飼料營養價值評定 概述

本文概述飼料營養價值的評定方法、評定飼料營養價值的基本指標體系、消化試驗、氮平衡試驗、能量代謝試驗的基本原理和方法、飼養試驗基本原理和基本設計。

01

飼料營養價值的概念

飼料營養價值 (Nutritive value)

飼料被採食後, 其養分被消化吸收, 能夠滿足動物機體對養分和能量需要的程度。具體地講, 就是指飼料中養分和能量的含量、可消性(消化率)和利用率。

評定飼料營養價值的意義：

了解飼料的飼用品質；有利於挖掘飼料資源，開發非常規飼料資源：如柑桔渣、中藥渣、羽毛粉、棉籽餅、茶渣、筍殼、竹葉等。制定飼料營養價值表, 為配合全價飼糧提供依據。

02

飼料營養價值的評定方法

評定體系

物質評定體系：從物質角度出發，以營養物質的含量和利用效率為評定指標。

能量評定體系：從能量角度出發，以能量含量和能量利用效率作為評定指標。

註：兩種評定體系實質上是同一過程的兩種表現形式。

評定方法

化學分析法(實驗室方法)。

動物營養試驗法(用動物進行)：飼養試驗、屠宰試驗、消化、代謝和平衡試驗。

體外試驗法(體外發酵或體外酶解試驗)：即通過人工手段模擬動物體內的消化過程，來評定飼料消化率。

化學分析法(實驗室方法)：

1、常規分析法；2、粗飼料分析法；3、飼料成分的特殊分析法

1、常規分析法(概略養分分析法,近似分析法)

六大概略養分：水分、CP、醚浸出物(EE)、CF、無氮浸出物(NFE)、粗灰分。

圖1 概略養分分類

圖2 飼料六大概略養分分析概要

優點：

儀器便宜，方法簡單，絕大多數實驗室都裝備有這種類型的分析儀器。

分析結果易於評價，能對飼料提供良好的一般評定。

迄今為止，數據充足。

缺 點：

粗纖維和NFE的測定不準確，粗纖維不是確定的化學實體：半纖維素、木質素大部分溶解；有30%的飼料，其CF消化率>NFE消化率；

CP計算：6.25×N%，但各種蛋白質含氮量有差異；N 中有蛋白N與NPN兩部分；且不能知道AA的平衡性；

不能確定飼料中各種純養分的含量；

不能知道消化率和營養物質的有效性；

測定很費時，一個樣品全部指標測完約需7天時間。

不過，目前該法仍不失為評定飼料價值的一種基本方法。

2. 粗飼料分析法(Van Soest洗滌纖維分析法)

圖3 飼料Van Soest洗滌纖維分析法

（NDF =CWC － CWC中灰分；半纖維素(Hemicellulose) = NDF－ADF；

纖維素(Cellulose) = ADF－ADL；木質素(Lignin) = ADL－酸不溶性灰分）

優 點

克服了近似分析法的缺點, NDF包括了全部纖維物質;

將飼料中纖維素、半纖維素、木質素分離並測定出來；

NDF或ADF的測定較粗纖維測定簡單, 處理一次即可(1hr)。

目前, 美國推行NDF 和ADF, 日本推行ADF。

3、飼料成分的特殊分析方法

氨基酸分析：氨基酸自動分析儀或高效液相色譜, 對單胃動物必須考慮氨基酸。

礦物質測定：比色法(P)、原子吸收分光光度法 (微量元素)、火焰光度法(鉀、鈉)、熒光光度法(硒、碘）

維生素：高效液相色譜法、實驗動物效價評定

有機酸：VFA用氣相色譜或高效液相色譜法

毒物分析：分光光度法、熒光光度法或高效液相色譜

消化試驗 (Digestive trial)

