饲料营养价值评定

饲料营养价值评定研究方法

饲料营养价值是指饲料本身所含营养分以及这些营养分被动物利用后所产生的营养效果。饲料中所含有的营养成分是动物维持生命活动和生产的物质基础，一种饲料或饲粮含的营养分越多、而这些养分又能大部分被动物利用的话，这种饲料的营养价值就高，反之，若饲料或饲粮所含营养分低、或虽营养分含量高，但能被动物利用的少，则其营养价值就低。动物的组织及体外产品都是动物摄取的饲料营养物质在机体内代谢与转化的结果（产物），或者说是饲料养分在动物体内的沉积。饲料营养价值的评定也就必须依据饲料中的营养物质含量和饲料中营养物质在动物体内的营养效果，定量分析饲料的营养价值。

本章将主要讨论饲料营养价值的评定方法、饲料能量和蛋白质营养价值的评定以及维生素和矿物元素营养价值的评定。

第一节饲料营养价值的评定方法

近一个世纪以来，饲料营养价值主要通过化学分析、消化试验、代谢试验、平衡试验和饲养试验来评定。各国学者对评定方法进行了大量的研究和改进，已使饲料营养价值的评定成为许多营养实验室的常规工作之一。

一、化学分析

（一）分析用样品的采集与制备样品采集是饲料营养价值评定工作中最重要的一步，采集的样品必须具有代表性，即代表全部被检物质的平均水平。否则，即使实验室分析的仪器和方法先进、科学，也不能得出科学、公证和实用的结果。

饲料样本的制备在于确保样品十分均匀，在分析时，取任何部分都能代表全部被检测物质的成分。根据被检物质的性质和检测项目要求，可以用摇动、搅拌、切碎、研磨或捣碎等方法进行。互不相溶的液体，分离后分别取样。

（二）饲料养分的表示百分数（%）：是最为常用的表示方法，即表示饲料中某养分在饲料中的重量百分比。主要用以表示概略养分、常量元素、氨基酸的含量。

mg/kg：通常用以表示微量元素、水溶性维生素等养分（有时还用μg/kg）。

IU（国际单位）：常用以表示脂溶性维生素等在饲料中的含量。

CIU(鸡国际单位，chicken international unit)。

饲料的存在状态不同，其养分含量有很大差异。因此饲料营养价值经常用3种存在状态来表示：原样基础：有时可能是鲜样基础或潮湿基础，有时也可能是风干基础。原样基础的水分变化很大，不便于进行饲料间的比较。

风干基础：指空气中自然存放基础或自然干燥状态，亦称风干状态。该状态下饲料水分含量在13%左右。

绝干基础（DM basis）：指完全无水的状态或100%干物质状态。绝干基础在自然条件下不存在，在实践中常将DM含量不一致的原样基础或风干基础下的养分含量换算成绝干基础，以便于比较。

（三）概略养分分析法 1860年德国Weende试验站的Henneberg与Stohmann二人创建了分析测定水分、粗灰分、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维与无氮浸出物的概略养分分析方法。该法测得的各类物质，并非化学上某种确定的化合物，故也有人称之为“粗养分”。尽管这一套分析方案还存在某些不足或缺陷，但长期以来，这套方法在科研和教学中被广泛采用，用该分析方案所获数据在动物营养与饲料的科研与生产中起到了十分重要的作用，因此，一直沿用至今。其分析方案见图3-1。

105℃烘干至恒重

图3-1 概略养分分析方法

概略养分分析法仅能给出饲料中“粗养分”含量的测定值，而未给出“粗养分”中各种具体营养成分的含量，如灰分中各种元素含量，粗纤维中各种物质含量等，导致本属于不同养分的化合物划分在同一养分内，使营养价值的评定不准确。如在粗纤维的测定过程中，酸处理会使很大一部分半纤维素被溶解，使饲料中最不能被利用的成分并未完全包括在粗纤维中，从而加大了无氮浸出物的计算误差。粗纤维并非化学上的一种物质，而是几种物质比例不确定的混合物，同时也并未将饲料中的这几种物质全部包括在其中。

（四）Van Soest饲草分析法（粗饲料分析方案）概略养分分析法虽在饲料营养价值评定中起了十分重要的作用，但它在碳水化合物分析方法上的不足也受到广泛批评。为此，Van Soest在1964年首次建立了适于动物营养目的的粗饲料洗涤分析程序(见图3-2)。

（五）纯养分分析随着动物营养科学的发展和测试手段的提高，饲料营养价值的评定进一步深入细致，也更趋于自动化和快速化。饲料纯养分分析项目，包括蛋白质中各种氨基酸、各种维生素、各种矿物质元素及必需脂肪酸等。这些项目的分析需要昂贵的精密仪器和先进的分析技术。

（六）近红外分析技术（Near Infrared Reflectance Spectroscopy, NIRS）用传统的化学方法分析饲料营养价值，由于耗时、耗试剂而成本高，最近20年来，在一些营养实验室采用了将分析技术和统计分析技术联合使用的近红外分析技术。这一技术是应用一套光学设备和计算机获得样品的数据谱，将一套已知分析值的饲料样品（通常需要50个样品）在近红外仪上测定，然后计算二者之间的回归关系，这一关系被输入计算机，用作样品测定时的经验公式。近红外的波长范围从730nm到2500nm，是介于波长更短

