饲料中的能量

    动物维持生命、生长发育及生长产品（如肉、蛋、乳等）都要能量，即使完全处于休息状态，其呼吸、循环以及其他生理机能未停歇，这些活动，哪怕是极微弱的也必须消耗能量。饲料中各种营养在动物体内的代活动，都是在能量参与下完成的。所以说，能量是各种动物重要的和基本要。

一、能量的来源与单位

饲料中的能源物质进入动物体后，犹如煤碳投入火炉，在体内经过燃烧（生物氧化过程）而释放能量，供给动物维持生命和生产要。

碳水化合物是最主要的能源物质。淀粉、纤维素等多糖体的分解产物棗葡萄糖，经过生物氧化过程，最终生成水和二氧化碳，同时释放出能量。其过程可简化表示为：

C6H12O6+6O2——6CO2+6H2O+热能

这是动物获得能量最重要，也是最有效的途径。

脂肪在机体内氧化所产生的能量虽为其它能源物质的确倍以上，但作为饲料中的能源并不占重要地位，因为在常用饲料中脂肪含量一般都很少。

蛋白质在机体内经过复杂的生物氧化过程，也可产生能量。但从合理利用饲料资源及经济效益考虑，以蛋白质做为动物的能源是不合算的。

一般，在动物营养学中，三类主要有机营养物质在测热器中测得的热量平均值为：

碳水化合物 4.15千卡/克

蛋白质 5.65千卡/克

脂肪 9.4千卡/克

在营养学中以热量单位来表示能量的。热量的单位是（Caloric，缩写为Cal）。1即1克水从16.5·C高到17.5·C时所需的热量。

1000卡被称为千卡（Kilocaloric，缩写Kcal）

1000千卡被称为兆卡(Megacaloric, 缩写Mcal)

近年来，国际营养科学和生理科学协会都提出，能量的衡量单位采用焦耳（缩写）更为确切。我国国务院于1984年2月27日发布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》中也规定1990年底以前要全面改用以焦耳为能量、功、热的法定计量单位。1焦耳即用1牛顿的力，把1千克质量的物体在力的方向上移动1米所做的功，也等于1特的功率在1秒钟的时间内所做的功。与焦耳的换算关系如下：

1卡（Cal）=4.185焦耳（J）

1千卡（Kcal）=4.185千焦耳（KJ）

1兆卡（Mcal）=4.185兆焦耳（MJ）

1焦耳（J）=0.239卡（Cal）

1千焦耳（）=0.239千卡（Kcal）

1兆焦耳（MJ）=0.239千卡（Mcal）

二、饲料能量在动物体内的转化

    动物采食饲料后，饲料中所含的碳水化合物、脂类和蛋白质被动物吸入的氧氧化而释放出能量，最终转变为水和二氧化碳等。饲料中的营养物质在动物体内的氧化分解，称为生物氧化。

    饲料在动物体内氧化释放能量的过程，分为以下三个阶段：

    第一阶段是饲料中所含的大分子营养物质在肠内分解成为较小的组成单位。蛋白质分解为氨基酸，淀粉分解为葡萄糖，真脂分解为甘油及脂肪酸。这一阶段所放出的能极少。

    饲料在动物体内氧化释放能量的过程，分为以下三个阶段：

    第一阶段是饲料中所含的大分子营养物质在肠内分解成为较小的组成单位。蛋白质分解为氨基酸，淀粉分解为葡萄糖，真脂分解为甘油饼及脂肪酸。这一阶段所释放的能极少。

    第二阶段是在第一阶段生成的葡萄糖、甘油饼、脂肪酸及氨基酸，经过各自的代谢过程，变成下列三种代谢产物中的一种，即乙酰辅A，a--酮二酸及草酰乙酸，其中以变成乙酰辅酶A者最多。在第二阶段中放出的能量占整个饲料放出能量的33%。

    第三阶段是在第二阶段生成的三种代谢中间产物，即乙酰辅酶A，a--酮戊二酸及草酰乙酸进入三羧循环而被氧化为二氧化碳和水。这一阶段所放出的能约占全部能量的2/3。由此可见，三羧循环是动物放能的主要机构。

三、饲料能量的分类

    根据饲料进入动物体内的能量转化过程，通常把饲料能量分为总能、可消化能、代谢能和净能4种。

1. 总能（GE）

   总能又称粗能，是指饲料在体外完全燃烧时所产生的热量，亦即饲料中脂肪、碳水化合物及蛋白质所含能量的总和（维生素所含能忽略不计）。由于各种饲料中所含的脂肪、碳水化合物、蛋白质的成分及比例不同，故总能有差异。通常用弹式测热器进行测定，首先将精密称量的饲料样品放入测热器的钢质弹筒内，充入一定压力氧气，通电燃烧。样品经燃烧所释放的热量由弹壁导出，并为弹筒外部定量的定温的水所吸收。根据样品燃烧前后水温之差，即可算出饲料样品的能值。

2. 消化能（DE）

   饮料总能除去粪便中损失的能量就是消化能。

   消化能=总能- 粪能

   饲料进入动物体内后，大部分被消化吸收，可转化为能量；未被消化吸收的部分以粪的形式排出体外。前者称为消化能，后者含有的能量称为粪能。

3. 代谢能

   在被消化的能源物质中，蛋白质部分的能量也还有一部分不能充分利用，经尿排出体外，尿中含有的能量称为尿能。此外，消化过程中胃肠所产生的气体，也损失一部分能量，但在猪其量微不足道，故略而不计。所以，从消化能中减掉尿中能量的损失，即为代谢能。

   代谢能=消化能 - 尿能

   尿能测定法可用滤纸吸收定量尿液，干燥后在测热器中燃烧测热，减去滤纸热量，即为尿能，再以每日尿能损失量。

4. 净能

    动物采食后，营养物质代谢过程活跃，代谢过程的产热增加，因而产生食后增热现象；与此同时消化道内微生物的发酵过程也产热。这两部分热的消耗被称为增耗。这些热量经由体表散失，在低温条件下可作为维持动物体温的热量来源，但在高温条件下却成为动物的额外负担。从代谢能中扣除热增耗，即为净能。

净能=代谢能 - 热增耗

    动物从饲料中获得的净能，首先满足维持生命的需要，消耗于这一部分的能量称为维持净能；扣除维持净能所下的能量才真正用于生产，称为生产净能。

    猪是单胃动物，盲肠不发达。因此，猪在消化过程中所产生的甲烷气体不多，而且其量相当恒定；饲料的消化能值和代谢能值主要受粗纤维含量的影响。所以，对猪而言，评定饲料的能量价值，消化能与代谢能具有同样的准确性。目前我国采用消化能作为评定猪饲料有效能值的指标。

    对猪而言，以饲料的消化能值为100%时，消化能、代谢能、净能三者的比例关系是：

消化能（DE） 代谢能（ME） 净能（NE）

  100%                96%                    70%