饲料能量计算公式
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总能:(兆卡/公斤)=(粗蛋白质含量×5.7粗脂肪含量×9.4粗纤维×4.2无氮浸出物×4.2)÷100。消化率(兆卡/公斤)=总能消化营养(TDN%)×0.44(兆卡)。
总能消化营养(%)=粗蛋白(%)可以消化粗脂(%)可以消化×2.25粗纤维(%)可消化无氮浸出物(%)可消化。
好文探索:代谢能、净能...吃进嘴里的「能量」最后都去哪儿了?| 动物营养101
昨天一位朋友问,能不能写一篇关于能量的基础知识。
写纤维正写得头晕的我,赶紧点点头:好。
于是今天在碳水化合物系列中来穿插一篇「能量」。
---正好,饲料能量大多都来自于碳水化合物。
在超市买零食的时候,你会去看食品标签上的卡路里含量吗囔囔着减肥的时候,你会计算今天吃的卡路里有没有吃超标吗。
这个能量实际上是很少的,因此在食品行业,大家熟知的卡路里实质上是一千卡(kcal),我们也称为大卡,用首字母大写的Calorie来表示。
而饲料的能量水平以及它与其它营养物质的比例(比如能量蛋白比)在很大程度上决定着动物的采食量与生产性能,也极其关键地左右着饲料成本(能量约占饲料成本的70%)。 能量水平是营养学家配制饲料时非常重要的考量因素。
在动物营养中,常用的热量单位除了千卡(kcal)之外,还有兆焦耳(MJ)。后者是国际营养科学协会采用的标准单位。
它们互相之间可以通过公式换算「1kcal=4.184kJ」。比如小鸭料的能量水平可能为3000kcal/kg,或是12.55MJ。
学术上,能量的定义是「做功的能力」。文学上,能量便是「生命的燃料」。我们和动物所有的活动,包括呼吸、心跳、**循环、肌肉活动、生长繁殖、生产产品(如蛋、**、毛、娃等)都需要能量。
在动物体内,能量转换和物质代谢密不可分——动物只有通过降解养分才能获得能量,反过来,又只有利用这些能量才能实现物质合成。
饲料中能量之源主要为碳水化合物、脂肪、和蛋白质这三大营养物质。
这些有机物质在代谢的同时伴随着能量代谢。简单来说,它们的化学键中贮存着化学能。
在动物摄入后,经过消化吸收,再在体内经过糖酵解、三羧酸循环、细胞呼吸等一系列过程释放出能量,最终以“细胞的能量货币”「ATP」的形式满足机体需求。#一个葡萄糖能产生多少ATP乃生化&营养学必**#来算算看。
葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环、细胞呼吸产生能量的过程。
算清楚了吗公布答案啦——一个葡萄糖彻底氧化分解后可产生32个ATP。而一个脂肪酸根据其碳链长度和饱和程度,氧化分解后可产生的ATP数不同,但都远远高于葡萄糖。
比如硬脂酸(18个碳的饱和脂肪酸)可产生146个ATP。
可想而知,饲料的能量水平自然与这三大养分各自的含量直接相关,脂肪含量越高,能量越高。
但是脂肪价格高,添加量相对有限。而蛋白质就更贵了,用来做为主要能量不仅不划算,还会增加动物肝脏和肾脏的负担。 物美价廉的碳水化合物当之无愧地成为**饲料能量的主力军。
那么,吃进嘴里的能量都会去向何处呢。
根据「能量守恒定律」,可以想像,入口的能量不是出去了,就是留下了。出去的能量又可通过不同的途径(**,粑粑,or排气),这些是身体没能用上的能量,都是损失。
而留下的能量要么在身体内供维持基本生命活动所用,要么,则用于生长和生产。
把这个过程画出来,就是下面这张图。
其中,「总能」(grossenergy)是饲料完全氧化燃烧所释放的全部能量,就是入口的能量。
上面说过,入口的能量不可能完全被动物所利用, 总能实际上并不能说明什么问题。总能高的原料可能并不能够被动物所消化吸收(参见熊猫吃竹子),而总能低的原料有可能又会很大程度地被利用。
