动物营养系统的动态平衡体系及其应用简介
2020-09-13 08:43阅读:
动物营养系统的动态平衡体系及其应用简介
原成都奶研所研究员
谢选武
四川省畜牧枓学院
骆世梅
(2020年6月)
人或动物生命是一个相对恒定的系统,人或动
物在一定的环境中生存,机体的各项生理活动都受着外界环境的影响,同时,机体通过各种生命活动影响着环境
。,人或动物与环境组成一个相对稳定的动态平衡系统,而机体生命自身就是一个庞大动态平衡体系,人或动物生命的每一个生理、化学、物理过程都是动态平衡过程。
人或动物营养动态平衡乃是动物或人体生命自身庞大动态平衡体系中的一部分,它是只涉及营养问题(目标)而建立的一个完整的子系统而已,它的每一个生理、化学、物理过程也都是动态平衡过程。从而形成了一系列生命动态平衡体系,现就涉及营养的几个重要动态平体系简介如下:
《一》物质和能量平衡体系及其在生产实践中之应用
德国医生迈尔(J.R.Mayer,1814-1878)在他的论文中提出:'整个自然界,自然界的每一个细部,都服从
一个原理--守恒原理'。食物或饲料在体内的消化吸收和中间代谢亦遵守物质不灭和能量守恒定律,处在动态平衡之中。故可进行定量分析
1,
能量动态平衡体系
能量由产生、贮存到释放、转移、利用的过程即为能量的代谢,其动态平衡受肌肉活动,精神活动。食物的特殊动力作用及环境温度的影响。物质不灭能量守恒,源于食物的营养功能,随着物质代谢的过程而被贮存、释放、转移和利用。基础代谢是能量代谢动态平衡的平衡态。
畜禽或人所需的能量主要来源于三种物质:碳水化合物、脂肪、蛋白质。它们在畜禽体内通过生物氧化过程释放能量。经体外用测热器测定此三种物质的平均热值为:碳水化合物:4.15千卡/克;蛋白质:5.65千卡/克;脂肪9.40千卡/克
<1>,饲料能量在体内的转化
自然界的物质和能量守恒定律适用于无机界及有机界。畜禽采食饲料后经过消化、吸收及体内转化,必然要损失一部分能量,根据现代营养学原理研究结果,饲料能量的主要转化过程如图所示。
图1.2-1
饲料能量在体内的转化过程
<2> 能量平衡及几种能量体系简述
从上图看出,其能量守恒可用以下公式表示:
食入总能(GE) 二二 粪能十消化能(DE)
二二
粪能+尿能十代谢能(ME)
二二
粪能+尿能十体增热十发酵热十淨能(NE)
由上形成了以总能(GE),消化能(DE)
,代谢能(ME),,淨能(NE)四大能量体系耒评定食物或饲草饲料的能量价值和人或动物所需要的能量需要量,.鉴于各种动物机体结构及功能系统(ABGD)各不相同,上述四大能量体系用于不同动物的准确性和测定的方便程度亦各不相同,一般猪用可消化能,奶牛用产奶净能,其他畜禽多用代谢能。而人用总能.
