饲料能量在动物体内的转化

饲料能量在动物体内的转化

动物摄入的饲料能量伴随着养分的消化代谢过程，发生一系列转化，饲料能量可相应划分成若干部分，如图7-1所示。每部分的能值可根据能量守衡和转化定律进行测定和计算。

一、总能( Gross Energy，缩写GE)

总能是指饲料中有机物质完全氧化燃烧生成二氧化碳、水和其他氧化物时释放的全部能量，主要为碳水化合物、粗蛋白质和粗脂肪能量的总和。总能可用弹式测热计(Bomb Calorimeter)测定。

饲料的总能取决于其碳水化合物、脂肪和蛋白质含量。三大养分能量的平均含量为：碳水化合物 17.5 kJ/g ；蛋白质 23.64 kJ/g；脂肪 39.54 kJ/g，其能量含量不同与其分子中C/H比和O、N含量不同有关，因为有机物质氧化释放能量主要取决于C和H同外来O的结合，分子中C、H含量愈高，O含量愈低，则能量愈高，C/H比愈小，氧化释放的能量愈多，因每克C氧化成CO2释放的能量（33.81 kJ ）比每克H氧化成H2O释放的热量（144.3 kJ ）低。脂肪平均含77% C、12% H、11% O ；蛋白质平均含52% C、7% H、22% O；碳水化合物含44% C、6% H、50% O。脂肪含O最低，蛋白质其次，碳水化合物最高，因此，能值以碳水化合物最低，脂肪最高，约为碳水化合物2.25倍，蛋白质居中。同类化合物中不同养分产热量差异的原因同样可用元素组成解释。如，淀粉产热量高于葡萄糖，主要是每克淀粉的含C量高于每克葡萄糖的含C量。部分营养物质和饲料的能值见表7-1。

二、消化能（Digestible Energy，缩写为DE）

消化能是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。即：

DE = GE - FE

按上式计算的消化能称为表观消化能（Apparent Digestible Energy，缩写为ADE）。式中：FE（Energy in Feces，缩写为FE）为粪中养分所含的总能，称为粪能。正常情况下，动物粪便主要包括以下能够产生能量的物质：

（1）未被消化吸收的饲料养分

（2）消化道微生物及其代谢产物

（3）消化道分泌物和经消化道排泄的代谢产物。

（4）消化道粘膜脱落细胞

后三者称为粪代谢物，所含能量为代谢粪能（ Fecal Energy from metabolic origin products ，缩写为FmE，m代表代谢来源）。FE中扣除FmE后计算的消化能称为真消化能（ True Digestible Energy，缩写为TDE），即：

TDE = GE - ( FE - FmE )

用TDE反映饲料的能值比ADE准确，但测定较难，故现行动物营养需要和饲料营养价值表一般都用ADE。

影响饲料消化率的因素（见本书第二章）均影响消化能值。正常情况下，粪能是饲料能量中损失最大的部分，粪能占总能的比例因动物种类和饲料类型不同而异，吮乳幼龄动物不到10%；马约40%；猪约20%；反刍动物采食精料时为20-30%，采食粗饲料时为40-50%，采食低质粗料时可达60%。

三、代谢能(Metabolizable Energy，缩写为ME)

（一）代谢能的计算公式

代谢能指饲料消化能减去尿能（Energy in Urine，缩写UE）及消化道可燃气体的能量（Energy in Gaseous Products of Digestion，缩写Eg）后剩余的能量。

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

尿能是尿中有机物所含的总能，主要来自于蛋白质的代谢产物，如尿素、尿酸、肌酐等。尿氮在哺乳动物中主要来源于尿素，禽类主要来于尿酸。每克尿氮的能值为：反刍动物 31KJ, 猪 28KJ, 禽类 34KJ。

消化道气体能来自动物消化道微生物发酵产生的气体，主要是甲烷。这些气体经肛门、口腔和鼻孔排出。非反刍动物的大肠中虽然也有发酵，但产生的气体较少，通常可以忽略不计。反刍动物消化道（主要是瘤胃）微生物发酵产生的气体量大, 含能量可达饲料GE的3-10% 。故代谢能应按单胃动物和反刍动物分别计算。微生物发酵产气的同时，也产生部分热能，在冷环境条件下，具有参与维持体温的作用。

（二）表观代谢能（AME）和真代谢能（TME）

尿中能量除来自饲料养分吸收后在体内代谢分解的产物外，还有部分来自于体内蛋白质动员分解的产物，后者称为内源氮，所含能量称为内源尿能（Urinary Energy From endogenous origin products，缩写为UeE）。饲料代谢能可分为AME和TME。计算公式如下：

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反映饲料的营养价值比AME 准确，但其测定更麻烦，故实践中常用AME 。

（三）氮校正代谢能（N-corrected Metabolizable Energy ，缩写为 MEn）

MEn是根据体内氮沉积进行校正后的代谢能，主要用于家禽。家禽的粪尿在泄殖腔混合后排出，测定代谢能比消化能容易。测定饲料的代谢能时，一般都利用处于生长期的中雏，因而在实验期内必然有增重，即伴随有氮沉积。测定代谢能时，饲料种类不同，氮沉积量不同。为便于比较不同饲料的代谢能值，应消除氮沉积量对ME值的影响，即根据氮沉积量对代谢能进行校正，使其成为氮沉积为零时的ME。校正公式为：

AMEn = AME - RN ×34.39

TMEn = TME - RN ×34.39

式中：RN （Total Nitrogen Retained ）为家禽每日沉积的氮量（g），可为正值、负值和零，计算时将符号代入。34.39为每克尿氮所对应的能量。

（四）影响代谢能的因素

影响消化能、尿能和气体能的因素均影响代谢能。影响消化能的因素前已述及。

尿能的损失量比较稳定。猪的尿能损失约占总能的2-3%，反刍动物为4-5%。影响尿能损失的因素主要是饲料结构, 特别是饲料中蛋白质水平、氨基酸平衡状况及饲料中有害成份的含量。饲料蛋白质水平增高，氨基酸不平衡，氨基酸过量或能量不足导致氨基酸脱氨供能等，均可提高尿氮排泄量，增加尿能损失，降低代谢能值；若饲料含有芳香油，动物吸收后经代谢脱毒产生马尿酸，并从尿中排出，增加尿能损失。对于猪，代谢能、消化能和粗蛋白质的关系为：

96 - 0.202 ×CP

ME = DE ×

100

即粗蛋白质每增加1个百分点，消化能转化为代谢能的利用率下降0.202个百分点。影响气体能的因素有动物种类和饲料性质及饲养水平。气体能损失在单胃动物较少，可忽略不计。对于反刍动物，气体能的损失量与饲料性质及饲养水平有关。低质饲料所产甲烷量较大, 并且气体能占GE比例随采食量增加而下降，处在维持饲养水平时，气体能约占GE的8%; 而在维持水平以上时, 约占6-7%。

四、净能(Net Energy，缩写为NE)

（一）计算公式