图 3-2 Van Soest 粗饲料分析方案

的可见光和波长更长的红外光之间的，样品分析时只要读取光学数据就可以很快获得分析结果。自1984

年以来，该方法已经用于测定青草粗蛋白、酸性洗涤纤维和水溶性淀粉，用于测定青贮饲料的粗蛋白和酸

性洗涤纤维。目前，国外一些大型企业已经开始将NIRS 技术用于常规营养成分的快速测定。使用该方法

时，样品的制备非常重要，由于样品制备不好，颗粒大小变异而造成的分析误差可以占整个仪器分析误差

的90%。

（七）抗营养因子和毒素的分析 在植物性饲料中主要存在的是蛋白酶抑制因子、血凝素、致甲状腺肿

物质、氰、巢菜碱、植酸磷、浓缩丹宁、黄曲霉毒素和生物碱及动物性饲料中的病原微生物等抗营养因子，

其分析方法一般都很专一，有些还需要精密仪器。

二、消化试验

饲料进入动物消化道后，经机械的、化学的及生物学的作用后，大分子的饲料颗粒被逐渐降解为简单

的分子，并为动物肠道所吸收，这就是动物的消化过程。在实践中通常用消化率来表示饲料养分被消化的

程度及动物对养分的消化能力。

动物食入的某饲料养分减去粪中排出的该养分，即称可消化养分。那么消化率就是指饲料某养分的可

消化养分占饲料中该养分总量的百分率，可用公式表示为：

某养分的消化率（%）＝100?饲料中该养分总量可消化养分 （3～1）

但是按以上方法测得的养分消化率，严格地说应称为表观消化率。这是由于粪中所排出的养分并非全

部属于饲料本身未被消化吸收部分，还有一部分是来自消化道本身的产物，它包括消化器官所分泌的消化

液的残余、消化道粘膜及上皮细胞脱落的残余和消化道微生物残体及产物等，这些产物常被称为（粪）代

谢性产物（metabolic fecal products, MFP ）。那么真（实）消化率的概念可用以下公式表示：

某养分的真实消化率（％）＝100?--食入的某饲料养分）

代谢性产物中的某养分（排泄的某养分食入的某饲料养分 （3～2）

显然，从理论上讲，同一饲料养分的表观消化率总是低于其真实消化率。当然用真消化率表示饲料养

分的消化程度（评定饲料）比用表观消化率更真实、可靠。但对于许多的养分来说，要准确收集与测定试

验动物MFP 的养分是非常困难的，因此，用表现消化率来评定饲料的消化性能仍被普遍采用。

根据试验所使用的条件，消化试验可分为体内消化试验（in vivo ）、尼龙袋消化试验（nylon bag

technique ）和离体消化试验 (in vitro )。

根据被测定饲料种类，消化试验分为直接法与间接法。能独立构成动物饲粮的饲料，如混合饲料，反

刍动物的干草、青草等可用直接法测定；而不能单独构成饲粮的单一饲料则采用间接法。间接法需做2次

消化试验才能计算出被测饲料的养分消化率。

根据收集方法不同消化试验又可分为全收粪法和指示剂法。

（一）体内消化试验

1.全收粪法 在试验期间精确计量饲料采食量；全部收集试验动物粪便并准确计量。有代表性地采取

饲料与粪样并准确分析。使用全收粪法测定消化率时，收粪设备有多种：最简单的是粪袋，适于大型草食

动物消化试验收粪。猪和家禽有专用消化试验栏或笼。 栏式要求水磨石地面，笼式多为钢质结构；鱼类

消化试验另有特殊设备。

应选择生长发育、营养状况、食欲、体质均正常的健康动物，为了便于粪尿分离，哺乳动物一般应选

雄性。同时要求动物的品种、年龄、体重、血缘关系和发育阶段基本一致。评定一种饲料需动物3～6头

（只）。

试验日粮应参照动物的营养需要，按照试验设计要求配制。试验所需饲料总量按动物采食量与试验天

数估算，并一次配好，再按每天所需数量分装成包，备试验时使用，同时应采样，在实验室制成分析样品

供饲料营养成分分析用。

消化试验全期分为预试期和正试期。预试期的工作包括：将选好的试验动物关进消化试验笼中，单笼

饲养，饲喂待测饲粮（如待测饲粮有适应性等问题则先经过一段时间的过渡），并注意观察试验动物的采

食习性、排粪情况及其他行为活动。预试期的长短，因动物而异（动物消化道内食糜的排空速度）。通过

预试后，动物预试前采食的其他饲料的食糜残渣应从消化道排尽。为了保证这一点，对不同动物预试期的

长短作出如下规定：牛、水牛、绵羊 10d ；哺乳期动物 4d ；猪（4～8月龄）6d ；肉食性动物3d 。在预试

期的最后3d 应定量（准确）饲喂待测料。在预试期间应作好正试期的一切准备工作。正试期的任务是按

预试期末确定的喂量准确定量饲喂；全部收集各试验动物正试期的排粪，按比例取样保存（保存期间注意

防腐）。待正试期结束时，将各头试验动物每天的粪样混合在一起干燥制成风干样以备分析。从理论上讲，

正试期越长，越准确，但由于人力、物力的限制，正试期不可能太长，一般为：牛、羊、 10d （哺乳期犊

牛 4d ）；猪（4～8月龄）5d ；肉食动物 5d 。

2．指示剂法（稳定物质法） 为了简化消化试验繁锁的收粪手段，Wiepf(1874)曾采用粗饲料中所含

的不被动物消化吸收的二氧化硅为内源指示剂，Ebin(1918) 又采用了用三氧化二铬（Cr 2O 3）为外源指示

剂来测定饲料养分的消化率。其原理是：假定指示剂（稳定物质）通过家畜消化道后能完全从粪中排出（即

完全不被吸收），从而通过饲料与粪中养分与指示剂含量的变化即可计算出养分的消化率，其计算公式为：

饲料养分消化率（％）＝100-100??）（饲粮中养分含量粪中养分含量粪中指示剂含量

饲粮中指示剂含量 （3～3） 常用指示剂包括内源指示剂和外源指示剂，前者有SiO 2、木质素、酸不溶灰分（AIA ，Acid Insoluble

Ash ）等。较为常用的是AIA ，即2mol/L （或4mol/L ）盐酸不溶的灰分。后者有Cr 2O 3,Fe 2O 3,Ti 2O 3（钛），

BaSO 4等。

对指示剂回收率的研究表明：没有一种稳定物质的回收率能真正达100%。多数研究者认为Cr 2O 3较为

理想，回收率可达98%。因此目前常用的指示剂是Cr 2O 3和AIA 。外源指示剂的一般添加量为0.2%～1.0%。

如添加太少，难以准确测定，对回收率影响较大，但添加太多又可能影响动物对养分的消化（注意准确、

均匀的掺和）。

粪样的采集与制备：应采集未受其它物质污染（如尿）的粪便，一般应每天采集3次，采集的总量一

般不应少于总排粪量的35%。烘干混匀制成分析样，待测定养分和指示剂含量。

3．间接法 对于不能单独用于饲喂动物的饲料，其消化率测定使用间接法。它需要经过2次消化试

验。第一次测定基础日粮的养分消化率；第二次试验测定由80%～50%的基础饲粮和20%～50%待测饲料构

成的新日粮的养分消化率。

基本假定：基础日粮养分的消化率在2次试验中保持不变。营养分的消化率具有可加性。

在以上基本假定成立的情况下，通过2次消化试验便可按如下公式计算出待测饲料养分消化率：

待测饲料养分消化率（DF ，%）＝DB+f

DB DT ）（- （3～4） 式中DB 和DT 分别表示基础日粮与新日粮养分的消化率; f 表示新日粮养分中待测饲料养分所占的比

例。

注意事项：本法是在假定基础饲料养分消化率在两次测定中保持完全一致的条件下实现，但实际上

100%的不变是不可能的（饲料间的互作及其他条件的影响）。为了保证测定结果的相对准确，就应保持基

础饲粮养分消化率的稳定。因此须注意以下几个方面：

（1）基础饲粮应是营养平衡的配合饲料（应符合动物营养需要），且基础饲粮中含有约10%的待测饲料。

（2）两次试验所需的基础饲粮应一次配齐。

（3）待测饲料在新日粮中替代基础饲粮的比例不宜太少，一般以20%～50%为宜。

（二）离体消化试验 离体消化实验是模拟动物消化道的环境，在体外进行饲料的消化。可以使用消化

道消化液法和人工消化液法。使用消化道消化液时，先制取小肠液冻干粉（PIF ）并进行效价标定，然后

取饲料样0.5g(4份)用0.2% 胃蛋白酶的0.075mol/L 盐酸溶液37℃恒温水浴振荡4h ；用0.2mol/L NaOH

液中和至pH 值等于7.0；加PIF 液恒温振荡4h ，两两合并加水静置过夜（夏季需置于冷暗处和加甲苯一

滴以防腐）。用已知干重及能值的滤纸过滤，残渣烘干称重与测热。该法由中国农科院畜牧所张子仪院士

的研究小组制定，适于测定猪的配合饲料、能量饲料、粗饲料及植物性蛋白质饲料的干物质消化率和表观消化能。

评定反刍动物饲料的离体消化试验常用人工瘤胃法，该法有些类似于猪的离体消化试验。先从瘘管动物的瘤胃中取出定量的瘤胃液，并去除其中的饲料颗粒后，置于一容器中，再将待测饲料样（0.5g）加入其中，在中性、39℃、厌氧避光条件下处理和测热，即可计算出未校正的DM和能量消化率。但由于测定结果一般低于体内法的结果，故需进行校正。人工瘤胃法有人不用瘤胃液，而采用真菌纤维素酶代替，但这样一般先用胃蛋白酶处理。该法由德国Hohenhaim大学Menkel首先提出。取瘤胃液的动物饲粮中应保持50%～60%的粗料（主要干草），因为精粗料比例会影响动物瘤胃液中纤维素酶和淀粉分解酶的活性均衡。

（三）尼龙袋法主要用于反刍动物饲料蛋白质的瘤胃降解率测定。将饲料放入特制的尼龙袋，再从瘤胃瘘管将尼龙袋放入瘤胃中，经24～48h后取出，冲洗干净，烘干称重，然后根据饲料中的蛋白质含量可以计算出饲料蛋白质降解率。由于该法简单易行、重复性好、耗时耗力少，目前国际上已经普遍用于测定饲料蛋白质的降解率。

三、代谢试验

物质代谢是利用供试动物采食与排出体外的营养物质之差来测定动物体内组成分变化情况的一种试验方法。因而通过物质代谢试验可了解各种饲料养分（如碳、Ca、P等）在动物体内的沉积能力（沉积率），以评定饲料的营养价值。

物质代谢试验既可测定饲料养分的利用率（沉积率），也可测知动物体内营养物质的增损情况。用物质代谢实验可研究的营养物质有水分、蛋白质、脂肪、各种矿物元素和维生素等。在食品动物生产中，人们特别重视动物机体蛋白质与脂肪的变化。因此，普遍开展的还是碳氮平衡试验（据氮平衡测定体内蛋白质增损，据碳平衡了解体内脂肪的增损），亦即研究动物碳氮平衡乃研究物质代谢的重点。其基本方法：是在消化试验基础上增加收集尿、气体的装置。

（一）氮平衡试验

1.动物体内的氮代谢池动物体内的氮来源、氮排泄及动物体内的氮代谢途径总结于图3～3。

在动物生产中，动物食入的饲料蛋白质除部分在其消化道没有被消化吸收经粪排出外，吸收的含氮物（氨基酸）一部分用来合成新的组织蛋白以满足生产或组织修补的需要，另一部分含氮物氧化分解并以尿素、尿酸等形式从尿中排出。

2.氮平衡测定在氮平衡试验中，可以建立如下关系式：

食入氮－粪氮－尿氮－体外产品氮＝沉积氮（3～5）

当沉积氮大于零时，则称为氮的正平衡；沉积氮小于零，则称为氮的负平衡；沉积氮等于零，则称为氮的零平衡或零氮平衡。

图3-3动物体内的氮代谢途径

氮平衡试验的方法要点与消化试验方法基本相同。氮平衡试验对实验动物的头数及其选择，试验期的划分、安排与处理均可参照消化试验要求，另外，在消化试验基础上增加收集试验动物所有排尿。

（二）碳平衡试验 通过碳平衡试验可以测定动物体内脂肪增减情况。

动物体内碳来源于饲料三大类有机物质（即蛋白质、脂肪和碳水化合物）；碳的排出途径为：（1）粪碳及

肠道气体碳。粪碳是指饲料中未被动物消化吸收的有机物质。另外，在反刍动物的瘤胃和大肠、单胃动物

大肠内微生物的发酵，可产生CH 4和CO 2等从肠道排出，构成消化道气体碳损失。（2）尿碳。主要以尿素或

尿酸形式排出。（3）呼出气体碳。吸收到动物体内的有机物质在体内氧化供能中将形成CO 2，随动物呼吸

排出体外。（4）沉积体内或体外产品蛋白质、脂肪中的碳。因此，碳平衡可表示为：

沉积碳＝饲料碳-粪碳-尿碳-呼出气体碳-消化道气体碳-体外产品碳 (3～6)

四、饲养试验

饲料营养价值评定的主要目的如下：（1）衡量一种饲料替代另一种饲料满足动物生理功能的程度（饲

料营养价值相对排序）；（2）建立饲料与其完成某一特定功能的相关，如第一限制氨基酸与动物蛋白质增

重关系；（3）通过营养供给来预测或控制动物的生产性能。上述目的的共同点就是饲料的营养价值只有在

描述动物的生理功能和生产性能时才会有用，因此动物的生产性能是衡量饲料的绝对和相对营养价值的一

个必需指标。动物生产性能通常是指那些与可销售动物产品密切相关的指标，如产奶量、产蛋率、体增重、

纤维增长（毛），维持以及繁殖组织和胚胎的生长尽管不是直接可销售商品，也是密切相关的性状。饲料

采食量也是动物生产性能的一个重要方面，评价饲料时，其采食特性是一个不容忽视的方面。以动物生产

性能评价饲料的营养价值通常通过饲养试验来实现。在动物营养的饲养试验中，常用的设计方法有：对照

试验、配对试验、单因子试验、随机化完全区组设计、拉丁方设计和正交设计等。

（一）对照试验 在营养研究中，如需考察某一营养因素或非营养因素对动物是否有影响， 就可以采用

对照试验。如比较玉米和糙米对猪的饲养价值，我们可选两组条件相近的猪，一组饲喂含玉米的饲粮，另

一组饲喂含糙米的饲粮。 对照试验是最简单的设计。其统计模型为：

Y ij =u+T i +e ijk (3～7)

