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飼料營養(yǎng)價值評定第1頁/共120頁飼料營養(yǎng)價值是指飼料本身所含營養(yǎng)物質(zhì)以及這些營養(yǎng)物質(zhì)被動物利用后所產(chǎn)生的營養(yǎng)效果。飼料營養(yǎng)價值可以通過對代表性樣品進行物理的、化學和生物學的分析(包括消化試驗、代謝試驗、平衡試驗、比較屠宰試驗和飼養(yǎng)試驗)來評定。第2頁/共120頁在評定飼料的營養(yǎng)價值時,通??梢愿鶕?jù)飼料的物理特征,使用一些簡單的現(xiàn)場檢驗儀器和化學試劑來實施現(xiàn)場感觀檢驗。實驗室化學分析和生物學分析,可以進一步對飼料中營養(yǎng)物質(zhì)和/或有害成分進行定量分析。第3頁/共120頁化學分析方法對飼料成分進行分析的結(jié)果,提供了飼料潛在的營養(yǎng)價值,是確定各類飼料營養(yǎng)價值最基本的方法。動物飼料的實際營養(yǎng)價值則只有在扣除動物消化、吸收和代謝過程的損失以后才能體現(xiàn)?,F(xiàn)在還發(fā)展了離體(或體外)試驗的方法模擬活體生物學分析方法。第4頁/共120頁樣品的采集及物理性狀評定樣品采集是飼料營養(yǎng)價值評定工作中最重要的一步。采集的樣品必須具有代表性,即代表全部被檢物質(zhì)的平均水平。否則,即使實驗室分析的儀器和方法先進、科學,也不能得出科學、公正和實用的結(jié)果。因此,應(yīng)該掌握正確的取樣操作規(guī)程和方法以確保所采取的樣品確實具有代表性。樣品的采集
第5頁/共120頁(1)散裝的原料和混合飼料、打包的原料和混合飼料的采樣方法。①取樣量:每個樣品的取樣量至少要1.5~2.5kg。②取樣部位:樣品應(yīng)該由從運輸卡車,大型貯存柜或貨船中隨機抽取的幾個點所獲得的樣品所組成。③所有測定指標都需要取平行樣進行重復測定。第6頁/共120頁(2)袋裝的原料和混合飼料的采樣方法。①用槽形的飼料取樣器取樣0.5kg。②飼料數(shù)量為1~10包時,從每包中取樣。③飼料數(shù)量為11包以上時,抽取10包。④至少分析三個樣品,取其平均值。第7頁/共120頁(3)糖漿和脂肪的采樣方法。在交/卸貨點采用連續(xù)取樣程序,或者是核心液體取樣器對所有的原料和混合飼料樣品進行取樣。第8頁/共120頁(4)成品出料口采樣方法。用取樣鏟在出料口采樣,每10袋取樣1份。樣品的包裝應(yīng)用內(nèi)襯有塑料袋,外加布袋或牛皮紙袋,包裝材料不得用與包裝內(nèi)容物發(fā)生化學反應(yīng)的物質(zhì)。樣品裝袋后,將印有采樣人印章的標簽放在樣品袋內(nèi),扎緊以防松散。再貼上加蓋有采樣單位和被檢單位公章以及采樣人印章的封條。最后用塑料袋封好,置冷暗處保存。第9頁/共120頁飼料樣品的制備在于確保樣品的均勻性,即進行分析時所取的任何部分都能代表全部被檢測物質(zhì)的成分。根據(jù)被檢物質(zhì)的性質(zhì)和檢測項目要求,可以用搖動、攪拌、切碎、研磨或搗碎等方法進行?;ゲ幌嗳艿囊后w,分離后分別取樣。樣品的制備
第10頁/共120頁飼料原料的重要的感官性狀包括顏色、氣味、質(zhì)地、水分、潔凈度(不含異物)和昆蟲侵蝕等。原料的顆粒大小(或飽滿度)、味道、觸覺和聲音等物理特性也可檢測。感官性狀的結(jié)果應(yīng)與參考樣品或預定的標準進行比較。盡管這似乎是一個主觀的評價程序,但感官檢驗對于明顯變質(zhì)的劣質(zhì)原料是一種直觀而簡易的判斷方法。感官性狀的評定
第11頁/共120頁(1)顏色:顏色的任何變化都可能指示著谷物成熟度、貯藏條件的變化;也可能是存在毒素、沙石或使用殺蟲/殺真菌劑造成的,在這些情況下飼料原料的外觀都可能失去本身的色澤而變得灰蒙蒙的。第12頁/共120頁(2)氣味:氣味對于判斷原料新鮮程度,以及有些情況下?lián)郊俚群苡袃r值。霉味表示原料開始受到真菌的污染或被蟲蛀。這是檢測含有原料的酸敗情況的最好方法。如果在飼料原料中發(fā)現(xiàn)石油醚的氣味,可能意味著過度使用了殺蟲劑或殺真菌劑。而肉骨粉中的皮革味是其中摻雜了皮革粉的結(jié)果。第13頁/共120頁(3)質(zhì)地和同質(zhì)性:是檢驗原料中是否存在污染物,如其他谷物、穎殼、破碎的谷物、野草種子、受蟲害的谷物、霉變情況等。第14頁/共120頁物理性狀的評價通常包括檢查飼料原料的重量、測重、散裝密度、純度和水分。所有這些性質(zhì)將決定這些物料如何卸貨、送入或送出料倉,如何貯存和加工(粉碎或混合)。物理性狀的評定第15頁/共120頁(1)測重。測重是指谷物裝滿某一容器時的重量。測重對于小麥是指在去除了雜質(zhì)后測得的重量;對于高梁是在未去除雜質(zhì)、破碎顆粒、異物和其他谷物之前測得的重量;對于玉米是指未去除破碎玉米和異物之前測得的重量。第16頁/共120頁(2)容重。容重代表了單位容積原料的質(zhì)量,可因不同的物料或壓實情況而有很大差別。容重不僅可以反映玉米和其他谷物籽粒的飽滿和成熟程度(因此容重是評價谷物原料質(zhì)量的關(guān)鍵指標之一),而且將決定原料在配料和混合中的性能。當一種日糧配方中原料的容重差別很大時,混合均勻度通常會受到影響。第17頁/共120頁(3)顯微鏡檢查。飼料顯微鏡檢查對于鑒別雜質(zhì)、污染物和評價進廠原料的質(zhì)量是一種有用的方法。它也可作為鑒別成品中缺少某種原料的一種有用方法。顯微鏡檢查是基于觀察已知原料的有關(guān)特征,通過使用低倍鏡來進行諸如形狀、顏色、粒度、軟度、硬度和質(zhì)地等物理特征檢查和物料鑒別。第18頁/共120頁化學分析方法概略養(yǎng)分分析法是18世紀中葉由德國學者Henneberg和Stohmann所建立,又稱為Weende分析方法。Weende分析方法把飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)分為水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物和粗灰分等6個組分,分別代表飼料中的水分、蛋白質(zhì)、脂類、纖維、碳水化合物和礦物質(zhì)。這種方法測定的各類物質(zhì),并非化學上某種確定的化合物.所以稱為“粗營養(yǎng)物質(zhì)”。概率養(yǎng)分分析法第19頁/共120頁Weende分析方法簡便、快捷,長期應(yīng)用該方法積累了大量的數(shù)據(jù),在動物營養(yǎng)與飼料的科研與生產(chǎn)中發(fā)揮了十分重要的作用。但Weende分析方法僅能給出飼料中“粗營養(yǎng)物質(zhì)”含量的測定值,而未給出“粗營養(yǎng)物質(zhì)”中各種具體營養(yǎng)成分的含量,在評定飼料的營養(yǎng)價值時并不十分準確。