猪的碳水化合物营养.pdf

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1、郑旭阳郑旭阳 中国区酶制剂产品经理中国区酶制剂产品经理 帝斯曼营养产品部帝斯曼营养产品部 I 动物营养与保健动物营养与保健 2012-11-08,济南济南,第十届配方师研习班第十届配方师研习班 猪的碳水化合物营养猪的碳水化合物营养 Page 1 猪的碳水化合物营养猪的碳水化合物营养 碳水化合物的分类和营养生理功能碳水化合物的分类和营养生理功能 猪对淀粉等碳水化合物的利用猪对淀粉等碳水化合物的利用 饲料加工技术提高淀粉的利用率饲料加工技术提高淀粉的利用率 优化谷物技术和玉米小麦联合应用优化谷物技术和玉米小麦联合应用 酶制剂提高谷物的潜在营养价值酶制剂提高谷物的潜在营养价值 Page 2 Refe

2、rence&Database 参考资料和数据库参考资料和数据库 INRA-AFZ(2005)和EvaPig (2010)软件,是免费资源.EvaPig下载地址 http:/ NSNG is the National Swine Nutrition Guide of USA(2010),软件是收费的=$128 http:/www.usporkcenter.org/default.aspx CVB(2004-2010),是收费资源,很贵的 http:/www.pdv.nl/index_eng.php?switch=1 CVB是PDV(荷兰动物饲料生产委员会)的活动,PDV投资于饲料评估项目在CVB

3、品牌下,CVB寓意着”有价值的饲喂价值标准”.Page 3 饲料的营养成分和评定方法饲料的营养成分和评定方法 饲料和食品中的三大营养物质是饲料和食品中的三大营养物质是 碳水化合物(以下简称CHO),蛋白质,脂肪,还有维生素,矿物质,水 CHO的定义和分类 *碳水化合物(CHO)是含有多羟基的醛、酮或其简单衍生物以及能水解产生上述产物的化合物的总称,含有C、H、O三种元素,H:O=2:1,通式是Cm(H2O)n *碳水化合物的分类,根据聚合度,分为单糖,寡糖,多糖 *长链CHO的分类:*对于反刍动物:非结构性碳水化合物(NSC)和结构性碳水化合物(SC)*对于单胃动物对于单胃动物:淀粉淀粉(St

4、arch)和非淀粉多糖和非淀粉多糖(NSP)饲料营养价值评定的主要方法是饲料营养价值评定的主要方法是:*化学分析法化学分析法:主要指用分析化学的方法测定饲料的营养成分,*动物实验法动物实验法:包括消化实验(动物体内消化实验和离体消化实验),依据物质守恒定律,采用平衡实验方法,研究营养物质食入量与排泄,沉积或产品间的数量平衡关系,包括氮平衡实验,能量平衡实验或碳氮平衡实验.主要是测定养分的生物学效价测定养分的生物学效价.Page 4 饲料中的营养成分归类饲料中的营养成分归类 营养物质营养物质 化学分析法化学分析法(营养成分营养成分)动物实验法动物实验法(生物学效价生物学效价)蛋白质蛋白质 和和

5、氨基酸氨基酸 粗蛋白质粗蛋白质(CP),真蛋白质真蛋白质(TP),总氨基酸总氨基酸(AA),非蛋白氮非蛋白氮(NPN),等等 猪猪可消化氨基酸可消化氨基酸(DAA):1.真回肠可消化氨基酸真回肠可消化氨基酸(TDAA,扣除内扣除内源源AA);2.表观回肠可消化氨基酸表观回肠可消化氨基酸(ADAA,未扣未扣除内源氮除内源氮),鸡的可消化氨基酸鸡的可消化氨基酸(DAA):包括去盲肠和不去盲肠两种动物模型包括去盲肠和不去盲肠两种动物模型,脂肪脂肪 粗脂肪粗脂肪(EE),脂肪酸脂肪酸 碳水化合碳水化合物物(CHO)1.能量指标能量指标:总能总能(GE)2.淀粉类指标淀粉类指标:淀粉淀粉(St),无氮浸

