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1、动物营养碳水化合物的营养第一页，讲稿共四十七页哦第一节 碳水化合物及其营养作用z一、碳水化合物的组成、分类和主要性质z（一）碳水化合物的组成和分类z结构上的分类结构上的分类 单糖、低聚糖、多聚糖、其它化合物z1、单糖：z 丙糖：甘油醛、二羟丙酮z 丁糖：赤鲜糖、苏阿糖等第二页，讲稿共四十七页哦碳水化合物的分类-单糖z戊糖：戊糖：核糖、核酮糖、木糖、木酮糖、阿拉伯糖等z已糖：已糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等z庚糖庚糖：景天庚酮糖、葡萄庚酮糖、半乳庚酮糖等z衍生糖衍生糖：脱氧糖（脱氧核糖、岩藻糖、鼠李糖），氨基糖（葡萄糖胺半乳糖胺）、糖醇（甘露糖醇、木糖醇、肌糖醇等）、糖醛酸（葡萄糖醛酸、半乳
2、糖醛酸）、糖苷（葡萄糖苷、半乳糖苷、果糖苷）第三页，讲稿共四十七页哦2、低聚糖或寡糖（、低聚糖或寡糖（210个糖单位）个糖单位）z二糖：蔗糖（葡萄糖+果糖）z 乳糖（半乳糖+葡萄糖）z 麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖）z 纤维二糖（葡萄糖+葡萄糖）z 龙胆二糖（葡萄糖+葡萄糖）z 密二糖（半乳糖+葡萄糖）第四页，讲稿共四十七页哦z三糖：棉籽糖（半乳糖+葡萄糖+果糖）z 松三糖（2葡萄糖+果糖）z 龙胆三糖（2葡萄糖+果糖）z 洋槐三糖（2鼠李糖+半乳糖）z四糖：水苏糖（2半乳糖+葡萄糖+果糖）z五糖：毛蕊草糖（3半乳糖+葡萄糖+果糖）z六糖：乳六糖第五页，讲稿共四十七页哦z3、多聚糖（、多聚糖（10个
3、糖单位以上）个糖单位以上）z（1）同质多糖（由同一糖单位组成）同质多糖（由同一糖单位组成）z 糖原（葡萄糖聚合物）z 淀粉（葡萄糖聚合物）z 纤维素（葡萄糖聚合物）z 木聚糖（木糖聚合物）z 半乳聚糖（半乳糖聚合物）z 甘露聚糖（甘露糖聚合物）z 第六页，讲稿共四十七页哦z（2）杂多糖）杂多糖（由不同糖单位组成）z 半纤维素半纤维素（葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、糖醛酸）z 阿拉伯树胶阿拉伯树胶（半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖）z 菊糖菊糖（葡萄糖、果糖）z 果胶果胶（半乳糖醛酸的聚合物）z 黏多糖黏多糖（N-乙酰氨基糖、糖醛酸为单位的聚合物）z 透明质酸透明质酸（葡
4、萄糖醛酸、N-乙酰氨基糖为单位的聚合物）第七页，讲稿共四十七页哦4、其他化合物z 几丁质几丁质（N-乙酰氨基糖、CaCO3聚合物)z 硫酸软骨素硫酸软骨素（葡萄糖醛酸、N-乙酰氨基半乳糖硫酸脂的聚合物）z 糖蛋白质糖蛋白质z 糖脂糖脂z 木质素木质素（苯丙烷衍生物的聚合物）第八页，讲稿共四十七页哦多糖从营养的角度分类多糖从营养的角度分类z营养性多糖和结构多糖z淀粉、菊糖、糖原等属于营养性多糖，其于属于结构性多糖，如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。第九页，讲稿共四十七页哦2、碳水化合物在Weende 常规分析体系中的分类z1、无氮浸出物z是易消化的细胞碳水化合物部分z样本中的无氮浸出物含量（%
