Energy Sources - Faculty of Agriculture · Gross energy 4.2 9.5 5.0 Digestible energy 3.7 7.3 4.3...

Energy Sources1.Carbohydrates

•Fiber

•Non-Fiber

2. Fat and Oils

Terms:

1. Net Energy, Mcal/kg

•Net energy for maintenance, N.E.M

•Net energy for growth, N.E.G

•Net energy for lactation, N.E.L

• คาการยอยไดของโปรตีน, Digestible Protein (70%)

• คาการยอยไดของเยื่อใย, Digestible Crude Fiber (30 - 40%)

• คาการยอยไดของแปง, Digestible Nitrogen Free Extract (80%)

• คาการยอยไดไขมัน, Digestible Ether Extract (60 -80%) X 2.25

Terms:

2. TDN basis , %, Kg

Gross Energy in Feed

Loss in feces Loss in feces (30%)(30%)

Digestible Energy (70%)

Losses in urine (5%)and in gas (5%)

Metabolizable Energy Metabolizable Energy (60%)(60%)

Net Energy (40%)Net Energy (40%)

Losses as heat (20%)1. Fermentation2. Nutrient metabolism

การใชประโยชนและการสูญเสียพลังงานในอาหารของโคนมที่กิน

60% Alfalfa & 40% Corn

ลําดับความสําคัญของการใชพลังงาน

Early Lactation

1st Maintenance

2nd Milk Yield

3rd Growth

4th Weight gain

5th Reproduction

Mid Lactation

1st Maintenance

2nd Reproduction

3rd Milk Yield

4th Growth

5th Weight gain

Late Lactation

1st Maintenance

2nd Reproduction

3rd Growth

4th Milk Yield

5th Weight gain

Forage Analysis

Forage analysis showing Crude Fiber

(Green) vs. Van Soest (Yellow)

Proteins, Ether Extract (Lipids), Ash (Minerals)

Sugars, Starches, Pectins

Hemicellulose

Alkali-Soluble

Alkali-Insoluble

CelluloseCrude Fiber

Nitrogen-Free Extract

Cell ContentsCell Contents

Cell Cell WallWallADF

NDF

Diagram of a plant cell showing cell wall structure

Cell Content ProteinSugarFatsStarchPectins

Primary Wall

Secondary Wall

Cell WallCell WallHemicellulose

ADFADFNDFNDF

CelluloseLignin

ADF(Acid detergent fiber)

Cellulose and Lignin

•เปนสวนเปลือกแข็งของพืช

•การยอยไดต่ํา

•มีสัดสวนมากขึ้น เมื่อพืชแกตัวขึ้น

•ใชทํานายคาพลังงาน

NDF(Neutral detergent fiber)

•สวนประกอบทั้งหมดของcell wall พืช

•ADF + Hemicellulose

•การยอยไดปานกลาง

•ควบคุมการกินได

•ใชทํานายอัตราการกินสิ่งแหง

•มีคาเพิ่มขึ้นตามอายุพืช

TDN in Grain = 92 - (%CF - 2) - (%Ash- 2) + (%Fat - 3) X 2.25

NENELL in Foragesin Forages

Alfalfa = 1.044 - (0.0123 X % ADF)

Grass = 1.085 - (0.0150 X % ADF)

Corn Silage = 1.044 - (0.0132 X %ADF)

Leg & Grass = 1.044 - (0.0131 X %ADF)

Dietary Fats

ประโยชนของการใชไขมันในอาหารโค

1. เพิ่มความเขมขนของพลังงานในสูตรอาหาร โดยจัดใหมรีะดับเยื่อใยเพียงพอ

2. เพิ่มประสิทฺธิภาพการใชพลังงาน

3. เพิ่มความสมดุลของพลังงาน

4. เพิ่มความสมบูรณพันธุโค

NEL of fat = 5.79 to 5.98 Mcal/kg

NEL of corn = 1.9 to 2.0 Mcal/kg

Ground Corn Fat Fat/Corn

(Mcal/kg)

Gross energy 4.2 9.5 5.0

Digestible energy 3.7 7.3 4.3

Metabolizable energy 3.34 7.3 4.8

Net energy 2.0 5.9 6.6

Daily fat intake, kg 0.64 (.32 to 1.1)

Control milk yield, kg/day 29.6

Response to fat, kg/day +1.14 (-3.3 to + 5.32)

1Averages of 74 treatment groups from 43

experiments with a variety of fat sources and diets.