6、出物无氮浸出物(NFE),支链淀粉支链淀粉,直链淀粉直链淀粉,抗性淀粉抗性淀粉 以下是纤维素类指标以下是纤维素类指标 3.粗纤维素粗纤维素(CF),中性洗涤纤维中性洗涤纤维(NDF),酸酸性洗涤纤维性洗涤纤维(ADF),酸性洗涤可容物酸性洗涤可容物(ADS)4.非淀粉多糖非淀粉多糖(NSP):半纤维半纤维(ADS=NDF-ADF),纤维素纤维素(ADF-ADL-Ash),5.半纤维素细分半纤维素细分:木聚糖木聚糖,-葡聚糖等葡聚糖等 畜禽能量来源于三大营养物质畜禽能量来源于三大营养物质,碳水化碳水化合物提供动物能量消耗的合物提供动物能量消耗的4050%,用用 消化能消化能(DE),代谢能代谢能

7、(ME),净能净能(NE)评估动物对能量饲料的利用率评估动物对能量饲料的利用率.磷磷 总磷总磷(TP)有效磷有效磷(AP),可消化磷可消化磷(DP)Page 5 饲料中的碳水化合物营养指标的分类饲料中的碳水化合物营养指标的分类 长链长链CHO分类分类 CHO的评定方法的评定方法 应用现状和存在的问题应用现状和存在的问题 对于反刍动物对于反刍动物:非结构性碳水非结构性碳水化合物化合物(NSC,Nonstructural Carbohydrate)对于单胃动物对于单胃动物:淀粉淀粉(Starch)化学分析评定方法化学分析评定方法(营养成分指标营养成分指标)1.总能总能(DE),NFE,2.总淀粉含

8、量总淀粉含量,支链淀粉支链淀粉,直链淀粉直链淀粉,1.GE和和DE/ME/NE没有必然联系没有必然联系,2.淀粉含量和淀粉含量和DE/ME/NE正相关正相关,应应用被忽视用被忽视,动物实验评定方法动物实验评定方法(生物学效价生物学效价)1.淀粉和消化能淀粉和消化能(DE)/代谢能代谢能(ME)/净能净能(NE)正相关正相关 2.对于单胃动物对于单胃动物:小肠末端和大肠末端淀粉消化率小肠末端和大肠末端淀粉消化率的差异的差异,3.对于反刍动物对于反刍动物:淀粉瘤胃有效降解率及淀粉瘤胃有效降解率及a,b,c组分组分,3.DE/ME/NE虽然被广泛使用虽然被广泛使用,但是但是在实测数据很难在实测数据很

9、难;4.评估单胃动物淀粉利用率的差异评估单胃动物淀粉利用率的差异,全收粪法测定的大肠末端淀粉总消化全收粪法测定的大肠末端淀粉总消化率率不能反映淀粉被机体利用的情况不能反映淀粉被机体利用的情况.对于反刍动物对于反刍动物:结构性碳水化结构性碳水化合物合物(SC,Structural Carbohydrate)对于单胃动物对于单胃动物:非淀粉多糖非淀粉多糖(NSP)化学分析评定方法化学分析评定方法(营养成分指标营养成分指标)1.粗纤维粗纤维,NDF,ADF,ADS 2.纤维素纤维素,半纤维素的计算半纤维素的计算,3.半纤维素组分半纤维素组分(阿拉伯木聚糖阿拉伯木聚糖,-葡葡聚糖聚糖,半乳糖半乳糖,甘

10、露聚糖等甘露聚糖等)5.粗纤维不是化学实体粗纤维不是化学实体,是概略成分是概略成分.6.半纤维素是半纤维素是NSP的主要组分的主要组分,而它而它的组成差异很大的组成差异很大,如何利用如何利用NDF和和ADF计算计算纤维素和半纤维素的总量纤维素和半纤维素的总量?动物实验评定方法动物实验评定方法(生物学效价生物学效价)1.NSP和和 消化能消化能(DE)/代谢能代谢能(ME)/净净能能(NE)负相关负相关 7.高的高的NSP降低了降低了DE/ME/NE值值,很难很难评估评估NSP含量和含量和DE/ME/NE值的关系值的关系,Page 6 6 饲料中的碳水化合物营养指标的分类饲料中的碳水化合物营养指

