任務五 三種有機物質在畜禽體內的消化利用與能量轉化

動物在維持生命活動和生產過程中，都需要能量。動物所需要的能量來源于飼料中的三種有機物：碳水化合物、脂肪和蛋白質。雖然碳水化合物的能值較蛋白質、脂肪低，但來源廣泛，因此，動物能量的主要來源是碳水化合物。

一、三種有機物質在機體內的消化

動物為維持生命和進行生產需要能量供給，儲存于飼料營養物質分子化學鍵中的化學能是動物唯一能夠利用的能量形式。所謂化學能，是物質在化學反應中吸收或釋放的能量，它是原子最外層電子運動狀態的改變，原子能級發生變化的結果。

（一）可消化營養物質

飼料中的三大營養物質（蛋白質、脂肪、碳水化合物）被畜禽采食后，有相當一部分被畜禽胃腸道消化，另一部分未被消化。被消化的終產物大部分被小腸吸收，少部分未被吸收。未被吸收的終產物和未被消化的營養物質一起隨糞便排出體外。飼料中被畜禽消化吸收的營養物質就稱為可消化營養物質。

可消化營養物質=食入營養物質-糞中排出的該物質

（二）畜禽能量的來源

畜禽在生命活動和生產過程中所需要的能量主要來源于飼料中的碳水化合物、脂肪和蛋白質。

碳水化合物中的單糖、寡糖及淀粉是單胃動物主要的能量來源，反芻動物除從這些物質得到能量外，還可以從纖維素、半纖維素中得到所需要的大部分能量。飼料中脂肪和脂肪酸是高能營養物質，在代謝中提供的能量約為碳水化合物的2.25倍。蛋白質和氨基酸在動物體內不能完全氧化，用作能源不夠經濟，不僅造成對營養物質的浪費，并且產生過多的胺，對動物機體有害。

（三）能量的衡量單位

過去用“卡耳”來衡量營養的能量。常用單位有卡（cal）、千卡（kcal）、兆卡（Mcal）或熱姆（Thenm）。1cal是指在標準大氣壓下，1g水從14.5℃升溫到15.5℃所需要的熱量。由于用卡值單位來衡量能量有些方面不夠確切，有關國際組織建議用焦耳（Joule，簡稱J）作為營養、代謝和生理研究中的能量單位。1J被定義為1牛頓（N）的力使物體沿力的方向上移1m所做的功，即1N·m。在營養研究中以1J作單位度量太小，常采用千焦耳（kJ）、兆焦耳（MJ）。卡值與焦耳的換算關系是：

1cal=4.184J

1kcal=4.184kJ

1Mcal=4.184MJ

二、三種有機物質在機體內的利用

飼料在體內的代謝過程也是能量在畜禽體內的轉化過程，二者是動物體同一新陳代謝過程中的兩種不同表現形式。飼料能量在畜體中的轉化過程如下。

（一）總能（GE）

是指飼料在氧彈式測熱計中完全燃燒，徹底氧化后，以熱的形式釋放出來的能量。總能只能表明飼料經完全燃燒后的化學能轉變成熱能的多少，而不說被動物利用的有效程度。但是，總能值是評定能量代謝的過程中其他能量的基礎。

（二）消化能（DE）

動物采食飼料的總能減去未被消化以糞的形式排出的飼料能量（FE），剩余的能量稱為該飼料的消化能。

消化能=總能（GE）-糞能（FE）

同消化率的原因一樣，這樣測得的消化能稱為表觀消化能（ADE），而不是真實消化能。計算公式如下：

ADE（kJ/kg）=GE（kJ）-FE（kJ）

（三）代謝能（ME）

是指食入的飼料總能減去糞能、尿能及消化道氣體的能量后剩余能量，亦即食入飼料中能為動物體吸收和利用的營養物質的能量，又稱表觀代謝能（AME）。

飼料中被吸收的營養物質，在利用過程中有兩部分能量損失。一是尿中蛋白質的尾產物尿素、尿酸等燃燒所產生的尿能，二是碳水化合物在消化道內，經微生物酵解所產生的氣體甲烷燃燒所產生的能量，即胃腸甲烷氣體能。計算公式如下：