第20頁/共120頁在Weende分析方法中,最受質(zhì)疑的是對“纖維”組分的分析。這是因為在粗纖維的測定過程中,酸處理會使很大一部分半纖維素被溶解,因此粗纖維中只包含了纖維素以及一部分的半纖維素和木質(zhì)素,使飼料中最不能被利用的成分并未完全包括在粗纖維中。被溶解的部分半纖維素(可消化性低)和木質(zhì)素(不可消化)被計算為無氮浸出物,導致無氮浸出物的含量比只包含蔗糖和淀粉的真實值要高,平均可消化性比真實值要低。因此,粗纖維值不能反映飼料中所有最難消化的組分。第21頁/共120頁優(yōu)點:①分析方法簡單,所需儀器設(shè)備便宜。②分析測定的結(jié)果容易評價。③通過此法獲得的實驗數(shù)據(jù)非常充足。④對飼料的營養(yǎng)品質(zhì)進行進一步評價的基礎(chǔ)。第22頁/共120頁缺點:①粗纖維不是一個確定的化學實體,其測定結(jié)果不準確,不能反映飼料中全部的纖維物質(zhì)成分,導致某些飼料中粗纖維的消化率大于無氮浸出物的消化率。②不能確定飼料中的各種純營養(yǎng)物質(zhì)的含量。③粗蛋白質(zhì)的測定不能有效的區(qū)分飼料中的真蛋白質(zhì)與NPN的含量,也無法知曉飼料蛋白質(zhì)中氨基酸的平衡性。④不能獲得飼料適口性、養(yǎng)分消化率和利用率的信息。⑤測定過程費時間,一個樣品全部指標大約7天。第23頁/共120頁VanSoest分析法VanSoest等人建立了能夠估計飼料的纖維組分和能量值,并且得到飼料界權(quán)威普遍認可的方法,即中性洗滌纖維(NDF)方法。NDF方法是將飼料樣品在中性洗滌溶液中煮沸1h,然后過濾。飼料中溶解性高的,相應(yīng)更易消化的部分存在于濾液中,稱為中性洗滌可溶物(NDS);濾渣由纖維性的、不易消化的飼料成分組成,稱為中性洗滌纖維(NDF)。第24頁/共120頁NDS由細胞內(nèi)容物的大部分成分組成,主要有脂類、蔗糖、淀粉和蛋白質(zhì),可消化性高。NDF包含植物細胞壁的大部分成分,有時又稱為細胞壁成分或者細胞壁組分。NDF主要包括半纖維素、纖維素、木質(zhì)素、二氧化硅和一些蛋白質(zhì)。VanSoest方法中,所有的木質(zhì)素和半纖維素都包含在NDF中;而Weende方法中,這兩種成分不同程度地從粗纖維損失到無氮浸出物中。這決定了對于某些飼料,用VanSoest方法測定的NDF值比用傳統(tǒng)方法測得的粗纖維值要高。第25頁/共120頁NDF也不是一個均一的化學成分,而是植物細胞壁成分的一個可變混合物。動物對各種飼料中NDF的消化率并不相同,很大程度上受木質(zhì)素含量的影響。VanSoest提議預測NDF可消化性時,要測定木質(zhì)素的含量,制定適當?shù)哪举|(zhì)素的允許量。同一種飼料NDF的含量還受加工,特別是熱處理程度不同的影響而變化。這是因為熱處理條件下NDF可能與飼料中的還原性糖或蛋白質(zhì)中的氨基酸的某些基團發(fā)生邁拉德反應(yīng),結(jié)果不僅降低了飼料蛋白質(zhì)的品質(zhì),而且NDF的含量大量增加。因此,NDF可以作為原料加工中熱處理的控制指標。第26頁/共120頁測定植物樣品中木質(zhì)素的含量,VanSoest建議使用酸性洗滌木質(zhì)素方法。在這個方法中,酸性洗滌纖維(ADF)是一個準備步驟。將風干的樣品于酸性洗滌溶液中煮沸一小時,然后過濾。不溶于酸性洗滌劑的濾渣稱為ADF,主要由纖維素、木質(zhì)素和不同含量的二氧化硅組成。ADF不同于NDF,NDF包含大部分飼料半纖維素和一定量蛋白質(zhì),而ADF中沒有這些成分。NDF與ADF含量的差異可以估計飼料中的半纖維素。第27頁/共120頁為測定木質(zhì)素的含量,將ADF于72%H2SO4中15℃消化3h,然后過濾。洗滌、烘干后的濾渣進行稱重和灰分測定。剩余的灰分可認為是二氧化硅,灰分測定過程中損失的重量便是木質(zhì)素的含量,稱為酸性洗滌木質(zhì)素(ADL),或者更專業(yè)的酸不溶木質(zhì)素。在分析過程中,ADF處理溫度高于50℃時,會增加木質(zhì)素的含量,原因是通過邁拉德反應(yīng)增加了人造木質(zhì)素產(chǎn)物。因此,ADF中的無氮組分是一個對這種損壞程度敏感的度量指標,能夠估計人造木質(zhì)素的含量。第28頁/共120頁某種飼料原料的NDS、NDF、ADF和ADL含量被測定以后,這些指標中的一種或多種可以單獨地或與另一種相結(jié)合,同其他特定的組成成分數(shù)據(jù)一起,評估原料的飼養(yǎng)價值。這些數(shù)據(jù)最直接的用途之一是確定某種飼料原料的粗飼料價值。這尤其在飼養(yǎng)高產(chǎn)產(chǎn)乳動物時有用,產(chǎn)乳動物日糧中必須提供最低限度以上的纖維性原料,以在質(zhì)量和數(shù)量上發(fā)揮最大的產(chǎn)奶性能。另一方面,奶牛日糧中更多的粗飼料或纖維能夠降低日糧中的能量濃度,從而能夠發(fā)揮最大的生產(chǎn)性能。NDF與ADF或傳統(tǒng)的粗纖維相比,是一個更有效的評估飼料原料的度量指標。第29頁/共120頁VanSoest分析法一個更有利的方面是,利用這些數(shù)據(jù)預測一種飼料原料對動物的能量價值。這將意味著,從單獨的VanSoest飼料分析數(shù)據(jù),或者與其他可利用的信息綜合,能夠計算得到飼料的凈能值。第30頁/共120頁純營養(yǎng)物質(zhì)分析方法隨著動物營養(yǎng)科學的發(fā)展和測試手段的提高,飼料營養(yǎng)價值的評定進一步深入細致,也更趨于自動化和快速化。飼料純營養(yǎng)物質(zhì)分析項目,包括各種氨基酸、維生素、礦物元素及必需脂肪酸等。這些項目的分析需要昂貴的精密儀器和先進的分析技術(shù)。第31頁/共120頁飼料中礦物元素含量的測定在已知的90種自然存在的元素中,至少有26種是人和動物必需的礦物元素。常量元素是動物結(jié)構(gòu)組織的重要組成部分,并具有重要的代謝作用;微量元素在動物體內(nèi)的含量很低。大多數(shù)元素既是必需元素,但濃度過高又是有毒元素。因此飼料中礦物元素含量及有效性的評價是飼料營養(yǎng)價值評定中一項不可或缺的工作。第32頁/共120頁(1)原子吸收光譜法。原子吸收光譜法是礦物元素分析中近年應(yīng)用最廣的方法之一,它能用于測定60多種礦物元素,而且具有較高的靈敏度。使用的主要儀器是原子吸收分光光度計,波長范圍190~900nm。其測定原理是:光源輻射出具有待測元素的特征譜線的光,該光束通過試樣所產(chǎn)生的原子蒸汽時,被蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸收,可以根據(jù)輻射光強度減弱的程度,計算出樣品中待測元素的含量。第33頁/共120頁(2)分光光度計法。