ผลของการเสริมไขมัน

การเสริมอาหารไขมันและองคประกอบน้าํนม

• ไขมันน้าํนม(Milk fat):

– อาหารไขมนัชวยเพิ่ม .1 to .3 % (ถาไมรบกวนกระเพาะหมกั)

– เพิ่มไขมันน้ํานมรวม

• โปรตีนในน้ํานม(Milk protein):

– อาจจะลดโปรตีนน้ํานมลง .1 %

– โปรตีนรวมคงที่

แหลงของอาหารไขมัน

1. แหลงอาหารพื้นฐานเชนหญา,เมลด็ธัญพืช (forages, grains)

2. ไขมัน, น้ํามนัพืชจากโรงงาน( High-fat by-product feeds)

3. เมลด็พืชน้ํามัน (Oilseeds)

4. น้ํามนัพืช (Animal fats)

5. ไขมันผานกรรมวิธี(Granular, or Inert fats)

• สูงสุด 3% ไขมันในสูตรอาหารรวม( DM)• หรือ 0.68 kg/ตัว/วัน

• ถาให corn silage, ให 2.5% ไขมันในสูตรอาหารรวม (DM)

• หรือ 0.57 kg/ตัว/วัน

จดุคุมทุน

Y = 94.585 + 6.630X - 0.940X2

R2 = 0.48Milk

Yie

ld (%

of n

oM

ilk Y

ield

(% o

f no --

fat

fat c

ontr

ol))

Added fat (% of dietary DM)Added fat (% of dietary DM)

80

85

90

95

100

105

110

115

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 98 9

เมื่อไรเสริม

ไขมนัดี?

???

???

การตอบสนองชาในโคคลอดลูกใหม

Researcher Fat source Delay

Mattias, 1982 Tallow 4-5 wk

Ruegsegger and Roasted Soybean

Schultz, 1985 5 wk

Finn et al., 1985 Sunflowerseeds 8 wk

Drackley and Sunflower seeds 10 wk

Schingoethe, 1986

Jerred et al., 1990 EnergyBooster 6 wk

ทําไมโคตอบสนองตอการเสริมไขมันไดไมดี?

1. การใชไขมันที่สะสม(Mobilization of body fat)2. รสชาด(Palatability) 3. UIPไมพอเพราะสาเหตุกินไดนอยชวงคลอดใหม

Recommendation: Early Lactation

•ใหเพียงครึ่งหนึ่งของไขมันทั้งหมด

•ใหเฉพาะในโคที่ไมเพิ่มน้ําหนักหรืออวนเกินไป

•ใหในโคที่ใหผลผลิตมากกวา 20 kg.

แหลงของไขมันสําหรับโคนม

1. วัตถุดิบอาหารพื้นฐาน(forages, grains)

2. กากน้ํามันพืช-กากพืชน้ํามัน(High-fat by-product feeds)

3. เมล็ดพืชน้ํามัน(Oilseeds)

4. ไขมันสัตว(Animal fats)

5. ไขมันผานกรรมวิธ(ีGranular, inert, fats)

““Choosing Supplemental FatsChoosing Supplemental Fats””

ผลกระทบจากคุณสมบัติของไขมัน

1. การยอยได(Digestibility)

2. รสชาดPalatability and effects on intake

3. ลอยตัวที่ในกระเพาะหมัก(Ruminal inertness)

4. ไขมันอิ่ม vs.ไมอิ่มตัว(Saturated vs. unsaturated)

Hydrogenated Fats

Tallow

Grease

Vegetable Oils(Corn, Soybeans)

Hydrogenated FatsHydrogenated Fats

TallowTallow

GreaseGrease

Vegetable OilsVegetable Oils(Corn, Soybeans)(Corn, Soybeans)

Saturated

Unsaturated

SaturatedSaturated

UnsaturatedUnsaturated

ใชแหลงไขมนัจากOilseedsดีไหม?

