теплопродукцию можно определить с относительной точностью по производству только СО2. Последняя измеряется путем инфузии в жидкости тела источников радиоактивного СО2 (14 С бикарбоната натрия) и взятие жидкости тела для определения концентрации, до которой меченый СО2 разбавлен СО2, произведенной животным.
15.3. Измерение баланса энергии по балансу углерода и азота
При респирационной калориметрии измеряют производство тепла, отложение энергии рассчитывают по разнице между потребленной ОЭ и продукцией тепла (как в табл. 15.1). Альтернативный подход состоит в более прямом определении отложения энергии, чтобы рассчитать теплопродукцию.
Основные вещества, в которых запасается энергия растущими и откармливаемыми животными, являются, белок и жир, резервы углеводов в теле небольшие и относительно постоянные. Количество откладываемых белка и жира можно определить по балансу углерода и азота, т.е. путем измерения количеств этих элементов, поступивших с кормом и выделенных из тела, и, таким образом, по разнице определить отложенные количества. Отложенная энергия затем может быть рассчитана путем умножения количеств отложенных белка и жира на их калорийность.
Как углерод, так и азот поступают в тело, единственно, в составе корма, азот покидает его только с калом и мочой. Углерод, однако, покидает тело еще и в составе метана и двуокиси углерода,поэтому балансовый опыт надо проводить в респирационной камере. Метод расчета усвоения энергии по балансу углерода и азота в наилучшем виде иллюстрируется на животном, у которого отложение как жира, так и белка имеет место. У такого животного потребление углерода и азота будет выше, чем экскретируется, и животное, как говорят, находится в положительном балансе по этим элементам. Количество отложенного белка рассчитывают путем умножения азота на 6,25, приняв при этом, что в теле содержится 160 г N/кг белка. Белок также содержит 512 г С/кг. Остальной углерод относится к отложенному жиру. Отложение жира рассчитывают путем разделения баланса углерода, при меньшей доле на отложенный белок, используя коэффициент 0,746(746гС/кг жира). Энергию, в отложенных белке и жире рассчитывают, используя средние калориметрические показатели для тканей тела. Эти величины варьируют от одного вида к другому, для крупного рогатого скота и овец они составляют 39,3 МДж/кг жира и 23,6 МДж/кг белка.Пример такого метода расчета баланса энергии и теплопродукции дан в таблице 15.2.
Преимущество метода баланса углерода и азота состоит в том, что не требуется измерения потребления О2 или наличия RQ, и в том,
что отложение энергии разделяется в виде откладываемого белка и в виде жира.
Таблица 15.2 – Расчет отложения энергии и продукции тепла у овцы по балансу углерода и азота (Blaxter K.L. and Graham N McC, 1955)
| Результаты опыта (24часа): | С(г) N(г) | Энергия (МДж) |
|---|---|---|
| Потребление | 684,5 41,67 | 28,41 |
| Экскреция в кале | 279,3 13,96 | 11,47 |
| Экскреция в моче | 33,6 25,41 | 1,50 |
| Экскреция в метане | 20,3 - | 1,49 |
| Экскреция СО2 | 278,0 - | - |
| Баланс | 73,3 2,30 | 13,95 |
| Отложение белка и жира: | ||
| Отложенный белок, г | (2,30×6,25)= 14,4 | |
| Углерод, отложенный как белок, г | (14,4×0,512)= 7,4 | |
| Углерод, отложенный как жир, г | (73,3-7,4)= 65,9 | |
| Отложенный жир | (65,9/0,746)= 88,3 | |
| Отложенные энергия и продукция тепла: | ||
| Энергия, отложенная в виде белка, МДж | (14,4×23,6) | 0,34 |
| Энергия, отложенная в виде жира, МДж | (88,3×39,3) | 3,47 |
| Общее отложение энергии, МДж | (0,34+3,47) | 3,81 |
| Продукция тепла, МДж | (13,95-3,81 | 10,14 |
15.4. Определение баланса энергии методом убоя
Отложение энергии можно, измерить в кормовых опытах, если содержание энергии в целом теле животного определить в начале и в конце опыта. При использовании метода сравнительного убоя, это делают на двух группах животных. Одну убивают в начале опыта. Содержание энергии в образцах тела забитой группы определяют сжиганием в калориметрической бомбе или путём анализа. Исследуемая на состав проба берется от целого тела животного, которое размалывают, или от отдельных тканей после их разделения и взвешивания. Соотношение между живой массой животного и содержанием в нём энергии используется для знания содержания энергии в теле в начале опыта. Животных второй группы забивают в конце опыта и определяют содержание энергии во всём теле и в приросте за период кормления, по количеству отложенного за опыт белка и жира и их энергетической ёмкости, или путем сжигания образцов в калориметрической бомбе.