有些元素可以與某些化合物形成穩(wěn)定的具有吸光特性的有色物質(zhì),且該有色物質(zhì)的吸光度與元素濃度的關(guān)系服從朗伯-比爾定律。因此,只要測定樣品溶液的吸光度和相應(yīng)的標準溶液的吸光度,就可以定量分析元素的含量,如磷和鉻的測定。第34頁/共120頁(3)等離子光譜分析儀法。利用分析樣品中存在的元素在感應(yīng)線圈、繞等離子炬管構(gòu)成的氬氣等離子磁場中,被激化后發(fā)射特征波長的光,經(jīng)光電倍增管放大,并轉(zhuǎn)變成電信號,經(jīng)計算機分析處理得到分析結(jié)果。該分析方法需要使用專門的儀器——等離子發(fā)射光譜儀。第35頁/共120頁(4)中子激活分析(neutronactivationanalysis)。中子激活分析技術(shù)主要應(yīng)用于人類醫(yī)學,而在動物科學中的應(yīng)用只是其一個次要功能。這一技術(shù)的應(yīng)用取決于中子資源的產(chǎn)生(有時可能使用同位素)或一個密封的中子發(fā)射管。樣品經(jīng)輻射后,激活的中子所捕獲的許多元素可以根據(jù)其γ射線的特征進行測定。East(1984)曾使用NAA技術(shù)分析動物組織的各種礦物元素,包括氮、鈣、磷、鈉和氯的測定。第36頁/共120頁飼料中維生素含量的測定維生素主要有兩大類分析方法:化學分析和生物學分析。(1)化學分析方法。用于維生素分析的主要化學分析技術(shù)是光譜比色和色譜技術(shù)。光譜比色主要是紫外和可見光。紫外分析主要是相對純凈的化合物,可見光則通常是被測定的維生素與一種試劑反應(yīng)形成一定的顏色,根據(jù)顏色的強度估計維生素含量,這一技術(shù)的主要不足是化學結(jié)構(gòu)類似的化合物的干擾。色譜技術(shù)主要是高效液相色譜和氣相色譜,兩種方法都可以對特定的物質(zhì)進行定量測定,但氣相色譜不能測定對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)。第37頁/共120頁維生素A的測定維生素A可以用三種方法測定:紫外光吸收、Carr-Price法(AOAC,1984)和高效液相色譜(HPLC)法。紫外吸收法只能用于分析較純的維生素A,而不能分析飼料及飼料原料中的維生素A,因此,飼料中的維生素A只能用另兩種方法分析。第38頁/共120頁維生素E的測定維生素E含有至少八種生育酚,其中最重要的是α-生育酚,添加劑則主要用α-生育酚醋酸酯。維生素E可用紫外吸收、比色(AOAC,1984)和HPLC法分析。純凈的和簡單的濃縮混合物可以用紫外吸收測定,而飼料中的維生素E只能用比色或HPLC測定。但這些測定不能區(qū)分不同異構(gòu)體,只能測定總的含量。第39頁/共120頁維生素B6測定飼料中的維生素B6以吡哆醇、吡哆酸和吡哆醛三種形式存在,且常形成具有B6活性的鹽。飼料添加劑常用鹽酸吡哆醇。維生素B6可以用紫外吸收、微生物法(AOAC,1994)和HPLC測定。純凈的溶液和高效價的吡哆醇可以用紫外吸收測定;用HPLC可以區(qū)分三種不同形式的B6
,但存在嚴重干擾,會影響結(jié)果的準確性。因此,飼料中的B6測定常用微生物法,選擇適宜的微生物可以分別測定三種形式的B6
,通常選擇一種同時能測定這三種B6的微生物。但微生物法的結(jié)果準確性較差。第40頁/共120頁(2)生物學分析方法。用于維生素分析的重要生物學方法包括微生物法和實驗動物法。微生物法通常是瓊脂擴散或比濁分析,即用維生素促進微生物生長的效果來衡量維生素的數(shù)量,可惜的是這一方法并不專一,受其他維生素存在的影響。而用動物來衡量維生素含量的方法并不可取,因為變異太大。第41頁/共120頁飼料中脂肪酸的分析脂肪酸的分析方法主要有氣相色譜法、高效液相色譜法和毛細管電泳等。(1)氣相色譜法。氣相色譜法是脂肪酸分析應(yīng)用較多的一種方法。脂肪酸的碳鏈長度、不飽和度和雙鍵的幾何構(gòu)型等結(jié)構(gòu)上的差異,使脂肪酸在氣相色譜柱上的保留時間不同。脂肪酸中除C1~C6的低級脂肪酸可直接用氣相色譜法檢測外,長鏈飽和及不飽和脂肪酸需要進行衍生化后分析,甲酯化是最常用的衍生化方法,即轉(zhuǎn)化為極性小,易揮發(fā)的甲酯類,從而提高揮發(fā)性和改善色譜峰的形狀。第42頁/共120頁目前采用的脂肪酸甲酯化方法很多,通常以所用的催化劑類型和反應(yīng)步驟來區(qū)分,催化介質(zhì)包括HCl、H2SO4、BF3、NaOCH3、KOH和NaOH等。程序升溫、分流比、色譜柱類型、載氣和檢測器等條件都是決定氣相色譜法測定準確度和精確度的重要因素。目前,氣相色譜法與各種質(zhì)譜檢測器的聯(lián)用已成為研究的熱點。第43頁/共120頁(2)高效液相色譜法。用高效液相色譜法測定脂肪酸最主要的問題是脂肪酸分子結(jié)構(gòu)中缺乏具有紫外吸收和熒光的基團。為了解決這一問題,經(jīng)常在對脂肪酸進行柱前或柱后衍生化后,再用紫外或熒光檢測器檢測。高效液相色譜法的優(yōu)點是分析過程條件溫和,準確度好,且可選用的檢測器多,如紫外、電化學、熒光和化學發(fā)光檢測器。電化學檢測器可以不用衍生化直接檢測脂肪酸并具有高靈敏度和特異性,但其重現(xiàn)性不如紫外和熒光檢測器。第44頁/共120頁(3)毛細管電泳法。與前面兩種方法相比,毛細管電泳法具有快速、簡便、樣品量少和反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點。但毛細管電泳技術(shù)對樣品的水溶性要求較高,并且由于脂肪酸缺乏紫外或熒光發(fā)色基團,在進行直接或間接紫外檢測和激光誘導熒光檢測時選擇衍生化試劑非常關(guān)鍵。第45頁/共120頁飼料中抗營養(yǎng)因子和毒素的分析存在于飼料中且對飼料營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和代謝產(chǎn)生負面影響,并對動物的健康狀況產(chǎn)生負作用的化合物稱為抗營養(yǎng)因子。在植物性飼料中主要是蛋白酶抑制因子、血凝素、致甲狀腺腫物質(zhì)、氰、巢菜堿、植酸磷、濃縮丹寧、黃曲霉毒素和生物堿,在動物性飼料中主要是病原微生物。這些抗營養(yǎng)因子的分析方法一般都很專一,有些還需要精密儀器。第46頁/共120頁飼料中營養(yǎng)物質(zhì)含量的表示方法飼料中各種成分可用下列三種干物質(zhì)的一種或多種來表示。(1)新鮮基礎(chǔ)。有時稱為濕重或鮮重,在此基礎(chǔ)上不同飼料的干物質(zhì)含量在0%~100%范圍內(nèi)變化。(2)風干基礎(chǔ)。通常指干物質(zhì)為90%或88%,可用來比較不同水分含量的飼料組成。大多數(shù)飼料(并非全部)是以風干狀態(tài)飼喂動物。(3)全干基礎(chǔ)。沒有水分或100%干物質(zhì)狀態(tài),同樣可用來比較不同水分含量的飼料組成。第47頁/共120頁一種基礎(chǔ)上的組成成分數(shù)值可利用簡單的比例轉(zhuǎn)換成另一種基礎(chǔ),如下:
