化率： Y＝a+bX 式中a為截距，b為回歸系數(shù)。,21,4. 回腸末端瘺管法 經(jīng)小腸吸收后的食糜在大腸中受微生物的作用，使糞便中某些成分發(fā)生改變，測(cè)得的消化率誤差較大。尤其是AA和Vitamin等。通過(guò)外科手術(shù)在回腸末端安裝一瘺管，便可收取到小腸吸收后的食物殘?jiān)?，從而更?zhǔn)確地測(cè)定養(yǎng)分的消化率。,圖1、T型瘺管示意圖,代謝籠中裝了瘺管的豬,22,回—直腸吻合術(shù),,23,離體消化實(shí)驗(yàn)是模擬動(dòng)物消化道的環(huán)境，在體外進(jìn)行飼料的消化試驗(yàn)，一般有消化道消化液法和人工消化液法。 該法由中國(guó)農(nóng)科院畜牧所張子儀院士的研究小組提出，適于測(cè)定豬的配合飼料、能量飼料、粗飼料及植物性蛋白質(zhì)飼料的干物質(zhì)消化率和表觀消化能。評(píng)定反芻動(dòng)物飼料的離體消化試驗(yàn)常用人工瘤胃法，該法有些類似于豬的離體消化試驗(yàn)。 人工瘤胃法的基本原理是將飼料樣品置于38.5～39.5℃的厭氧、pH值為6.7～7.0條件下，用NaHCO3、NaH2PO4、KCl、MgSO4等的水溶物配制成“人工唾液”及瘤胃液處理飼料樣品24h后，用離心法分離被降解的物質(zhì)，所剩余殘?jiān)匆暈榉墙到馕?，通過(guò)計(jì)算即可求出瘤胃非降解干物質(zhì)中有機(jī)物和能量含量。,（二） 離體消化試驗(yàn),24,（三） 尼龍袋法 主要用于反芻動(dòng)物飼料蛋白質(zhì)的瘤胃降解率測(cè)定。將飼料放入特制的尼龍袋（nylon bag），再?gòu)牧鑫腐浌軐⒛猃埓湃肓鑫钢?，?jīng)24～48h后取出，沖洗干凈，烘干稱重，然后根據(jù)飼料中的蛋白質(zhì)含量可以計(jì)算出飼料蛋白質(zhì)降解率。由于該法簡(jiǎn)單易行、重復(fù)性好、耗時(shí)耗力少，目前國(guó)際上已經(jīng)普遍用于測(cè)定飼料蛋白質(zhì)的降解率。,25,尼龍袋法需注意：,尼龍袋的通透性要好，網(wǎng)眼大小要合適，樣品要有一定細(xì)度，便于瘤胃液作用而充分發(fā)酵。由于飼料的降解速率不一致，而且受外排速度，的影響，在實(shí)際測(cè)定中，為掌握不同時(shí)間的降解情況，往往要測(cè)定多個(gè)時(shí)間點(diǎn)，以分析降解程度與時(shí)間的關(guān)系。,26,影響飼料消化率的因素 （一）動(dòng)物因素 1.動(dòng)物種類 2.品種 3.年齡 4.個(gè)體 （二）飼糧因素 1.飼糧成分 蛋白質(zhì)和粗纖維對(duì)消化率的影響最大。 2.蛋白質(zhì)水平 3.維生素 4.礦物質(zhì) 5．飼料供給量,27,物質(zhì)代謝試驗(yàn)是利用供試動(dòng)物采食與排出體外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之差來(lái)測(cè)定動(dòng)物體內(nèi)組成分變化情況的一種試驗(yàn)方法。通過(guò)物質(zhì)代謝試驗(yàn)可了解各種飼料養(yǎng)分（如碳、鈣、磷等）在動(dòng)物體內(nèi)的存留能力（存留率），以評(píng)定飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。 物質(zhì)代謝試驗(yàn)既可測(cè)定飼料養(yǎng)分的利用率（存留率），也可測(cè)知?jiǎng)游矬w內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增損情況。用物質(zhì)代謝實(shí)驗(yàn)可研究的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有水分、蛋白質(zhì)、脂肪、各種礦物元素和維生素等。