AME（kJ/kg飼料干物質）=GE（kJ）-FE（kJ）-UE（kJ）-Eg（kJ）

式中：UE——尿能；

Eg——消化道氣體能。

反芻家畜損失的甲烷能氣體較多，一般占總能的6%～8%。豬禽損失的很少，略而不計。

生產實踐中常根據飼料消化能計算代謝能：

豬代謝能（MJ/kg DM）=DE（MJ/kgDM）×（96-0.202×CP）/100

式中：DM——干物質；

CP——粗蛋白質%。

上式表明，代謝能占消化能的比值為96%，隨著飼料粗蛋白質含量的增加，尿能損失增多，使代謝能占消化能的百分數隨之減少。大約粗蛋白質含量每增加1%，代謝能占消化能的百分數約減少0.202%。

反芻家畜代謝能（MJ/kg）=消化能（MJ/kg）×0.82

上式表明，消化能轉化為代謝能的利用率為82%，其余18%為尿能和甲烷能的損失量。

（四）凈能（NE）

代謝能在畜體內轉化過程中還有部分能量以體增熱的形式散發掉。“體增熱”即畜禽采食后體表散發熱能所增加的部分。例如狗在饑餓狀態下，體表散發熱能為418.4kJ，而飼喂狗含418.4kJ的肉，數小時后體表散發熱能為547.69kJ，所增加的129.29kJ熱能即為狗的體增熱。體增熱在嚴寒季節，可供機體維持體溫。飼料凈能常在測定AME的基礎上測得，所以凈能（NE）實際是表觀凈能（ANE）。

ANE（kJ/kg·DM）=GE-FE-UE-HI

式中HI為體增熱，指絕食動物飼喂后短時間內，體內產熱高于絕食代謝產物的那部分熱能。

飼料總能中，完全用來維持畜禽生命活動和形成畜禽產品的能量稱為凈能。前者為維持凈能（NEp），而后者為生產凈能（NEp）。

三、飼料能量在機體內的轉化及應用

動物食入飼料被吸收后的營養物質，用于兩個方面，一是形成體成分（體蛋白、體脂肪及少量糖原）和產品（奶、蛋等）；二是氧化供給畜體能量。飼料中用來形成畜體成分、產品和氧化供給畜體能量的營養物質稱為可利用營養物質。可利用營養物質占可消化營養物質的百分比稱為利用率。

可利用營養物質=可消化營養物質-尿中的該物質-腸氣體損失物質

利用率=可利用營養物質×100%

我國采用消化能來評定豬飼料的營養價值。一般而論，豬飼料消化能中96%可以轉化為代謝能，而66%～72%的代謝能可以轉化為凈能；采用凈能來評定牛飼料的能量價值。反芻動物飼料的消化能有76%～86%可以轉為代謝能，而只有30%～65%的代謝能可以轉化為凈能。對禽類采用代謝能來評定飼料的能量價值，禽類體內的飼料有75%～80%的代謝能可以轉化成凈能。不同動物種類，能量利用效率不同，不同生產目的，能量的利用效率也不一樣。

合理利用飼料能量，提高飼料能量利用效率是動物飼養中的一項重要任務。

想一想 練一練

1.解釋名詞

化學能 可消化營養物質 卡 總能 消化能 代謝能凈能

2.填一填

（1）畜禽在生命活動和生產過程中所需要的能量主要來源于飼料中的______ 、______和______。

（2）飼料總能中，完全用來維持畜禽生命活動和形成畜禽產品的能量稱為凈能。前者為______，而后者為______。

（3）我國采用______ 來評定豬飼料的營養價值。

3.簡答題

（1）簡述三種有機物質在機體內的消化。

（2）簡述三種有機物質在機體內的利用。

（3）論述飼料能量在機體內的轉化及應用。