雞飼料營養原理第二節能量、碳水化合物與脂肪

藍馨 · 發表于 2009-7-10 17:18:46

第2節
能量、碳水化合物與脂肪

任何生命活動都是在能量支持下進行的。一般認為，每天每只動物采食的能量相對穩定。飼糧中的能量濃度低時采食量增加，能量濃度高時采食量減少，這就是動物“為能而食”的理論。不過動物調節每天能量采食量的能力并不精確。例如蛋雞，飼料能量濃度高時會采食較多能量，導致體脂肪增加，影響產蛋性能。更重要的是，動物調節每天能量采食量的能力有限。當飼料中能量濃度過低時，雖然動物會盡量增加采食量以企圖攝取足夠能量，但由于消化道容積有限，動物消化能力也有限，所以仍有可能得不到足夠能量。這就會導致動物分解體組織以滿足生存或生產需要，久之會降低生產性能和機體健康水平。
所以一般認為，飼料中能量濃度只能在一定范圍內變化，否則會影響動物生產性能和健康水平。例如蛋雞配合飼料中，代謝能含量在11.08～12.13兆焦/千克范圍內變化時，每日能量采食量大致不變；10.8 兆焦/千克時已略顯影響；低于10.8兆焦/千克時就顯著降低每天的代謝能采食量。
1、能量的度量單位

在動物營養學范疇，1984年前用“卡（Cal）”為單位表示能量，以后按我國國家標準規定，統一改用“焦(J)”（或焦耳）為單位表示。焦與卡的換算關系為：
1cal＝4.184 J；1Kcal＝4.184KJ；1Mcal＝4.184MJ
1J ＝ 0.2388 Cal;1KJ＝1000J;1MJ＝1000KJ
卡(cal)是指在101.325千帕（KPa）的恒定壓力下，將1克無空氣的水從14.5℃
加熱到15.5℃
所需的熱量。準確的全稱應為克卡（gram-calorie）。各種能（energy）的形式都可轉變成熱能，所以過去營養學者都習慣用熱單位來表示能的量。“卡”，英文縮寫成“cal”，1000卡稱為1千卡（kilo calorie），縮寫成kcal，1000千卡稱為1兆卡（maga calorie）。
焦耳（joule）是指1千克質量的物體在力的方向上移動1米所作的功。換言之即用1“牛頓”的力把1千克質量的物體在力的方向上移動1米所需能量。簡稱為“焦”。1牛頓（Ｎ）是加在質量為1千克的物體上使之產生1米/秒2加速度的力。
2、總能
(1)總能（gross energy）是指飼料在加壓氧彈中完全燃燒時所釋放的總熱量。
(2)能量的估計。總能(兆焦/千克)＝{粗蛋白質含量(克/千克)×23.85＋粗脂肪含量(克/千克)×39.33＋[干物質含量(克/千克)-粗蛋白質含量(克/千克)-粗脂肪含量(克/千克)-粗灰分含量(克/千克)]×17.57}÷1000
飼料中含有的能量并非都能被動物利用。有些能量隨糞便、尿液、呼吸和體表散熱過程而損失。
3、消化能
糞中所含的能量叫糞能。消化能（digestible energy）是指從動物食入飼料的總發熱量中減去從糞中排出的總發熱量的差值。是一種評價有效能值的初級指標，又稱粗能（crude energy）。
消化能＝總能－糞能
用常規消化試驗所測得的糞能中既包含飼料中未消化物的能量，同時也包括消化道脫落物、腸道內分泌物和腸液微生物等所含能量。因而所測得的消化能又稱為表觀消化能（apparent digestible energy），比真消化能（ture digestible energy）值低。家禽的糞尿通過泄殖腔同時排出，很難把糞單獨分離出來測定，所以在設計家禽飼料配方時一般不使用消化能。
4、代謝能