5、）=干物质（%）-（粗蛋白质%+粗脂肪%+粗纤维%+粗灰分%）x无氮浸出物中包括一部分纤维素、半纤维素、木质素和果胶。第十页，讲稿共四十七页哦2、粗纤维z粗纤维是碳水化合物中难消化的成分，包括纤维素、少量的半纤维素和木质素z日粮中碳水化合物占大部分，在Weende的常规分析体系中，包括无氮浸出物及 粗纤维。第十一页，讲稿共四十七页哦（二）碳水化合物与动物营养有关的一些性质z1、直链和支链淀粉z 直链淀粉呈线性，由250300个葡萄糖单位组成，以1，4糖苷键连结而成。z 支链淀粉每隔2430个葡萄糖单位出现一个分支，分支点以1，6糖苷键连结，分支内以1，4糖苷键连结。z 淀粉在天然状态下呈不溶的
6、晶粒，对其消化性有影响。第十二页，讲稿共四十七页哦z2、糖原每隔1012个葡萄糖单位出现一个分支。z3、淀粉与纤维素的消化 麦芽糖由两分子的-D-葡萄糖以-1，4糖苷键连接而成。纤维二糖以-1，4糖苷键连接而成。动物分泌-淀粉酶仅分解-1，4糖苷键，不能分解-1，4糖苷键。z4、半纤维素含有大量的-1，4糖苷键，与木质素结合后很难溶于水。第十三页，讲稿共四十七页哦z纤维素、半纤维素、木质素和果胶是细胞壁的主要成分，是结构性多糖。z木质素是苯丙烷的聚合物，动物不能消化木质素。果胶与纤维素、半纤维素形成不溶性的果胶，不能被动物消化。第十四页，讲稿共四十七页哦非淀粉多糖（NSP）zNSP主要由纤维素
7、、半纤维素、果胶和抗性淀粉组成（阿拉伯木聚糖、-葡聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖等）。zNSP 分为不溶性和可溶性。z不溶性的NSP具有抗营养作用。第十五页，讲稿共四十七页哦可溶性淀粉的抗营养作用z家禽日粮中添加小麦粪便有什么变化？z1、增加粪便的黏度，降低养分的消化率。z 小麦中含 ，大麦中含有-葡聚糖。第十六页，讲稿共四十七页哦第十七页，讲稿共四十七页哦酶拉德反应z 还原性的羧基与蛋白质或肽游离的氨基之间的缩合反应，产生褐色，生成动物不能降解的氨基-糖化合物，影响氨基酸的吸收利用，降低饲料的营养价值。z赖氨酸易发生酶拉德反应。z不同颜色的豆饼，调制的干草等。第十八页，讲稿共四十七页哦三、碳水
8、化合物的营养生理作用z（一）碳水化合物的供能和储能作用。z 1、供能作用z 葡萄糖是功能最有效的营养素。z 葡萄糖的来源有两个：一是从胃肠道吸收，二是体内生糖物质的转化，由氨基酸、乳酸、丙酸和甘油等非碳水化合物经肝脏的糖异生作用而合成的葡萄糖；肝脏糖原是葡萄糖的储备库。第十九页，讲稿共四十七页哦z2、储能作用 糖原和脂肪储存能量。胎儿在妊娠后期可储存大量的糖原和脂肪供出生后利用。z（二）碳水化合物在动物产品形成中的作碳水化合物在动物产品形成中的作用用 奶牛合成乳糖，羊奶蛋白质非必需氨基酸的形成。奶中必需脂肪酸，非必需氨基酸。z 第二十页，讲稿共四十七页哦z（三）碳水化合物的其他作用z1、某些寡
9、糖的作用z （1）甘露寡糖（MOS，酵母细胞壁的衍生物）果寡糖（FOS）等，与肠道中的致病细菌结合，使细菌不能在肠壁定植。MOS可防止沙门氏菌、大肠杆菌和霍乱弧菌在肠上皮的黏附。z （2）寡糖可选择性地作为某些细菌生长的底物。FOS作为乳酸杆菌和双歧杆菌的底物，但沙门氏菌、大肠埃希氏杆菌和其他革兰氏阴性菌发酵效率低。z 第二十一页，讲稿共四十七页哦z2、动物体内糖苷的生理作用、动物体内糖苷的生理作用z z 糖苷是指具有环状结构的全糖或酮糖的半缩醛羟基上的氢，被烷基或芳香集团所取代的缩醛衍生物。z 许多糖苷具有解毒作用。许多毒素、药物或废物，包括固醇类的降解产物可能通过与D-葡萄糖醛酸形成葡萄糖