(任一飼料基礎(chǔ)上的任一組分%)/(此基礎(chǔ)上的干物質(zhì)%)=(另一種飼料基礎(chǔ)上的同一組分%)/(此基礎(chǔ)上的干物質(zhì)%)例:若某一飼料的鮮重含4%粗蛋白和75%水分,則風干基礎(chǔ)上的粗蛋白百分數(shù)計算如下:
100%-75%=25%新鮮原料中的干物質(zhì)
4/25=x/90X=14.4(風干基礎(chǔ)上的粗蛋白%)第48頁/共120頁化學分析方法的結(jié)果提供了飼料原料中營養(yǎng)物質(zhì)含量的信息,但是不能估計動物對飼料的實際利用情況。因為動物對不同方法評定的不同飼料成分的利用情況不同,并且不同種類或不同年齡群的動物對飼料的利用情況也會不同。因此,為了準確評定飼料的營養(yǎng)價值,有必要分析飼料在消化、吸收和代謝過程中的變化和效率。第49頁/共120頁生物學分析方法生物學分析方法就是對被動物攝食后的飼料,在消化、吸收和利用過程中的變化及其效率,采用消化試驗、代謝試驗(或稱平衡試驗)、比較屠宰試驗和飼養(yǎng)試驗等方法進行測定。第50頁/共120頁消化試驗飼料被動物采食后,其養(yǎng)分被動物消化吸收的部分占攝入飼料養(yǎng)分總量的百分比稱為飼料養(yǎng)分的消化率。通過消化試驗可測定飼料中各種養(yǎng)分和能量的消化率,進而計算飼料中可消化養(yǎng)分或消化能的含量。消化試驗的常用方法主要包括:全收糞法;指示劑法;尼龍袋法;離體消化試驗法等。第51頁/共120頁全收糞法將供試飼料按試驗要求飼喂給動物,然后測定家畜在一定期間內(nèi)攝入飼料的干物質(zhì)和其他養(yǎng)分的數(shù)量以及從糞中排出的干物質(zhì)和其他養(yǎng)分的數(shù)量,以二者的差值來反映飼料中可被動物消化的營養(yǎng)物質(zhì)(可消化養(yǎng)分)數(shù)量,以可消化養(yǎng)分的數(shù)量與家畜攝入飼料養(yǎng)分的總量之比求得飼料養(yǎng)分的消化率。第52頁/共120頁表觀消化率(%)=×100真實消化率(%)=×100N1——采食飼料養(yǎng)分量
N2——糞中排出養(yǎng)分量
N3——代謝性糞產(chǎn)物N1-N2N1N1-(N2-N3)
N1第53頁/共120頁試驗動物應(yīng)選擇具有代表性的經(jīng)過正常驅(qū)蟲和免疫接種程序且無任何疾病跡象的健康動物,并要求生長發(fā)育良好,營養(yǎng)狀況、體質(zhì)和消化機能等均屬正常。不同組別的試驗動物之間,其品種、類型、月齡、體重、性別、血緣關(guān)系和生長發(fā)育階段等應(yīng)該基本一致。第54頁/共120頁對性別如無特殊要求,一般選擇公畜,便于糞、尿的分開收集。試驗動物宜選用體重為30-65kg、3-5月齡的去勢公豬,或選用體重1.5kg以上的肉用仔雞或4-5月齡的蛋用小公雞。試驗動物的頭數(shù),豬和羊每個處理組初選不應(yīng)少于6頭,最后選留以4-5頭為宜;對家禽則至少應(yīng)選用8-10羽。第55頁/共120頁鼠代謝籠第56頁/共120頁不同種類動物消化試驗期第57頁/共120頁指示劑法(穩(wěn)定物質(zhì)法)指示劑法的前提是假設(shè)穩(wěn)定物質(zhì)通過動物消化道時其絕對數(shù)量不變,而糞中某養(yǎng)分的含量比飼料中的含量有所減少,推算出該養(yǎng)分的消化率。根據(jù)指示劑的來源不同,可分為外源指示劑法和內(nèi)源指示劑法。第58頁/共120頁外源指示劑法:三氧化二鉻(Cr2O3)是常采用的外源指示劑,由于它在動物的胃腸道中不會被消化吸收,故可將其按比例(0.5%)均勻的混入待測飼料中喂給動物,然后根據(jù)它在飼料與糞中的比例,即可計算出待測飼料的養(yǎng)分消化率。第59頁/共120頁養(yǎng)分消化率(%)=式中a——飼料中某養(yǎng)分含量(%)
b——糞中相應(yīng)養(yǎng)分含量(%)
c——飼料中Cr2O3含量(%)
d——糞中Cr2O3含量(%)acadbbacdc×100=100-100××第60頁/共120頁內(nèi)源指示劑法:常用的內(nèi)源指示劑主要有2mol/L或4mol/L鹽酸不溶灰分(AIA),它們是飼料中本身所固有的不能被消化吸收的成分。與外源指示劑法相比,操作更簡便,結(jié)果更準確。第61頁/共120頁指示劑法的優(yōu)點:與全收糞法相比,指示劑法操作過程簡單易行,省人力和時間,且無需特殊設(shè)備。指示劑法的缺點:回收率低,準確性較差。Cr2O3回收率僅75%-80%,只適用于干物質(zhì)、有機物、粗蛋白和能量等含量較高成分的消化率測定。糞樣的采集量至少應(yīng)達到總排糞量的35%,每天采糞樣的次數(shù)多一些。第62頁/共120頁間接法對于不能單獨用于飼喂動物的飼料,其消化率測定使用間接法。它需要經(jīng)過兩次消化試驗。第一次測定基礎(chǔ)日糧的營養(yǎng)物質(zhì)消化率;第二次試驗測定由50%~80%的基礎(chǔ)飼糧和20%~50%待測飼料構(gòu)成的新日糧的營養(yǎng)物質(zhì)消化率?;炯俣ǎ夯A(chǔ)日糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化率在兩次試驗中保持不變。營養(yǎng)物質(zhì)的消化率具有可加性。第63頁/共120頁在以上基本假定成立的情況下,通過兩次消化試驗便可按如下公式計算出待測飼料營養(yǎng)物質(zhì)消化率:待測飼料營養(yǎng)物質(zhì)消化率(DF,%)=DB+(DT-DB)/f式中,DB和DT分別表示基礎(chǔ)日糧與新日糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化率;f表示新日糧營養(yǎng)物質(zhì)中待測飼料營養(yǎng)物質(zhì)所占的比例。第64頁/共120頁本法是在假定基礎(chǔ)飼料營養(yǎng)物質(zhì)消化率在兩次測定中保持完全一致的條件下實現(xiàn)的,但實際上100%的不變是不可能的(飼料間的互作及其他條件的影響)。為了保證測定結(jié)果的相對準確,就應(yīng)保持基礎(chǔ)飼糧營養(yǎng)物質(zhì)消化率的穩(wěn)定。因此必須注意以下幾個方面:(1)基礎(chǔ)飼糧應(yīng)是營養(yǎng)平衡的配合飼料(應(yīng)符合動物營養(yǎng)需要),且基礎(chǔ)飼糧中含有約10%的待測飼料。