消化試驗指標

圖4 消化指標：表觀消化率AD和真實消化率TD,通常TD>AD,即AD值偏低

（備註：代謝性糞產物為腸粘膜脫落細胞、微生物、消化液分泌物）

消化試驗的方法

圖4 消化試驗方法分類

1、全收糞法

直接法：適用於日糧或可以單獨飼餵的飼料，如典型日糧、配合飼料、青草和乾草等。

圖5 表觀消化率公式

間接法：適用於不能單獨飼餵的飼料，如各種粗飼料、蛋白飼料、谷實和糠麩等。

由於不能單喂，因此，待測飼料只能與基礎日糧搭配飼餵。

套演算法

測定基礎日糧的表觀消化率（AD），但基礎日糧組成中應含有待測飼料。

第二次消化試驗用80%基礎日糧+20%待測飼料，或70%基礎日糧+30%待測飼(DMbasis)組成混合日糧，測定其消化率(AD)。

要求混合日糧的結構、營養物質含量和體積應與基礎日糧相似。前後兩次消化試驗間隔期3~4天，以觀察試驗日糧適口性。

前後兩次消化試驗的一切操作程序應相同。

計算

圖5 套演算法計算消化率的公式

聯立方程法（略）

插值法（略）

圖6 全收分試驗安排

注意事項：

試驗動物要求

頭數: 大動物3~5頭，小動物更多。

品種、年齡、性別、體重應一致；血緣、生長發育階段基本一致。

健康無病，生長發育正常。

營養狀態、食慾、體質均正常。

日糧配合：

按試驗設計要求配製, 全試驗期所需日糧應一次性備齊，數量充足, 並按每頭每日所需量稱重分裝；同時採取分析樣本,供成分分析。

正試期(5~10天):

準確測定動物在正試期中, 採食飼料干物質總量及排出糞便干物質總量，是關鍵性環節。

採食量測定：每日喂料準確稱重, 每日回收殘食、稱重, 並測定其DM含量, 需配備專用飼槽。

排糞量測定：需有專門的收糞裝置：

a. 消化代謝試驗籠：適於豬、綿羊、山羊

b. 集糞袋：適用於牛、羊、馬

c. 人工肛門：適於雞、鴨

d. 牛可用專用牛床收糞，豬可養在試驗欄中收糞。

收糞時間：

正試期每日24hr不間斷收糞，需有專人晝夜值班，將動物糞便隨排隨采，放入一個具蓋容器中。每24hr做一次糞便處理：稱重、混勻、採樣測定水分。

收糞時間界限：以兩日之間排糞少或不排糞的時間為界限，一般以早晨喂料前時間為界限。

糞樣處理：糞樣採集後稱重，加10%酒石酸或硫酸固氮(30ml/100g)，於65~70℃下烘乾，測定初水分。

同一頭動物正試期的糞樣全部合併（按日排糞量比例合併），粉碎、混勻，作為一個樣品, 供成分分析。

2、指示劑法(Indicator method)

以飼料中不被動物消化吸收的物質(穩定物質)作為指示劑，假定該穩定物質通過消化道時其絕對量不變(即回收率為100%); 飼料中養分則被消化吸收，糞中養分量比飼料中有所減少，從而可推算出養分消化率。

圖7 指示劑法測定飼料養分消化率公式

常用指示劑

內源指示劑：鹽酸不溶灰分(AIA)、木質素；飼料本身固有

外源指示劑：Cr2O3

優點：簡單易行， 省人力， 無需特殊設備。

缺點：指示劑回收率低於100%，尤其是Cr2O3回收率不高, 僅75-80%, 故準確性較全收糞法低；其次, Cr2O3不易與飼料混勻, 且在糞中呈不均質狀態。

內源指示劑回收率相對較高, 且無混合均勻度問題, 測定結果優於Cr2O3法。適用於含量較高成分消化率的測定。

指示劑法的關鍵：

規定量的Cr2O3應與供試飼料分四級混勻(變異度小於0.5-1%),混合操作應在大白瓷盤中進行, 切忌用飼料攪拌機或鐵鍬在水泥地上混合, 以免Cr2O3損失。

採集有代表性糞樣:由於糞中Cr2O3呈非均質狀態，為保證獲取有代表性的糞樣，采糞樣量應至少達到3天總排糞量的35%。

3、體外消化試驗法

酶水解法（酶法）：

用一種或幾種商品酶處理飼料樣品，根據飼料成分被酶水解的量來評定飼料消化率。

AOAC：0.2%胃蛋白酶 0.075NHCl 45℃ 16小時

兩級離體消化試驗法：

圖 8 豬體外消化試驗方法

圖9 反芻動物體外消化實驗：兩級離體消化

人工瘤胃產氣法：

圖10 反芻動物體外消化：人工瘤胃產氣法

尼龍袋法：

通過瘺管動物進行的半體內尼龍袋法（Nylonbag method）和通過體外發酵罐進行持續培養測定的體外尼龍袋法（Invitro-nylon bag method）。

