аппаратов воздух из камеры прогоняется с помощью насоса через поглотители газов. Химическим способом определяют состав поглощенных ими газов; вычисляют количество выделенного животным углерода.
Баланс углерода рассчитывают по уравнению: Скорма=Скала+Смочи+С продуктов дыхания+
+С кишечных газов+Сотложений или выделеный с продукцией.
Пример расчета отложений веществ в организме по данным респирационного опыта на свинье, в котором определен баланс азота и углерода, приведен ниже:
| получено с кормом | азот, г 32,4 | углерод, г 740,0 |
|---|---|---|
| выделено: с калом | 4,0 | 102,0 |
| с мочой | 19,4 | 19,0 |
| с газами (СО2 и СН4) | - | 409,0 |
| отложилось (+) или потеряно (-) | +9 | +210,0 |
| баланс | 32,4 | 740,0 |
В опыте установлен положительный баланс азота и углерода. В теле животного отложилось азота 9 г, углерода 210 г. Учитывая, что в белке тела содержится азота 16,67% и углерода 52,54%, а в жире углерода 76,5%, несложно рассчитать, что белка
×9 100
в теле образовалось 54,0 г и на его образование пошло углерода 28,4 г
16,67
54 × 52,54 . Из общего количества отложенного в теле углерода (210 г) на
100
181,6×100
образование жира пошло 181,6 г (210 – 28,4) и жира отложилось 237,4 г .
765,
Практикуется пересчет белка в жир с учетом их калорийности: 1 г белка – 5,7 ккал, 1 г жира – 9,5 ккал. Согласно пересчету, условное жироотложение составляет 254,4 г [(28,4 × 5,7 : 9,5) + 237,4].
Методы определения баланса энергии . Об использовании органических веществ корма у животного можно судить по балансу энергии. Обмен энергии неотделим от химических превращений органических веществ корма в процессе жизнедеятельности. Схема распределения энергии приведена ниже.
Валовая энергия является эквивалентом энергии всех органических веществ корма (протеина, жира, клетчатки и БЭВ) и представляет собой энергию, освобождающуюся при полном окислении (сгорании) этих веществ.
Энергия переваримых питательных веществ условно называется переваримой энергией . Вычисляют ее по разности между валовой энергией и энергией, выделенной с каловыми массами, по уравнению:
Эпереваримых веществ = Эваловая – Экала*.
- По схеме баланса энергии в организме животного, предложенной А. Калашниковым и В. Щегловым, энергия кишечных газов, так же как и энергия в кале, минусуется из валовой энергии корма, чтобы определить количество энергии во всосавшихся переваримых питательных веществах.
Обменную, или физиологически полезную энергию определяют по разности либо между валовой энергией и потерями энергии с калом, мочой и кишечными газами, либо между переваримой энергией и энергией, выделенной с мочой и кишечными газами по уравнениям:
- Эобменная = Эваловая – Экала – Экишечных газов – Эмочи;
2. Эобменная = Эпереваримых веществ– Экишечных газов – Эмочи .
Схема распределения энергии
Средние потери переваримой энергии с мочой и кишечными газами составляют у крупного рогатого скота 18%, у овец – 13%, у лошадей – 8%, у свиней – 6%, и количество обменной энергии можно установить, умножив показатель переваримой энергии на коэффициент 0,82 для крупного рогатого скота, 0,87 – для овец, 0,92 – для лошадей и 0,94 – для свиней.
Обменная энергия расходуется на теплопродукцию (это теплоприращение, необходимое для пищеварения и усвоения питательных веществ, и теплопродукция, связанная с поддержанием жизни) и на энергию продукции .
Если из обменной энергии вычесть энергию теплоприращения, остается чистая энергия . Она расходуется на поддержание жизни и образование продукции. Чистую энергию, расходуемую на поддержание жизни, называют чистой энергией поддержания , а на образование продукции – чистой энергией продукции . Энергия теплоприращения и чистая энергия поддержания вместе составляют общую энергию теплопродукции .
Количество энергии в корме и выделениях можно установить либо сжиганием их навески в калориметрической бомбе, либо по их химическому составу и коэффициентам теплотворной способности их компонентов.
Количество энергии измеряют по международной системе единиц (СИ) в джоулях (Дж) или в килоджоулях (кДж), равных 1000 Дж, и в мегаджоулях (МДж), равных 1000 кДж. Один Дж соответствует 0,2388 калорий (кал), а одна кал – 4,1868 Дж.
При расчете по химическому составу принимают, что 1 г сырого протеина содержит 23,9 кДж, сырого жира – 39,8, сырой клетчатки – 20,0, БЭВ – 17,6, а 1 г метана (СН4) – 3,2 кДж.
Определение общей теплопродукции требует сложного оборудования. Ее можно определить методом прямой (с использованием респирационного калориметра) и непрямой (косвенной) калориметрии.
Респирационные калориметры совмещают в себе функции респирационного аппарата и калориметра. Они воздухонепроницаемы и оборудованы приспособлениями для кормления, поения животных, сбора кала и мочи. Теплопродукция у животных определяется в одних из них по разности температур поступающего и удаляемого воздуха из камеры (с учетом скорости его движения), в других – по изменению температуры воды, заполняющей пространство двойных стен камеры.
Определить теплопродукцию можно также методом непрямой калориметрии по респирационному коэффициенту, количеству потребляемого кислорода и содержанию азота в мочи.
Известно, что респирационный коэффициент — RQ (выражающий отношение выдыхаемого CO2 – диоксида углерода к вдыхаемому кислороду – O2) при окислении углеводов равен 1, при окислении жира – 0,7, при окислении белков – 0,8. На 1 л потребляемого кислорода при окислении углеводов выделяется 5047 ккал, при окислении жира – 4689 ккал. Расход тепла при окислении протеина устанавливают по данным паралельного определения баланса азота (при окислении 1 г протеина в теле животного выделяется 465 ккал). На основе этих данных рассчитывают общую теплопродукцию.
Величину общей теплопродукции можно установить по разности между валовой энергией, потребленной с кормами, и энергией, выделенной с калом, мочой, кишечными газами и находящейся в чистой продукции. Например, корова в опыте потребила с кормом 219,6 МДж, а выделила в кале – 69,4, в моче – 7,9, в кишечных газах – 15,4, в молоке – 41,5 МДж и отложила в теле 11,1 МДж; согласно закону о сохранении энергии, общая теплопродукция у нее составила 74,3 МДж.
Метод учета баланса веществ применим для изучения баланса минеральных веществ (например, кальция, фосфора, натрия и др.). Их баланс составляют так же, как и баланс азота. Изучение баланса минеральных веществ позволяет судить о степени обеспечения ими животных.
Достижения современной науки позволяют изучать превращения питательных веществ в животном организме новыми методами; в частности, методом меченых атомов. В опытах используют изотопы – атомы одного и того же элемента, но имеющего другую атомную массу. В качестве метки используют радиоактивные атомы. Изотопы одного и того же элемента обладают одинаковыми химическими свойствами. После введения с пищей веществ с меченными атомами определяют с помощью