(2)兩次試驗所需的基礎(chǔ)飼糧應(yīng)一次配齊。(3)待測飼料在新日糧中替代基礎(chǔ)飼糧的比例不宜太少,一般以20%~50%為宜。第65頁/共120頁尼龍袋法目前國際上已普遍采用此法測定飼料蛋白質(zhì)的瘤胃降解率。首先在試驗動物的瘤胃背囊部位安置瘤胃瘺管,將一定量(約3-5g)的待測飼料樣品裝入一特制的尼龍袋中,然后將尼龍袋系于塑料軟管上,并通過瘤胃瘺管置入瘤胃內(nèi)的一定部位,連續(xù)培養(yǎng)12-48小時后取出,沖洗干凈,烘干稱重,與放入前的飼料蛋白質(zhì)含量相比,差值即為飼料可降解蛋白量。第66頁/共120頁優(yōu)點是簡單易行,重現(xiàn)性好,實驗期短,便于大批樣品的研究。尼龍袋的通透性要好,網(wǎng)眼大小要恰當,樣品要有一定細度,便于瘤胃液作用而充分發(fā)酵。第67頁/共120頁離體消化試驗法離體消化實驗是指模擬消化道的環(huán)境,在體外(實驗室內(nèi))進行飼料的消化。因常規(guī)消化實驗和指示劑法都要耗費大量人力、物力和時間。尼龍袋法雖有不少優(yōu)點,但也需要較多的試驗動物且安裝瘺管以及操作仍較麻煩。第68頁/共120頁用安裝瘺管的辦法收取小腸液或瘤胃液,在試管中進行孵化。反芻動物離體消化實驗一般分為兩步,故名“兩步法”。先是用瘤胃液消化,然后再用胃蛋白酶加鹽酸進一步消化,洗凈殘渣,測其各種養(yǎng)分含量或能值。第69頁/共120頁非反芻動物(豬)離體消化實驗也是模擬消化道的消化生理過程,分為二步。第一步是用胃蛋白酶加鹽酸溶液消化,然后用小腸液在PH7.0的條件下作進一步孵化。用此法測得的結(jié)果與全收糞法無顯著差異。在用胃蛋白酶孵化前,先用pH5.8的KH2PO4·Na2HPO4·淀粉酶緩沖液處理,效果更理想。安裝收取小腸液的瘺管位置,以離幽門1.5-2米處為宜,此處小腸液中酶的活性最高。收取小腸液前,應(yīng)飼喂日常的全價飼糧,測定結(jié)果較符合實際情況。一些國家已將豬的小腸液(PIF)制成凍干粉作為商品出售,但有時效果不理想。第70頁/共120頁人工瘤胃產(chǎn)氣法:評定反芻動物飼料有機物消化率的一種快速方法,主要根據(jù)飼料樣品(200mg)與瘤胃液在39℃下培養(yǎng)24h所生成的氣體量(甲烷+二氧化碳)來估算有機物消化率。依據(jù)是,飼料樣品與瘤胃液在體外培養(yǎng)發(fā)酵24h的產(chǎn)氣量與其在牛體內(nèi)測得的有機物消化率之間,存在高度的正相關(guān)。第71頁/共120頁DOM(%)=0.7602Gb+0.6365CP%+22.5DE(MJ/kgDM)=0.1384Gb+0.142CP%+0.111EE%+2.86ME(MJ/kgDM)=0.1456Gb+0.07675CP%+0.1462EE%+1.198式中DOM——有機物消化率
DE——消化能
ME——代謝能
Gb——產(chǎn)氣量ml/200mgCP%——粗蛋白質(zhì)百分含量
EE%——粗脂肪百分含量(不帶%)第72頁/共120頁代謝試驗通過消化試驗,只能反映飼料的可消化營養(yǎng)物質(zhì)含量,然而動物對不同飼料中可消化營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率仍然存在不同程度的差異。第73頁/共120頁代謝試驗原理動物從飼料中攝入的養(yǎng)分,經(jīng)過消化、吸收和體內(nèi)代謝過程,其中一部分被動物機體利用,而另一部分則以糞、尿和氣體的形式排出體外。食入量與排出量的差值,即為被動物機體代謝利用的部分,這種對比實驗方法稱為平衡試驗法。第74頁/共120頁代謝試驗是在消化試驗的基礎(chǔ)上,再增加集尿和集氣(CO2、CH4)兩項分析工作。常見的平衡試驗法有:氮平衡試驗、碳氮平衡試驗和能量平衡試驗。第75頁/共120頁氮平衡試驗根據(jù)動物攝入的飼料氮與糞氮和尿氮排出量之間的差異,來反映動物體組織中蛋白質(zhì)數(shù)量的增減情況,從而評定飼料蛋白質(zhì)在動物體內(nèi)的利用效率。沉積氮(NR,或氮平衡NB)=NI-(FN+UN)表觀氮代謝率(BV,%)=[NI-(FN+UN)]/(NI-FN)×100氮的凈利用率(%)=NR/NI×100第76頁/共120頁動物體內(nèi)大部分的氮用于構(gòu)成蛋白質(zhì),只有很少量的氮用于形成非蛋白含氮物。氮代謝率反映飼料蛋白質(zhì)品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標。NB>0時為氮的正平衡,表示有體蛋白質(zhì)合成。NB=0時為氮的等平衡,表示體蛋白質(zhì)合成速度等于分解速度。NB<0時為氮的負平衡,表示有體蛋白質(zhì)分解。第77頁/共120頁碳氮平衡試驗碳氮平衡試驗是估計動物對能量的需要和評定飼料能量利用效率的試驗方法,適用于生長肥育動物。實質(zhì)是碳平衡試驗與氮平衡試驗的同步結(jié)合,結(jié)合碳平衡試驗可以測定出動物體內(nèi)脂肪的沉積量,進而推算能量的沉積量。第78頁/共120頁體蛋白沉積量=氮沉積量×6.25。碳沉積量(CB)=飼料C-糞C-尿C-二氧化碳C-甲烷C體脂肪沉積量=(CB-蛋白沉積量×52.54%)÷76.50%=1.3072(CB-3.2838×NB)
NB——氮平衡或氮沉積量
52.54%——蛋白質(zhì)的含碳量
76.50%——脂肪的含碳量第79頁/共120頁能量平衡試驗主要用于研究動物機體內(nèi)能量代謝過程的數(shù)量關(guān)系,從而確定動物機體對能量的需要和飼料的能量利用效率。根據(jù)動物攝入飼料能量的去向,可按下列試驗方案進行能量平衡試驗:第80頁/共120頁消化能(DE)=飼料總能-糞能(消化試驗)代謝能(ME)=消化能-尿能-甲烷氣體能(代謝試驗)凈能(NE)=代謝能-體增熱(直接或間接測熱法)產(chǎn)熱量(HP)=體增熱+維持凈能(直接或間接測熱法)能量沉積(Er)=代謝能-產(chǎn)熱量第81頁/共120頁飼養(yǎng)試驗單因子試驗設(shè)計。(配對設(shè)計、非配對隨機化分組設(shè)計、隨機區(qū)組設(shè)計)復因子試驗設(shè)計。拉丁方設(shè)計。第82頁/共120頁實驗動物的選擇和要求實驗動物的數(shù)量要求健康要求一致性個體差異試驗前對試驗動物的準備工作第83頁/共120頁實驗動物的分組與試驗期別預試期:10-15d。正試期:確定飼糧,做好試驗測定和記錄:稱重、采食量、產(chǎn)品量等。動物生長試驗一般30d以上。第84頁/共120頁試驗測定項目體重及增重采食量和飼料消耗量生產(chǎn)性能測定:產(chǎn)乳量、乳脂率、產(chǎn)蛋率、蛋重、產(chǎn)毛量等。計算平均日增重、飼料報酬、飼料效率。第85頁/共120頁屠宰試驗研究動物不同生長發(fā)育階段體成分的變化規(guī)律。