在食品動(dòng)物生產(chǎn)中，人們特別重視動(dòng)物機(jī)體蛋白質(zhì)與脂肪的變化。因此，普遍開(kāi)展的還是碳氮平衡試驗(yàn)（據(jù)氮平衡測(cè)定體內(nèi)蛋白質(zhì)增損，據(jù)碳平衡了解體內(nèi)脂肪的增損），亦即研究動(dòng)物碳氮平衡乃研究物質(zhì)代謝的重點(diǎn)。,代謝試驗(yàn)是在消化試驗(yàn)基礎(chǔ)上增加收集尿、氣體的裝置。,三、代謝試驗(yàn),28,（一）屠宰對(duì)比試驗(yàn),根據(jù)動(dòng)物的年齡、性別、來(lái)源、體重、營(yíng)養(yǎng)狀況及其他指標(biāo)選擇試驗(yàn)動(dòng)物，并采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?dòng)物分為若干組。試驗(yàn)開(kāi)始的時(shí)候，屠宰其中一組，分析其體成分，其余各組按要求進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)同樣進(jìn)行屠宰和分析。動(dòng)物體成分的前后差異，即為飼養(yǎng)期間的增長(zhǎng)量。,缺點(diǎn)：凡是CH4產(chǎn)量較高的，用屠宰法估計(jì)的畜體產(chǎn)熱不準(zhǔn)確，應(yīng)扣出CH4能。,29,1.適用范圍 1）了解動(dòng)物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段體成分的變化 2）比較不同飼料對(duì)體成分的影響（如中草藥對(duì)豬肉質(zhì)的影響） 3）比較不同品種或品系沉積蛋白質(zhì)和脂肪的能力 2.測(cè)定指標(biāo) 除需進(jìn)行動(dòng)物和飼料的化學(xué)成分及能量測(cè)定外，也常做胴體品質(zhì)測(cè)定，如：肌間脂肪含量、眼肌面積、背膘厚度、胴體長(zhǎng)、屠宰率等。此時(shí)，將胴體從脊椎一分為二，然后用左側(cè)胴體進(jìn)行測(cè)定。為了解蛋白質(zhì)與脂肪的沉積比例，也多對(duì)左側(cè)胴體進(jìn)行皮、骨、肉、脂的分離。,30,（二） 氮平衡試驗(yàn) 該試驗(yàn)主要用于研究動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的需要量，飼料蛋白質(zhì)的利用率及比較日糧和飼料蛋白質(zhì)的質(zhì)量等方面。,,1.動(dòng)物體內(nèi)的氮代謝 動(dòng)物體內(nèi)的氮來(lái)源、氮排泄及動(dòng)物體內(nèi)的氮代謝途徑總結(jié)于圖,,動(dòng)物食入的飼料蛋白質(zhì)除部分在其消化道沒(méi)有被消化吸收經(jīng)糞排出外，吸收的含氮物（氨基酸）一部分用來(lái)合成新的組織蛋白以滿足生產(chǎn)或組織修補(bǔ)的需要，另一部分含氮物氧化分解并以尿素、尿酸等形式從尿中排出。,31,在氮平衡試驗(yàn)中，可以建立如下關(guān)系式： 存留氮＝食入氮－糞氮－尿氮－體外產(chǎn)品氮 當(dāng)存留氮大于零時(shí)，則稱為氮的正平衡；存留氮小于零，則稱為氮的負(fù)平衡；存留氮等于零，則稱為氮的零平衡或零氮平衡。 氮的總利用率（%）=[沉積氮/食入氮]*100 氮的消化率（%）=[（食入氮-糞氮）/食入氮]*100 消化氮的利用率（%）=（沉積氮/消化氮）*100 氮平衡試驗(yàn)的方法要點(diǎn)與消化試驗(yàn)方法基本相同。氮平衡試驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的頭數(shù)及其選擇、試驗(yàn)期的劃分、安排與處理均可參照消化試驗(yàn)要求，另外，在消化試驗(yàn)基礎(chǔ)上增加收集試驗(yàn)動(dòng)物所有排尿。,2. 氮平衡測(cè)定,,32,通過(guò)碳平衡試驗(yàn)可以測(cè)定動(dòng)物體內(nèi)脂肪增減情況。 