Енергія, що піддається метаболізму

Енергія, що піддається метаболізму (ME) - це чиста енергія, що залишається після втрати енергії калу та сечі, і представляє енергію, доступну для росту чи розмноження та для підтримки обмінних процесів, таких як робота (рух) та дихання (терморегуляція, підтримуючий метаболізм, HIF).

Пов’язані терміни:

Засвоюваність
Засвоювана енергія
Поживна цінність
Пшеничне борошно
Пончик
Тісто
Солодкий
Печиво
Ізюм

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Опис дієтичної енергії - до формулювання спеціалізованих продуктів для схуднення

Висновок

Звичайні системи ME мають значні помилки, і вони особливо актуальні, коли застосовуються до певних продуктів харчування, призначених для особливого значення для втрати ваги тіла. Такі продукти, як правило, складаються з відносно високим рівнем білка, стійкого крохмалю та замінників цукру та жиру. Калорійність таких продуктів повинна визначатися з більшою точністю. Модель Coles et al. (2013c), що обговорюється тут, дає засіб класифікації харчових продуктів за їх наявним енергетичним вмістом за певних стандартизованих метаболічних умов та забезпечує харчову промисловість корисним інструментом для розробки та оцінки таких вкрай необхідних варіантів харчування для схуднення. Промисловість має значні можливості для реструктуризації харчових продуктів та харчових інгредієнтів, для маніпулювання взаємодіями структур під час травлення та для проектування продуктів харчування, що забезпечують змінені профілі поживних речовин та меншу кількість доступної енергії для одиниці сухої речовини. Однак важливо, щоб для таких продуктів харчування доступна енергія описувалася з точністю.

Управління випасом худоби

21.6.1 Система утилізованої енергії, що метаболізується (UME)

Ця система враховує всі теоретичні потреби в енергії сільськогосподарського скотарства на основі кормів та оцінює частку тієї енергії, яку виробляють на фермі кормові площі. Оцінки енергії складаються у мегаджоулях (МДж), або гігаджоулях (ГДж), де 1 ГДж = 1000 МДж.

Розрахунки передбачають, що якщо загальна річна потреба в МЕ для худоби у фермі відома, а також річна кількість МЕ, що подається на запас із придбаних кормів та концентратів, то решта МЕ повинна надходити з власного корму . Сюди належать усі кормові площі у господарстві, випас худоби, силос, сіно та будь-які інші кормові культури.

Приклад

Для реєстрації виробництва UME з трави для молочного стада на молочній фермі буде потрібна наступна інформація:

Річна потреба в енергії (ME) на корову.

Для обслуговування це буде близько 25 000 МДж, а для виробництва молока середньої якості - 5,3 МДж/літр для (скажімо) 6471 літра. (Для додаткової точності також можна зробити надбавку для вагітності, різних порід та фактичної живої ваги тварин та молока різної якості - однак для приблизного розрахунку цього буде достатньо.)

Річний ME купується як: (a)

Концентрати - скажімо, 1,6 тонни на корову із сухою речовиною 85% та величиною ME 13 МДж/кг DM.

Інші закуплені корми - скажімо, 100 кг сіна на корову із сухою речовиною 84% та ME 9 МДж/кг DM плюс 1 т вологих пивних зерен на корову із сухою речовиною 20% та ME 11 MJ/кг DM.

Тоді загальна кількість закуплених МЕ на корову становила б загальну суму + b.

UME, отриманий із трави та кормів на корову = річна потреба в ME на корову мінус загальна кількість ME, придбана на корову (a + b).

Норма запасу в ГЛУ на кормовий гектар - скажімо, 1,97.

Річна UME на гектар трави та корму для молочного стада = UME на корову × норма поголів'я. Повний розрахунок наведено в таблиці 21.4 .

Таблиця 21.4. Розрахунок UME на прикладі, наведеному в розділі 21.6.1

Технічне обслуговування	+ Виробництво молока	= Загальні річні вимоги до МЕ
25 000	6471 × 5,3 + = 34296 МДж	= 59 296 МДж
Постачальник:	МДж Я
Концентрати	Сіно	Пивоварні зерна	придбана/корова
1665 × 85% × 13 = 18 398 МДж	100 × 84% × 9 + = 756 МДж	1000 × 20% × 11 + = 2200 МДж	= 21354 МДж
Всього Я	- Я	= UME/корова
вимоги	придбана/корова
59 296 МДж	- 21 354 МДж	= 37 942 МДж
UME/корова	× Норма запасу ГЛУ/га	= UME/га
37 942 МДж	× 1,97	= 74 745 МДж/га	= 74,7 ГДж/га
Цільові UME, взяті з молока з трави
Клас сайту (див. Додаток 7)	Цільовий ГДж/га
1	126
2	115
3	105
4	93
5	83

Клас місця зростання трави (див. Розділ 20.5.2). Цілі UME, запропоновані в Молоці з трави, також наведені в таблиці 21.4. Потім читач може підставити для цього розрахунку фактичні показники ферми, використати відповідний клас ділянки для порівняння та оцінити ефективність виробництва та використання корму на конкретному господарстві.

