任务五 三种有机物质在畜禽体内的消化利用与能量转化

动物在维持生命活动和生产过程中，都需要能量。动物所需要的能量来源于饲料中的三种有机物：碳水化合物、脂肪和蛋白质。虽然碳水化合物的能值较蛋白质、脂肪低，但来源广泛，因此，动物能量的主要来源是碳水化合物。

一、三种有机物质在机体内的消化

动物为维持生命和进行生产需要能量供给，储存于饲料营养物质分子化学键中的化学能是动物唯一能够利用的能量形式。所谓化学能，是物质在化学反应中吸收或释放的能量，它是原子最外层电子运动状态的改变，原子能级发生变化的结果。

（一）可消化营养物质

饲料中的三大营养物质（蛋白质、脂肪、碳水化合物）被畜禽采食后，有相当一部分被畜禽胃肠道消化，另一部分未被消化。被消化的终产物大部分被小肠吸收，少部分未被吸收。未被吸收的终产物和未被消化的营养物质一起随粪便排出体外。饲料中被畜禽消化吸收的营养物质就称为可消化营养物质。

可消化营养物质=食入营养物质-粪中排出的该物质

（二）畜禽能量的来源

畜禽在生命活动和生产过程中所需要的能量主要来源于饲料中的碳水化合物、脂肪和蛋白质。

碳水化合物中的单糖、寡糖及淀粉是单胃动物主要的能量来源，反刍动物除从这些物质得到能量外，还可以从纤维素、半纤维素中得到所需要的大部分能量。饲料中脂肪和脂肪酸是高能营养物质，在代谢中提供的能量约为碳水化合物的2.25倍。蛋白质和氨基酸在动物体内不能完全氧化，用作能源不够经济，不仅造成对营养物质的浪费，并且产生过多的胺，对动物机体有害。

（三）能量的衡量单位

过去用“卡耳”来衡量营养的能量。常用单位有卡（cal）、千卡（kcal）、兆卡（Mcal）或热姆（Thenm）。1cal是指在标准大气压下，1g水从14.5℃升温到15.5℃所需要的热量。由于用卡值单位来衡量能量有些方面不够确切，有关国际组织建议用焦耳（Joule，简称J）作为营养、代谢和生理研究中的能量单位。1J被定义为1牛顿（N）的力使物体沿力的方向上移1m所做的功，即1N·m。在营养研究中以1J作单位度量太小，常采用千焦耳（kJ）、兆焦耳（MJ）。卡值与焦耳的换算关系是：

1cal=4.184J

1kcal=4.184kJ

1Mcal=4.184MJ

二、三种有机物质在机体内的利用

饲料在体内的代谢过程也是能量在畜禽体内的转化过程，二者是动物体同一新陈代谢过程中的两种不同表现形式。饲料能量在畜体中的转化过程如下。

（一）总能（GE）

是指饲料在氧弹式测热计中完全燃烧，彻底氧化后，以热的形式释放出来的能量。总能只能表明饲料经完全燃烧后的化学能转变成热能的多少，而不说被动物利用的有效程度。但是，总能值是评定能量代谢的过程中其他能量的基础。

（二）消化能（DE）

动物采食饲料的总能减去未被消化以粪的形式排出的饲料能量（FE），剩余的能量称为该饲料的消化能。

消化能=总能（GE）-粪能（FE）

同消化率的原因一样，这样测得的消化能称为表观消化能（ADE），而不是真实消化能。计算公式如下：

ADE（kJ/kg）=GE（kJ）-FE（kJ）

（三）代谢能（ME）

是指食入的饲料总能减去粪能、尿能及消化道气体的能量后剩余能量，亦即食入饲料中能为动物体吸收和利用的营养物质的能量，又称表观代谢能（AME）。

饲料中被吸收的营养物质，在利用过程中有两部分能量损失。一是尿中蛋白质的尾产物尿素、尿酸等燃烧所产生的尿能，二是碳水化合物在消化道内，经微生物酵解所产生的气体甲烷燃烧所产生的能量，即胃肠甲烷气体能。计算公式如下：

AME（kJ/kg饲料干物质）=GE（kJ）-FE（kJ）-UE（kJ）-Eg（kJ）

式中：UE——尿能；

Eg——消化道气体能。

反刍家畜损失的甲烷能气体较多，一般占总能的6%～8%。猪禽损失的很少，略而不计。

生产实践中常根据饲料消化能计算代谢能：

猪代谢能（MJ/kg DM）=DE（MJ/kgDM）×（96-0.202×CP）/100

式中：DM——干物质；

CP——粗蛋白质%。

上式表明，代谢能占消化能的比值为96%，随着饲料粗蛋白质含量的增加，尿能损失增多，使代谢能占消化能的百分数随之减少。大约粗蛋白质含量每增加1%，代谢能占消化能的百分数约减少0.202%。

反刍家畜代谢能（MJ/kg）=消化能（MJ/kg）×0.82

上式表明，消化能转化为代谢能的利用率为82%，其余18%为尿能和甲烷能的损失量。

（四）净能（NE）

代谢能在畜体内转化过程中还有部分能量以体增热的形式散发掉。“体增热”即畜禽采食后体表散发热能所增加的部分。例如狗在饥饿状态下，体表散发热能为418.4kJ，而饲喂狗含418.4kJ的肉，数小时后体表散发热能为547.69kJ，所增加的129.29kJ热能即为狗的体增热。体增热在严寒季节，可供机体维持体温。饲料净能常在测定AME的基础上测得，所以净能（NE）实际是表观净能（ANE）。

ANE（kJ/kg·DM）=GE-FE-UE-HI

式中HI为体增热，指绝食动物饲喂后短时间内，体内产热高于绝食代谢产物的那部分热能。

饲料总能中，完全用来维持畜禽生命活动和形成畜禽产品的能量称为净能。前者为维持净能（NEp），而后者为生产净能（NEp）。

三、饲料能量在机体内的转化及应用

动物食入饲料被吸收后的营养物质，用于两个方面，一是形成体成分（体蛋白、体脂肪及少量糖原）和产品（奶、蛋等）；二是氧化供给畜体能量。饲料中用来形成畜体成分、产品和氧化供给畜体能量的营养物质称为可利用营养物质。可利用营养物质占可消化营养物质的百分比称为利用率。

可利用营养物质=可消化营养物质-尿中的该物质-肠气体损失物质

利用率=可利用营养物质×100%

我国采用消化能来评定猪饲料的营养价值。一般而论，猪饲料消化能中96%可以转化为代谢能，而66%～72%的代谢能可以转化为净能；采用净能来评定牛饲料的能量价值。反刍动物饲料的消化能有76%～86%可以转为代谢能，而只有30%～65%的代谢能可以转化为净能。对禽类采用代谢能来评定饲料的能量价值，禽类体内的饲料有75%～80%的代谢能可以转化成净能。不同动物种类，能量利用效率不同，不同生产目的，能量的利用效率也不一样。

合理利用饲料能量，提高饲料能量利用效率是动物饲养中的一项重要任务。

想一想 练一练

1.解释名词

化学能 可消化营养物质 卡 总能 消化能 代谢能净能

2.填一填

（1）畜禽在生命活动和生产过程中所需要的能量主要来源于饲料中的______ 、______和______。

（2）饲料总能中，完全用来维持畜禽生命活动和形成畜禽产品的能量称为净能。前者为______，而后者为______。

（3）我国采用______ 来评定猪饲料的营养价值。

3.简答题

（1）简述三种有机物质在机体内的消化。

（2）简述三种有机物质在机体内的利用。

（3）论述饲料能量在机体内的转化及应用。