其中：Y ijk 为观察值，u 为平均效应，T i 为处理效应，e ijk 为随机误差

（二）配对试验 为了使对照组和处理组动物尽量一致，常选择各方面条件相同动物，双双配成对。再

将每对动物随机分到对照组和处理组，更确切地讲是互为对照。在动物营养研究中，配对试验与对照试验

的适用范围并无多大差异， 主要视试验动物的情况而定。相似年龄、体重、遗传基础和养育历史的动物

经一段时间的调整期后，配对进行饲养试验，同一对动物分别饲喂不同的饲粮，同一对动物的采食量相同。

该方法不适于自由采食的动物试验。统计方法可用t 检验。

（三）单因子试验设计 与对照试验和配对试验相比，单因子试验有更多的处理组。例如，要研究饲粮

赖氨酸对生长猪生产性能的影响并确定其适宜添加水平，一般设计一个赖氨酸水平很低的基础饲粮（有时

使用半纯合日粮），然后在基础饲粮中添加不同水平的赖氨酸，根据赖氨酸水平与生长猪生产性能的关系

确定适宜的饲粮赖氨酸水平。有时还根据血液的某些生化参数作为评定依据。不设对照组，而设多个处理

组，通常又称剂量反应法（Dose-response ）。统计方法简单，常用SAS 软件的GLM 模型进行方差分析。

（四）随机化完全区组试验 在上面研究生长猪赖氨酸适宜添加水平的试验中，如果试验猪来自三个养

猪场，尽管猪的品种、年龄、体重和以前的饲粮基本一样，但为了考察不同环境、水质等是否给试验带来

影响，就可把三个养猪场看成三个区组，采用随机化完全区组设计。试验的单元根据年龄、性别等因素分

组或分区。在每一区组的动物则随机分配到各处理组，一个区组可以是任何一个可以影响重复之间的变异

的任何因素。如比较3种饲粮对犊牛生长的影响，犊牛的开始体重对实验结果有较大影响，但又无必要研

究开始体重的效应。处理方法：先将动物按体重分组，再将每组动物随机分配到各处理组。该设计可以区

分饲粮、起始体重的效应，同时可以估计饲粮和起始体重之间的交互作用。统计模型：

Y ijk =u+T i +B j +e ijk (3～8)

其中：Y ijk 为观察值，u 为平均效应，T i 为处理效应，B j 为区组效应，e ijk 为随机误差。

（五）复因子试验设计在营养研究中，往往在同一试验中需要考虑的影响因素不止一个。如研究小麦对猪的生产性能的影响的同时，又想确定酶制剂的合理添加方式，就需采用复因子设计。在饲养试验中，超过3个因素以上的复因子试验是很少的，除了统计分析麻烦外，也难控制试验条件，结果不一定很理

想。该试验设计允许在一个试验中考察多个因素，并可测定因素之间的交互作用，试验处理共有M n个（M

代表水平，n代表处理）。因素和水平较多时所需的试验组较多，如3因素3水平的试验组有27个。

（六）拉丁方设计拉丁方设计常用于产卵家禽和泌乳母牛短期的试验和饲料养分消化率的测定。因试验时间短，同一动物可在不同时间内接受多种试验处理。当研究的因素较多时，该方法可以减少试验动物的数量，仍可评定处理效应。每个因素必须有相同的处理水平或重复。该方法常用于产奶试验中，因胎次和泌乳阶段会影响采食量。统计模型：

Y

ijk =μ+α

i

+τ

j

+β

k

+ε

ijk (3～9)

其中：Y

ijk 为观察值，μ为平均效应，α

i

为期效应，τ

j

为处理效应，β

k

为动物效应，e

ijk

为随机误

差。

（七）正交试验设计在某些情况下需要考察多个因子，每个因子又想考察几个不同的水平，按复因子设计处理组也太多，而某些因子的某些水平又没有多大的必要，此时可考虑采用正交试验设计。根据试验考察的因子和水平数选择相应的正交试验设计表，按表安排试验。选择正交表安排试验；使用正确的统计分析方法。例如，要考察饲粮赖氨酸、蛋氨酸、粉状钙和晶体钙对产蛋鸡产蛋量和蛋壳强度的影响，如果每个因素设3个水平，按复因子设计共有８１个处理组，按正交设计只需９个试验组，详见表3～1。

表中水平只是代号。１组表示接受４个因素的第一水平；２组赖氨酸是第一水平，其余都是第二水平，以下类推。从试验结果可确定哪一组最好，也可进一步作方差分析。当然这种考察方式不是很全面细致的，适于研究几种饲料组分的相互影响和营养物质间的合理配比。

表3～1 正交试验表

第二节饲料能量营养价值的评定

饲料能量含量是衡量饲料营养价值的一个重要方面，饲料中的有机物都是能量的来源。在动物体内，饲料中的化学能可以转化为热能和机械能，也可以蓄积在体内,还可以用于形成动物产品。评定饲料的能量营养价值方法颇多，这些评价体系各有特色，且在不同地域使用或使用于不同动物种类。

一、能量评定术语

（一）可消化有机物（DOM）根据饲料的可消化有机物含量来评价其能量价值，这一体系忽视了脂肪所含能量高于其它养分这一事实。

（二）可消化养分总量（Total Digestible Nutrient，TDN）一般而言，动物利用饲料中的能量时，最大的能量损失是未被消化而从粪排泄的部分，这一损失与饲料的种类有很大关系。因此把损失量最大而且变动大的粪中所含的能量从饲料总能量中减出去，由此可得可消化养分，以此可消化养分为基础表示能

量的单位就是可消化养分总量。这一体系考虑了脂肪含能高这一因素，即TDN=DOM+1.25DEE, 但所用消化率系数是沿用反刍动物的，而不是家禽、猪或犊牛的测定值。

（三）淀粉价（Starch Value, SV）这是德国的Kellner 建立的评定能量价值的方法。根据体脂肪的生产量计算出饲料的能量值。这一方法是以淀粉生产脂肪的能力为基础，给成年牛喂以超过维持所需的养分，1kg可消化淀粉可生产体脂肪248g，1kg可消化纯蛋白质和可消化粗脂肪生产体脂肪量分别为235g和470g?598g。后来的研究结果显示可消化纯蛋白与可消化粗蛋白有相同的生产量，就使用可消化粗蛋白的单位了。而且把各种可消化成分生成体脂肪的能力换算成1kg可消化淀粉生成体脂肪的能力，只要把各种成分乘上淀粉价系数就可以了。猪的体脂肪合成能力与此不同，所以其系数也不同。淀粉价系数如表3～2所示。

把上述表中的系数乘各种可消化养分量就是淀粉价的基础数据。

（四）饲料单位（Feed Unit）这是北欧斯堪地维纳国家常用的单位，是瑞典的Hansson 等人用乳牛做了许多饲养试验的结果。以1kg大麦喂给奶牛生产牛奶的效果为1饲料单位，由这个牛奶生产效果确定各种饲料的饲料单位。例如1kg豆饼是1.24饲料单位，1kg干草是0.4饲料单位。饲料单位是以淀粉价为计算基础。和淀粉价的思路是一致的，即用一定的系数乘各种可消化养分，以确定牛奶的生产价。不同的是，计算淀粉价时可消化纯蛋白的系数相当于1kg，而在乳生产中，这一系数相当于1.43kg，就以1.43为系数（在淀粉价里是0.94），其它成分的系数和淀粉价的系数相同。

（五）总能（GE）动物从饲料中获取能量。饲料中的化学能含量根据其转换成热能的多少测定，这种热能的转换是通过饲料的氧化燃烧确定的。因此，单位重量的饲料氧化燃烧所释放的热量就称为总能。表3～3列出了部分重要化合物的总能含量。一种有机物质的总能含量主要由其以碳氢氧的比例表示的氧化程度决定。所有的碳水化合物都有类似的碳氢氧比，因此他们具有相同的总能含量（约17.5MJ/kg干物质）。甘油三酯的氧比例低，因此其总能含量也高得多（35～39MJ/kg干物质）。总能常用氧弹式测热计测定，测定程序比较简单，国产的自动测热计可以达到国外同类产品同样精确和方便。

（六）消化能（DE）饲料的表观消化能等于其总能减去粪能后剩余的能量。只要具备氧弹式测热计，这种方法很容易测定。而且比通过饲料和粪中的粗蛋白、粗脂肪和粗纤维计算更精确。但蛋白质生产水平低时（生长缓慢、产蛋少），DE 的ATP潜力估计过高，因为从蛋白质产生的ATP 数量低。目前猪饲料的有效能评定多用消化能体系。由于禽的粪尿同时排泄，故通常禽不用消化能体系。该体系在中国和美国应用

较广，在美国消化能也曾用于反刍动物饲料平定评定，消化能和可消化养分总量之间的关系为：1kg可消

化养分总量等于18.4MJ消化能。

（七）代谢能（ME）饲料的代谢能等于其消化能减去尿能和可燃性气体能（特别是反刍动物）后所剩余的能量。

（八）净能（Net Energy）饲料净能是饲料能量中能用于维持动物生命活动和生产动物产品的有效部分，可以用公式表示为： NE＝ME-HI （3～10）

式中HI 代表体增热。

净能用于维持主要是在体内的代谢过程中必需的热量损失，而用于生产的净能则以化学能沉积在动物产品中，如肌肉、奶和蛋。值得一提的是，所有的热能损失，只有体增热部分是真正的废能，用于维持的热能损失实际上可看成动物利用过程中将能量“降解”成无用的形式。

体增热：饥饿动物在采食后的几小时内，产热量超过基础代谢时的水平，这种产热量的增加就称为饲料的体增热。除非动物处于低温环境，这些热能是无用的。

二、代谢能的测定

代谢能的测定比测定消化能需花更多的劳力。精确测定代谢能，应考虑甲烷气损失和尿的损失，这只有在呼吸测热室才有可能。事实上，猪和禽的甲烷能损失很少，一般低于0.5%，实际测定中都忽略不计。尿能损失主要是含氮物质所含的能量，因此其损失量取决于日粮蛋白质水平，尤其是氨基酸的平衡（限制性氨基酸的水平），其实尿能损失可以通过尿氮计算，因为1g尿素氮损失尿能约22.7kJ，1g尿酸氮损失尿能34.4kJ，用这种方法校正的消化能与氮平衡为零的代谢能很接近。测定代谢能时，若氮平衡不为零或者生产蛋白质（如蛋、乳蛋白），也可用同样的校正因子。如：产蛋母鸡，若测定的代谢能为1.5MJ，氮平衡为-0.2g，蛋中含氮0.8g，因此，氮平衡为零时的代谢能为 1500kJ+0.2×34.4kJ-0.8×34.4kJ = 1479kJ。又如生长猪，测定的代谢能为15MJ，氮平衡为+20g，氮平衡为零时的代谢能为：15000-20×22.7=14.55MJ。正常日粮由于含氮量低，这些校正部分也很小，但对含蛋白质高的饲料，这些校正值要高得多。

在生产水平低时，氮校正平衡代谢能同样过高的估计了ATP潜能，但比DE 要少。

从瘤胃的可燃性气体损失几乎全部是甲烷。甲烷的产生与采食量密切相关，处于维持营养水平时，甲烷能损失占食入总能的7%～9% （或占消化能的11%～13%），当饲养水平提高时，这一比例降低到6%～7%。当没有呼吸测热室时，可以按8%来估计可燃气体能的损失。

