产动物营养与饲料学第6课-能量营养

ATP 分解代谢
合成代谢
体内分解代谢所释放能量并不能全部被合成代谢 所吸收，有很大一部分能量是以热能的形式散失了。
比如1摩尔葡萄糖含有大约2803 kJ的自由能，也就是说当 在热量计中将其完全燃烧为二氧化碳和水时，释放出2803 kJ 的热量。
而在生物体内， 1摩尔葡萄糖在体内完全氧化分解后，有 1398 kJ的能量储存在ATP中，其余部分则以热能的形式散失 掉了。
真可消化能（True digestible energy, TDE）：由表观可消化 能加上粪便中来自内源物质所含的能量（FmE），即为真 可消化能。TDE＝IE-(FE-FmE)
因为FmE的多少主要取决于粪便中内源物质的含氮量， 因此人们往往是通过测定内源物质氮的含量，从而计算 FmE。
研究者把包含在粪便中的那部分内源物质所含的蛋白质 （或氮）称为代谢粪氮（MFN）。通过投喂无氮（或不含 蛋白质）饲料的方式可以测定MFN的含量。
能量营养
动物的摄食、生长和繁殖过程，实质上就是蛋白质、 脂肪和碳水化合物等能源物质在动物体内的代谢和重新分 配，因此，可以通过研究能量摄取、消耗和贮存在体内的 动态平衡来探讨动物体对食物中营养物质的利用情况。
营养能量学 ：把从能量学的角度来研究营养物质在 动物体内的代谢情况的方法叫做生物能量学或营养能量学
可消化能的测定方法
一、直接测定法
DE = (GE FE ) R
式中GE为摄食的饲料总能（kJ），FE为排出的粪便总能 （kJ），R为摄食的饲料量（kg）。所用仪器为氧弹仪。
1卡（cal）＝4.184焦耳（J） 1焦耳（J）＝0.239卡（cal）
生命系统的能量交换
热力学第一定律，即能量转化定律认为：在没有外 界能量（加热或做功）输入的情况下，一个系统的总能 保持恒定。
生命活动过程所需的能量是通过化学键获得的，化学 键释放的能量在生物体内一部分被用于各类合成代谢，另 一方面则以热能的形式被散失。
可消化能（Digestable energy, DE）：摄入总能（IE）减去 粪能后所剩的那部分能量被称为可消化能。DE=GE-FE
饲料配方设计时，更多考虑的是可消化能，而不是饲料的 总能。
表观可消化能（Apparent digestible energy, ADE）：由粪便 排出的废物中不仅有未被消化的饲料残渣所含的能量，还 含有少量肠道微生物及其产物、消化道脱落上皮细胞以及 消化道分泌物所含有的能量。因此，从摄入的总能中扣除 粪能所得到的消化能值往往比真实值低，这种消化能被称 为表观消化能。
在氧弹仪中被测定物质所含的碳和氢被完全氧化为二氧 化碳和水，这与物质在体内被完全氧化的情况一样。
然而，在氧弹仪中氮也被氧化，并与水反应生成强酸， 这是一个吸热过程。在体内则不会发生氮被氧化并与水发 生反应的情况。
因此，可以利用滴定法对产生的强酸进行定量，更正用 氧弹仪测得的能量值，使其接近体内氧化产生的能量值 。
造成这样这些试验结果产生差异的原因可能是多方面 的，包括试验用饲料的组成情况不一样、所含的如生淀粉 之类的不消化或难消化物质的量不一样、所含的抗营养因 子的含量不一样、饲料原料的加工工艺不一样、收集粪便 的方法不一样。
较低的水温可能导致动物摄食量减少，消化道内消化 酶活力降低，肠道的粘膜细胞、消化酶、粘蛋白和其它肠 道分泌物在粪便中的比重相对较高，从而使得饲料的表观 消化率下降。
物质所含能量的多少取决于其化学组成。碳水化合 物、蛋白质和脂肪所含的平均总能分别是：17.2、23.6和 39.5 kJ/g 。
矿物质不含有总能，维生素含有极少的总能。
摄入总能（IE）指的是动物摄取食物所含的总能。
粪能和可消化能
粪能（Feces energy, FE）：饲料中的营养物质必需首先经 过消化和吸收，其所含的能量才能够供机体代谢使用。没 有被动物消化吸收的那部分物质被以粪便的形式排出体 外，其所含的能量称为粪能。
鱼类的代谢频率， 同时也加快了摄入的营养物质穿过肠道内表皮的速率，从 而影响饲料的消化率。而在水温较低的时候，食物在胃中 的排空时间相对较长。
当水温从10℃升至18℃时，虹鳟对饲料干物质、蛋白质 和能量的表观消化率明显升高；当水温从15℃降至6℃时， 这些消化率指标明显降低。然而，也有实验结果表明：在 水温由9℃上升到18℃时，虹鳟对饲料中蛋白质、脂肪和能 量的表观消化率没有显著升高。
另外，在合成代谢中，ATP水解所产生的自由能也只有 部分被转化到代谢所合成的物质中，其余部分也是以热能的 形式散失了。
生物能量学中所强调的一个观点是：在生物体内，无 论是直接的还是经过若干中间步骤的化学反应所产生的热 能是相同的。也就是说，生物体所产生热能的总量取决于 所分解代谢物质的化学特性（能量含量），而不是分解代 谢的反应途径。
研究表明：鲤鱼在水温为20℃时，每天的MFN为2.7-3.3 mg/100g湿体重。因此，可以认为鲤鱼每天的FmE约为0.4 kJ/100g湿体重。这个值大约为鲤鱼摄入总能（IE）的1％、 粪能（FE）的10-20％。
然而，在鱼类营养学试验中发现：一般情况下， 试验动物都会保持较大的摄食量，这样MFN在粪便总 量中所占的比例就相对较小。所以，在这种条件下饲 料中的表观可消化能和真可消化能的差异就很小，可 以忽略不计，所以在实际应用时往往不加以修正。
摄入总能（IE） 粪能
（FE） 可消化能（DE）
尿能（UE）
鳃排泄能 （ZE）
可代谢能（ME）
体增热（HI）
净能（NE）
标准代谢能 （HeE）
活动代谢能 （HjE）
生产能（RE）
图1 饲料能量在鱼体内的分配和利用示意图（NRC，1981）
总能 Gross energy，GE
食物所含的总能（GE）指的是在氧弹仪中测定的物质所 含能量的总和。
影响饲料可消化能的因素
1、动物种类
2、饲料原料
3、摄食水平。一般情况下，摄食水平较低时饲料蛋白质的 表观消化率就会降低，代谢粪氮（MFN）的排出量升高。 但是，也有其它不同的研究结果。Cho和Kaushik（1990） 认为，摄食水平和投喂频率都不会影响饲料干物质、粗蛋 白、脂肪和总能的表观消化率。