比較不同營養(yǎng)水平對體成分的影響。比較不同品種、品系的動物體內(nèi)沉積蛋白質(zhì)和脂肪的能力。第86頁/共120頁屠宰試驗測定項目胴體品質(zhì)測定。胴體重、瘦肉重、胴體長度和寬度、屠宰率、瘦肉率、眼肌面積、肌間脂肪、背膘厚等。屠體成分測定。皮、骨、瘦肉、脂肪、內(nèi)臟。內(nèi)臟測定。胃、心、肝、脾、腎、膀胱、小腸、大腸。第87頁/共120頁飼料能量營養(yǎng)價值評定飼料能量營養(yǎng)價值評定是指用飼料的能量含量來衡量飼料營養(yǎng)價值的一種方法。飼料中三大類有機物都是能量的來源。在動物體內(nèi),飼料中的三類有機物中的化學能可以轉(zhuǎn)化為熱能和機械能,也可以蓄積在體內(nèi),還可以用于形成動物產(chǎn)品。評定飼料的能量營養(yǎng)價值方法頗多,這些評價體系各有特色,且在不同地域使用或用于不同動物種類。第88頁/共120頁總能動物從飼料中獲取能量,飼料中的化學能含量根據(jù)其轉(zhuǎn)換成熱能的多少測定,這種熱能的轉(zhuǎn)換是通過飼料的氧化燃燒確定的。因此,單位重量的飼料氧化燃燒所釋放的熱量就稱為總能。一種有機物質(zhì)的總能含量主要由其以碳氫氧的比例表示的氧化程度決定。所有的碳水化合物都有類似的碳氫氧比,因此他們具有相同的總能含量(約17.5MJ/kg干物質(zhì))。甘油三酯的氧比例低,因此其總能含量也高得多(35~39MJ/kg干物質(zhì))??偰艹S醚鯊検綔y熱計測定,測定程序比較簡單。第89頁/共120頁某些飼料和純化學品的總能值(kJ/g)第90頁/共120頁消化能飼料的表觀消化能等于其總能減去糞能后剩余的能量。表觀消化能容易測定,而且比通過飼料和糞中的粗蛋白、粗脂肪和粗纖維計算更精確。目前豬飼料的有效能評定多用消化能體系。該體系在中國和美國應(yīng)用較廣。而由于禽的糞尿同時排泄,所以禽不用消化能體系。第91頁/共120頁代謝能代謝能的測定比測定消化能需花更多的勞力。飼料的代謝能等于其消化能減去尿能和可燃性氣體能(特別是反芻動物)后所剩余的能量。精確測定代謝能,應(yīng)考慮甲烷氣損失和尿的損失,這只有在呼吸測熱室才有可能。豬和禽的甲烷能損失很少,一般低于0.5%,實際測定中都忽略不計。尿能損失主要是含氮物質(zhì)所含的能量,因此其損失量取決于日糧蛋白質(zhì)水平,尤其是氨基酸的平衡(限制性氨基酸的水平),其實尿能損失可以通過尿氮計算,因為1g尿素氮損失尿能約22.7kJ,1g尿酸氮損失尿能34.4kJ。第92頁/共120頁代謝能瘤胃的可燃性氣體損失幾乎全部是甲烷。甲烷的產(chǎn)生與采食量密切相關(guān)。處于維持營養(yǎng)水平時,甲烷能損失占食入總能的7%~9%(或占消化能的11%~13%),當飼養(yǎng)水平提高時,這一比例降低到6%~7%。當沒有呼吸測熱室時,可以按8%來估計可燃氣體能的損失。在代謝能測定時,比較大的豬,其甲烷能損失可增至總能采食的2%。第93頁/共120頁代謝能脂肪合成時對能量利用有正效應(yīng),發(fā)酵植物細胞壁對能量利用有負效應(yīng)。進行代謝能測定時,動物的選擇非常重要,如不宜選用生長豬和肉用仔雞,而必須選用成年的動物。由于家禽的氣體能損失是次要的,所以可以通過攝入的總能和排泄物中能量損失的差異來確定飼料代謝能。這一能值是指表觀代謝能(AME)值,以便區(qū)分于被認為能較好評估飼料代謝能的其他表達方式,通常使用氮校正的表觀代謝能(AMEn)。AMEn是以零氮平衡為基礎(chǔ)來調(diào)整所有飼料的結(jié)果計算得出的。這樣做的原則是:如果是常用的能量飼料,應(yīng)考慮到氮沉積的不同。家禽營養(yǎng)學家使用的另一指標是真代謝能(TME),而TME是通過測定代謝能和內(nèi)源尿能損失的AME計算而得。內(nèi)源尿能損失與日糧無關(guān),但要考慮這些損失在消除不同飼養(yǎng)水平對AME值結(jié)果的影響有重要作用。TME也要用氮平衡校正為TMEn。第94頁/共120頁凈能測定飼料的凈能必須測定動物的熱能損失或動物體內(nèi)沉積的能量數(shù)量,而這兩者的測定不論是原理還是實際測定都相當復雜。1.動物產(chǎn)熱量的測定可以用動物測熱計直接測定,也可以通過測定呼吸熵間接測定。用動物測熱計直接測定時,給兩組動物飼喂兩個不同采食量水平的同一飼料,假定兩個采食水平的基礎(chǔ)代謝相同,這樣根據(jù)兩組動物產(chǎn)熱量的差異可以計算出體增熱。當測定單個飼料時,若能單獨飼喂也可以按上述方法。若不能單獨飼喂,則低采食量組飼喂基礎(chǔ)日糧,高采食量組由同一基礎(chǔ)日糧再加上一些待測飼料。第95頁/共120頁凈能間接測熱則是利用動物物質(zhì)代謝需要消耗氧氣并產(chǎn)生二氧化碳的原理,而且不同的營養(yǎng)物質(zhì)氧化降解需要的氧和產(chǎn)生的二氧化碳各不相同,如葡萄糖和脂肪(棕櫚酸三酯)氧化分解的反應(yīng)如下:C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2.82MJ(1)C3H5(OOCC15H31)3+72.5O2→51CO2+49H2O+32.02MJ(2)由于1mol氧在標準狀態(tài)下的體積是22.4L,因此動物若全部從葡萄糖氧化獲取能量,每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量為2820÷(6×22.4)=20.98kJ/L,若氧化的是碳水化合物,則所產(chǎn)生的熱量為21.12kJ/L,這一數(shù)值稱為氧化熱價。在間接測熱中用它從所消耗的氧氣估計產(chǎn)熱量。相同地,若動物全部氧化脂肪獲取能量,則氧化熱價為19.61kJ/L。第96頁/共120頁凈能實際上,動物并不單從碳水化合物或脂肪獲取能量,通常是氧化混合有機物,也包括蛋白質(zhì)的氧化。若要根據(jù)氧消耗量估計產(chǎn)熱量,就要知道消耗的氧用于脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)的比例,這一比例要根據(jù)呼吸熵來確定。呼吸熵是動物利用營養(yǎng)物質(zhì)所產(chǎn)生的二氧化碳與消耗的氧氣的比值。蛋白質(zhì)的氧化數(shù)量可以根據(jù)尿氮排泄量來計算,盡管蛋白質(zhì)的燃燒熱為22.2kJ/g,但動物體內(nèi)的蛋白質(zhì)并非完全氧化,故1g蛋白質(zhì)氧化的平均產(chǎn)熱量為18.0kJ。每克蛋白質(zhì)的氧化可以產(chǎn)生0.77L二氧化碳,消耗0.96L氧,故蛋白質(zhì)的呼吸熵為0.8。根據(jù)反應(yīng)式(1)和(2),碳水化合物和脂肪的呼吸熵分別為1.0和0.7。