1. เปนแหลงทั้งโปรตีน ไขมัน และเยื่อใย

2. ประหยัดดี

3. ควบและการจัดไดงาย

4. คอยๆไดรับการยอยไขมันในกระเพาะหมกั

เปอรเซ็นตไขมนัในOilseeds

Maximum lbType Fat content to feed daily

Cottonseed 18 - 20% 4 to 6

Soybeans 18 - 20% 3 to 5

Canola 40 - 55% 2 to 3

Sunflower 38 - 50% 2 to 3

High oil corn 6.5 - 10% --------

น้ํามนัพืช-สัตว

Advantages: ตนทุนต่ํา

Disadvantages: 1.คุณภาพแปรปรวน

2. รบกวนการยอเยื่อใย ลดDMI ลดไขมันน้ํานม

คุณภาพของไขมันสัตว(Tallow)

• มีคาความอิม่ตัวสูง ซึ่งจะด,ี the better – Iodine value (IV) < 50

(ควรอยูในชวง 38 to 45)

• Free fatty acids < 5%

คุณภาพของไขมันผานกรรมวิธ(ีGranular Fats)

Advantages: 1. งายตอการผสมอาหารและจดัการ2. ควบคุมคุณภาพไดงาย(Quality control)3. มีผลกระทบทางลบตอกระเพาะหมักนอยDisadvantages: 1.ราคาแพง

2. บางชนิดอาจยอยไดต่ํา

การเลือกใชไขมัน:

1. ราคา Cost

2. ความสะดวก Convenience

3. ลักษณะไขมัน Characteristics of fat

Relative Digestibility of Commercial Fats(Highest to lowest)

Type of fat Product names Percentfatty acids

Calcium salts of Megalac, 80fatty acids EnerG

Saturated free Energy Booster 99fatty acid prills

Palm fatty acid Biopass 95distillates

Protein TermsProtein Terms :Amino Acids (AA)

โครงสรางพื้นฐาน proteins

GlycineGlycine MethionineMethionine

CHCH33-- S S -- CHCH22-- CHCH22-- CH CH -- COOHCOOH

NHNH22--NHNH22-- CH CH -- COOHCOOH

• Amino acidmino acid (AA)(AA)ประกอบดวยประกอบดวย amino amino groupgroup((NHNH22) ) และและ carboxyl (COOH) group.carboxyl (COOH) group.•• C, H, O, C, H, O, และและN N

•• Methionine & cystine Methionine & cystine จะมีจะมี sulfur sulfur (S). (S).

การสังเคราะห Peptides & Proteins

•• DipeptideDipeptide = 2 AA= 2 AA

•• TripeptideTripeptide = 3 AA= 3 AA•• Protein Protein = = สายยาวสายยาว AAAA

GlycineGlycine ((GlyGly) + ) + GlycineGlycine ((GlyGly))

C O H + H N C O H + H N OO

HH

==

__

____ __ ____

Carboxyl group Amino groupCarboxyl group Amino group

H O + C NH O + C N

Water + a Water + a dipeptidedipeptide ((GlyGly--GlyGly))

__ __ __

OO

==

HH__ HH__

__

HH22O Peptide BondO Peptide Bond

CC

• CP = Nitrogen (N) x 6.25CP = Nitrogen (N) x 6.25••เชนเชน:: Corn SilageCorn Silage = = มีมี 1 1.2% N.2% N