(1)飼料中的總能減去糞能和尿能（反芻動物和馬等還要減去甲烷能）后的能值，叫代謝能（metabizable energy）。通常對甲烷能、代謝性糞能、內源性尿能忽略不計，所以又稱為表觀代謝能（apparent metabolizable energy），表觀代謝能加代謝性糞能及內源性尿能則成為真代謝能（true metabolizable energy），有種種測定方案，可更進一步地反映飼料的生理能值。通常如沒加注解的代謝能值即為表觀代謝能。用常規方法測定豬飼料中的表觀代謝能值時須糞、尿嚴格分離，分別測定，但對禽類則一般不作分別測定。
(2)代謝能的估計。實踐中可據下列回歸公式估計有關飼料的代謝能(山西配合飼料資源成分及營養價值表,山西人民出版社,2002)：
能量飼料ME= 4.184×(-0.036 337X1+0.091 893X2 –0.062025X3 + 0.047 236 X4-0.085 197) (R2=0.81)
動物性飼料ME=4.184×(0.029 266X1 + 0.085 202X2+0.096 512) (R2=0.91)
植物性蛋白飼料ME=4.184×(0.042 431X1 +0.080 297X2–0.038 323X3 + 0.041 593X4-

0.671 555) (R2=0.66)
青綠飼料ME=4.184×(0.016 889X1 +0.024 867X2 –
0.004 568X3 + 0.018 602X4 +0.009 494) (R2=0.95)
上述公式中，ME是代謝能（兆焦/KG）；X1、X2、X3和X4分別代表粗蛋白質、粗脂肪，粗纖維、和無淡浸出物的百分含量。
5、凈能
凈能（net energy）是飼料的代謝能減去熱增耗（反芻動物還要減去發酵熱）后的能值。熱增耗(HI)主要由消化道微生物發酵熱耗和營養素新陳代謝所需熱增耗兩大部分組成，是動物機體內食入飼料后不可避免的損耗。凈能一般根據消化能或代謝能計算。用于奶牛者為產奶凈能(NEI)，用于肉牛者為增重凈能(NEG)，用于維持者為維持凈能(NEm)。

為使讀者了解各種能量間的數量關系，這里給出產蛋雞攝入 1千克飼料中的能量在不同階段消耗的量。在 1千克含有4000千卡能量的飼料中，有2900千卡可被母雞用于代謝，約2300千卡能量用于維持、產蛋和組織生長（后二者是凈能）。這個數量關系可用圖2表示。
6、碳水化合物
碳水化合物與粗脂肪是為家畜提供能量的主要養分，但它們對動物的營養作用不僅僅限于提供能量。
6.1、碳水化合物的概念
碳水化合物在常規營養分析中包括粗纖維和無氮浸出物（或稱可溶性碳水化合物）兩種組分。粗纖維中的木質素并非碳水化合物，只因它與纖維素和半纖維素共同作為植物細胞壁的結構物質，才把它列為碳水化合物。