動(dòng)物體內(nèi)碳來(lái)源于飼料三大類有機(jī)物質(zhì)（即蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物）。碳的排出途徑為：（1）糞碳及腸道氣體碳。糞碳是指飼料中未被動(dòng)物消化吸收的有機(jī)物質(zhì)。另外，在反芻動(dòng)物的瘤胃和大腸、單胃動(dòng)物大腸內(nèi)微生物的發(fā)酵，可產(chǎn)生CH4和CO2等從腸道排出，構(gòu)成消化道氣體碳損失。（2）尿碳。主要以尿素或尿酸形式排出。（3）呼出氣體碳。吸收到動(dòng)物體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在體內(nèi)氧化供能中將形成CO2，隨動(dòng)物呼吸排出體外。（4）存留體內(nèi)或體外產(chǎn)品蛋白質(zhì)、脂肪中的碳。因此，碳平衡可表示為：,（三） 碳平衡試驗(yàn),存留碳＝飼料碳－糞碳－尿碳－呼出氣體碳－消化道氣體碳－體外產(chǎn)品碳,結(jié)合氮平衡試驗(yàn)，可推算出體內(nèi)脂肪沉積量。,33,（四）能量平衡試驗(yàn),食入能 = 排泄物（糞、尿、脫落皮屑、毛）含能+ 沉積能(生長(zhǎng)肥育) +離體產(chǎn)品(奶、蛋、毛)含能 +維持生命活動(dòng)的機(jī)體產(chǎn)熱,是研究動(dòng)物能量代謝，評(píng)定飼料的能量?jī)r(jià)值，以及測(cè)定動(dòng)物對(duì)能量需要量的重要手段。,測(cè)定方法： 動(dòng)物體產(chǎn)熱量測(cè)定： 直接測(cè)熱法； 間接測(cè)熱法 沉積能和產(chǎn)品能： 碳氮平衡法； 比較屠宰實(shí)驗(yàn),34,1.動(dòng)物產(chǎn)熱量的測(cè)定 根據(jù)動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)熱估計(jì)方法的不同，常分為直接測(cè)熱法和間接測(cè)熱法。 1）直接測(cè)熱法 將動(dòng)物置于測(cè)熱室中，直接測(cè)定機(jī)體產(chǎn)熱。將食入飼料、糞、尿、脫落皮屑和甲烷（反芻動(dòng)物）收集，取樣測(cè)定其燃燒值。,35,2）間接測(cè)熱法 碳水化合物和脂肪在體內(nèi)氧化所產(chǎn)生的熱量與它們的呼吸熵（RQ）之間有函數(shù)關(guān)系。因此，只要測(cè)得O2的消耗量和CO2的排出量，就可計(jì)算出呼吸熵，進(jìn)而計(jì)算出產(chǎn)熱量。 各種含能物質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)，其呼吸熵值均有各自特定的數(shù)值,圖5、密閉回流式測(cè)熱裝置,圖6、開(kāi)放回流式測(cè)熱裝置,36,2. 碳、氮平衡法,1）原理：假設(shè)體內(nèi)沉積是脂肪和蛋白質(zhì)，糖元很少，根據(jù)每克脂肪和蛋白質(zhì)的C、N含量和產(chǎn)熱，可計(jì)算出沉積能，糞、尿、甲烷能可測(cè)得,從攝入飼料總能，就可計(jì)算出畜體產(chǎn)熱。 2）方法：測(cè)定C、N平衡值 3）基本參數(shù)：蛋白質(zhì)：含碳52%，含氮16%， 產(chǎn)熱23.8KJ/g； 脂 肪：含碳76.7% ， 產(chǎn)熱39.7KJ /g,37,3.比較屠宰實(shí)驗(yàn)法,,1）原理：通過(guò)屠宰直接測(cè)定沉積組織的能量，也可推算出畜體產(chǎn)熱(維持)。 食入能=糞能+尿能+皮屑能+甲烷能+沉積能+產(chǎn)熱 2）測(cè)定方法： 屠宰不放血，心臟靜脈注入麻醉藥和凝血?jiǎng)?，除去消化道?nèi)容物，冷凍、粉碎(胴體粉碎機(jī))，取樣測(cè)組織燃燒熱。 