11、标的分类 动物饲料动物饲料/原料原料 水水 灰份灰份 碳水化合物碳水化合物 蛋白质蛋白质 脂肪脂肪 无氮浸出物无氮浸出物 粗纤维粗纤维 胶质胶质 低聚糖低聚糖 淀粉淀粉+糖糖 -葡聚糖葡聚糖 半纤维素半纤维素 纤维素纤维素 木质素木质素 非淀粉多糖非淀粉多糖 (NSP)Page 7 Non Starch Polysaccharides and Energy,NSP含量和能量的关系含量和能量的关系 There is a direct correlation between the NSP content of a grain and the digestibility of the energy

12、 content.谷物的NSP含量和能量消化率有直接关系.The higher the NSP content of a grain,the lower the available energy.谷物的NSP含量越高,能量的利用率越低.猪的试验表明NSP每增加1%，饲料消化能浓度下降119.6191.4 Kcal/kg;家禽消化道更短,对NSP的耐受性更差.NSP降低了能量利用率降低了能量利用率(Adapted from Choct and Annison,1990)0.60.70.80.91024681012Energy MetabolisabilityCoefficientNon-star

13、ch polysaccharides(%dry weight)RiceMaizeTriticaleWheatRyeSorghumBarleyr=-0.97,P0.0010.60.70.80.91024681012Energy MetabolisabilityCoefficientNon-starch polysaccharides(%dry weight)RiceMaizeTriticaleWheatRyeSorghumBarleyr=-0.97,P85C,制作外硬,内酥的颗粒饲料.生长猪料25mm筛片,环模压缩比1:6,制粒温度80C 1号禽料筛片15-20mm筛片,环模压缩比1:10,制粒

14、温度85C,2号禽料筛片30mm筛片,环模压缩比1:8,制粒温度75-80C,小麦的粉碎细度-粉料直接饲喂 小麦用做配制猪粉状饲料时，应该粗粉碎。加工工艺的影响，饲料厂条件的差异很大，其实，玉米照样存在这样的差异。还要注意小麦的加工,小麦不能粉碎得过细,以免因糊口而影响采食量，个别导致胃溃疡。以小麦为主要组成原料的猪饲粮,我们推荐适宜粒度为0.7-0.9mm，相当于,一粒小麦粉碎成4-5碎粒为宜，这样既可获得较高的消化率,又可获得较高的饲料报酬,还会具有较好的饲料流动性.鸡鸭饲料 0.8-0.9mm 乳猪饲料 0.4-0.5mm；中猪3060kg，0.8-0.9mm；用锤片式粉碎机粉碎小麦时,

15、可将筛孔由1/8英寸(2.06mm)调致3/16英寸(3.17mm),用滚筒式粉碎机粉碎小麦较好,它可保证碎粒形状大小一致,以免过细成粉状，小麦的粉尘问题，可以通过粗粉碎或添加0.5-2.0%的脂肪来解决 Page 39 乐多仙乐多仙 WX+VP同时降解可溶性和不溶性同时降解可溶性和不溶性NSP 乐多仙乐多仙WX同时降解可同时降解可溶性和不溶性的木聚糖溶性和不溶性的木聚糖 乐多仙乐多仙 VP同时降解可同时降解可溶性和不溶性果胶聚糖溶性和不溶性果胶聚糖 主要饲料原料中的非淀粉多糖主要饲料原料中的非淀粉多糖(NSP)种类和含量种类和含量(%DM)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2

16、0 玉米玉米 小麦小麦 大麦大麦 豆粕豆粕 菜籽粕菜籽粕 棉籽粕棉籽粕 葵花粕葵花粕 NSP含量含量%DM 不溶性半乳甘露聚糖不溶性半乳甘露聚糖 可溶性半乳甘露聚糖可溶性半乳甘露聚糖 不溶性果胶不溶性果胶 可溶性果胶可溶性果胶 不溶性不溶性-葡聚糖葡聚糖 可溶性可溶性-葡聚糖葡聚糖 不溶性阿拉伯木聚糖不溶性阿拉伯木聚糖 可溶性阿拉伯木聚糖可溶性阿拉伯木聚糖 Page 40 可溶性和不溶性阿拉伯木聚糖的抗营养特性可溶性和不溶性阿拉伯木聚糖的抗营养特性 可溶性和不溶性阿拉伯木聚糖的抗营养特性可溶性和不溶性阿拉伯木聚糖的抗营养特性 阿拉伯木聚糖,根据分子链长短和分支数目,分为可溶性和不溶性两种形式.