Розрахунок показників UME для молочного підприємства досить простий. Загальний набір молока завжди дуже добре задокументований. Розрахунок для підприємств яловичини та вівчарства є більш складним, оскільки необхідними показниками є загальний річний приріст живої ваги, який, очевидно, важче отримати надійно та спричиняє значно більше помилок.

Харчові властивості та годівля кукурудзи та її супутніх продуктів

Д.Д. Лой, Е.Л. Ланді, у кукурудзі (третє видання), 2019

Свині

Повідомляється, що вміст ME в свинячих свинях становить 11,590 кДж або 2770 ккал (Yen et al., 1974), 11 422 кДж або 2730 (NRC, 2012) та 9765 кДж/кг або 2334 ккал/кг сухої речовини (Anderson et al., 2015). Ці дані сприятливо порівнюються з даними таблиці 23.4. Розрахункові значення ME не мали суттєвого впливу на гранулювання. Амінокислотна структура CGF подібна до структури кукурудзи - хорошого джерела сірки, що містить амінокислоти, але з дефіцитом незамінних амінокислот лізину та триптофану (табл. 23.1). CGF є набагато кращим джерелом вітамінів, ніж цільна кукурудза (табл. 23.4). Як і в кукурудзі, наявний ніацин слід вважати недоступним (Laguna and Carpenter, 1951).

Досліджено використання CGF у раціонах відгодівлі свиней (Yen et al., 1971; Hollis et al., 1985; Zimmerman and Honeyman, 1986). CGF може бути використаний у 12% -протеїнових кукурудзяно-соєвих обробних раціонах, замінюючи кукурудзу як джерело енергії до 30% сухих речовин раціону, не суттєво впливаючи на продуктивність (табл. 23.7). Вмісту білка дозволялося збільшуватись із збільшенням рівня CGF (Yen et al., 1971). Незначне зменшення щоденного приросту та коефіцієнта приросту та корму спостерігалось, коли CGF замінював до 30% кукурудзи у 16% -протеїновій дієті, яку годували свинею у вигляді їжі. Гранулювання дієт призвело до подібних виграшів і раціону приросту на всіх рівнях. Однак, коли CGF замінив кукурудзу та соєвий шрот у 12% -протеїновій ізотрогенній дієті, добовий приріст, добовий корм та коефіцієнт приросту та корму були значно знижені на рівні 20 та 30% сухого CGF. Єна та ін. (1971) пізніше продемонстрували, що першою обмежуючою амінокислотою був триптофан, а другою - лізин при рівні 30% CGF у раціоні. Дані свідчать про те, що коли CGF використовується для заміщення кукурудзяного та соєвого шроту на ізонітрогенній основі, в обробних раціонах слід використовувати максимум 10% рівня CGF, якщо вони не містять добавок триптофану та лізину.

Результати цих випробувань вказують на те, що раніше спостерігалося неефективне використання СГС свинями не через громіздкість або неприємність, а в першу чергу через дефіцит амінокислот, особливо через низьку доступність триптофану та лізину.

Вологий CGF найкраще годувати породистим свиноматкам через їх товсту кишкову здатність і відносно низьку добову потребу в поживних речовинах (Hollis et al., 1985). Однак через низький вміст сухої речовини та поживних речовин свиноматка не може споживати достатньо поживних речовин із вологого ФГК, щоб задовольнити її потреби, особливо тих, що стосуються енергії, кальцію, наявного фосфору, мікроелементів, солі, вітамінів, лізину та триптофану. Слід контролювати щоденне споживання, і доповнення дієти додатковими джерелами цих поживних речовин потрібно навіть при максимальному надходженні свиноматки вологого СКФ. Сухий CGF, як видається, має приблизно 70% енергії кукурудзи при згодовуванні годуючим свиноматкам (Honeyman and Zimmerman, 1990).