間接估演算法

根據飼料成分測定值按回歸公式來估算各種成分的消化率。估算值存在一定的偏差。

03

代謝試驗

1、氮平衡試驗；2、碳氮平衡試驗；3、能量平衡試驗

1、氮平衡試驗(Nitrogenbalance test)

通過N攝入量與排出量之間的差異來測定動物體組織中蛋白質數量的增減情況，從而了解各種飼料蛋白質在動物體內的利用效率。需收集糞、尿進行測定, 需在消化代謝籠中進行試驗。

圖11 氮平衡基本原理

圖12 氮平衡指標計算方式

2、能量平衡試驗(Energybalance test)

圖13 氮平衡基本原理和試驗方法

04

飼養試驗（Feed trial）

優 點：方法簡單、實用、明了，不需要特殊設備，在生產現場可進行試驗，驗證其它試驗方法測定結果可靠性的有效手段。

缺 點：不能全面評價飼料的營養價值，須與其他試驗方法結合使用。

測定項目：增重、體成分（與屠宰試驗結合進行）；採食量和飼料消耗量生產性能：乳、肉、蛋、毛

試驗設計

(1)產奶牛試驗：反轉設計、拉丁方設計或隨機區組設計

圖14 反轉試驗設計

圖15 拉丁方試驗設計圖示

（2）生長、 肥育試驗：用單因子或多因子設計

圖16 單因子分組試驗設計

圖17 雙因子分組試驗設計

試驗動物數量：

牛：8頭以上/組；

豬、 羊：15-20頭以上/組；

雞：30羽以上/組。初選時，最好加倍

試驗動物要求：

健康無病，生長發育、食慾、精神狀態正常。

種類、品種、性別、年齡和生長發育階段一致。

個體體重一致：組內變異係數≤ 10%，組間變異係數≤ 5%

生產性能一致l稱重方法：晨飼前空腹稱重, 試驗期初和期末, 應連續3天空腹稱重, 取3天平均值。

05

比較屠宰試驗

通過測定動物生長肥育速度(產品數量)和增重內容(產品質量)來評定飼料營養價值，可以彌補飼養試驗之不足。可測定試驗動物的屠宰率、瘦肉率、胴體成分以及待測飼料的凈能值。僅適用於生長肥育動物。

06

評定飼料營養價值的指標

1、消化率指標：各養分消化率和可消化養分, 較分散、概括性較差, 以DM、OM消化率較好；

2、能值指標:能量單位表示的能值指標(單位：卡、焦耳)

消化能(DE)

圖18 消化能檢測及其公式

代謝能(ME)

圖19 代謝能測定與應用

凈能(NE)：NE= ME－HI

真正被動物利用的那部分能量。它是評定飼料能量價值的最終生理指標, 也是最準確的指標, 尤其對反芻動物更應採用凈能指標。

圖20 凈能的介紹

用非能量單位表示的能值指標(重量單位表示）

可消化總養分(TDN)：

圖21 可消化總養（TND）分介紹

TDN缺點：

(a)含有DE和ME因素，但以重量單位表示（Kg），沒有考慮氣體能、尿能和體增熱損失，既不是DE 也不是ME，概念上很模糊、 籠統， 不如DE、 ME、NE概念明確。

(b)計算中，把可消化粗纖維與可消化無氮浸出物的能量價值視為等價，不符合實際， 會高估粗飼料的能值。

澱粉價(SV)：實質為產脂凈能體系

Kellner1907年提出, 1kg可消化澱粉飼餵閹公牛，可在體內沉積248克脂肪, 相當於2356kcal產脂凈能，以此為標準,凡是能在閹公牛體內沉積248克體脂的飼料價值等於1個澱粉價(澱粉當量)。

圖22 從可消化養分估算澱粉價

燕麥飼料單位

蘇聯1951年提出, 以1kg燕麥為標準,1kg燕麥飼料單位可在閹公牛體內沉積150g脂肪, 相當於1414kcal產脂凈能(0.6個澱粉價)。

大麥飼料單位

北歐國家使用,以大麥為標準評價飼料,1kg大麥飼料單位可在閹公牛體內沉積174g脂肪, 相當於1610 kcal產脂凈能(相當於0.7kg澱粉價)。

能量飼料單位(EF)