17、虽然阿拉伯木聚糖是小麦和小麦副产品中最典型的NSP成分,但也被认为存在于家禽和猪的其他常规原料中,例如玉米及其副产品中.可溶性阿拉伯木聚糖增加肠道内容物的粘性,形成胶状物,从而影响营养物质的吸收,产生粘性效应.不溶性阿拉伯木聚糖交联在一起,包裹淀着粉,蛋白质等营养物质,使得动物对这些有价值营养物质的消化吸收受阻,降低饲料的能量利用率,产生笼蔽效应.Page 41 正确理解正确理解NSP酶产生的潜在能量价值酶产生的潜在能量价值 添加NSP酶制剂产生的能量潜在价值,并不是来自于降解NSP产生单糖单糖(X)而释放出的能量,而是通过将大分子NSP降解成分子量较小的多糖片段,通过打破细胞壁的完整结构,消

18、除Cage效应,释放其中被包裹的细胞内容物被包裹的细胞内容物-淀粉和蛋白质颗粒淀粉和蛋白质颗粒(V)而获得的。木聚糖酶的降解产物为木寡糖,是5C糖,不能进入三羧酸循环,不能转变为可利用物质,何况动物对葡萄糖(6C)以外的其它单糖的利用率普遍较低,按目前常见酶制剂的标明活性计算,由此提供的能量非常有限.将NSP酶制剂提高饲料能值的原因归结为将NSP降解成了单糖的观点是不切合实际的,至少目前还不现实。发挥发挥NSP酶制剂的潜在能量价值酶制剂的潜在能量价值,必须计算淀粉含量的增减必须计算淀粉含量的增减,控制控制在在23%,不能超过一定的度不能超过一定的度,否则否则,NE(净能净能)数据变化很大数据变

19、化很大,俗话说俗话说:“巧妇难为无米之炊巧妇难为无米之炊”.正确理解正确理解NSP酶制剂的功效酶制剂的功效 Page 42 Cage效应效应:内源酶不能接近底物内源酶不能接近底物(营养物质营养物质)不溶性不溶性NSP内源酶内源酶(淀粉酶淀粉酶,蛋白酶蛋白酶,脂肪酶脂肪酶,)脂类脂类蛋白质蛋白质淀粉淀粉粘度粘度微生物发酵微生物发酵Cage 效应效应在小肠水平上在小肠水平上耗水量增加耗水量增加过消化道时间增加过消化道时间增加湿垫料湿垫料笼蔽效应笼蔽效应 Page 43 脂类脂类蛋白质蛋白质淀粉淀粉回肠粘性回肠粘性:恢复正常恢复正常NSP片段不能被消化片段不能被消化降低了回肠降低了回肠微生物发酵微生

20、物发酵Cage效应被消除效应被消除:在在外源外源NSP酶酶作用下作用下,内源性酶更好地接近底物内源性酶更好地接近底物外源性外源性NSP酶酶(如如:木聚糖酶木聚糖酶)内源酶内源酶在外援酶制剂作用下在外援酶制剂作用下,笼蔽效应消除笼蔽效应消除 Page 44 NSP and Appetite of Pigs&Piglets,NSP和猪的食欲和猪的食欲 不溶性不溶性NSP延缓了胃肠道的排空延缓了胃肠道的排空能力能力,胶体形式食糜胶体形式食糜=降低了胃降低了胃肠道的排空肠道的排空=降低了食欲降低了食欲-Gastric Emptying 降低胃肠道排空降低胃肠道排空-Appetite-降低了食欲降低了食