粗纖維并未完全涵蓋細胞壁的每一種成份(木質素、纖維素、半纖維素)，而這些成份是飼料中較不易消化的部份；粗纖維大部份是可消化的，而一般分析方法并沒把可消化的纖維素、半纖維素與不可消化的木質素作一適當的剖分。
Van Soest以洗滌劑系統把飼料分析發展成為可將植物分離出不同的重要營養部份，洗劑是用於溶解蛋白、脂肪及碳水化合物。這種中性洗劑溶解物是飼料中可消化高的部份，包括蛋白質、脂肪、碳水化合物、非蛋白氮、淀粉、糖、膠質及可溶的礦物質等。飼料在中性洗劑無法溶解的部份稱之為中性洗劑纖維(NDF)。NDF可估計細胞壁的量；包括木質素、纖維素、半纖維素。酸性洗劑可溶解半纖維素(較易於消化)而殘留木質素(不被消化)及纖維素，而這些殘留稱之為酸性洗劑纖維(ADF)。ADF可再分離測定木質素的含量。
可利用這種洗滌過程把飼料干物質分離為可消化和不可消化的成份。NDF比ADF對飼料攝食量有較密切的關系，因為NDF包括所有的纖維成份，會占據消化道而且消化緩慢。ADF較適於作為反芻料的消化率指標，因為ADF含有的木質素比例較高，而木質素為不可消化的纖維部份。NDF的量永遠比ADF高，因為NDF包括有半纖維素，而ADF則無。
6.2、碳水化合物的來源
碳水化合物來源廣、在植物飼料中含量多，是動物飼料的主要組成部分。淀粉主要存在于禾本科植物子實、塊根和塊莖類飼料原料中，約占碳水化合物總量的60％～70％；纖維素通常與半纖維素和木質素等結合在一起，構成植物細胞壁，主要存在于植物子實飼料的皮殼和莖、葉等秸稈類粗飼料中。植物在生長初期幼嫩階段由纖維素組成，隨著植物逐漸成熟細胞壁逐漸木質化，木質素含量逐漸增多。
6.3、碳水化合物的營養
碳水化合物是動物的主要能量來源；是形成體脂的重要原料,脂肪貯于體內，可作為能量貯備物質；為動物體內合成非必須氨基酸提供碳架；是動物體組織的構成物質；碳水化合物還是泌乳家畜合成乳糖和乳脂的原料。無淡浸出物特別是糖和淀粉，主要功能是提供能源，多余部分轉化為脂肪。
在雞等非反芻動物，無氮浸出物（或稱可溶性碳水化合物）是在消化道前段（口腔到回腸末端）消化、吸收；禽類唾液分泌量少，α-淀粉酶的作用甚微，產蛋雞嗉囔中可出現淀粉酶的消化作用，但因飼料粒度限制，消化不具明顯營養意義；飼料在十二指腸與胰液、腸液、膽汁混合，主要在十二指腸消化并以單糖形式經載體主動轉運通過小腸壁吸收；隨食糜向回腸移動，吸收率逐漸下降；禽類消化道中不含乳糖酶，不能消化吸收乳糖，飼糧中乳糖水平過高可能導致禽類腹瀉；雞腸道內沒有纖維素酶，所以不能消化粗纖維中的纖維素和半纖維素。
由于粗纖維吸水性強，進入消化道吸水后體積膨大，使家畜有飽感。粗纖維對雞的主要功能是填充胃腸，促進腸道蠕動和糞便排泄。粗纖維增加能量消耗，使飼料營養價值降低。日糧中粗纖維含量(X)與日糧消化率(Y)有如下關系(相關系數為-0.91):
Ｙ＝86.90－3.622Ｘ
木質素過多時會引起便秘。所以即使反芻動物，日糧中的粗纖維也應控制在一定范圍內，尤其高產動物和幼年動物。
7、粗脂肪
（1）脂肪是重要營養物質。油脂是供給動物必需脂肪酸的基本原料；植物油、魚油等富含動物所需的必需脂肪酸，是動物必需脂肪酸的最好來源；動物體組織的生長和修復、尤其是幼年動物生長，都需要從飼料中攝取脂肪；粗脂肪是形成激素的原料。雞體中的膽固醇通過紫外線作用能形成維生素Ｄ，雌素酮、雄素酮等性激素也是由膽固醇合成的。產蛋母雞日糧中，應含2%左右的亞油酸。如果必需脂肪酸供應不足，會降低公雞授精能力及母雞的產蛋率和孵化率。
(2)飼料中脂溶性維生素A、D、E、K及胡蘿卜素等被動物采食后，必需先溶解于脂肪才能被吸收、運輸、和利用，飼料中缺少脂肪會導致脂溶性維生素代謝障礙。試驗證明，當雞的日糧含4％粗
脂肪時，飼料中的胡蘿卜素被吸收60％，而日糧僅含0．07％粗脂肪時，胡蘿卜素被吸收20％。
