动物营养学主讲：徐奇友 东北农业大学第十二章 营养需要及饲料营养价值评定的研究方法 第一节 化学分析法 一、饲料成分分析 二、粪便成分分析 三、尿成分分析 四、动物组织和血液成分的分析 第二节 消化实验 一、体内消化实验 二、尼龙袋法 三、离体消化实验 第三节 平衡实验 一、氮平衡实验 二、能量平衡实验第四节 生长实验 一、实验设计 二、实验结果的线性分析法 三、实验动物、环境、饲粮及记录 四、群饲与单饲 五、任食与限食 六、纯合饲粮和实验动物 第五节 比较屠宰实验 一、比较屠宰实验的适用范围 二、屠宰方法和测定指标 第六节 其它实验技术 一、同位素示踪法 二、外科造瘘技术 三、无菌技术第一节 化学分析法 § 饲料成分分析 § 粪便成分分析 § 尿成分分析 § 动物组织和血液成分的分析一、饲料成分分析 § 威氏（Weende）等提出的概略养分分析法即进行粗 蛋白、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物、粗灰分及干物 质和水分的测定 § 营养学的发展： ü 粗蛋白的测定基础上也进一步测定真蛋白、非蛋白氮 、α-氨基氮、氨基酸、有效氨基酸； ü 粗脂肪也进一步测各种脂肪酸； ü 粗纤维测中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木 质素、纤维素、半纤维素和木质素； ü 无氮浸出物进一步测糖和淀粉。
ü 矿物质、维生素、真菌和霉菌产物、生物碱及其它有 害有毒物质也纳入了分析的内容 § 通过上述分析可对饲料的营养价值作初步的估计二、粪便成分分析§ 分析粪便成分是消化试验和平衡试验必需的步 骤 § 通过测定粪便中粗蛋白、粗纤维、粗脂肪等养 分的含量主要用于各种可消化养分、消化能 及代谢能的估计 § 研究矿物质的代谢，由于每日内源矿物质的排 泄量大，粪样分析测定矿物元素的吸收率有较 大误差，与同位素示踪法相结合，结果更可靠 三、尿成分分析§ 尿中含有各种无机及有机成分，大都是动物体 新陈代谢的产物，它们的含量受许多因素的影 响，但正常情况下各种成分都有一定的含量范 围，通过某些尿成分分析可了解体内代谢和机 体营养状况是否正常 § 某些维生素是以辅酶的形式参与体内代谢，它 们的缺乏可导致这些反应的中断，使一些代谢 的中间产物积累或尾产物减少所以检查这些 物质在尿中的排泄量可反应机体的营养状况 四、动物组织和血液成分的分析§ 测定对象：常用于测定的组织有肝、肾、心、骨 骼肌、骨（胫骨）、毛发及全血、血浆、血清和 红细胞，甚至整个机体样品；及组织中各营养物 质及其代谢产物和相关酶 § 是确定各营养物质需要重要依据，评价机体维生 素、微量元素等营养状况的标识，同时结合饲养 实验、平衡实验和屠宰实验，可确定动物对各种 营养物质的需要。
四、动物组织和血液成分的分析§ 用作标示的功能酶及相应的微量元素和维生素有 ： ü血浆谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）－硒， ü血清碱性磷酸酶－锌， ü血浆铜蓝蛋白氧化酶－铜， ü血浆黄嘌呤氧化酶－钼； ü血浆中以焦磷酸硫胺素为辅酶的酶－硫胺素， ü红细胞中含黄素二核苷酸（FAD）的谷胱甘肽还 原酶－核黄素， ü红细胞或血浆中酪氨酸和天门冬氨酸转氨酶－维 生素B6、 ü血浆丙酮酸羟化酶－生物素等四、动物组织和血液成分的分析§ 缺点：以上都不是鉴别缺乏症或确定需要量唯一 指标，对某些动物敏感的指标，不一定适用于另 一些动物，所以常结合酶活力及生长反应作综合 评定第二节 消化实验 § 准确测定饲料中可消化养分的含量具有重要意义 ，是评定饲料营养价值的重要方法 § 养分及能量消化率的测定是通过消化实验来实现 的 § 代谢实验即在消化实验的基础上，再增加尿液的 收集，测定尿中排泄的养分和能量一般用于饲 料的代谢能或养分的代谢率的测定 § 下面主要从几下三个实验方法来讲：体内消化实 验、尼龙袋法和离休消化实验一、体内消化实验（一）全收粪法 1、肛门收粪法(1)实验动物的准备和要求：选择健康、有 代表性的动物。