前面提到的多数评价体系都忽视了脂肪合成时对能量利用的正效应和发酵植物细胞壁对能量利用的负效应。通常，在代谢能测定时忽略了甲烷能损失，在家禽和喂奶的犊牛这样做是可行的，因为甲烷的产生很少。然而，比较大的猪，其甲烷能损失可增至总能采食的2% 。70kg的猪，这一数值为0.5%～1% 。在荷兰于20世纪80年代采用了一种新的代谢能体系（只限于产蛋家禽），即代谢能再加上10%的可消化脂肪，这已经在欧洲使用。

进行代谢能测定时，动物的选择非常重要，如不宜选用生长猪和肉用仔鸡，必须选用成年的动物。而在美国和加拿大就忽视了这一问题，因此，比较美国和欧洲的饲料营养价值时，就会发现美国的饲料ME 值高于欧洲的饲料ME 值。

由于家禽的气体能损失是次要的，所以可以通过摄入的总能和排泄物中能量损失的差异来确定饲料代谢能。这一能值是指表观代谢能（AME）值，以便区分于被认为能较好评估饲料代谢能的其他表达方式，通常使用氮校正的表观代谢能（AMEn）。AMEn是以零氮平衡为基础来调整所有饲料的结果计算得出的。这样做的原则是：如果是常用的能量饲料，应考虑到氮沉积的不同。家禽营养学家使用的另一指标是真代谢能（TME），而TME是通过测定代谢能和内源尿能损失的AME计算而得。内源尿能损失与饲粮无关，但要考虑这些损失在消除不同饲养水平对AME值结果的影响有重要作用。TME也要用氮平衡校正为TMEn。

当所评价的饲料是以单个饲粮成分进行评估时，代谢能含量的测定方法可采用直接测定。然而对于饲料而言，单个成分的分析是不可行的，并且必须通过已知代谢能值的基础饲粮组成成分的不同来评价饲料。这样就要用到半纯合日粮。在半纯合饲粮里试验饲料要取代某种纯合养分（如葡萄糖和纤维素）。换句话说，整个饲粮是由纯合组分与所添加的一部分试验饲料组成。当对试验饲料进行评价时，对多水平饲粮成分的评估有利。这就需要通过回归分析进行试验饲料代谢能的测定，并且要考虑基础饲粮与试验饲粮之间

的关系（Sibbald,1980）。Farrel(1978)进行了AME的快速测定。这种方法就是给家禽饲喂试验饲粮1h后，在此后的24h内收集排泄物。Sibbald （1980）用了类似的方法，只是家禽要先绝食24h，然后在强饲试验饲料后收集排泄物24h。我国也于1985～1990年间对这一方法进行了尝试，并于1995年由霍启光和张子仪制定了“鸡饲料表观代谢能测定技术规程”，对试验鸡试验期的饲养管理、试验进程和被测饲料测定程序进行了明确的规定。

代谢能的实验室估测：尽管用活体法快速测定评估家禽饲料是可行的，但对于商品化配合饲料的品质控制以及单独检验饲料中已知能值时，仍然要用到实验室法。由于这些目的，饲料中的能值或许可以用与化学分析和代谢能含量相关的回归方程来推测。所知的各种方程最好的一种是实际误差约为±2％～4％的方程。

三、净能的测定

测定饲料的净能必须测定动物的热能损失或动物体内沉积的能量数量，而这二者的测定不论从原理还是实际测定都相当复杂。

动物产热量的测定可以用动物测热计（Animal Calorimetry）直接测定，也可以通过测定呼吸商间接测定。用动物测热计直接测定时，给两组动物饲喂两个不同采食量水平的同一饲料，假定两个采食水平的基础代谢相同，这样根据两组动物产热量的差异可以计算出体增热。当测定单个饲料时，若能单独饲喂也可以按上述方法，若不能单独饲喂，则低采食量组饲喂基础饲粮，高采食量组由同一基础饲粮再加上一些待测饲料。间接测热则是利用动物物质代谢需要消耗氧气并产生二氧化碳的原理，而且不同的营养分氧化降解需要的氧和产生的二氧化碳各不相同，如葡萄糖和脂肪（棕榈酸三酯）氧化分解的反应如下：C6H12O6 + 6O2 6CO2 +6H2O+2.82 MJ (3～11)

C3H5（OOCC15H31）3 + 72.5 O2 51CO2+49H2O + 32.02MJ (3～12) 由于1mol氧在标准状态下的体积是22.4L，因此动物若全部从葡萄糖氧化获取能量，每消耗1L氧所产生的热量为2820÷（6×22.4）=20.98kJ/L，若氧化的是碳水化合物，则所产生的热量为21.12kJ/L，这一数值称为氧化热价。在间接测热中用它从所消耗的氧气估计产热量。相同地，若动物全部氧化脂肪获取能量，则氧化热价为19.61kJ/L。实际上，动物并不单从碳水化合物或脂肪获取能量，通常是氧化混合有机物，也包括蛋白质的氧化。若要根据氧消耗量估计产热量，就要知道消耗的氧用于脂肪、碳水化合物和蛋白质的比例，这一比例要根据呼吸商来确定。呼吸商是动物利用营养物质所产生的二氧化碳与消耗的氧气的比值。蛋白质的氧化数量可以根据尿氮排泄量来计算，尽管蛋白质的燃烧热为22.2kJ/g，但动物体内的蛋白质并非完全氧化，故1g蛋白质氧化的平均产热量为18.0kJ。每克蛋白质的氧化可以产生0.77L 二氧化碳，消耗0.96L氧，故蛋白质的呼吸商为0.8。根据反应式（3～11）和（3～12），碳水化合物和脂肪的呼吸商分别为1.0和0.7。如已知混合有机物氧化的非蛋白呼吸商为0.9，则碳水化合物的比例为67.5%，脂肪为32.5%，氧化热价为20.60kJ/L。但当碳水化合物和脂肪不完全氧化时，呼吸商和产热量的关系就会改变。动物出现代谢紊乱，如酮症时，就是不完全氧化；反刍动物在正常情况下也有不完全氧化的情况，因为碳水化合物在瘤胃发酵产生甲烷，因此经呼吸商计算的产热量必须经校正，每产生1L甲烷减除2.42kJ 产热量。上述产热量计算可以用Brouwer 方程来表示：

HP (kJ)= 16.18VO2 (L)+ 5.16VCO2 (L)- 5.90N (g)-2.42CH4 (L) (3～13) 家禽的氮系数为1.2，因为家禽排泄的是比尿素氧化更完全的尿酸。

动物体内沉积能的测定如前所述的碳氮平衡试验可以用于测定沉积能。沉积能也可通过比较屠宰试验来测定。选择2组条件相同的试验动物，一组在试验开始时屠宰，测定其体内的能量沉积量，另一组试验动物则经过一段时间的饲养后再进行屠宰，同样测定其沉积的能量，两次测定的差值就是在饲养期间沉积的能量，根据饲料采食量就可以测定饲料的沉积能。

在现代动物生产体系中，饲料净能的测定要根据饲料所饲喂的对象动物和动物所生产的产品来确定。如维持净能、增重净能、产蛋净能、产奶净能、产毛净能和产脂净能。这主要是由于饲料代谢能用于不同的生产目的时，其利用效率不同。目前净能体系主要用于反刍动物，应用较多的是美国加州净能体系(CNES) 和美国 Flatt的奶牛净能体系。

（一）美国加州净能体系(CNES) 饲料的净能随着饲养水平的变化而变化，当饲粮能值由1/2基础代谢上升到2倍基础代谢时，每千克饲粮的净能含量NE(m+p)(MJ ／kg DM)由9.97减少到 7.40 (Kleiber,1961)。 由于NE 的易变性，所以不宜用于衡量饲料的营养价值和确定家畜的营养需要量。于是Kleiber 提出采用维持净能(NE m )与增重净能(NE g )2种能量单位。

在维持水平以上，直到任意采食，增重净能与体增重(G)之间大致存在直线回归关系。换言之，饲料的增重净能值(NE g )在维持饲养水平以上时，恒定不变。另外，饲粮的维持净能NE m 等于基础代谢，而基础代谢是比较恒定的。所以同时采用NE m 与NE g 为衡量单位的净能体系比用NE 为衡量单位更准确。

饲料的增重净能值可通过连续2次试验来测定，并同时测定饲料的维持净能值。

第一次试验时，饲养水平为维持水平，使增重能量等于零，记录采食量(I/W kg 0.75), 此时饲料净能为维

持净能，所以饲料的维持净能值可计算如下：

NE m =77I W0.75（kcal/kg ）= 322?I W0.75（kJ/kg ） （3～14）

第二次试验对饲料采食量不限量，只记录，测定其增重净能量（kJ/W

0.75），根据这些数据，即可计算

每千克饲料的增重净能含量。 饲料增重净能值= 75.0/)75.0/()

75.0/(w kg w kg W kJ 维持水平采食量（任意采食时的采食量增重沉积的能量- （3～15）

加州净能体系只供肉牛饲养业应用，在北美洲肉牛饲养业中广泛推广应用并已获得成效。1969年经美国国家科委(NRC)正式批准，认为可在肉牛饲养业中应用。但该体系认为肉牛的维持饲养需要量是恒定不变的，并不受生产水平高低及沉积能量的影响，其实，由于肉牛沉积能量的个体差异很大，很难相信消耗能量保持恒定不变。另外，NEg 在理论上也有缺点，它没有区分增重中的沉积养分是蛋白质还是脂肪。加州净能体系用于推算年龄较大的成年牛的体增重能量所得准确性较高，而用于推算生长期幼牛的增重能量所得准确性较差。因为生长期肉牛增重中既有蛋白质沉积，又有脂肪沉积，而且两者比例变化较大，故推算时误差较大。

（二）美国 Flatt 的奶牛净能体系

1．奶牛净能体系的理论基础

美国农业部农业研究中心、能量代谢实验室曾为高产奶牛于1962年开始进行能量平衡试验(Flatt 等,1969）。Moe 和Tyrrell(1972)综述过去曾用奶牛进行的543项能量代谢试验，提出将奶牛日粮能量分为两部分，一部分供维持，一部分供产奶，并测定能量利用效率，结果表明这两者的能量利用效率相近。