(3)脂肪是形成蛋的原料。在家禽，日糧脂肪酸組成能影響其體脂肪和產品中脂肪的組成。因為植物性（或動物性的）飼料中的脂肪在動物體小腸內消化吸收后，直接沉積于動物體脂肪組織中。例如蛋黃中脂肪酸的組成模式與飼料中脂肪酸的組成模式相似。單胃動物如肉雞、豬、馬等對脂肪酸不能進行氫化作用，體脂品質受日糧中脂肪性質的影響，日糧中不飽和脂肪酸多時，體脂會變軟。粗脂肪占雞蛋重量的10%，占蛋內成分1.2%。
(4)脂肪是構成動物體組織的重要組成部分,對動物體有保護作用。皮下脂肪不僅能隔熱保體溫，而且使皮膚有一定彈性；體內器官周圍的脂肪因具有彈性所以對器官有保護作用；腸壁周圍的脂肪還有潤滑作用。
(5)脂肪是供給動物能量和動物貯藏能量的最好形式。因為脂肪在動物體內占體積小而含熱能高，脂肪在動物體內代謝所產生的熱量是同一重量的碳水化合物所產熱能的2.25倍；動物采食脂肪后體增熱小，所以夏季炎熱時在飼料中添加適量脂肪可降低食后體增熱，減少應激。
(6)脂肪的額外能量效應。添加高水平脂肪時，日糧有效能值大于各原料單項有效能值的和，這種現象稱為脂肪的額外熱能效應。這是因為添加高水平脂肪時，日糧在腸道的停留時間明顯增加，有利于飼料完全消化和各種養分的充分吸收。
（7）在設計飼料配方時考慮粗脂肪。飼料中不飽和脂肪酸多時易氧化發霉,不過有時必須在飼料中額外添加脂肪才能達到飼養標準規定的能值，例如肉雞等配合飼料。脂肪酸可直接在體內沉積，減少了通過日糧粗蛋白和碳水化合物沉積脂肪酸的能量消耗。所以在飼料中額外添加脂肪后肝臟內脂肪酸合成減少，蛋黃和蛋重增加，這在高溫環境下特別有用，當采食量降低時，在飼料中額外添加脂肪可維持蛋的形成，減少食后體增熱。
8必需脂肪酸
過去認為亞油酸，亞麻酸，和花生四烯酸是動物不可缺少的養分，而又不能在體內合成，所以必需從飼料供給。因此這三種不飽和脂肪酸是必需脂肪酸。不過近年研究表明,亞麻酸及花生油酸在動物體內均可經亞油酸合成，所以，亞油酸是一種最主要的必需脂肪酸，甚至可能是唯一的必需脂肪酸。
必需脂肪酸除具備粗脂肪一般營養作用外,還有以下功能。
(1)參與磷脂合成，并以磷脂形式出現于線粒體和細胞膜中。當動物缺乏必需脂肪酸時，皮膚細胞對水的通透性增加，毛細血管的脆性和通透性增高，從而導致因水代謝紊亂引起的水腫和皮膚病變。
(2)必需脂肪酸與類脂代謝有密切關系，并對膽固醇的代謝很重要。膽固醇必需與必需脂肪酸結合，才能在體內轉運，進行正常代謝。如果缺乏必需脂肪酸，膽固醇將與一些飽和脂肪酸結合，不能在體內正常運輸，從而影響正常代謝。
(3) 必需脂肪酸可作為體內合成前列腺素的原料。前列腺素可控制脂肪組織中甘油三酯的水解過程。
(4) 必需脂肪酸影響動物精子形成。日糧中長期缺乏必需脂肪酸時，可降低動物繁殖力，引起雄性動物不孕或母畜授乳障礙。在鳥類如雞、鴿、孔雀、駝鳥、環頸雉等，必須脂肪酸更重要。
9日糧能量與設計能量的差異
飼料原料中能量的測定,是將動物放置在標準環境中,測量某種原料釋放出的總能量,減去一定數值為消化能或代謝能,測量前全面分析動物所吃的飼料各種營養成份,在已知其他營養成份含量滿足正常代謝要求的前提下,所得到的數值。
但是實際上原料當中的能量部分常不能被充分利用,例如能量高時一部分被儲藏在體內,造成浪費；蛋白質高時一部分蛋白質被脫掉氨基排出體外,造成浪費；飼料成份變異系數不達標；其他原因影響到能量物質的吸收和利用(如粗纖維含量,動物代謝過程中體內的酸堿和電解質平衡等)。
所以經常出現某些情況，盡管配方中我們設計的能量夠了，蛋動物還是表現為能量攝食不足。動物體內代謝所需能量不足常見表現：在肉雞或豬，骨架長起來，但體重少：采食量偏大：均勻度不好：豬不睡眠，四處走動，毛長且粗。在蛋雞，采食量增加，產蛋率較低，高峰維持時間縮短，均勻度不好控制。