Метод убоя менее удобен на крупных животных и дорого обходится. Метод становится менее затратным, если состав тела и, следовательно, содержание энергии можно измерить на живых животных или убитых, но в целой туше, неразделенной на части. Разработано несколько методов для определения состава тела in vivo. Методы состоят в том, что постная масса «пустого» тела (без содержимого пищеварительного тракта и мочи) является более постоянной по составу. Например, у ко-
ровы 1 кг постной массы тела содержит 729 г воды, 216 г белка и 55 г золы. Это означает, что если количество воды в живом животном можно измерить, то количество белка и золы можно рассчитать. Кроме того, если общий вес известен, вес жира можно определить вычитанием постной массы тела. В практике общий вес воды определяют с помощью так называемой техники «разбавления», при которой известное количество маркерного вещества инъецируется в животное, после полного разбавления маркера водой тела определяется его концентрация. Наиболее используемой средой для маркерного вещества является вода, содержащая радиоактивный изотоп водорода, трития или их тяжелый изотоп дейтериум. Трудность этих методов состоит в том, что маркеры смешиваются не только с водой тела, но также с водой, присутствующей в пищевом тракте (у жвачных почти 30% общей воды тела может быть в пищевом тракте). Второй химический метод определения состава тела in vivo основан на постоянстве концентрации калия в постной части тела.
Таблица 15.3–Расчет баланса энергии: Эпр=ВЭ-(Экл+Эм+Эмет+Эпд+Эпт)
| Корм | Кол-во, кг | Содержится валовой энергии, МДж | Содержа- ние СВ, % | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Нат.влажности | СВ | в 1 кг СВ | всего | |||
| 1.Принято в рационе | ||||||
| Сено суданки | 1,0 | 0,865 | 18,1 | 15,65 | 86,5 | |
| Сенаж люцерно- вый | 4,0 | 1,800 | 17,9 | 32,22 | 45,0 | |
| Силос кукурузный | 18,0 | 4,878 | 18,5 | 90,24 | 27,0 | |
| Дерть ячменя | 4,0 | 3,520 | 18,5 | 65,12 | 88,0 | |
| Всего принято, кг | 27,0 | 11,063 | 203,23 | |||
| Всего принято энергии (ВЭ) | 203,23 | |||||
| 2. Выделено | ||||||
| Кал (сухое в-во) | 3,39 | 16,8 | 56,95 | |||
| Моча (сухое в-во) | 0,61 | 12,3 | 7,50 | |||
| Метан | 0,285 | 50,0 | 14,25 | |||
| Всего выделено (энергия кала, метана, мочи)= 78,7 | ||||||
| Расход энергии на поддержание жизни (Эпод)= 60,15 | ||||||
| Расход энергии на приращение тепла (Эпр.т.)= 46,78 | ||||||
| Энергия теплопродукции (Этп) 60,15+46,78= 106,93 | ||||||
| Отложено в теле: | ||||||
| Белок, кг | 0,133 | 23,6 | 3,14 | |||
| Жир, кг | 0,368 | 39,3 | 14,46 | |||
| Энергия продукции (Эпр) | 17,60 | |||||
| Баланс энергии: 203,23-(78,7+60,15+46,78)= | 17,60 | |||||
Состав тела часто определяют без разделки или химанализа по их специфической силы тяжести (gravity). Жир имеет заметно более низкую силу тяжести (удельный вес при погружении в воду), чем кости и мускулы, и чем жирнее тело, тем будет ниже специфическая гравитаци-