2.维持净能和产奶净能需要的测定及饲料净能值的测定

(1) 产奶净能需要量 经测定，生产1kg 标准奶需产奶净能3.10MJ 。实际上和1kg 校正奶的燃烧值相等。因此，产奶净能由产奶量乘标准奶热值即可。如果乳脂率不等于4%，可按下列公式计算其热能含量：

1kg 奶含热量=353+96×乳脂率 （3～16）

(2) 维持净能需要 维持净能需要量也用产奶净能表示。经试验测定，供维持的净能值用产奶净能表

示，平均为306.7kJ ／W kg 0.75，这与测得的非泌乳、非妊娠期奶牛的绝食代谢产热量/ W kg 0.75 (307.5kJ ／W kg 0.75)

相近。由于直接测定奶牛各种饲料的产奶净能值数据较少，上述数据是通过回归公式，利用少量试验数据推算而得的。同时，由于在奶牛养殖实践中，饲料能量的利用效率与上述试验结果相比较，或多或少地有

所减小，故美国NRC 在公布的资料中，适当地提高奶牛的维持净能需要量,为334.4kJ/ W kg 0.75（80kCal ／

W kg 0.75）。

(3) 饲料或饲粮的净能值 因为不可能对奶牛饲料的净能值逐一测定，所以应用30种不同饲料与饲粮，进行几百次能量平衡试验，得到由饲料DE 推算其产奶净能的回归公式：

NE l (MJ/kgDM)=0.68×DE(MJ/kg DM)-1.51 (3～17)

第三节 蛋白质营养价值的评定

蛋白质营养价值的评定是从20世纪初才有所认识，Thomas(1909)提出了蛋白质生物学价值的概念。进入20世纪30年代以后评价饲料营养价值的研究重点转移至维生素、矿物质和氨基酸。20世纪40年代建立了氨基酸的微生物分析法以及50年代的化学分析法。以后，随着化学、生理、生化、微生物的发展，分析过程的改进和其他相关科学的完善，更多地关注营养成分的有效性研究，并推进了饲料营养价值评定的发展和完善。

一、粗蛋白

动物所需要的氮大部分是用于蛋白质的合成，饲料里的氮也大都以蛋白质的形式存在，因此几乎全球都是以蛋白质来表达动物的氮需要和饲料的氮含量。从化学上讲，饲料中的蛋白质含量是根据多次修正的凯氏定氮法测定的饲料氮计算出来的。用凯氏法测定的氮，除了蛋白质中所含氮外，还包括其它一些含氮化合物所含的氮，如硝酸盐、亚硝酸盐以及一些环状含氮化合物。在根据含氮量计算蛋白质时，有2个假设：所有的饲料氮都是以蛋白质的形式存在，所有的蛋白质均含16%的氮，而实际上这2个假设均不完全成立（表3～4）,因此，这样计算的蛋白质营养上称为“粗蛋白”。

二、可消化粗蛋白

粗蛋白虽然提供了饲料中的氮含量，但几乎不知它能否被动物利用。饲料蛋白质在变成对动物有用的化合物之前都必须经过消化和降解，使复杂的蛋白质变成简单、可吸收的氨基酸，因此，在很长一段时期内，可消化蛋白质作为评定单胃动物饲料蛋白质营养价值的

指标之一。可消化蛋白质可以由消化实验来测定氮的消化率。由于盲肠微生物能利用部分没有被动物消化和吸收的食糜中的氮，而且大肠吸收的氮对动物几乎无营养意义，因此，用回肠末端的氮消化率能更准确地反映饲料的蛋白质营养价值。

三、饲料氨基酸含量

对单胃动物而言，蛋白质的营养价值因其所构成的氨基酸的种类和结合状态不同而异。特别是必需氨基酸的含量对蛋白质的营养价值影响很大。如果必需氨基酸的含量不能满足家畜的需要，则其蛋白质的营养价值就低。因此饲料氨基酸含量的分析在现代饲料工业中具有十分重要的意义。氨基酸分析的常用方法有以下3种：

（一）高效液相色谱（HPLC）法高效液相色谱技术是目前用于氨基酸分析的常用技术。许多学者对柱前、柱后的衍生条件进行了大量研究，并在此基础上建立了不同的分析程序，如柱后邻苯二甲醛（OPA）法、丹磺酸（DNS）法及PITC法。

表3～4 含氮量转换成粗蛋白的系数

th

（二）亚二硫基二乙酸（DTDGA）保护法测定半胱氨酸测定蛋白质和多肽中氨基酸的组成，绝大部分均是采用了6mol/L HCl、110℃水解24h传统方法。然而这种传统方法在精确测定蛋白质中的含硫氨基酸（蛋氨酸、胱氨酸）时却遇到了困难，因为含硫氨基酸在酸解的过程中均不同程度地遭到破坏。近十年来，含硫氨基酸越来越受到营养学家(包括人类营养和动物营养)的重视，因此，研究含硫氨基酸分析测定方法

的人越来越多。

目前，含硫氨基酸的测定方法大致有2类：一类是过甲酸氧化法；另一类是二硫化物类试剂保护法。过甲酸氧化法把胱氨酸和半胱氨酸转化成磺基丙氨酸，虽然测定了半胱氨酸，但过甲酸使甲硫氨酸转化成了砜，酪氨酸也被破坏(Hoogerheide et al.，1992)。Barkolt等（1989）提出用二硫化物类试剂作为保护试剂，如亚二硫基二丙酸、亚二硫基二丁酸等。二硫化合物与半胱氨酸可形成稳定的衍生物，并且仍可与发光衍生试剂反应，供仪器检测。用亚二硫基二乙酸作为保护剂，二乙酸的碳链短，既不影响衍生物的稳定性又可以缩短分析时间。使用氨基酸分析技术的柱前PITC衍生，高效液相色谱分离测定，可以快速、准确的分析半胱氨酸、甲硫氨酸和所有的氨基酸。

四、氨基酸的有效性

已有多种可测定饲料中氨基酸利用率的方法,通常不采用单一的方法来进行测定。为方便起见将这些方法分为三大类:体外法、间接体内法和直接体内法.

（一）体外法此方法的目的是通过对饲料的实验检测来估计动物可利用氨基酸的含量。体外法有3种形式：化学法、酶法和微生物法。

1．化学分析法这种方法多用于测定赖氨酸的利用率。前提条件是赖氨酸的胺基必须是游离状态，以确保赖氨酸的生物利用率。最原始的方法是用赖氨酸与1-氟，2，4-二硝基苯（1-fluoro-2,4-dinitrobenzene，FDNB）反应，这种方法后来得到了改进。也有使用不同试剂的其它方法，如2，4，6-三硝基苯磺酸（2,4,6-trinitrobenzxene sulfonic acid, TNBS），还有基于染料（如酸性桔12，acid orange 12）被蛋白质吸收的简易方法。

虽然同一种饲料的许多样品的化学检测方法可能有异，而且可能在质量控制上起作用。然而，并不鼓励直接用动物检测氨基酸利用率与化学方法检测之间的结果比较。Batterham 等用化学方法和猪的生长实验对同一饲料的赖氨酸利用率的估计做了一系列的实验，这些实验表明化学估计和用猪做实验得到的数据没有相关性。对谷类饲料中赖氨酸利用率进行的类似比较，也发现化学和生物学估计的结果之间没有相关。用FDNB和TNBS法及鸡生长鉴定法测定了几种鱼粉、肉骨粉、羽毛粉和动物毛粉（hair meal）中赖氨酸的利用率。鸡生长法结果与FDNB-赖氨酸和TNBS-赖氨酸之间的相关系数分别为0.83和0.90。

2. 酶法有人建议用模拟肠道内酶消化的体外测试法。有几种酶（包括胃蛋白酶、链霉蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶）曾被实验过。一致认为该法最大的弊端是很难确定一种酶或酶复合物真正模拟了体内混合酶的反应，而且这些酶是否对各种饲料都有效也很难确定。体外酶消化的终产物包括氨基酸、不同长度的肽和未被消化的蛋白。

3. 微生物评定法曾经是饲料中氨基酸含量测定的基本方法，也被用来估测氨基酸利用率。这种方法是基于微生物的生长对所研究的氨基酸有特别需求，用作实验的微生物是细菌（Streptococcus zymogenes）和原生动物(Tetrahymena pyriformis)。由于微生物法测定氨基酸利用率存在许多理论和实际中的困难，至今很少用它。

通常体外测定法为加工工艺对氨基酸利用率的影响提供有用的资料，特别是加热过程对赖氨酸的破坏。但是，用体外法测得的数据来作为饲粮配方的依据并没有得到认可。关于体外法的更详细的资料可参考Carpenter(1973)和Sibbald(1987)的综述

（二）间接体内法用实验动物测定氨基酸生物利用率很显然比单独在实验室里进行更理想，但是，用动物来直接测定既费时、成本也高，因此设法用间接法来测定氨基酸利用率。有两种这样的方法，一种是用血浆氨基酸浓度来测量，另一种是通过测量氮的消化率来测定。

自从Richardson 等(1953)和 Dentors和 Elvehjem （1954）所做的实验以来，就已清楚地知道动物血液中的氨基酸浓度受饲粮水平的影响，而且用血浆中限制性氨基酸的浓度来估计家禽和猪的氨基酸需要已完全得到了应用。有人曾提议用血浆中氨基酸浓度的改变来估计饲料中氨基酸的利用率，不过这种方法没有得到更全面的改进，主要是由于有多种因素在制约着血浆中氨基酸浓度。而且，进行血浆氨基酸浓度分析有许多困难，还有经费问题。

如果单个氨基酸的消化率和总的蛋白质消化率之间有密切的相关，那么通过氮的消化率的测量对氨基酸利用率进行预测，为间接体内法提供了方便的途径。在一些实验中，曾报道过某些氨基酸的利用率与氮消化率之间存在一定的相关，但这种方法仍有局限性。

（三）直接体内法

1．氨基酸消化率许多研究者着力于利用饲料中可消化氨基酸水平来配制饲粮。肠道后段的微生物发酵改变了流入粪中的氨基酸，从而导致氨基酸在肠道的损失（或合成）。这样并不利于动物体内的氨基酸营养作用。因此，通过比较饲粮摄入和粪中排泄来测定消化率不能很可靠地估计饲料中对动物有用的那部分氨基酸。微生物降解说明了有大量的氨基酸从后段损失掉，与粪中消化率相比，回盲段消化率更具营养意义。在大部分实验中，回盲消化率值比粪消化率值低，这说明粪消化率过高地估计了饲料来源的粪中氨基酸值。