Випробування на годівлю також проводили щодо годівлі висушеної конденсованої ферментованої розчинної кукурудзи із зародковим шротом та висівками (сухий концентрований розчин [DSLC]) у раціонах свиней (Harmon et al., 1975). DSLC являє собою суміш крутих твердих речовин лікерів, шроту із зародків кукурудзи та деяких кукурудзяних висівок. Цей продукт містить МЕ 18 932 кДж/кг (4525 ккал/кг) на сухій основі, що більше, ніж у кукурудзяного та соєвого борошна (Anderson et al., 2015). Встановлено, що лізин та триптофан у DSLC мають занадто низький рівень для свиней, як у CGF. Коли DSLC була єдиною амінокислотною добавкою для кукурудзи при завершальному харчуванні свиней, це призвело до значно менших прибутків та ефективності. Дієта кукурудза-DSLC, розроблена для задоволення потреб у лізині та триптофані, не могла бути покращена додаванням лише лізину або триптофану, але була значно покращена при додаванні обох амінокислот (Harmon et al., 1975).

Коли DSLC використовували для забезпечення до 30% загального лізину в раціоні, продуктивність молодняку свиней дорівнювала продуктивності свиней, які отримували кукурудзяно-соєву дієту. Для фінішних свиней DSLC може замінити до 36% загального лізину, що надходить у їжу.

Огляд

Птиця

Очевидний вміст енергії, що піддається метаболізму, як в зернах ASL, так і в YL становить .6 8,6 МДж кг - 1. Нецільно використовувати більше 100 г кг - 1 корму через високу водоутримуючу здатність неперетравлених вуглеводів, що може спричинити вологий послід. Для птахів-несучок можна включити до раціону до 300 г кг - 1, оскільки вологий послід менше проблем. Люпин Альбус можна легко включити в раціон птиці. Додавання ферментів вуглеводів до раціону птиці дає певну користь. Олігосахариди у стравах з люпину, схоже, сприятливо впливають на осмотичну стабільність кишечника, посилюючи засвоєння поживних речовин.

Домашня птиця посідає третє місце серед споживачів люпину у складі кормів.

Корми, рецептура раціону | Моделі в управлінні харчуванням

Енергетична цінність кормових інгредієнтів

Енергетичні значення (енергія, що піддається метаболізму (ME), NEL, чиста енергія обслуговування (NEM), чиста енергія виграшу (NEG)) зазвичай оцінюються на основі TDN. У CNCPS для прогнозування TDN використовуються швидкість перетравлення жуйних та швидкість проходження фракцій поживних речовин, урожай бактерій та перетравність кишечника. Через динамічну субмодель рубця значення TDN були знижені для зниженої засвоюваності, яка виникає при збільшенні споживання корму. Потім засвоювана енергія та ME розраховуються з TDN.

У NRC-2001 засвоюваність білків, вуглеводів і жирів застосовується до даних про склад для отримання перетравлених поживних речовин. Калорійність (білок 5,6 Мкал кг -1, вуглевод 4,2 Мкал кг -1 і жир 9,4 Мкал кг -1) наносять на перетравлені поживні речовини для отримання засвоюваних енергетичних цінностей. Рівняння для обчислення ME та чистої енергії з засвоюваної енергії змінюються залежно від того, є кормовий інгредієнт кормом, концентратом, тваринним білком або жировою добавкою. Зміни вносяться з урахуванням зниження засвоюваності, яке відбувається при збільшенні споживання корму, та впливу методів обробки зерна, які впливають на бродіння крохмалю в жуйних рослинах. Чисті енергетичні значення в NRC-2001 нижчі, ніж у попередніх моделях годівлі молочних корів NRC.

КОРМОВАННЯ, ФОРМУВАННЯ РАЦІЙ | Системи, що описують харчові потреби молочних корів

Використання енергії у великої рогатої худоби

Фігура 1 . Потік енергії у тварин та запропоновані терміни (NRC, 1981). Модифіковано з дозволу Рейнольдса К.К. (2000) Вимірювання енергетичного обміну. У: Теодору М.К. та Франція J (ред.) Системи годівлі та моделі оцінки кормів, стор. 109–128. Нью-Йорк: Видання CABI.

Сила систем ME/NE полягає в тому, що це інтегровані оцінки ряду основних метаболічних процесів, що відображають використання поживних речовин для підтримки тканин і виробничих функцій. Потреби в енергії великої рогатої худоби описуються загалом із використанням факторіальних методів, що враховують витрати на утримання, виробництво молока, приріст або втрату тканин тіла, ріст, фізичні вправи, вплив на навколишнє середовище та гестаційні витрати. Слабкі сторони цих підходів включають

припущення про адитивність, яке може бути невірним

неможливість розрізнити субстрати, що піддаються ферментації, та неферментируемі

неможливість розрізнити схеми бродіння та їх можливий вплив на ефективність використання МЕ або складу молока або тканин тіла

неможливість дозволити логічну інтерпретацію впливу площини живлення на ферментацію, вихід МЕ або вироблення мікробного білка

Просто виміряне МЕ не надає інформації про профіль поживних речовин, доступних тканинам для виробництва та обслуговування. Ці слабкі сторони підходу були розглянуті в CNCPS, NRC у 2001 році та FIM. У той час як корми були описані з точки зору енергії, що піддається ферментації, що підлягає метаболізму AFRC у 1993 р., Або значення NE NRC у 1989 р., Більш механістичні підходи, що відображають потенціал кормів та раціонів для стимулювання виробництва мікробного білка, були розроблені в CNCPS та прийняті NRC у 2001 році та FIM у 2004 році.