2)测试饲料和饲粮的准备：用于测试的饲 料要一次备齐，按日头饲喂量称重分装， 并取样供分析干物质和养分含量用一、体内消化实验1、肛门收粪法(3)实验步骤： § 实验分两个阶段预备实验是让动物适应 实验饲粮，排空肠道原有内容物，熟悉排 粪规律，了解采食量正式实验是收集粪 便的天数以偶 数为好，避免排粪带来的误差，两阶段时间规定如右表一、体内消化实验1、肛门收粪法(3)实验步骤： § 套测法适用于测定某些不能单一饲用的饲料消化 率，如各种谷实或糠麸等 § 套测法即先配正常饲粮，测其消化率，后用被测 饲料顶替基础饲粮的20%～30%，再测其消化率 对适口性差或喂多了有毒害饲料，可少顶替， 但不能低于15%，公式如下： D：被测饲料养分消化率 A：基础饲粮养分消化率 B：顶替后混合饲粮养分消化率F：被测饲料养分占混合饲粮该养分比例一、体内消化实验1、肛门收粪法(3)实验步骤： § 交叉实验可以减少动物对先喂正常基础料，后喂 顶替混合料不适应带来的误差，则用两组动物进 行交叉，如下表被测饲料取代基础饲粮的比例 大小，是影响准确度的重要因素，取代比例过大 ，会造成第一、二次饲粮中养分含量比例差异太 大；取代过少，被测饲料的代表性弱，将影响结 果的准确度。
一、体内消化实验1、肛门收粪法(4)粪的收集和处理： § 一般是用公畜进行实验，可在动物尾部系一集粪 袋收集粪便 § 不宜采用收粪袋的动物可用消化柜或消化栏，动 物位置相对固定，排出粪能落在粪盘或清洁地面 上，再收入粪桶 § 每天定时收集粪并称重，混匀按总重的1/10～1/50 取样，后每100g鲜粪加10%盐酸100ml，以免粪 中氨氮损失一、体内消化实验（一）全收粪法 2、回肠收集和处理 § 此法通过外科手术在回肠末端安装一瘘管收集食 糜，或施以回-直肠吻合术，有肛门收集回肠食糜 ，主要用于猪饲料氨基酸消化率测定一般从肛 门收取粪所测得饲料氨基酸消化率偏高 § 对家禽，仍采用全收粪法，另一改进方法是供真 代谢能的测定，即将动物饥饿36～40 h，强饲相 当于体重3%～5%的饲料，后收取36～40 h的粪 ，因尿中氨基酸不超过尿中含氮总量2%则，测氨 基酸消化率忽略不计一、体内消化实验（二）指示剂法 § 优点：可减少收集全部粪便带来的麻烦，省时省 力，尤其是收集全部粪便较困难情况下 § 条件：必须是不为动物所消化、吸收，而且能均 匀分布并有很高的回收率 § 外源指示剂常用三氧化二铬；内源指示剂一般采 用 2mol HCl或 4mol HCl 不溶灰分。
一、体内消化实验 （二）指示剂法 1、外源指示剂法 § 即从预试期开始就将指示剂加入日粮中混匀，喂 与试验动物，除每日只收集部分粪样外，其它与 全收粪法相同试验期完，将所有收集的粪样混 匀，再分析粪中营养成分和指示剂含量营养物 质的消化率用下式计算§ 粪中干湿对计算无影响，但指示剂和营养物质含 量须来自同一粪样，其缺点是很难找到回收率很 理想的指示剂物质要求指示剂的回收率在85% 以上才有效一、体内消化实验（二）指示剂法 2、内源指示剂法 § 该法是指用饲粮中自身所含有的不可消化、吸收 的物质作指示剂 § 特点：可减少将指示剂混入饲粮的麻烦，且用此 法测定饲料消化能和蛋白质消化率与全收粪法无 显著差异 § 缺点：粪收集绝不可污染含有不溶灰分的砂粒等 杂质二、尼龙袋法§ 尼龙袋法是指将被测饲料装入一特制尼龙袋， 经瘤胃瘘管放瘤胃中，48 h后取出，冲洗干净 ，烘干称重，与放入前的饲料蛋白含量相比， 差值即为饲料可降解蛋白质量 § 优点：简单易行，重现性好，实验期短，便于 大批样品研究 § 注意：尼龙袋通透性好，网眼大小要恰当，样 品要有一定细度，以便充分发酵；实验时要测 定多个时间点，以分析降解程度与时间的关系 。