以饲料摄入和粪尿中排出直接比较测定的消化率受粪尿中内源物质的影响。由于那些具有蛋白质特性的消化酶和脱落到消化道的粘膜上皮细胞，因此，包括氨基酸在内的内源性含氮物质大量存在。为尽可能减少这些内源性排泄物对消化率测定数据的影响，将粪中这部分内源氮扣除掉，所得的消化率叫真消化率。估测内源氨基酸的方法之一就是在动物饲喂无氮饲粮时测定其粪中的氨基酸的损失，但是内源损失受饲粮摄入量和种类的影响。例如， Craig and Broderick (1981) 在鼠中发现每消耗1kg干物资，相应的内源氮损失为1.84 g。另一种方法就是找出粪氮（氨基酸）损失与蛋白质（或氨基酸）摄入之间的回归关系，这2种方法都不能解析饲粮摄入的蛋白质对分泌到消化道的内源蛋白的影响作用。

饲料中的每种氨基酸都有4种可能的值来表示其消化率：即粪和回盲的表观和真消化率。

(1)猪回肠氨基酸消化率的测定由于大肠微生物干扰较大，使测定值偏高（约10％），故均采用回肠末端收取食糜的方法测定回肠氨基酸消化率。由于从消化道后段排出的氨基酸对机体没有价值（Rerat,1978），故必须测定来自回肠的氨基酸。这就需要在氨基酸流入结肠时，用外科瘘管来收集所有的消化液或是消化液样品。采用这种方法要在回肠后段安装一个瘘管，另一个瘘管安在回肠末端收集已测量好的回流的消化液样品。使用的瘘管有凹型和T型2种，凹型瘘管能准确测定消化液的流出量，但是，胃肠道的破坏会影响到小肠的功能。使用T型瘘管时，在食糜离开回肠时收集消化液样品，根本不会损坏肠道，然而，T型瘘管需要一个标记来测定流出量。

安装瘘管的动物限制在笼子里，一天24h进行收集，从30min到120min不等收集到的消化液样品测出总的排泄量。取完样品后，剩余的从末端瘘管流回猪体内，比较回肠氨基酸流出量和饲粮氨基酸摄入量可计算出表观回肠消化率。这种方法是可行的和有用的，因为它显示出了动物最小的氨基酸净损失量。

表观消化率经过内源损失修正后，得到的真消化率结果更准确，改进程度视日粮摄入的氨基酸量而定。但是Buraczeuski 和Horaczynski (1983) 发现，把蛋白质水平从10%提高到20% 对表观回肠消化率无影响。实际上大多数研究已把表观回肠消化率作为饲料氨基酸利用率的指标。

Taverner 等(1981) 测定了谷物中的氨基酸回肠表观和真消化率。就赖氨酸而言，3种小麦样品的表观值从70%到81%，真消化率值从79%到89%，因此用内源氨基酸进行修正很少改变它变化的域值。

通过外科手术收集回肠末端食糜的主要方法有：T型管（simple T-cannulas）、

桥式瘘管（Re-entrant cannulas）、回-直肠接合技术(Ileo-rectal anastomosis technique)、可移动（可操纵）的回盲瘘手术（Steered ileo-caecal valve）。每种方法的测值并无太大的差异，加上氨基酸分析测定的误差本身较大，所以很难说哪一个方法测值最准确。目前主要是看哪种方法最简便，包括取样程序和对术荷猪的影响。相对说来，回一直肠吻合术还较可取，虽手术麻烦，但粪样（食糜）收集简单，而且可做到样品有代表性。

（2）禽类氨基酸消化率的测定禽饲料氨基酸消化率的测定相对较简单，因禽大肠较短，而且主要是盲肠，所以不必安装屡管，安装也困难。为减少盲肠的影响，可切除盲肠。关于切不切除盲肠现有争议，大多数饲料切除盲肠与否对氨基酸消化率无显著影响，只少数饲料，如肉骨粉等切除盲肠氨基酸消化率降低。另一些人认为盲肠在氮代谢中对尿中尿酸的二次利用有重要作用；未经小肠吸收的氨基酸和短肽也可为盲肠微生物充分利用，因此不宜切除。

氨基酸分析仪的测定值误差较大，必然会影响到饲料氨基酸的消化率测值的准确性，一次试验测得的

值很难说准确、可靠，一般取平均值较合理。

2.氨基酸真消化率测定前面所述方法测定的饲料氨基酸消化率都是指表观消化率。收集的回肠末端食糜或粪样中的氨基酸实际上包括了2个部分，即饲料中未被消化吸收的残余和整个消化道的分泌物、细胞脱落物等内源性的氨基酸等。因此，为了准确测定饲料氨基酸的真消化率，就必须正确评估动物的内源性氨基酸排泄量。评价方法主要有：

（1）无氮日粮法和回归外推法测定饲料氨基酸真消化率的最为经典的方法是Mitchell(1924)建立的无蛋白质(氮)日粮法(protein-free diet)。其假定条件是动物采食不含任何蛋白质的饲粮后，进入食糜或粪中的蛋白质、氨基酸即为内源性的，并且在不同饲粮条件下动物内源性氨基酸的排泄量和氨基酸组成是相同或相似的。然而事实上并非如此，随着动物采食蛋白质量的增加，其内源性氨基酸的排泄亦相应增加。Low(1979)指出，动物在采食无氮饲粮后，改变了动物的代谢而影响内源性氨基酸的排泄量。Ozimek 等(1985)发现动物采食无氮饲粮后，胰腺分泌的消化酶减少，分泌的蛋白质量亦减少。由于无氮饲粮影响动物消化道的分泌和吸收功能，一般认为无氮饲粮法低估了猪的内源性氨基酸排泄量，即高估了饲料的氨基酸真消化率。

为了克服无氮日粮法的上述缺陷，Carlson等(1970)发明了一种回归外推法，用以估测内源性氨基酸排泄量。其方法要点是给猪饲喂不同蛋白质水平的饲粮，分别测定粪或食糜中的氨基酸量，然后用数理统计的方法，推算出饲粮蛋白质水平为零时粪或食糜中的氨基酸即为内源性氨基酸。该方法虽然考虑了饲粮蛋白质含量对内源性氨基酸排泄的影响，但与无氮饲粮法一样，在计算饲料氨基酸真消化率时，仍然存在不同的饲料都扣除同样量内源性氨基酸的问题。另外，Souffrant(1991)经过研究发现，蛋白质采食量与内源性氨基酸排泄之间并不存在线性关系，因此，本方法也难以对内源性氨基酸排泄作准确估测。

（2）酶解酪蛋白／超滤法 Moughan等(1990)针对上述问题，提出了一种酶解酪蛋白／超滤的新方法来估测动物的内源性氨基酸排泄。其技术原理和过程如下：给动物饲喂含酶解酪蛋白(分子量低于8.25×10-21g)的半纯合饲粮，然后收集回肠末端食糜，立即通过离心和超滤等方法，将食糜中的大分子蛋白质(分子量大于1.65×10-20g)与小分子蛋白质(分子量小于1.65×l0-20g)迅速分离开来，大分子量蛋白质即为内源性的，而小分子量蛋白质是饲粮中未被吸收的部分。当然内源性蛋白质也有可能被水解为小分子蛋白质，但所占比例很小，可以忽略不计。Butts等(1991)将该方法应用于生长大鼠的内源性氨基酸排泄的测定，其测定值高于无氮日粮法，而与15N同位素标记法的结果相当。说明该方法在评估动物内源性氨基酸排泄上有相当的准确性。Yin和Mccracken(1996)认为，尽管此方法还未见有直接测定猪内源性氨基酸排泄的报道，但仍不失一种较为有应用价值的试验方法。

（3）15N同位素标记法目前认为15N同位素标记技术是直接测定内源性氨基酸排泄最有效方法，而且可用于测定饲粮成分变化对内源性氨基酸排泄的影响。15N同位素标记技术方法可通过2种途径进行，一是对饲料蛋白质进行标记；二是对动物的氨基酸库即内源性氨基酸进行标记。15N同位素标记的饲料非常昂贵而且不易得到，因而限制了该技术的广泛应用。这样，大多利用各种不同的15N同位素标记动物的氨基酸库，即使用15N同位素进行连续的静脉灌注(或称稀释)，粪中或食糜中内源性氨基酸可以通过同位素的稀释方法来计算。在应用15N同位素稀释技术时，有3个必须解决的现实问题：一是被标记的含氮物的选择；二是15N丰度稳态的判断；三是前体库的选择。最好选择15N同位素标记的各种氨基酸的混合物作为标记。但由于价格昂贵，实际应用中仍然只选择一种氨基酸进行标记。作为标记物的氨基酸要具有以下的特点：①可以发生转氨基作用，使标记的同位素转移到其它氨基酸中去；②被标记处理后不影响采食量；③被标记后不影响氨基酸代谢，不会导致氨基酸的不平衡。Grala等(1998)经过研究发现，唯有亮氨酸完全符合上述条件。因此,15N标记亮氨酸被普遍选作测定内源性氨基酸的标记物。其灌注剂量一般为4.0～40.0mg／kg.d，灌注时间8～9d以上。在运用15N同位素稀释技术时，采样时15N的丰度应当达到一个稳定状态。回肠末端食糜中内源性氨基酸中15N的丰度与血清三氯乙酸(TCA)可溶部分中的15N丰度是相似的。但是血清总氮TCA可溶部分中15N丰度存在昼夜变化。而Schulze(1994)指出，15N灌注5～8d后，并在2次饲喂的中间采血，15N丰度的稳定状态基本可以达到。内源性氨基酸的前体库包括所有代谢组织，而且主要是全身肌肉组织。因此必须选择一个与15N的亲和力相似的参照物，来代替前体组织的15N丰度。而这种参照物中15N丰度也可代表回肠末端食糜中内源性氨基酸的15N丰度。血清往往是最理想的参照物。