1.2% N x 6.25 = 7.5% CP1.2% N x 6.25 = 7.5% CP

* 10% of total CP is normal for unavailable CP

Total Crude Protein

Nonprotein Nitrogen (NPN)• True protein คือ ไนโตรเจนที่อยูในสายของAA• NPN=ไนโตรเจนที่ไมไดมาจากโปรตีน • NPN ถูกนําไปใชโดยจุลินทรีย• ตัวอยาง NPN

– Urea– Monoammonium phosphate– Free amino acids

Crude Protein (CP) = Nitrogen x 6.25Crude Protein (CP) = Nitrogen x 6.25Contains Protein & NPNContains Protein & NPN

Available CPAvailable CP

Unavailable CPUnavailable CP•• Bound or ADFBound or ADF--CPCP•• ↑↑ when protein is overheatedwhen protein is overheated•• Mostly Mostly undigestibleundigestible & excreted in feces& excreted in feces

Rumen Degradable CPRumen Degradable CP•• May be soluble or insolubleMay be soluble or insoluble•• Used by microbesUsed by microbes

Rumen undegradable CPRumen undegradable CPLargely insoluble andLargely insoluble and

passes to small intestinepasses to small intestine

Digestible CP in intestines & Digestible CP in intestines & supplies amino acids to cowsupplies amino acids to cow

UndigestibleUndigestible CP in intestines CP in intestines & excreted in feces& excreted in feces

โคใชอาหารโปรตีนเพื่อ?1. เพิ่มประสิทฺธิภาพการกินและการใชพลังงาน

2. เปนแหลง N ใหแก microbes- Ammonia- Amino acids- Peptides

3. เปนแหลง amino acids ของเซลลสําหรับการสังเคราะห:- Milk protein- Tissue protein- Enzymes, hormones, etc.

4. เปนแหลง C สําหรับ glucose synthesis

Major Sources of Amino Acids

Rumen:• Microbial Protein (MCP)• Rumen Undegradable Protein (RUP)•Rumen Degradable Protein (RDP)

““Rumen Protein DynamicsRumen Protein Dynamics””

Small Intestine:

MCP + AA = Metabolizable Protein (MP)

UREAUREA

NPNNPN

NHNH33

POOLPOOL

อาหารโปรตีนอาหารโปรตีนNitro

gen

Nitrogen สวน

เกินสวน

เกิน

ตองการ

ตองการ

NHNH33 UREAUREA

LIVERLIVER

ระดับระดับNNที่ใชในที่ใชใน

การเจริญของการเจริญของMCPMCP

MICROBIAL MICROBIAL PROTEINPROTEIN

65% OF 65% OF PROTEIN

PROTEIN

35% OF PROTEIN35% OF PROTEINSMALL SMALL INTESTINEINTESTINE

AMINO AMINO ACIDSACIDS

AMINO AMINO ACIDSACIDSPROTEINPROTEIN

RETICULO-RUMENRETICULORETICULO--RUMENRUMEN

PEPTIDESPEPTIDESดูดซึมสูระบบเลือด

Amino acid

Rumen Degradable Protein (RDP)Degradable Intake Protein (DIP)

1. อาหารที่ยอยสลายตัวงายเชน (NRC, 1989)Silage 77%Barley 73%Soybean meal 65%

2. ระดับRDPในอาหาร :10 - 12% of dry matter60 - 66% of CP

โปรตีนละลาย(Soluble Protein)1. หมายถงึCrude protein ที่อยูในรูปสารละลายได

- NPN, Peptides, Protein2. กลุมที่สลายตัวเปนสารละลายไดงายสุดคือ

- Urea 100%- Wet Silage 45%- Raw Soybeans 40%

3. Soluble CP vs. degradable CP ?(Formสารละลาย vs. การสลายตัวจากPolypeptide ->AA,Peptide)4. Soluble CP ควรมีอยูในอาหารที่ระดบั (Cornell Model)

- 1/2 of RDP- 5 - 6% of Dry Matter- 28 - 32% of CP

Rumen Undegradable Protein (RUP)Undegradable Intake Protein (UIP)

1. โปรตีนที่ไมละลายในกระเพาะหมกั2. ตัวอยางโปรตีนที่มRีUPสูง (NRC,1989)