3）缺點(diǎn)：凡是CH4產(chǎn)量較高的，用屠宰法估計(jì)的畜體產(chǎn)熱不準(zhǔn)確，應(yīng)扣出CH4能。,38,四、飼養(yǎng)試驗(yàn),飼養(yǎng)試驗(yàn)是通過(guò)飼予動(dòng)物已知營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的日糧或飼料，觀察其體重、體尺、產(chǎn)蛋、泌乳等生產(chǎn)性能指標(biāo)和缺乏癥的產(chǎn)生，產(chǎn)品與飼料消耗的關(guān)系，從而測(cè)定動(dòng)物對(duì)某種養(yǎng)分的需要量，比較飼料或日糧營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低、飼養(yǎng)管理方式的優(yōu)劣以及不同動(dòng)物生產(chǎn)性能的差異等。 飼養(yǎng)試驗(yàn)的主要目的有：a.衡量一種飼料替代另一種飼料滿足動(dòng)物生理功能的程度（飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)排序）；b.建立飼料與其完成某一特定功能的相關(guān)，如第一限制氨基酸與動(dòng)物蛋白質(zhì)增重關(guān)系；c.通過(guò)營(yíng)養(yǎng)供給來(lái)預(yù)測(cè)或控制動(dòng)物的生產(chǎn)性能。 在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的飼養(yǎng)試驗(yàn)中，常用的設(shè)計(jì)方法有：對(duì)照試驗(yàn)、配對(duì)試驗(yàn)、單因子試驗(yàn)、隨機(jī)化完全區(qū)組設(shè)計(jì)、拉丁方設(shè)計(jì)和正交設(shè)計(jì)等。,39,（一） 對(duì)照試驗(yàn) 在營(yíng)養(yǎng)研究中，如需考察某一營(yíng)養(yǎng)因素或非營(yíng)養(yǎng)因素對(duì)動(dòng)物是否有影響， 就可以采用對(duì)照試驗(yàn)。如比較玉米和糙米對(duì)豬的飼養(yǎng)價(jià)值，我們可選兩組條件相近的豬，一組飼喂含玉米的飼糧，另一組飼喂含糙米的飼糧。 對(duì)照試驗(yàn)是最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。 （二） 配對(duì)試驗(yàn) 為了使對(duì)照組和處理組動(dòng)物盡量一致，常選擇各方面條件相同動(dòng)物，雙雙配成對(duì)。再將每對(duì)動(dòng)物隨機(jī)分到對(duì)照組和處理組，更確切地講是互為對(duì)照。在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究中，配對(duì)試驗(yàn)與對(duì)照試驗(yàn)的適用范圍并無(wú)多大差異， 主要視試驗(yàn)動(dòng)物的情況而定。相似年齡、體重、遺傳基礎(chǔ)和養(yǎng)育歷史的動(dòng)物經(jīng)一段時(shí)間的調(diào)整期后，配對(duì)進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)，同一對(duì)動(dòng)物分別飼喂不同的飼糧，同一對(duì)動(dòng)物的采食量相同。該方法不適于自由采食的動(dòng)物試驗(yàn)。 。,40,（三） 單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì) 與對(duì)照試驗(yàn)和配對(duì)試驗(yàn)相比，單因子試驗(yàn)有更多的處理組。