Nehring等(1960s)在澱粉價基礎上提出,以產脂凈能(NEf)為評定指標, 建立NEf與可消化養分的回歸關係估算NEf, 再將NEf換算成能量飼料單位(EF)。並按飼料能量消化率(67%以下時)對估算值進行校正(估算值偏高)。

EF缺點：

(1) 計算不夠簡單易行，且需校正，與澱粉價實質相似。

(2) 只籠統地以NEf來表示飼料的營養價值，沒有將NEm與NEp分開；也沒將NEf與NEq、NEl加以區分。

中國奶牛能量單位(NND)

以泌乳凈能(NEl)為基礎，以1kg標準奶(FCM: 4%乳脂、 8.9%無脂固形物)所含的能量作為評定飼料價值的標準單位, 即中國奶牛能量單位。

1個奶牛能量單位(NND)= 750kcal泌乳凈能

3、蛋白質指標

消化率：

消化率越大，營養價值越大，不同飼料蛋白質 消化率不同。

生物學價值(BV，biologicalvalue)

圖23 表觀生物學價值和真生物學價值公式

蛋白質凈利用率(NPU,net protein utilization)

圖24 蛋白質凈利用率公式

蛋白質凈值（NPV，net protein value）

圖25 蛋白質凈值計算公式

蛋白質效率比 (PER, Protein efficiency ratio)

以剛斷奶大鼠為試驗動物，生長發育的幼齡動物每食入1g蛋白質所增長的體重克數，即

圖26 蛋白質效率比計算公式

缺 點:

蛋白質營養價值並不與蛋白質效率比呈正比關係。該指標不便於比較各種飼料蛋白質的營養價值。

RDP和UDP（瘤胃可降解蛋白和瘤胃非降解蛋白）

要求瘤胃可降解蛋白(RDP,rumen degradable protein)適當, 以能滿足瘤胃微生物的蛋白質合成需要為度; 在此前提下, 應適當降低RDP, 提高瘤胃非降解蛋白(UDP,undegraded dietary protein)。

4、氨基酸指標；

化學評分法(CS,Chemical score)

以第一限制性氨基酸為依據,評定飼料蛋白質營養價值的方法。

首先測定待測飼料中蛋白質的第一限制性氨基酸含量, 然後與標準蛋白質(全卵蛋白質)中相應氨基酸含量進行比較，求得二者的比值即為化學評分。

圖27 蛋白質化學評分計算公式及其意義

必需氨基酸指數(EAAI,essential amino acids index)

以雞蛋 (或牛乳)蛋白質作為營養完善的標準蛋白質，其組成中的各種必需氨基酸的含量和比例均是理想的，以此作為評定的標準。然後，分析測定待測飼料蛋白質中各種必需氨基酸的含量，再按下式計算必需氨基酸指數：

圖28 必需氨基酸指數計算公式

備註：在評定蛋白質營養價值時，化學評分只考慮第一限制性氨基酸；但動物感到不足的氨基酸可能不止一種，而必需氨基酸指數是對全部必需氨基酸加以考慮計算的。

有效賴氨酸(Available lysine）

圖29 有效氨基酸的原理與概念

4、蛋白質與能量的比率；

營養比 (nutritive ratio, NR)

圖30 營養比計算公式

蛋白能量比(g,CP/Mcal, ME)

圖31 蛋白能量比計算公式

能量蛋白比 (能朊比,Calorie protein ratio, CPR)

圖32 能量蛋白比計算公式

5、綜合指標

飼料報酬 (料重比, Feed conversion ratio, FCR)

圖33 料重比計算公式

飼料效率 (Feed conversion efficiency)

圖34 飼料效率計算公式

6、生物學效價(Biological availability)

主要用於評定飼料礦物質、維生素和氨基酸的營養價值。

是指飼料中礦物質、維生素和氨基酸在動物體內可被吸收、利用的程度大小, 是衡量這些養分完成動物某些生理功能的能力指標。

常用衡量方法是以參比物(某物質的純品)作為標準, 來衡量其它物質的生物學效價。

參考文獻：

中國農業大學計成教授主編《動物營養學》

浙江農業大學劉建新教授《飼料營養價值評定》

聲明：本文部分圖片、資料來源於網路，版權歸原作者或網站。

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