测定总能的弹式测热仪(bombcalorimeter)——测热仪里有一缸已知质量的水,将饲料样品脱水后称取一定量放入仪器后,通过导线“引爆”,根据水温的上升度数就可以算出样品的总能。
将总能减去穿肠而过的「粪能」(fecalenergy)便是「消化能」(digestibleenergy)——这是饲料中可消化养分所含的能量。
正常情况下,粪能是能量中损失最大的部分,比如猪的粪能约达20%,反刍动物**料时约20-30%,吃粗饲料时则可达40-50%。
接下来,消化能又将分出一部分去完成代谢过程,主要是蛋白质的代谢。
这一部分的代谢产物,便是通过**液排出。对单胃动物而言,将消化能减去**能(urinaryenergy),就是「代谢能」(metabolizableenergy。ME)。
对于反刍动物而言,因为瘤胃发酵功能强大,产生大量的气体(如甲烷),因此还需减去气能(gaseousenergy)。
在研究中,消化能和代谢能怎么测定呢很简单直接——在一段特定时间内(通常为几天),在准确测得动物采食量的情况下,拿饲料样品去测个总能,再拿粪样、**样去测个总能,减一减,就得到答案。
但也没有那么简单啦。消化能和代谢能还能分为「表观」或是「真」能值。
表观消化能=ApparentDE。ADE。真消化能=TrueDE。TDE表观代谢能=ApparentME。AME。真代谢能=TrueME。TME为什么会有表观和真能值之分呢这是因为在动物的粪便中,除了那些“外来的”没被消化的营养物质之外,还包涵了“内源”的排泄物(Endogenousloss),比如消化道微生物和它们的代谢产物、消化道分泌物(如消化酶)、黏膜脱落细胞等。在**液中,也有“内源”蛋白质的代谢产物。 在粪样或**样中所含的能量实际上比本身未消化部分的能量要高。
如果只是单纯地减一减,得到的表观能值就低估了饲料的营养价值。所以需要扣除内源损失,得到真能值。
TDE=ADE+EndogenouslossTME=AME+Endogenousloss所以,ADE、TDE是更准确的表示方式。只是,在实际研究中,内源损失很难准确地测定,实验的操作和设计有很多讲究,费时费力,因此少有人做。
而我的硕士导师、NRC标准编委之一「Dr。CarlParsons」另辟蹊径,采用将盲肠手术切除后的大公鸡(以避免微生物的影响),定量饲喂饲料或饲料原料,收集粪**测其能值。同时利用断食后的大公鸡来测量内源氮,从而计算TME。
同时,这个方法还可以较为准确地测定所有氨基酸的消化率,省时省力,几十年来为家禽行业提供了大量宝贵的原料营养价值的数据。这个方法,我们称之为「Precision-f**cecectomiz**roosterassay」。
想当初刚进实验室就被拉去给公鸡做盲肠切除手术,也是好玩的回忆。
测定TME的方法之一(Precision-f**cecectomiz**roosterassay)好,到了代谢能,就离真正被动物所利用的能值不远啦。
唯一还需要减去的,叫做「热增耗」(heatincrement)。我们刚刚饱餐一顿后是不是都会突然觉得好热这便是热增耗——是采食之后短时间内的产热。
它来自于消化过程的产热、营养物质代谢的产热、与代谢相关的器官肌肉活动的产热、以及发酵产热。
这部分热量一般没有用处,但在寒冷的时候可以帮助御寒。
蛋白质因其复杂的消化代谢过程,所以热增耗最高,碳水化合物和脂肪的热增耗则相对较少。大家冬天爱吃羊肉就是这个道理。
据我掐指一算,美国人民爱喝冰水应该也和他们的高能高蛋白饮食习惯有关——热增耗太高,必须得降降温哇。
代谢能减去热增耗后剩下的能量,称之为「净能」(energy)。
这一部分,我们可再分为维持净能和生产净能。顾名思义,「维持净能」就是维持需求,来保证基本的生命活动、体温恒定和日常运动。而「生产净能」就是“多余”的能量,本身不需要,便发配给长肉、产蛋、产**用啦。