3、各种能量体系的换算方法
1)总消化养分(TDN)(%)=消化蛋白质(%)×1+消化粗纤维%×1+消化无氨浸出物%×1+消化粗脂肪%×2.25。
2)消化能(DE)
DE(千卡/公斤)=
总能(GE)千卡/公斤×总能消化率(%)
总消化养分(TDN)(%)
=
一一一一一一一一一一一一一×4409
100
3)代谢能(ME)
总消化养分(TDN)(%)
ME千卡/公斤=
一一一一一一一一一一一一一×3816
100
ME兆卡/公斤=
DE(兆卡/公斤)×
0.82 (肥育牛,绵羊,马)
96一(0.203×
粗朊%)
ME千卡/公斤=
DE(千卡/公斤)× 一一一一一一一一一一
(猪)
100
4)净能(NE)(牛)
logF=2.2577-0.2213代谢能(ME)(兆卡/公斤干物质)
维持净能(NEm)兆卡/公斤=77/F
增重净能(NEg)兆卡/公斤=2.54-0.314F×F
=维持能量平衡需要的干物质(克)/(公斤)W0.75
产奶净能(NE1)兆卡/公斤干物质=-0.77+0.84DE(兆卡/公斤干物质)
2, 食物中各种营养素的物质平衡体系
“生命活动的基本特征之一是生物体内各种物质按一定规律不断进行的新陈代谢,以实现生物体与环境的物质交换、自我更新以及机体内环境的相对稳定。物质代谢包括合成代谢与分解代谢两个方面并处于动态平衡之中.”物质代谢的新陈代谢过程是最为典型的动态平衡。其中包括糖代谢动态平衡、脂类代谢动态平衡、生物氧化动态平衡、氨基酸代谢动态平衡、核苷酸代谢动态平衡等几类重要物质的代谢过程。
由于糖类(碳水化合物,) 脂脂(油)
蛋白质三大营养物质在体内可以互相转化,
故食物或词草饲料只能按能值,粗蛋白,)粗纤维,粗灰分等几项加以测定,现巳蛋白质为例,耒看其动态平衡在生产生活中的运用。
<1>动物试验饲料蛋白在体内的转化
,蛋白质水解生成的氨基酸,无论是从消化道吸收到体内的外源氨基酸或肌体分解出来的内源性氨基酸,在体内的代谢包括两个方面,一方面主要用以合成机体自身所特有的蛋白质、多肽及其他含氮物质。途径有二:一是与肌蛋白形成一可逆的合成与分解途径;二是一不可逆的特殊合成途径,是合成激素,卟啉等特殊物质;另一方面可通过脱氨作用,转氨作用,联合脱氨或脱羧作用,分解成α-酮酸、胺类及二氧化碳。氨基酸分解所生成的α-酮酸可以转变成糖、脂类或再合成某些非必需氨基酸,也可以经过三羧酸循环氧化成二氧化碳和水,并放出能量。所有反应过程亦遵守物质不灭和能量守恒定律。
<2>蛋白平衡体系
通常以饲料戓食物中的粗蛋白减去粪中的蛋白质,其剩余值称为可消化蛋白质(DCP)可用绝对值克,千克等表示,亦可用相对值
可消化蛋白质 二二 粗蛋白质一粪蛋白质
一般可用粗蛋白和可消化蛋白两个评定体系,
耒评定营养价值和研究动物或人的蛋白质需要
<3>可消化蛋白及蛋白质的生物学价值
可消化蛋白质(DCP),占总重量(干重或鲜重)的百分数表示。
蛋白质的生物学价值(BV)定义为
它是饲料中被吸收到体内的蛋白质,被体内利用程度的一项指标。
<4> 有效氨基酸(可利用氨基酸)
饲料中氨基酸,单胃动物常因种种原因有的不能被动物体消化吸收,有的甚至吸收到体内后也不能被体内利用而直接排出体外,所谓有效性氨基酸系指饲料中的某种氨基酸既能被动物消化吸收,又能被体内利用的数量。因此,它代表了该种氨氨基酸真正对动物有营养价值的部分。国内外推荐,猪日粮中氨基酸的有效性,以回肠末端的消化率来表示,是当前较为准确可行的方法,有关氨基酸有效性的影响因素及其测定方法,笔者已有专论,本文不再赘述
<5>反刍动物新蛋白评定体系
长期以来,人们一直沿用粗蛋白质体系或可消化蛋白质体系来研究反刍动物蛋白质的营养价值,但是随着研究的不断深入,人们逐渐认识到了这种理论的局限性,主要原因是这种理论忽视了反刍动物与单胃动物在消化生理上的差别(瘤胃微生物发酵利用NPN合成荀菌体蛋白)
20世纪70年代以来,对反刍动物蛋白质营养需要和蛋白质营养价值评定提出了新新体系。该体系是针对可消化蛋白旧体系的缺陷而提出的,有多种方案。各种方案理论依据基本相同:均以测定小肠内可吸收的氨基酸为基础;
对饲料氮和微生物氮都加以区分,并区分宿主和瘤胃微生物对氮的需要。主要差别是:所用的评定单位不同;一些换算系数的测定方法不同;换算系数是动态还是静态有差别;区分以饲料还是以日粮为基础计算;
配合日粮的难易程度不同; 在处理能量和蛋白质的关系上有的将蛋白质评定与能量挂钩,
有的则不然。