三、离体消化实验§ 离休消化实验：指模拟消化道的环境，在体外进 行饲料消化一）消化道消化液法 § 此法即用安装瘘管收取的小肠液或瘤胃液，在试 管中进行消化 § 反刍动物的离体消化实验：用瘤胃液消化，后再 用胃蛋白酶加盐酸进一步消化，洗净残渣，测其 各种养分和燃烧值 § 目前通过测定消化过程中CH4和CO2生成量估计 有机物质的消化率用瘤胃液测定饲料蛋白质降 解率的研究也有报导 三、离体消化实验（一）消化道消化液法 § 非反刍动物（猪）离体消化试验：首先是用胃蛋 白酶加盐酸溶液，然后用PIF在pH 7.0的条件下作 进一步测定 § 此法测得的结果与全收粪法无显著差异有研究 报道，在用胃蛋白酶消化前用pH 5.8的 KH2PO4° Na2HPO4淀粉酶缓冲液先处理，效 果更理想三、离体消化实验（二）人工消化液法 § 消化液不是来自消化道，而是采用人工制取的消 化酶配制成模拟消化液 § 目前主要用于反刍动物饲料消化率以及瘤胃饲料 蛋白质降解率的测定 § 消化率的测定分两步，第一步是用纤维素分解酶 制剂加盐酸溶液代替前面两步法的瘤胃液，第二 步仍是胃蛋白酶加盐酸溶液所以又称“HCl－ 纤维分解酶法”。
第三节 平衡实验 § 氮平衡实验 § 能量平衡实验一、氮平衡实验（一）氮平衡实验 § 该实验主要用于研究动物蛋白质的需要、 饲料蛋白质的利用率以及饲料或饲粮蛋白 质质量的比较 § 测定的方法除增加尿液的收集和分析外， 其它均与消化试验相同试验需在代谢笼 或柜中进行，粪、尿分开收集，最好采用 公畜和颗粒饲料有利于粪、尿的收集和 避免粪与饲料的相互污染一、氮平衡实验（一）氮平衡实验根据食入氮、粪氮和尿氮可进行如下计算：食入氮－（粪氮+尿氮）＝沉积氮沉积氮÷食入氮＝氮的总利用率（食入氮－粪氮）÷食入氮＝氮的消化率沉积氮÷消化氮＝消化氮的利用率（BV） 一、氮平衡实验（一）氮平衡实验 § 影响因素：氮的沉积受动物的性别、年龄和遗 传因素，饲粮蛋白质的数量和质量的影响 § 注意：实验饲粮蛋白质水平须满足需要 ，必 需氨基酸的数量足够、比例恰当以及其它营养 物质适量； § 当测定某个饲料或饲粮蛋白质利用率，则采用 限食，原则是食入蛋白质的量不超过或稍低于 动物所需的量二、能量平衡实验§ 目的：用于研究机体能理代谢过程中的数量关系 ，从而确定动物对能量的需要和饲料或饲粮能量 的利用率 § 估计能量平衡的途径： ü一种是根据食入饲料或能量的去向，即粪、尿、 脱落皮屑、毛，营养物质沉积，产品和维持生命 活动的机体产热几个部分，除维持机体活动的产 热外，其它组分的能量值都可以直接燃烧测定； ü另一种途径是通过碳、氮平衡，因动物能量的来 源都是含碳和氮的有机物，根据碳、氮化合物的 产热（常数）也可估计出动物对能量的需要和饲 料能量的利用率。
二、能量平衡实验（一）直接测热法 § 直接测热法即将动物置于一测热室中，直接测 定机体产热，食入饲料、粪、尿、脱落皮屑和 CH4（反刍动物），收集取样测定其燃烧值， 其它步骤同消化试验和氮平衡试验 § 根据一段时间能量的收支情况，可估计动物一昼夜能量需要和能量的利用率如右表能量平衡计算例子二、能量平衡实验 （二）间接测热法 § 间接测热法是根据呼吸熵(RQ)的原理测定的 § 呼吸熵是动物在一定时间内生成的二氧化碳与消 耗的氧气体积之比 § 不同营养物质在体内氧化RQ值不同 § 碳水化合物和脂肪在体内氧化产热与它们二者共 同RQ有一定的函数关系下表列出碳水化合物、 脂肪和蛋白质的RQ值及其产热当量 二、能量平衡实验 （二）间接测热法 § 下表为间接测热法测小牛24 h产热的计算例子二、能量平衡实验（三）碳、氮平衡法 § 碳、氮平衡即用碳、氮平衡估计动物对能量的需 要或饲料能量的利用率，需测定食入饲粮、粪、 尿、CH4和CO2的C和N的含量 § 采用此法是假设机体能量的沉积和分解只有脂肪 和蛋白质下表用碳氮平衡试验测定某一饲料能 量利用率的例子 § 从表中的演算过程可发现，此法类似用替代法测定饲料消化率。
第四节 生长实验 生长实验（饲养试验）是通过饲予。