例如，要研究飼糧賴氨酸對(duì)生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能的影響并確定其適宜添加水平，一般設(shè)計(jì)一個(gè)賴氨酸水平很低的基礎(chǔ)飼糧（有時(shí)使用半純合飼糧），然后在基礎(chǔ)飼糧中添加不同水平的賴氨酸，根據(jù)賴氨酸水平與生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能的關(guān)系確定適宜的飼糧賴氨酸水平。,41,,（四） 隨機(jī)化完全區(qū)組試驗(yàn) 在上面研究生長(zhǎng)豬賴氨酸適宜添加水平的試驗(yàn)中，如果試驗(yàn)豬來(lái)自3個(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)，盡管豬的品種、年齡、體重和以前的飼糧基本一樣，但為了考察不同環(huán)境、水質(zhì)等是否給試驗(yàn)帶來(lái)影響，就可把3個(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)看成3個(gè)區(qū)組，采用隨機(jī)化完全區(qū)組設(shè)計(jì)。試驗(yàn)的單元根據(jù)年齡、性別等因素分組或分區(qū)。在每一區(qū)組的動(dòng)物則隨機(jī)分配到各處理組，一個(gè)區(qū)組可以是任何一個(gè)可以影響重復(fù)之間的變異的任何因素。如比較3種飼糧對(duì)犢牛生長(zhǎng)的影響，犢牛的開(kāi)始體重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大影響，但又無(wú)必要研究開(kāi)始體重的效應(yīng)。處理方法：先將動(dòng)物按體重分組，再將每組動(dòng)物隨機(jī)分配到各處理組。,42,（五） 復(fù)因子試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在營(yíng)養(yǎng)研究中，往往在同一試驗(yàn)中需要考慮的影響因素不止一個(gè)。如研究小麥對(duì)豬的生產(chǎn)性能的影響的同時(shí)，又想確定酶制劑的合理添加方式，就需采用復(fù)因子設(shè)計(jì)。在飼養(yǎng)試驗(yàn)中，超過(guò)3個(gè)因素以上的復(fù)因子試驗(yàn)是很少的， 除了統(tǒng)計(jì)分析麻煩外，也難控制試驗(yàn)條件，結(jié)果不一定很理想。該試驗(yàn)設(shè)計(jì)允許在一個(gè)試驗(yàn)中考察多個(gè)因素，并可測(cè)定因素之間的交互作用 （六） 拉丁方設(shè)計(jì) 拉丁方設(shè)計(jì)常用于產(chǎn)卵家禽和泌乳母牛短期的試驗(yàn)和飼料養(yǎng)分消化率的測(cè)定。 因試驗(yàn)時(shí)間短，同一動(dòng)物可在不同時(shí)間內(nèi)接受多種試驗(yàn)處理。當(dāng)研究的因素較多時(shí)，該方法可以減少試驗(yàn)動(dòng)物的數(shù)量，仍可評(píng)定處理效應(yīng)。每個(gè)因素必須有相同的處理水平或重復(fù)。,43,,（七） 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在某些情況下需要考察多個(gè)因子， 每個(gè)因子又想考察幾個(gè)不同的水平， 按復(fù)因子設(shè)計(jì)處理組也太多，而某些因子的某些水平又沒(méi)有多大的必要， 此時(shí)可考慮采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。根據(jù)試驗(yàn)考察的因子和水平數(shù)選擇相應(yīng)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表，按表安排試驗(yàn)。選擇正交表安排試驗(yàn)，使用正確的統(tǒng)計(jì)分析方法。