如已知混合有機物氧化的非蛋白呼吸熵為0.9,則碳水化合物的比例為67.5%,脂肪為32.5%,氧化熱價為20.60kJ/L。第97頁/共120頁凈能但當碳水化合物和脂肪不完全氧化時,呼吸熵和產(chǎn)熱量的關(guān)系就改變。動物出現(xiàn)代謝紊亂,如酮癥時,就是不完全氧化;反芻動物在正常情況下也有不完全氧化的情況,因為碳水化合物在瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生甲烷,因此經(jīng)呼吸熵計算的產(chǎn)熱量必須經(jīng)校正,每產(chǎn)生1L甲烷減去2.42kJ產(chǎn)熱量。上述產(chǎn)熱量計算可以用Brouwer方程來表示:HP(kJ)=16.18O2(L)+5.16CO2(L)-2.42CH4(L)-5.90N(g)家禽的氮系數(shù)為1.2,因為家禽排泄的是比尿素氧化更完全的尿酸。第98頁/共120頁凈能2.動物體內(nèi)沉積能的測定如前所述的碳氮平衡試驗可以用于測定沉積能。沉積能也可通過比較屠宰試驗來測定。選擇兩組條件相同的試驗動物,一組在試驗開始時屠宰,測定其體內(nèi)的能量沉積量;另一組試驗動物則經(jīng)過一段時間的飼養(yǎng)后再進行屠宰,同樣測定其沉積的能量。兩次測定的差值就是在飼養(yǎng)期間沉積的能量,根據(jù)飼料采食量就可以測定飼料的沉積能。第99頁/共120頁飼料蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評定自從Thomas(1909)提出了蛋白質(zhì)生物學價值的概念以后,飼料蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的評定就從單純的粗蛋白質(zhì)分析進入到粗蛋白質(zhì)、氨基酸以及氨基酸有效性的綜合分析,并先后建立了氨基酸的微生物分析法和化學分析法。以后,隨著化學、生理、生化、微生物的發(fā)展,分析過程的改進和其他相關(guān)科學的完善,將更多地關(guān)注氨基酸的有效性研究。第100頁/共120頁粗蛋白質(zhì)和氨基酸粗蛋白質(zhì)動物所需要的氮大部分用于蛋白質(zhì)的合成,飼料里的氮也大都以蛋白質(zhì)的形式存在,因此幾乎全球都是以蛋白質(zhì)來表達動物的氮需要和飼料的氮含量。從化學上講,飼料中的蛋白質(zhì)含量是根據(jù)多次修正的凱氏定氮法測定的飼料氮計算出來的。用凱氏法測定的氮,除了蛋白質(zhì)中所含氮外,還包括其他一些含氮化合物所含的氮,如硝酸鹽、亞硝酸鹽以及一些環(huán)狀含氮化合物。在根據(jù)含氮量計算蛋白質(zhì)時,有兩個假設(shè):所有的飼料氮都是以蛋白質(zhì)的形式存在。所有的蛋白質(zhì)均含16%的氮。而實際上這兩個假設(shè)均不完全成立,因此,這樣計算的蛋白質(zhì)營養(yǎng)上稱為“粗蛋白”。第101頁/共120頁含氮量轉(zhuǎn)換成粗蛋白的系數(shù)第102頁/共120頁氨基酸對單胃動物而言,蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值因其所構(gòu)成的氨基酸種類和結(jié)合狀態(tài)不同而異。特別是必需氨基酸的含量對蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值影響很大。如果必需氨基酸的含量不能滿足家畜的需要,則其蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值就降低。因此飼料氨基酸含量的分析在現(xiàn)代飼料工業(yè)中具有十分重要的意義。測定了飼料氨基酸含量以后,我們可以比較不同蛋白質(zhì)飼料的品質(zhì),如了解蛋白質(zhì)飼料的第一限制性氨基酸等。通常比較不同蛋白質(zhì)飼料的品質(zhì)可以計算其化學比分和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)。化學比分把全卵粉的蛋白質(zhì)認為是最理想的蛋白源,以其必需氨基酸組成為基準,計算出各種飼料蛋白質(zhì)的各個必需氨基酸的比率,得出比例的最小值,就把這個比率稱為化學比分。例如,玉米的最小比率是賴氨酸,只有33%,故玉米的化學比分就是33。第103頁/共120頁必需氨基酸指數(shù)也和化學比分一樣,以全卵蛋白質(zhì)的氨基酸為基準,全面考慮各種必需氨基酸的比率來評定蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。即以全卵蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量為100,依此求出供試蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量的比率。用下式求出必需氨基酸指數(shù)式中,a,b,…,j為供試蛋白質(zhì)中氨基酸的含量;ae,be,…,je為卵蛋白中氨基酸含量;EPV為卵蛋白等價。EPVj√je100jbe100bae√100a×EAAI==××…jEPVa×××…jEPVb第104頁/共120頁可消化粗蛋白質(zhì)和氨基酸飼料蛋白質(zhì)在變成對動物有用的化合物之前都必須經(jīng)過消化和降解,使復雜的蛋白質(zhì)變成簡單、可吸收的氨基酸,因此,可消化蛋白質(zhì)和氨基酸是評定單胃動物飼料蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的重要指標之一??上鞍踪|(zhì)和氨基酸可以由消化實驗來測定氮和氨基酸的消化率。由于盲腸微生物能利用部分沒有被動物消化和吸收的食糜中的氮并合成菌體蛋白,而且大腸吸收的氮對動物幾乎無營養(yǎng)意義,因此,用回腸末端的氮和氨基酸消化率能更準確地反映飼料的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值。第105頁/共120頁可利用粗蛋白質(zhì)和氨基酸被動物消化和吸收的蛋白質(zhì)或氨基酸不能被動物全部利用,如合成體蛋白質(zhì)時,只有當吸收的氨基酸比例與合成的蛋白質(zhì)的氨基酸組成模式完全一致時才能全部利用,而實際上做不到,因此,有必要對飼料中可被利用的蛋白質(zhì)和氨基酸進行分析和評定。已有多種可測定飼料中氨基酸利用率的方法,通常不采用單一的方法來進行測定。為方便起見將這些方法分為三大類:體外法、間接體內(nèi)法和直接體內(nèi)法。第106頁/共120頁體外法
此方法的目的是通過對飼料的實驗室檢測來估計動物可利用氨基酸的含量。體外法有三種形式:化學法、酶法和微生物法。1.化學分析法