10、甘酸而排除体外。第二十二页，讲稿共四十七页哦3、结构性碳水化合物的作用z适宜水平的纤维对健康和生产水平有积极的作用。z黏多糖是保证许多生理功能的重要物质。z透明质酸润滑关节z硫酸软骨素在软骨中起结构支持作用。z几丁质是节肢动物外壳的重要组成部分。第二十三页，讲稿共四十七页哦4、糖蛋白质、糖脂的生理作用z在体内物质运输、血液凝固、生物催化、润滑保护、结构支持、黏着细胞、降低冰点、卵子受精、免疫和激素发挥活性等方面发挥重要作用。z细胞质膜糖蛋白，质摸在主动运输、作为病毒、激素和抗体的受体，参与细胞内的识别和黏着等功能与糖蛋白有关。z糖脂是神经细胞的组成成分，对传导突轴刺激冲动起着重要的作用。第二十
11、四页，讲稿共四十七页哦第二节 碳水化合物的消化、吸收和代谢z（一）非反刍动物的消化吸收z 1、碳水化合物在消化道前段的消化和吸收 z 唾液中含有唾液中含有-淀粉酶淀粉酶（猪、兔、灵长目和人等哺乳动物），将淀粉分解成糊精和饿麦芽糖。禽类分泌量少，作用微，嗉囊中可能出现淀粉酶的作用，不具有明显的意义。z 胃内无淀粉酶。仅将部分淀粉和半纤维素进行酸解。第二十五页，讲稿共四十七页哦z十二指肠是碳水化合物的主要消化和吸收十二指肠是碳水化合物的主要消化和吸收部位部位。与胰液、肠液、胆汁混合，把淀粉分解为麦芽糖和糊精，在麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶的作用下分解成单糖，被吸收。单糖的吸收速度不同，半乳糖、葡萄糖、
12、果糖、戊糖依次降低。z家禽不含乳糖酶，不能消化吸收乳糖。z2、碳水化合物在小肠后段的消化吸收、碳水化合物在小肠后段的消化吸收z 结构多糖和未消化的营养性碳水化合物，以微生物消化为主，产生挥发性的脂肪酸、二氧化碳和甲烷。挥发性脂肪酸扩散进入体内，气体由肛门逸出。第二十六页，讲稿共四十七页哦表5-3 不不同动物盲肠碳水化合物发酵产生的各种VFA比例z动物 乙酸 丙酸 丁酸z猪 4075 1536 510z人 4570 1938 514z兔 7582 811 817z马 67 14 14z牛 6575 1823 46第二十七页，讲稿共四十七页哦（二）反刍动物碳水化合物的消化z幼年反刍动物及成年非反刍
13、动物与非反刍动物相似。z反刍动物对碳水化合物的消化和吸收以形成VFA为主，形成葡萄糖为辅，消化部位以前胃为主，小肠、盲肠、结肠为辅。第二十八页，讲稿共四十七页哦1、碳水化合物在前胃消化的实质z前胃微生物消化，7090%，瘤胃消化碳水化合物总量的5055%。z微生物把可溶性的碳水化合物分解生成低级脂肪酸、甲烷、氢、二氧化碳等代谢产物，粗纤维等细胞壁物质在纤维素分解菌的作用下分解成单糖或其衍生物。纤维素、半纤维素大部分被分解，果胶可分解，木质素不能被分解。第二十九页，讲稿共四十七页哦z2、瘤胃中挥发性脂肪酸的形成z 第一步，复杂的碳水化合物被酶解成短链的低聚糖，主要为二糖和单糖。z 第二步，二糖和
14、单糖降解为挥发性的脂肪酸-乙酸、丙酸和丁酸。单糖先形成丙酮酸，再形成脂肪酸，同时释放ATP。z见图5-1 P67第三十页，讲稿共四十七页哦不同饲料发酵分解的产物是不一样的。z表5-4 部分饲料发酵分解产物的比较z饲料 乙酸 丙酸 丁酸 戊酸z纤维饲料 高 很低 很低z淀粉饲料 很低 比较高 比较高z富含可溶z性糖的饲料 很低 高 高 极低第三十一页，讲稿共四十七页哦3、挥发性脂肪酸的吸收z VFA 95%通过瘤胃壁扩散进入血液，约20%经皱胃和重瓣胃吸收，约5%经小肠吸收。丁酸丙酸乙酸。z 部分挥发性脂肪酸在通过前胃壁的过程中可转化成酮体，其中丁酸丁酸的转化可占吸收量的90%，乙酸转化甚微。酮