,44,五、其它實(shí)驗(yàn)技術(shù),（一）同位素示蹤法 同位素示蹤法主要用于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收與代謝的研究。例如，研究微量元素硒在體內(nèi)各種組織中的分布情況，可注入用同位素標(biāo)記的硒，然后屠宰測(cè)定各種組織中同位素硒的含量，算出其分布的比例就可從吸收飼糧硒的量而推知進(jìn)入各組織中硒的量。 優(yōu)點(diǎn)：同位素示蹤法具有靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：同位素示蹤雖有其特有的優(yōu)點(diǎn)，但儀器設(shè)備昂貴，技術(shù)復(fù)雜，在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究中還局限在一定范圍內(nèi)。 同位素有放射性和非放射性兩種。目前可用于同位素標(biāo)記的物質(zhì)也日益增多,不但能標(biāo)記單個(gè)元素(2H、14C、13C 、15N、23Mg、32P、35S、40K、45Ca、55Fe、60Co、65Zn、132I)，而且可標(biāo)記化合物(15N-尿素、CH414COOH等)和進(jìn)行雙標(biāo)記(15NH414CHCOOH，NH414CH414COOH)。其中2H、13C 、15N為穩(wěn)定同位素。,45,同位素稀釋技術(shù) 是在同位素示蹤原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種定量研究方法。其原理是，當(dāng)標(biāo)記的同位素在體內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，標(biāo)記有某種同位素的物質(zhì)在體內(nèi)各部分與未標(biāo)記的該物質(zhì)之比恒定，根據(jù)這一個(gè)關(guān)系，就可從標(biāo)記物和可測(cè)得的組分的量推算出不可測(cè)得的組分的量。,例如， 在測(cè)定動(dòng)物內(nèi)源氨基酸排泄量時(shí)，用15N標(biāo)記蛋氨酸，連續(xù)灌注數(shù)天，使之在體內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定水平，根據(jù)血液中15N與亮氨酸的比例和腸道排泄物中的15N的量，就可推算出進(jìn)入腸道的內(nèi)源亮氨酸的量。,46,(二)外科造瘺技術(shù) 營(yíng)養(yǎng)研究中外科造瘺一般指在動(dòng)物體表(通常是腹部)開(kāi)一個(gè)口，并用一個(gè)管道（瘺管)與消化道某一部位相通，使消化道內(nèi)容物能從管中排出體外，或者可通過(guò)瘺管向胃或消化道放入物體(如尼龍袋)，或經(jīng)消化道收取分泌物(如消化液)。在本節(jié)中已討論到動(dòng)物消化道微生物對(duì)飼料氨基酸消化吸收的影響，在測(cè)定豬氨基酸的消化率時(shí)，需在回腸末端安裝瘺管，收取未經(jīng)過(guò)大腸微生物作用的飼料殘?jiān)M(jìn)行分析；在豬、禽的離體消化實(shí)驗(yàn)中，如采用小腸液作消化液，也需安裝瘺管收集消化液；測(cè)定反芻動(dòng)物瘤胃飼料蛋白質(zhì)的降解率，也需在瘤胃或十二指腸安裝瘺管。,47,常用的瘺管有T型和橋式兩種，一般采用塑料或不銹鋼制成，便于安裝固定，也耐酸、堿和經(jīng)受機(jī)械的碰撞。,也有將導(dǎo)管直接插入血管以便隨時(shí)可抽取血樣或注入藥液，進(jìn)行研究 （血瘺）,圖1、T型瘺管示意圖,圖2、橋型瘺管示意圖,48,(三)無(wú)菌技術(shù) 在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究中，由于微生物的干擾，使某些研究在常規(guī)條件下難以實(shí)現(xiàn)。例如，腸道微生物能合成多種維生素，有害微生物又可能影響機(jī)體的健康，相反，為了研究微生物對(duì)消化道的影響也需有無(wú)菌消化道作比較。 