21、欲 Normal Gastric Emptying 正常的消化道排空正常的消化道排空+appetite 提高了食欲提高了食欲 酶制剂降解了不溶性酶制剂降解了不溶性NSP,正常的转运正常的转运=正常的胃肠正常的胃肠道排空道排空=促进了食欲促进了食欲 Page 45 Bran:high in Fibers and Minerals 麸皮麸皮:高纤维和矿物质高纤维和矿物质 Endosperm:high in Starch 胚乳胚乳:高淀粉高淀粉 Germ:high in Protein 胚芽胚芽:高蛋白质高蛋白质 谷物的籽实结构和对映的酶制剂谷物的籽实结构和对映的酶制剂 Phytases植酸酶植酸酶

22、 (Phosphate and inositol phosphates)磷酸盐和磷酸肌醇磷酸盐和磷酸肌醇 Amylases 淀粉酶淀粉酶(Glucose and oligomers)葡萄糖和低聚糖葡萄糖和低聚糖 Xylanase,Glucanase(monomers and oligomers of different sugars)木聚糖酶木聚糖酶/葡聚糖酶葡聚糖酶(单糖和寡聚糖单糖和寡聚糖)Peptides and polypeptides 小肽和多肽小肽和多肽 Page 46 Phytase and NSPase Combination 植酸酶和NSP酶的联合应用 木聚糖酶及植酸酶在饲粮

23、中已普遍应用，这是目前最经济的两个酶种.将植酸酶和NSP酶结合起来使用是酶制剂应用领域中的一个非常感兴趣的题目.尽管对在动物日粮中单独应用植酸酶有了很深的理解,但是对将植酸酶和NSP酶结合起来应用的试验数据缺非常有限.不过我们知道,植酸酶和NSP酶针对不同的底物降解释放出磷和淀粉等营养物质,在动物胃肠道的不同部位发挥作用,两类酶降低动物消化道的维持需要可能会重叠,因而,有人推测两类酶的结合使用效应肯定是令人称赞的,而不是简单相加.木聚糖酶可破解细胞壁，释放细胞内营养物质，降低食糜黏度，有利于植酸酶与植酸复合物作用及释放出的营养物质的吸收。小麦型饲粮中，木聚糖酶可以从糊粉层释放植酸磷(PP)。体

24、外实验也表明，木聚糖酶增加了细胞壁的渗透性，释放的植酸磷更易接近植酸酶；植酸也是小麦细胞壁的组成成分，植酸酶也可破解细胞壁，便于消化酶与底物作用，木聚糖酶和植酸酶可能在细胞壁降解上存在协同效应。事实上,NSP酶通过物理瓦解日粮中纤维质组分可能促进植酸酶接触并水解植酸分子,这两种酶存在互补的效应.Page 47 Phytase and NSPase Combination 植酸酶和NSP酶的联合应用 同时,一些营养师也在配方中使用比归去更高添加量的植酸酶以更好的释放日粮中的营养元素.在饲料中提高植酸酶的添加活性,不仅可以增加从植酸酶中释放出磷的含量,而且由于降低更多的抗营养因子植酸将会节省出一部

25、分能量.因此,由于不确定在日粮中应用NSP酶带来的确切的能量和氨基酸效应,许多人使用这些产品时会有一个安全范围.现在的推荐是,当应用合适的NSP酶和植酸酶复合酶产品时,在家禽上两类酶产生的净能效应是相加的.基于动物试验的结果,当应用植酸酶和NSP酶的复合产品时,其能量是部分相加的,约为两者之和的约为两者之和的80%.例如,单独应用植酸酶或非淀粉多糖酶分贝产生1Kcal的能量效应,但是应用两者的复合酶时,其产生的能量效应可能是1.6Kcal,而不是2kcal.Page 48 总结总结 碳水化合物的概念和分类:淀粉和非淀粉多糖(NSP);淀粉的结构特性,消化率问题,淀粉糊化度是评估熟化程度的指标;优化谷物的方案,加工技术和酶制剂(淀粉酶)的应用,最大的提高产品的熟化度;小麦玉米混合谷物的配方要点和加工要点;正确理解NSP的功能和应用要点;强调NSP没和植酸酶的联合应用;郑旭阳联络信息:手 机:158 0157 8818 E-Mail:xu- 郑旭阳联络信息郑旭阳联络信息:手手 机机:158 0157 8818 E-Mail:xu-