「总能」是饲料中可能被利用的全部能量「消化能」反映动物对该饲料的消化状况「代谢能」反映动物对该饲料的代谢状况「净能」反映动物对该饲料的能量储存和使用状况而从总能到净能这一个过程中所损失的所有热量,不管是从什么途径散失的,它真的就是损失,对动物的生命没有任何作用。我们想方设法地优化能值表述方式和测量方法,在不同动物中评估不同饲料和原料营养价值,目的是为了拿到最准确的数据,以求在实际生产配方中达到「精准营养」的目的。
讲到这里,我们可以很明显地看出,净能(NE)一定是最准确的评估体系,它能与产品紧密联系,可以根据生产需要直接估算配方需求。可是,净能体系又比较复杂,因为任何一种饲料若用于不同目的的动物生产(长肉vs。
下蛋),其净能值都会不同。同时,净能的测定难度较大,主要是气能、热增耗难以测定。
在今天,反刍动物的能量需求用净能体系来表示,因为它们的气能、热增耗都大得不可忽视,不用净能体系就太不准确了。而对于单胃动物而言,因为气能、热增耗相对很小,不考虑也还算okay。
家禽的**和粪都是从泄殖腔一并排出,理论上采用常规消化实验是无法测定消化能的,因此目前行业内广泛采用代谢能体系。而消化能体系则是目前猪营养需求上大多所采用的体系。
对猪而言,消化能和代谢能之间其实差别不大大概可以按「ME=DEx0.96」来计算。
但近年来,国内外不少动物营养学家已开始着手研究「净能体系」在单胃动物中的使用。
今年的国际家禽年会上,来自法国INFA研究机构的JeanNoblet博士就此做了一个非常好的报告,分享了他们为优化在单胃动物中测定净能的方法已取得的不小进展。在国内,7月底召开的首届「能量营养」学术会议上,包括李德发院士在内的许多专家也呼吁了转型净能体系的重要性。
的确,净能比DE、ME更能精确地反映动物的能量需求、评价饲料的有效能值。应用净能体系可使日粮的能量水平降到最低,饲料配方成本降到最低,废氮排泄降到最低(减少环境污染),并且可以帮助营养师们更合理地利用副产品、优化日粮。
向前看,净能体系应该是未来评定所有动物需求和饲料营养价值的趋势。但要成功转换到净能体系,目前数据库的资料还太少、测定方法还不够完善,仍有大量的工作需要行业和科研单位共同去努力。
**牛的能量流向示意——只有约40%的摄入能量最终被用于维持生命和生产。
所以呀,“能量”这一个简单的词语,在动物营养中包涵着丰富的意思呢。能量在动物体内的流向、饲料的营养价值评定、动物的能量需求评定、不同的测定方法,不同的表述方法,不同的能量体系。
下一次去超市看到食品标签上的卡路里,你就知道了,这个表示“总能”的数值,其实并不能代表什么。还是别看了,放心吃吧。世间万物,唯有美食不可辜负呀。
动物营养101|单胃vs。
精选问答:
1、一斤精饲料相当于多少粗饲料?
一斤精饲料相当于2公斤粗饲料,
育肥牛日采食量(干物质量)约占体重的2.8%~3%,例如一头1000斤重的育肥牛一天便需要吃掉28~30斤草料,其中粗饲料约占60%,精饲料约占40%。
我们可以根据以上计算公式,以及牛犊大小、品种质量、预计出栏时间等详细计算一年所需的草料量。如果选择400斤重的良种公犊进行育肥,饲养管理得当的情况下一年的时间可以达到1400斤左右,前期牛的体重小吃的少,后期牛的体重大吃的多,我们可以折中计算900斤育肥牛一年所需的草料量。900斤的育肥牛一天需要吃掉25.2~27斤草料,一年下来共需要9198~9855斤草料,其中粗饲料为5519~5913斤,精饲料为3679~3942斤。
2、含糖量在饲料中算能量吗?
糖类是饲料能量的主要。也是获得能量的主要。
动物维持生命、生长发育及生长产品(如肉、蛋、乳等)都要能量,即使完全处于休息状态,其呼吸、循环以及其他生理机能未停歇,这些活动,哪怕是极微弱的也必须消耗能量。饲料中各种营养在动物体内的代活动,都是在能量参与下完成的。所以说,能量是各种动物重要的和基本要。
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