Blood meal 82%Fish meal 60%Corn gluten meal 55%Corn grain 52%

3. RUP จะยอยและดุดซมึที่ small intestine4. ระดบัRUPในสูตรอาหาร :

5 to 7% of dry matter34 - 40% of CP

ByBy--productsproducts

Blood mealBlood meal

Feather mealFeather meal

Meat and bone mealMeat and bone meal

Fish mealFish meal

Corn gluten mealCorn gluten meal

Corn distillers grainsCorn distillers grains

โปรตีนและคําแนะนาํใช.

CPCP

%%

8787

9292

5454

6767

6767

3030

RUPRUP

%%

8282

7171

4949

6060

5555

4747

RecommendedRecommendedIntakeIntake

kg/dkg/d

0.34 0.34 -- 0.450.45

0.22 0.22 -- 0.450.45

0.9 0.9 -- 1.141.14

0.45 0.45 -- 0.90.9

0.9 0.9 -- 1.361.36

1.82 1.82 -- 2.732.73

ByBy--productproductCP IntakeCP Intake

kg/dkg/d

0.40.4

0.420.42

0.610.61

0.610.61

0.910.91

0.820.82

ByBy--productproductCP CP IntakeIntake11

% of total% of totalCP IntakeCP Intake

9.79.7

10.210.2

15.015.0

14.914.9

22.322.3

20.020.0

11 Assumes a DM intake of 50 lb/cow/day that contain 18% CPAssumes a DM intake of 50 lb/cow/day that contain 18% CP

ความตองการโปรตีนของโคนมที่ใหผลผลิตสูง

Days of LactationDays of Lactation0 0 -- 2121

18.218.21919

5656

4444

2828

22 22 -- 100100

23.623.61818

6060

4040

3030

101 101 -- 200200

22.322.3

1616

6464

3636

3232

201 201 -- 305305

DM Intake, kgDM Intake, kg 19.119.11414

6868

3232

3434

CP, %CP, %

RDP, %CPRDP, %CP

RUP, %CPRUP, %CP

Soluble CP, %CPSoluble CP, %CP

เปรียบเทียบแหลงโปรตีนที่สลายตัวชาตอผลผลิตและองคประกอบน้ํานมเปรียบเทียบแหลงโปรตีนที่สลายตัวชาตอผลผลิตและองคประกอบน้ํานม

SupplementSupplement

Heated,chemically treated, or Heated,chemically treated, or pellet process soybean mealpellet process soybean meal

Corn gluten mealCorn gluten meal

Brewers grainsBrewers grains

Distillers grainsDistillers grains

Animal byproductsAnimal byproducts

Fish mealFish meal

TotalTotal

Milk YieldMilk Yield11

-- 0 +0 +

0 12 30 12 3

4 9 24 9 2

0 5 20 5 2

2 4 22 4 2

2 19 12 19 1

0 22 80 22 8

8 71 188 71 18

Milk ProteinMilk Protein11

-- 0 +0 +

5 10 05 10 0

2 13 02 13 0

0 7 00 7 0

4 4 04 4 0

4 15 14 15 1

4 19 54 19 5

19 69 619 69 6

Milk FatMilk Fat11

-- 0 +0 +

0 13 10 13 1

0 12 30 12 3

1 6 01 6 0

0 7 00 7 0

2 17 22 17 2

16 9 116 9 1

19 64 719 64 711 ผลทางลบผลทางลบ ((--),), ไมมีผลไมมีผล ( (0), or 0), or ผลทางบวกผลทางบวก(+).(+).

From Santos and Huber (1996), Feedstuffs 68(34):12.From Santos and Huber (1996), Feedstuffs 68(34):12.

ทําไมการใหโปรตีนทีส่ลายตัวชาแลวโคตอบสนองไมดี?

1. ให CPมากเกินความตองการ

2. โปรตีนที่ใหมีความสามารถผานสูลําไสเล็กไดนอย.