因此，如果能排出消化道微生物的影響，將有利于對(duì)那些受微生物干擾而無(wú)法研究的營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題進(jìn)行闡明。于是，無(wú)菌技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 無(wú)菌技術(shù)是將胎兒在無(wú)菌條件下剖腹取出，避免經(jīng)陰道自然分娩引起的污染，然后在無(wú)菌環(huán)境中飼養(yǎng)；飼料也經(jīng)嚴(yán)格處理，避免來(lái)自外界細(xì)菌、原生動(dòng)物及寄生蟲(chóng)的污染，并且在這種無(wú)菌環(huán)境中繁殖無(wú)菌的后代。 無(wú)菌技術(shù)無(wú)疑是先進(jìn)的新技術(shù)，但要求的條件也很苛刻，在畜禽的營(yíng)養(yǎng)研究中尚未廣泛采用。,49,第二節(jié) 飼料能量營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定,飼料能量含量是衡量飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一個(gè)重要方面，飼料中的有機(jī)物都是能量的來(lái)源。在動(dòng)物體內(nèi)，飼料中的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能和機(jī)械能，也可以蓄積在體內(nèi),還可以用于形成動(dòng)物產(chǎn)品。 評(píng)定飼料的能量營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方法頗多，這些評(píng)價(jià)體系各有特色，且在不同地域使用或使用于不同動(dòng)物種類。,50,一、飼料能量?jī)r(jià)值基本概念,（一） 可消化有機(jī)物 可消化有機(jī)物（digestible organism或digestible organic matter，DOM）指可消化粗蛋白質(zhì)、可消化粗脂肪、可消化碳水化合物的總量.,可消化有機(jī)物＝可消化粗蛋白質(zhì)＋可消化粗脂肪＋可消化碳水化合物,（二） 可消化養(yǎng)分總量 總可消化養(yǎng)分（total digestible nutrient，TDN）體系由美國(guó)創(chuàng)建并在美洲沿用了半個(gè)多世紀(jì)，主要用于反芻動(dòng)物。它的具體含義是，以能量為基礎(chǔ)折算的飼料可消化養(yǎng)分的總和。,51,,一般而言，動(dòng)物利用飼料中的能量時(shí)，最大的能量損失是未被消化而從糞排泄的部分，這一損失與飼料的種類有很大關(guān)系。因此把損失量最大而且變動(dòng)大的糞中所含的能量從飼料總能量中減出去，由此可得可消化養(yǎng)分，以此可消化養(yǎng)分為基礎(chǔ)表示能量的單位就是可消化養(yǎng)分總量。計(jì)算公式如下： TDN＝X1+2.25X2+X3+X4 式中X1表示可消化粗蛋白質(zhì)含量（%），X2表示可消化粗脂肪含量（%），X3表示可消化粗纖維含量（%），X4表示可消化無(wú)氮浸出物含量（%）。,52,（三） 淀粉價(jià) 又叫淀粉當(dāng)量或淀粉等價(jià)（starch value, SV），這是德國(guó)的Kellner 建立的評(píng)定能量?jī)r(jià)值的方法，主要根據(jù)體脂肪的生產(chǎn)量計(jì)算出飼料的能量值。 Kellner等規(guī)定1kg純淀粉對(duì)肥育閹牛的沉積脂量（248g）為一個(gè)衡量單位，即1個(gè)淀粉價(jià)。 （四） 飼料單位 瑞典的Hansson 等人用乳牛做了許多飼養(yǎng)試驗(yàn)的結(jié)果。