（4）高精氨酸法如前所述，15N同位素标记技术是对内源性氮前体库进行标记的，以此为基础区分回肠食糜中内源性氮与饲料中氮。Souffrant(1991)、Schultz等(1991)和Nyachoti等(1997)提出了用高精氨酸标记饲粮蛋白质中赖氨酸的方法，测定内源性氮的排泄。其工作原理是：在一定条件下将饲料蛋白质中的赖氨酸与甲基异脲(methylisourea) 反应，生成高精氨酸，当高精氨酸被吸收后，在肝脏精氨酸酶的作用下，又可很快转变为赖氨酸，同时释放出尿素。高精氨酸不构成内源性氮，所以消化道脱离细胞以及分泌的消化液中不含高精氨酸，回肠食糜中高精氨酸即为饲料中未被消化吸收的外源蛋白质。动物对胍基化饲粮蛋白质和天然蛋白质具有相同的蛋白酶分解和吸收能力。Souffrant(1991)的研究表明，猪对高精氨酸标记过的酪蛋白和大豆分离蛋白的回肠吸收率高达97％，且只有微量(小于0.2％)的高精氨酸由血液进入肠腔。Schulze等(1994)指出，高精氨酸法必须使经胍基化的高精氨酸在待测饲料蛋白质中均匀分布，才能有代表性，否则影响测定结果。如果饲料蛋白质中的赖氨酸侧链被封闭，特别是经美拉德反应(Maillard reaction)后封闭时，赖氨酸侧链就不能与甲基异脲反应而转化成高精氨酸。这样受热损害的饲料蛋白质经胍基化后代表性差，从而导致对内源性氮估测误差。

3、氨基酸消化率体外测定技术如前所述，饲料的蛋白质和氨基酸消化率是评价单胃动物饲料营养价值最为重要的指标之一。人们已普遍接受了采用氨基酸回肠末端表观或真消化率来评价猪饲料的营养价值和衡量动物的营养需要。然而测定这些指标，很大程度上要依赖荷术的试验动物，这样测定的结果虽然直观、可靠，但是十分繁琐并耗资旷时。因此，寻求一种体外试验方法来估测蛋白质和氨基酸消化率，以此评价饲料的营养价值就显得十分必要。体外消化试验一般是尽可能地模拟动物消化道环境条件来进行。但是，消化道中的酶是一个复杂多变的多酶系统，因此一般情况下酶的活力受各种因素的影响较大。如喂给低蛋白高能量饲粮猪的小肠液中胰蛋白酶及胰糜蛋白酶活力分别为77.2±27.1和5.1±1.9酶活单位／mL，而喂给高蛋白低能量的却分别为59. 4±20.2和6.5±1.9酶活单位／mL。因此，不同的体外试验方法都是在相应的严格控制条件下对体内消化代谢过程进行模拟而获得的。

(1) 两阶段水解法丹麦Boisen等(1994)和法国Jaguelin等(1994)提出了先用pH值2.0的胃蛋白酶处理，再用胰蛋白酶处理，结束后用5m1 20％的磺基水杨酸沉淀未被消化的蛋白质，经过滤后，由样品和未消化残渣含量计算出粗蛋白和氨基酸的体外消化率。虽然测得的结果变异系数（CV=3.8）很低，但体外法和体内法测得的结果相关性不强（r2=0.57）。这一方法尽管可以克服采用小肠液酶活不稳定的缺陷，但反应过程仍然是在封闭容器中进行的。

(2) 活动尼龙袋法 Sauer等(1989)发明了一种用半离体的活动尼龙袋法测定了一些饲料的能量和粗蛋白消化率的方法。其过程是：被测样品1g左右置于120目的小尼龙袋中，经过酸性胃蛋白酶处理4h后从十二指肠瘘管进入试验猪的消化道，然后从粪中收集尼龙袋，这样小肠液中消化酶进入尼龙袋而被消化的氨基酸游离出尼龙袋，并且消化环境完全与体内条件一致,因此测定结果可以与粪分析法结果建立比较好的回归关系。Yin等(1995)改进为试验动物在安装十二指肠瘘管的同时进行回直肠吻合，这样测定结果可与回肠末端消化率建立更好的回归关系。但是这种半离体方法仍然需要荷术动物，并非真正的离体测试方法。另外该方法因为尼龙袋在动物消化道内的滞留时间差异较大，且难以调控，往往导致实验的重复性较差。

（3）体外透析管法黄瑞林等(1999)指出，在体外试验的条件选择上不应该刻意追求与体内环境的一致性，而应更注重提高体外试验法的精确度和可重复性。根据仿生学原理，在实验室条件下，样品先经过胃蛋白酶水解，经中和后转移至透析管装置内，用胰蛋白酶水解，透析管的透析液可使水解产物及时透析至管外，最后定量测定透析液粗蛋白和氨基酸的含量，即可计算样品粗蛋白质和氨基酸的消失率。其适宜条件是：温度为35℃，1g(精确至0.0001g)样品，胃蛋白酶浓度为0.001g／mL，pH值为2.0，水解4h；经中和后，转移至透析管内，用pH值7.6且浓度为0.0025g／mL的胰蛋白酶水解24h，透析管外以300mL 透析液使水解产物及时透析至管外。黄瑞林等(2000)进一步研究表明，可以用透析管体外法的测定结果来较准确地预测饲料蛋白质和大部分氨基酸的回肠末端消化率。透析管体外法的优点在于：每一测定结果的变异较小，变异系数大都在1％～3％之间，符合一般分析要求。并且在可操作性、重复性和精确度方面优于其它体外方法，与回肠末端消化率结果之间的相关性很好，因此其回归模型可靠。

五、单胃动物的饲料蛋白质质量评定

用可消化蛋白质有时仍不能全面评价一种蛋白质对动物的营养价值，因为吸收的蛋白质的利用效率有很大的差异，以下是几个常用的评价指标。

（一）蛋白质效率比（protein efficiency ratio, PER ） 蛋白质效率比就是单位重量的蛋白质消耗所产生的体增重。常用小白鼠作为实验动物。 PER=))

g g 蛋白质消耗量（体增重（ （3～18）

（二）净蛋白沉积（net protein retention, NPE ） 用蛋白质效率比来评价时，有时会因为内源氮的不同而影响评定结果，因而采用一组饲喂无氮饲粮的动物来消除差异。相应的计算公式为：

NPR ＝ 消耗的蛋白质重量

饲喂无氮日粮的体增重重饲喂测试蛋白质的体增- (3～19) （三）总蛋白值(gross protein value, GPV) 用鸡作为实验动物。共用3组实验鸡，分别饲喂含蛋白质80g/kg 的基础饲粮；基础饲粮加30g/kg 的测试蛋白质；以及基础饲粮加30g/kg 的酪蛋白，然后比较3组动物的体增重。单位重量的补充测试蛋白质所导致的额外体增重占单位重量的补充酪蛋白所导致的额外体增重的百分比。用公式表示为： GPV=?A

(3～20) 公式中A 代表每克测试蛋白质所增加的体增重；?代表每克酪蛋白所增加的体增重。

（四）生物学价值(biological value, BV) 这是直接衡量饲料蛋白质能够用于合成体组织和体成分的比例。可以定义为吸收氮沉积在体内的百分比。进行一次氮平衡试验，测定尿氮(Un)和粪氮(Fn)，同时测定内源尿氮(EUN)和代谢性粪氮(MFN)，就可以计算出生物学价值。内源尿氮是指经尿排泄的动物体内分泌蛋白和结构蛋白不可避免的降解和替代所产生的氮。代谢性粪氮是指从粪排泄的非饲料来源的物质所含氮，如唾液、胆汁、胃和胰的分泌物、肠道粘膜脱落的细胞等。 BV=)()()(MFN Fn NI EU N U n MFN Fn NI ------ (3～21) （五）化学比分和必需氨基酸指数 测定了饲料氨基酸含量以后，我们可以比较不同蛋白质饲料的品质，如了解蛋白质饲料的第一限制性氨基酸等。通常比较不同蛋白质饲料的品质可以计算其化学比分（chemical score ）和必需氨基酸指数（essential amino acid index ）。 前者把全卵粉的蛋白质认为是最理想的蛋白源，以其必需氨基酸组成为基准，计算出各种饲料蛋白质的各个必需氨基酸的比率，得出比例的最小值，就把这个比率称为化学比分。例如玉米的最小比率是赖氨酸，只有33%，故玉米的化学比分就是33。必需氨基酸指数也和化学比分一样，以全卵蛋白质的氨基酸为基准，全面考虑各种必需氨基酸的比率来评定蛋白质的营养价值。即以全卵蛋白质的必需氨基酸含量为100,依此求出供试蛋白质的必需氨基酸含量的比率，比率在100以上的一概以100计算，由这些比率的积，用下式求出必需氨基酸指数。 EAA-Index=Je j Be b Ae a 1000100100.....??? (3-22)

六、反刍动物的饲料蛋白质评定体系

在过去很长一段时期，反刍动物的饲料蛋白质评定常用粗蛋白质或可消化粗蛋白质为主要指标。由于粗蛋白质含有不同数量的非蛋白氮，故也曾经使用真蛋白，但这样就完全忽视了非蛋白氮的营养作用。可消化蛋白质曾广泛用于评价反刍动物的蛋白质营养价值，但目前基本上不用，其原因主要是瘤胃微生物的蛋白质降解和合成作用。瘤胃微生物负责寄主动物的能量供应，主要通过将饲粮碳水化合物转换成乙酸、丙酸和丁酸。为了完成这一使命，微生物必须生长和繁殖，这就必然有大量的微生物蛋白质合成。而这些蛋白质合成的氮来源主要是来自饲料蛋白质降解后生成的氨基酸、多肽和氨。作用于饲粮结构性碳水化合物的细菌只利用氨，而作用于非结构性碳水化合物的细菌，其氮来源65%是氨基酸和多肽，其余35%是氨。近年来评价反刍动物饲料蛋白质营养价值常用的指标有饲粮氮的降解率和可代谢蛋白质等。

（一）饲粮氮的降解率 饲粮氮可以根据其在瘤胃的可降解性分为快速可降解部分、可降解部分和不可

降解部分（表3-6）。

1.降解率的体内测定 需测定饲粮摄入氮(FIN)、内源氮（EN ）、通过十二指肠的来源于饲粮的非氨态氮（NAN ）和微生物氮（MIN ）。这样饲粮氮的降解率（Dy ）可以用下面的公式表示：

Dy ＝１－FIN

EN MIN NAN ）（+- (3～23) 表3-6 瘤胃降解和小肠消化的日粮氮组分

（资料来源：Chalupa and Garnsworthy,1994, Recent advances in animal nutrition ）

这一方法需准确测定十二指肠的食糜流量、微生物氮和内源氮，这些参数的测定需使用双指示剂和同位素标记技术，会使测定结果有较大误差。内源氮随动物种类和饲养水平不同有一定差异，约占50～150 g/kg ，常用 150 g/kg 作为估计值。尽管这一方法不十分准确，但是目前测定氮降解率绝对值的唯一可用的方法，且用作检验其他测定方法准确性的标准。