3. มีสัดสวนของโปรตีนที่สลายตัวงายไมเพียงพอ4. การสังเคราะหของจุลินทรียนอยเพราะขาด N, energy, หรือ

อื่นๆ

5. ไมมEีAAเพียงพอที่จะดูดซึม

6. การยอยไดของโปรตนีต่ําทําใหมีผานสู S.I.นอย7. ใชแหลงโปรตนีนอยชนิดทําใหเกิดโปรตนีImbalance8. การสังเคราะหน้ํานมและโปรตีนนมมี Energyเปน First

limiting ไมใชปริมาณ protein & AA9. ใหRUPไมเหมาะสมกับระยะการผลผลิต

10. มีการใชโภชนะจากที่สะสมในรางกาย ทําการใชประโยชนจากอาหารลดลง

ผลผลิตน้ํานมผลผลิตน้ํานมMilkMilk

LactoseLactoseProteinProtein

FatFatDM IntakeDM Intake

IntakeIntakeEnergyEnergyProteinProtein

ปริมาณและอัตราการปริมาณและอัตราการยอยสิ่งแหงยอยสิ่งแหง

ปริมาณและอัตราการปริมาณและอัตราการสงัเคราะหจุลินทสงัเคราะหจุลินทรียรีย

สารอาหารสูสารอาหารสู S S.I..I.Dietary NutrientsDietary NutrientsMicrobial ProteinMicrobial Protein

อัตราไหลผานอัตราไหลผานกระเพาะกระเพาะ

EnergyEnergyGlucoseGlucoseVFAVFAAmino AcidsAmino Acids

VFAVFA

ผลของโปรตีนและพลังตอการสรางน้ํานมผลของโปรตีนและพลังตอการสรางน้ํานม.. ดัดแปลงจากดัดแปลงจาก NocekNocek and Russell (1988)and Russell (1988)

Rumen-Protected Amino Acids

MethionineLysine

““Amino AcidsAmino Acids””

GlycineGlycine

NHNH22-- CH CH -- COOHCOOH

ทําไมตองProtected Protein?

1. ทําใหไดสัดสวนของAAคงเหลอืมาก

2. ทําใหกระเพาะมีสมดลุดีขึ้น

3. ทํามีการยอยไดและดดูซมึที่ S.I.สูง

ผลการใชProtected Protein ตอสมรรถนะโคนม1

RPMetItem 0 g/d 20 g/d DifferenceDMI, kg/d 22.2 23.1 + 1.8

Milk, kg/d 37.4 38.9 + 3.3

Fat, % 3.36 3.56 + 0.20

Fat, kg/d 1.24 1.36 + 0.27

3.5% FCM, kg/d 36.2 39 + 6.0

Protein, % 2.98 2.99 + 0.01

Protein, kg/d 1.1 1.2 + 0.14

Body Wt, kg 575.9 607.7 + 70

Body Condition Score 2.34 2.33 - 0.01

1 Overton et al. (1996), J. Dairy Sci. 79:631.

ประโยชนในการใชrumen-protected amino acids?

1. เพิ่ม Milk protein - 0.1 percentage unit- ตอบสนองภายใน 3 วัน- ถาRUPมี Met & Lys ต่ํา การตอบสนองดี

2. Milk yield increase-เพิ่ม 0 to 2.3 kg/ตัว/วัน- เห็นชัดชวง early lactation

3. Milk fat increase- เพิ่ม0 to 0.2 % เมื่อให RPMet- การตอบสนองผันแปรตามแหลงRPMetที่ใช

ปจจัยที่ทําใหโคไมตอบสนองในการใหน้ํานม

1. สูตรอาหารปกติมีระดับAAเพียงพออยูแลว

2. มีAAตัวอืน่ๆเปนตัวจํากัด

3. ใหAAไมเหมาะสมกับระยะการ

ใหนมเชนใหlate lact.4. AAไมไดรับการปองกันดี

เพียงพอ

5. AA มีการยอยไดต่ําที่ S.I.