КОРМОВАННЯ, ПРОГНОЗУВАННЯ ЕНЕРГІЇ ТА БІЛКІВ | Подавати енергію

Оцінюючи ME

Окрім фекальних втрат, МЕ включає сечові та газоподібні втрати. Велика частина енергії, що втрачається із сечею, знаходиться в азотовмісних сполуках, і більша частина втрат газоподібних речовин відповідає метану. Корми (або більш правильно поживні речовини), які збільшують втрати сечі та метану, мають меншу ефективність перетворення DE в ME. Дотримуючись класичної схеми розподілу енергії ( Фігура 1 ), ME слід розраховувати з DE, або точніше, з DE, що надається кожною поживною речовиною. Через втрату сечі, DE від сирого білка матиме меншу ефективність при переході на ME, ніж вуглеводи та жири. Ефективність DE до ME засвоюваного волокна буде меншою, ніж для перетравного NFC через втрати метану. Ефективність DE до ME для засвоюваного жиру вища, ніж для вуглеводів та білків, оскільки жир не сприяє великій втраті сечі та метану. Якщо значення ефективності відомі, ME можна розрахувати безпосередньо з урахуванням значень DE:

де ki = ефективність перетворення DE з поживної речовини i в ME, а DEi = знижена DE з поживної речовини i. В даний час ефективність кожного поживного речовини невідома з великою точністю. Виходячи з обмежених даних, ефективність DE до ME становить приблизно 1,0 для DE від жиру, 0,7 до 0,75 для DE від білка, 0,76 до 0,81 для DE від NDF та 0,83 до 0,88 для DE від NFC. Якщо DE, що забезпечується кожною поживною речовиною, можна розрахувати, і якщо ця ефективність є правильною, ME тоді можна розрахувати безпосередньо з DE раціональним способом. Через неточності, пов'язані зі значеннями ефективності, деякі системи оцінюють ME безпосередньо з DE. Цей підхід працює досить добре для збалансованих дієт, але для дієт з високими концентраціями білка або жиру МЕ може бути завищений або занижений, відповідно.

Виведено кілька рівнянь регресії, які оцінюють ME безпосередньо на основі складу поживних речовин або вимірювань засвоюваності in vitro ( Таблиця 3 ). Для обмежених популяцій вибірки (наприклад, сіна трави) ці рівняння приблизно такі ж точні, як і оцінка засвоюваності. Оцінка МЕ безпосередньо за складом поживних речовин може мати обмежене застосування в молочному харчуванні через різноманітний характер кормів та дієти. Більш науково раціональний підхід спочатку оцінити DE, а потім оцінити ME повинен бути більш надійним.

Таблиця 3. Приклади рівнянь для оцінки вмісту енергії, що піддається метаболізму (ME, Мкал кг -1), у кормах з поживного складу

Рівняння Залишкове середньоквадратичне відхилення

Бобові корми b
ME = 4,039 - 0,00535 × MADF	й
Трав'яні корми c
ME = 1,47 + 0,00225 × ПК	0,57
ME = 3,98 - 0,0040 × АПД	0,80
Кукурудзяний силос d
ME = 0,942 + 0,00229 × ПК	0,28
ME = 13,31 - 0,0098 × АПД	0,33

й, не визначено.

a Значення, введені як г кг -1 сухої речовини. b Рада сільськогосподарських досліджень (1993) Потреби у енергії та білках жуйних. Воллінгфорд: CAB International. c Givens DI, Moss AR та Adamson AH (1993) Вплив стадії та сезону росту на енергетичну цінність свіжих трав. 2. Зв'язок між засвоюваністю та вмістом енергії, що піддається метаболізму, та різними лабораторними вимірами. Наука про корм трави 48: 175–180. d De Boever JL, Cottyn BG, De Brabander DL, Vanacker JM and Boucque CV (1996) Прогнозування годівлі кукурудзяного силосу за хімічними параметрами, засвоюваність in vitro та NIRS. Наука та технологія кормів для тварин 66: 211–222. MADF, модифікований АПД; ПК, засвоюваність пепсин-целюлази; АПД, волокно з кислотним миючим засобом.