以1kg大麥喂給奶牛生產(chǎn)牛奶的效果為1飼料單位（Feed Unit） （五）奶牛能量單位（NND） 我國(guó)為了在奶牛飼養(yǎng)實(shí)踐中應(yīng)用方便，規(guī)定3138 KJ產(chǎn)奶凈能（即1kg標(biāo)準(zhǔn)乳所含的能量）為1 個(gè)奶牛能量單位,53,飼料消化能測(cè)定即是飼料能量消化率測(cè)定，在消化試驗(yàn)中根據(jù)動(dòng)物采食的飼料量、排糞量以及樣品分析熱值，按下列公式計(jì)算飼料消化能含量： 式中DE為飼料消化能含量（MJ/kg），GE為飼養(yǎng)試驗(yàn)期食入料總能（MJ），F(xiàn)E為試驗(yàn)期所排的糞能（MJ），W為試驗(yàn)期食入飼料量（kg）。,二、消化能的測(cè)定,54,,三、代謝能的測(cè)定 飼料代謝能可理解為生理有效能或可利用能。 單胃動(dòng)物代謝能的測(cè)定是在消化能測(cè)定基礎(chǔ)上增加收集尿液和甲烷氣裝置，即可測(cè)出表觀代謝能，一般豬采用糞、尿分離代謝裝置，牛采用橡膠漏斗裝置，禽類的糞尿均從泄殖腔排出，除非特殊需要（如測(cè)定消化率）一般不作人工肛門進(jìn)行糞、尿分離，直接收集糞尿混合排泄物。為防止羽毛、皮屑的污染還有用穿衣法、在泄殖腔口黏結(jié)或縫合集糞瓶的方法，余同消化試驗(yàn)。,55,根據(jù)凈能的用途，可以將其分為維持凈能（net energy for maintenance，NEm）和生產(chǎn)凈能（net energy for production，NEp）。NEm指用于維持生命活動(dòng)的部分，包括基礎(chǔ)代謝、保持體溫恒定、隨意活動(dòng)等所需能量，NEp指用于生產(chǎn)的部分，包括增重、產(chǎn)奶、產(chǎn)蛋、產(chǎn)毛、繁殖、使役做功等。 NE=ME－HI= NEm＋NEp 凈能可以通過(guò)平衡代謝試驗(yàn)結(jié)合測(cè)定產(chǎn)熱量的方法獲得，也可以通過(guò)飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)合屠宰測(cè)定的方法獲得。,四、凈能的測(cè)定,56,第三節(jié) 養(yǎng)分的生物學(xué)效價(jià),養(yǎng)分的生物學(xué)效價(jià)是指飼料中養(yǎng)分在動(dòng)物體內(nèi)被吸收利用的程度。是用來(lái)衡量某種養(yǎng)分完成某些生理功能能力的指標(biāo)。 其表示方法有：絕對(duì)生物學(xué)效價(jià)和相對(duì)生物學(xué)效價(jià)。,飼料中各種養(yǎng)分的含量，只可供作計(jì)算動(dòng)物食入量的數(shù)據(jù)，不能說(shuō)明食入后邊它們的消化量、吸收量和利用量。因此，除分析飼料中各種養(yǎng)分外，還須測(cè)試各種養(yǎng)分的生物效價(jià),57,I：某一養(yǎng)分的采食量 F：糞中排出量 U：尿中排出量 R：體內(nèi)體外產(chǎn)品含量,能量 其效價(jià)分為三個(gè)層次：即測(cè)定其消化率、代謝率、與利用率 蛋白質(zhì) 絕對(duì)效價(jià)：由消化率、生物學(xué)價(jià)值與凈利用率表示 相對(duì)效價(jià)：蛋白效率比 凈蛋白比 等,58,維生素 （一）脂溶性維生素的生物效價(jià) （二）水溶性維生素的生物效價(jià) 水溶性維生素除生物素外，易吸收基本無(wú)效價(jià)問(wèn)題,礦物元素的生物效價(jià) 研究礦物元素的生物效價(jià)的目的是掌握不同來(lái)源元素效價(jià)差，更確切地滿足需要量。真正客觀需要量應(yīng)當(dāng)是： 飼料提供量×生物效價(jià)+人為補(bǔ)給量×生物效價(jià),AA 可利用氨基酸：飼料蛋白質(zhì)用于生長(zhǎng)發(fā)育和維持的那部分稱為可利用氨基酸 效價(jià)用：AA生理可利用率表示,59,