這種方法多用于測定賴氨酸的利用率。前提條件是賴氨酸的胺基必須是游離狀態(tài),以確保賴氨酸的生物利用率。最原始的方法是用賴氨酸與1-氟-2,4-二硝基苯反應(yīng),這種方法后來得到了改進。也有使用不同試劑的其他方法,如2,4,6-三硝基苯磺酸,還有基于染料被蛋白質(zhì)吸收的簡易方法。2.酶法
有人建議用模擬腸道內(nèi)酶消化的體外測試法。有幾種酶,如胃蛋白酶、鏈霉蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶曾被實驗過。一致認為該法的最大弊端是很難確定一種酶或酶復合物能夠真正模擬體內(nèi)混合酶的反應(yīng),而且這些酶是否對各種飼料都有效也很難確定。第107頁/共120頁3.微生物評定法微生物評定法曾經(jīng)是飼料中氨基酸含量測定的基本方法,也被用來估測氨基酸利用率。這種方法是基于微生物的生長對所研究的氨基酸有特別需求。用作實驗的微生物是細菌和原生動物。由于微生物法測定氨基酸利用率存在許多理論和實際中的困難,至今很少用它。通常,體外測定法可為加工工藝對氨基酸利用率的影響提供有用的資料,特別是加熱過程對賴氨酸的破壞。但是,用體外法測得的數(shù)據(jù)來作為日糧配方的依據(jù)并沒有得到認可。第108頁/共120頁間接體內(nèi)法
用實驗動物測定氨基酸利用率很顯然比單獨在實驗室里進行更理想,但是,用動物來直接測定既費時、成本也高,因此設(shè)法用間接法來測定氨基酸利用率。一種是用血漿氨基酸濃度來測量;另一種是通過測量氮的消化率來測定。動物血液中的氨基酸濃度受日糧水平的影響,而且用血漿中限制性氨基酸的濃度來估計家禽和豬的氨基酸需要已完全得到了應(yīng)用,因此用血漿中氨基酸濃度的改變來估計飼料中氨基酸的利用率從理論上講是可行的。不過,這種方法沒有得到更全面的推廣應(yīng)用,主要是由于有多種因素在制約著血漿中氨基酸濃度,而且,進行血漿氨基酸濃度分析有許多困難。如果單個氨基酸的消化率和總的蛋白質(zhì)消化率之間有密切的相關(guān),那么通過氮消化率的測量對氨基酸利用率進行預測,為間接體內(nèi)法提供了方便的途徑。在一些實驗中,曾報道過某些氨基酸的利用率與氮消化率之間存在一定的相關(guān),但這種方法仍有局限性。第109頁/共120頁直接體內(nèi)法
由于直接測定氨基酸的利用率存在許多技術(shù)上的難題,就轉(zhuǎn)而用氨基酸的消化率來評價氨基酸利用率。飼料中的每種氨基酸都有四種可能的值來表示其消化率:即糞和回盲腸的表觀消化率和真消化率。(1)豬回腸氨基酸消化率的測定。由于大腸微生物干擾較大,使測定值偏高(約10%),故均采用回腸末端收取食糜的方法,測定回腸氨基酸消化率。由于從消化道后段排出的氨基酸對機體沒有價值(Rerat,1978),故必須測定來自回腸的氨基酸。這就需要在氨基酸流入結(jié)腸時,用外科瘺管來收集所有的消化液或是消化液樣品。采用這種方法要在回腸后段安裝一個瘺管,另一個瘺管安在回腸末端收集已測量好的回流的消化液樣品。使用的瘺管有凹型和T型兩種,凹型瘺管能準確測定消化液的流出量,但是,胃腸道的破壞會影響到小腸的功能。使用T型瘺管時,在食糜離開回腸時收集消化液樣品,根本不會損壞腸道,然而,T型瘺管需要一個標記來測定流出量。第110頁/共120頁安裝瘺管的動物限制在籠子里,一天24h進行收集,從30min到120min不等,收集到的消化液樣品測出總的排泄量。取完樣品后,剩余的從末端瘺管流回豬體內(nèi),比較回腸氨基酸流出量和日糧氨基酸攝入量可計算出表觀回腸消化率。這種方法是可行的和有用的,因為它顯示出了動物最小的氨基酸凈損失量。表觀消化率經(jīng)過內(nèi)源損失修正后,得到的真消化率結(jié)果更準確,改進程度視日糧攝入的氨基酸量而定。但是把蛋白質(zhì)水平從10%提高到20%對表觀回腸消化率無影響。實際上大多數(shù)研究已把表觀回腸消化率作為飼料氨基酸利用率的指標。通過外科手術(shù)收集回腸末端食糜的主要方法有:T型管、橋式瘺管、回-直腸接合技術(shù)、可移動(可操縱)的回盲瘺手術(shù)。每種方法的測值并無太大的差異,加上氨基酸分析測定的誤差本身較大,所以很難說哪一個方法測值最準確。目前主要是看哪種方法最簡便,包括取樣程序和對荷術(shù)豬的影響。相對說來,回-直腸吻合術(shù)還較可取,雖手術(shù)麻煩,但糞樣(食糜)收集簡單,而且可做到樣品有代表性。第111頁/共120頁(2)禽類氨基酸消化率的測定。禽飼料氨基酸消化率的測定相對較簡單,因禽大腸較短,而且主要是盲腸,所以不必安裝瘺管。安裝也困難。為減少盲腸的影響,可切除盲腸。關(guān)于切不切除盲腸現(xiàn)有爭議,大多數(shù)飼料切除盲腸與否對氨基酸消化率無顯著影響,只少數(shù)飼料如肉骨粉等,切除盲腸后氨基酸消化率降低。另一些人認為盲腸在氮代謝中對尿中尿酸的二次利用有重要作用,未經(jīng)小腸吸收的氨基酸和短肽也可為盲腸微生物充分利用,因此不宜切除。氨基酸分析儀的測定值誤差較大,必然會影響到飼料氨基酸的消化率測值的準確性,一次試驗測得的值很難說準確、可靠,一般取平均值較合理。第112頁/共120頁前面所述方法測定的飼料氨基酸消化率都是指表觀消化率。收集的回腸末端食糜或糞樣中的氨基酸實際上包括了兩個部分,即飼料中未被消化吸收的殘余和整個消化道的分泌物、細胞脫落物等內(nèi)源性的氨基酸等。因此,為了準確測定飼料氨基酸的真消化率,就必須正確評估動物的內(nèi)源性氨基酸排泄量。評價方法主要有:(1)無氮日糧法和回歸外推法。(2)酶解酪蛋白/超濾法。(3)15N同位素標記法。(4)高精氨酸法。第113頁/共120頁(1)無氮日糧法和回歸外推法。測定飼料氨基酸真消化率的最為經(jīng)典的方法是Mitchell(1924)建立的無蛋白質(zhì)(氮)日糧法。其假定條件是動物采食不含任何蛋白質(zhì)的日糧后,進入食糜或糞中的蛋白質(zhì)、氨基酸即為內(nèi)源性的,并且在不同日糧條件下動物內(nèi)源性氨基酸的排泄量和氨基酸組成是相同或相似的。然而事實上并非如此,隨著動物采食蛋白質(zhì)量的增加,其內(nèi)源性氨基酸的排泄亦相應(yīng)增加。Low(1979)指出,動物在采食無氮日糧后,改變了動物的代謝而影響內(nèi)源性氨基酸的排泄量。Ozimek等(1985)發(fā)現(xiàn)動物采食無氮日糧后,胰腺分泌的消化酶減少,分泌的蛋白質(zhì)量亦減少。由于無氮日糧影響動物消化道的分泌和吸收功能,一般認為無氮日糧法低估了豬的內(nèi)源性氨基酸排泄量,即高估了飼料的氨基酸真消化率。第114頁/共120頁(2)酶解酪蛋白/超濾法。Moughan等(1990)針對上述問題,提出了一種酶解酪蛋白/超濾的新方法來估測動物的內(nèi)源性氨基酸排泄。其技術(shù)原理和過程如下:給動物飼喂含酶
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