2.瘤胃尼龙袋法测定氮降解率 将饲料装入一个人造纤维袋，然后将袋悬于瘤胃内。经过一定时间后，比较放入瘤胃前后的氮含量变化。

降解率（%）＝放入瘤胃前氮含量

从瘤胃取出后氮含量放入瘤胃前氮含量-×100 (3～24) 由于纤维袋中的蛋白质消失率与时间相关，并随时间的延长而增加，但随着时间的延长，增加的幅度变小。因此存在如下关系式：

氮消失率= a +b ×（1-ct e -） （3～25）

式中: a 代表时间为零时的消失率，即水溶性蛋白部分，b 代表缓慢降解的氮部分，c 代表有潜力降解的b 的消失率。根据上述关系，有效的氮降解率可以表示为：

P = a +)1()(t r c r c bc e +-+-? (3～26)

公式中 r 为食糜从瘤胃到真胃的通过速率。从理论上讲，随着时间的延长，瘤胃内剩余的氮会降为零，降解的氮也会为零，因此，有效的氮降解率可以简化为：

P = a +r c bc + (3～27)

公式中a 代表快速可降解氮，bc ÷(c+r)为缓慢降解部分。

该测定方法也有许多导致分析误差的因素，如样品大小、纤维袋大小、纤维材料的多孔性、袋从瘤胃取出以后的处理等。 ARC （1992）提出了该测定方法的技术规程。

这一方法假设纤维袋中的氮消失率能够反映饲料氮在瘤胃液中的溶解性，即降解率。但事实上，有时饲料蛋白溶解后并没有降解就离开了瘤胃，而且最近发现不可降解的饲料酸性洗涤不溶性氮（ADIN ），可以在瘤胃孵育过程中消失，另外瘤胃细菌进入纤维袋中，从而增加未降解氮的含量。

（二）英国的可代谢蛋白体系 该体系的2个重要概念是有效的瘤胃可降解蛋白（effective rumen degradable protein, ERDP ）和动物组织的可代谢蛋白（metabolisable protein, MP ）。

由于反刍动物特殊的生理特点，反刍动物的营养物质消化首先依赖瘤胃的微生物发酵，瘤胃的微生物首先需要获取足够的养分进行生长和繁殖。因此，反刍动物的蛋白质需要必需包含一部分瘤胃可降解蛋白，故反刍动物的饲料蛋白质也应使用同一指标来评价。饲料的ERDP 可以定义为：

ERDP= CP ×(0.8 a+ r c bc + ) (3～28)

公式中的a 、b 、c 、r 与前述降解率体外测定公式中的意义相同。0.8代表瘤胃微生物捕获快速可降解蛋白的效率。

对于反刍动物本身，它所需要的是合成蛋白质所需要的所有氨基酸，是真实可消化的、可以从小肠吸收的蛋白质部分，这部分蛋白质就定义为可代谢蛋白。很显然，菌体蛋白（MIP ）可以部分满足这种需要。菌体蛋白的产量与可供瘤胃微生物利用的有效能（可发酵代谢能，FME ）有关，可以用以下的公式表示：

MP= FME （MJ ）×Y (3～29)

其中： FME （MJ ）= ME-ME fat - ME ferm

动物处于维持、生长和泌乳时Y 值分别为9、10和11。其他情形下，Y 值可以由以下公式计算：

Y= 7+ 6 （1-L e 350。-） （3～30）

L 代表饲养水平。

菌体蛋白中真蛋白的比例为75%，真蛋白的真消化率为85%。因此，菌体蛋白中能提供真实可吸收氨基酸的蛋白质部分为：

DMP （g/kg DM ）= FME( Y ×0.75×0.85)=0.6375(FME ×Y) (3～31)

除了这部分可代谢蛋白外，动物所需要的可代谢蛋白必须直接从饲料获得，这部分蛋白称为可消化瘤胃不可降解真蛋白（digestable undegradable protein, DUP ）。饲料中的可消化不可降解蛋白的计算公式为：

DUP (g/kg DM)= 0.9 × {CP × (1-a-r c bc

+)- 6.25 ADIN} (3～32)

此公式是假定ADIN 为不可消化蛋白质，其余部分的真消化率为0.9。

因此，饲料能够提供的可代谢蛋白总量为：

MP （g/kg DM ）= DMP + DUP （3～33）

现行的饲料蛋白质营养价值评定体系仍不完善，因为分析过程的不精确和不准确性，如很多评定方法都用到了氮含量而不是根据氨基酸分析的结果，还没有选择出一个满意的消化道位点来衡量氨基酸的消化率，内源分泌受各种因素的影响。但是在饲料营养价值评定的实践中，总存在这样一对矛盾：要求既快又省还要简单易行，而另一方面饲料和动物又是复杂多变的。

第三节 饲料中矿物元素和维生素的评定

在自然界的矿物元素中，至少有27种是人和动物所必需的常量或微量元素。常量元素是动物结构组织的重要组成部分，并且具有重要的代谢作用；微量元素在动物体内的含量很低。大多数元素既是必须元素，但浓度过高也是有毒元素。各种饲料中均含有一定量的维生素或维生素源。维生素在动物生长与繁殖中发挥着重要的作用，如果动物缺少一种或多种维生素，就会影响动物体内的某些代谢过程，但维生素过量添加也同样对动物有害。因此饲料中矿物质元素、维生素含量及其有效性评价是饲料营养价值评定中一项不可缺少的工作。

一、饲料中矿物元素含量的测定

许多物理和化学方法可以用来测定动植物组织的矿物元素含量。现就几种常用方法作简要介绍。

（一）原子吸收光谱法（atomic absorption spectroscopy, AAS ） 原子吸收光谱法是矿物元素分析中近年应用最广的方法之一，它能用于测定60多种矿物元素，而且具有较高的灵敏度。使用的主要仪器是原子吸收分光光度计，波长范围190～900nm 。其测定原理是：光源辐射出具有待测元素的特征谱线的光，该光通过试样所产生的原子蒸汽时，被蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，可以根据辐射光强度减弱的程度，计算出样品中待测元素的含量。

（二）分光光度计法 有些元素可以与某些化合物形成稳定的具有吸光特性的有色物质，且该有色物质

的吸光度与元素浓度的关系服从朗伯-比尔定律。因此，只要测定样品溶液中的吸光度和相应的标准溶液的吸光度，就可以定量分析元素的含量。如磷和铬的测定。

（三）等离子光谱分析仪法 利用分析样品中存在的元素在感应线圈，绕等离子炬管构成的氩气等离子磁场中，被激化后发射特征波长的光，经光电倍增管放大，并转变成电信号，经计算机分析处理得到分析结果。该分析方法需要使用专门的仪器：等离子发射光谱仪。

（四）中子激活分析（neutron activation analysis, NAA ） 中子激活分析技术主要应用于人类医学，而在动物科学中的应用只是其一个次要的功能。这一技术的应用取决于中子资源的产生（有时可能使用同位素）或一个密封的中子发射管。样品经辐射后，激活的中子所捕获的许多元素可以根据其γ射线的特征进行测定。East (1984) 曾使用NAA 技术分析动物组织的各种矿物元素，包括氮、钙、磷、钠和氯的测定。

二、矿物元素的有效性

多年来已经将矿物元素有效性扩展到包括不同营养分利用的测定，因此趋向于交替使用矿物元素的消化率和利用率。严格来讲，评定一个饲粮或一种饲料的矿物元素有效性包括：总含量的测定、吸收率的测定以及吸收部分被动物机体利用的比例。

测定动物矿物元素有效性的方法可以分成2类：平衡法(balance methods)和耗空法(repletion methods)。

（一）平衡法 平衡法包括消化率测定以及沉积试验，用同位素标记来估计内源损失。在大多数情况下，内源损失都用同位素稀释技术直接测定，其测定过程是：让动物口服被研究的元素的一种同位素（现在可用稳定性同位素），在一段时期内（通常为8d ）连续测定血浆和粪的放射性活性，然后根据下面的公式可以计算出内源损失。

某元素的粪内源损失=SR

SR 血浆元素的粪排泄总量粪 (3～34) 粪SR 和血浆SR 分别是粪和血浆的放射性活性与时间作成的曲线下面积

（二）耗空法 在被研究元素缺乏的饲粮中添加不同水平的被研究元素，用这些饲粮饲喂正常动物或元素耗空动物，测定它们的已知相关性状的反应或在某一组织的浓度。这种技术是元素相对有效性的测定，如果在处理中包括一种标准形式的元素（通常是一种可溶性的无机盐），则可以比较不同来源的该元素的生物有效性，这种方法也可以用于评定元素的需要量。

三、维生素测定方法

目前的饲料营养价值表列出了大多数饲料的维生素含量，但这些数字的准确性和精确度都是令人置疑的。目前主要有两大类分析方法：化学分析和生物学分析。

用于维生素分析的主要化学分析技术是光谱比色和色谱技术。光谱比色主要是紫外和可见光。紫外分析主要是相对纯净的化合物，可见光则通常是被测定的维生素与一种试剂反应形成一定的颜色。根据颜色的强度估计维生素含量，这一技术的主要不足是化学结构类似的化合物的干扰。色谱技术主要是高效液相色谱和气相色谱，2种方法都可以对特定的物质进行定量测定，但气相色谱不能测定对热不稳定物质。

用于维生素分析的重要生物学方法包括微生物法和实验动物法。微生物法通常是琼脂扩散或比浊分析，即用维生素促进微生物生长的效果来衡量维生素的数量，可惜的是这一方法并不专一，它受其它维生素存在的影响。而用动物来衡量维生素含量的方法并不可取，因为变异太大。

（一）维生素A 的测定 维生素A 可以用3种方法测定：紫外光吸收、Carr-Price 法（AOAC ，1984）和高效液相色谱（HPLC ）法。紫外吸收法只能用于分析较纯的维生素A ，而不能分析饲料及饲料原料中的维生素A 。因此，饲料中的维生素A 只能用另2种方法分析。

（二）维生素E 的测定 维生素E 含有至少8种生育酚，其中最重要的是α-生育酚，添加剂则主要用α-生育酚醋酸酯。维生素E 可用紫外吸收、比色（AOAC ，1984）和HPLC 法分析。纯净的和简单的浓缩混合物可以用紫外吸收测定，而饲料中的维生素E 只能用比色或HPLC 测定。但这些测定不能区分不同异构体，只能测定总的含量。