15、体多会产生酮病。第三十二页，讲稿共四十七页哦4、瘤胃中挥发性脂肪酸的不同比例对能量利用的影响z甲烷的生成，降低能量的利用。乙酸、丁酸发酵生成甲烷，甲烷不能被动物利用。要控制甲烷的生成。z粗饲料比例越高，乙酸比例越高，乙酸比例越高，甲烷产量越高，饲料能量利用效率降低。丙酸发酵可利用H2，丙酸比例高时，饲料能量利用率也相应提高。当丙酸比例很高而乙酸比例很低时，乳脂率和奶产量下降。第三十三页，讲稿共四十七页哦z瘤胃液VFA中乙酸或丙酸的摩尔比与NDF/OM（NDF：中性洗涤纤维，OM有机物）呈高度线性关系。z乙酸比（mol/100molVFA)=36.67+0.5480(NDF/OM)R=0.997
16、3z丙酸比（mol/100molVFA）=53.8438-55.7091(NDF/OM)z r=-0.9936 z 研究表明，肉用反刍家畜用于产热的代谢能与乙酸的摩尔比呈高度的正相关，代谢能用于增重的效率与乙酸的摩尔比呈高度的付相关。z Kf(%)=71.1485-0.4484*乙酸比（mol/100molVFA）r=-0.9791zKf与丙酸呈正比。zKf(%)=25.3044+0.5305*丙酸比（mol/100molVFA）r=0.9891第三十四页，讲稿共四十七页哦5、前胃微生物发酵的利弊z好处好处：提供能量，产生挥发性脂肪酸；植物细胞壁中纤维物质得到利用，细胞内其他营养素的利用率提高
17、。z不好处不好处：发酵过程中碳水化合物损失，宿主代谢需要的葡萄糖经糖原异生而来，降低碳水化合物的利用率。第三十五页，讲稿共四十七页哦（三）体内碳水化合物的转运（三）体内碳水化合物的转运z单糖吸收进入血内，在进入细胞。葡萄糖通过肌肉细胞和脂肪组织细胞膜的转运是不耗能的载体转运，胰岛素刺激葡萄糖通过细胞膜。第三十六页，讲稿共四十七页哦二、碳水化合物的代谢z（一）非反刍动物碳水化合物的代谢z1、单糖互变、单糖互变 z 单糖须经适当的变换，或从一种糖变成另一种糖进入代谢。见图5-2 ，P70。z 果糖主要经1-磷酸果糖进入代谢。z 半乳糖，新生儿转变成1-磷酸半乳糖。z 甘露糖，参与体内糖蛋白的合成，
18、参与分解代谢，6-磷酸果糖途径进入代谢。z 第三十七页，讲稿共四十七页哦z（2）有氧氧化糖酵解的尾产物在有氧的条件下，进入线粒体，经三羧酸循环彻底氧化供能。1mol葡萄糖彻底氧化供能可生成38个ATP。z（3）磷酸戊糖循环z 提供NADPH，用于合成长链脂肪酸。由1mol葡萄糖得到12mol NADPH。提供5-磷酸核糖或1-磷酸核糖。z 第三十八页，讲稿共四十七页哦3、葡萄糖参与的合成代谢z（1）糖原合成 肝糖原和肌糖原。z（2）乳糖合成 乳腺细胞利用血液中的葡萄糖合成乳糖。z （3）合成体脂肪z 在供能多余的情况下，葡萄糖转化，合成长链脂肪酸，合成体脂肪沉积。第三十九页，讲稿共四十七页哦（
19、二）反刍动物的碳水化合物的代谢z1、糖原异生 葡萄糖对反刍动物应具有非常重要的作用。肠道吸收葡萄糖很少。z大量饲喂粗纤维日粮的情况下，肠道吸收的葡萄糖几乎是零，所需葡萄糖需糖异生提供。糖异生的前体物是丙酸，也很小。劣质牧草瘤胃液中乙酸：丙酸=100：16，精料型饲粮为100：75。劣质牧草产生的后果：第四十页，讲稿共四十七页哦z（1）导致体脂肪合成与沉积量下降。长链脂肪酸的合成受影响，其合成需要NADPH，70%NADPH由葡萄糖代谢产生，葡萄糖的缺乏使长链脂肪酸的合成受阻。葡萄糖又是合成甘油的前体。z（2）导致机体蛋白质代谢更加恶化。丙酸不足，动物只能利用氨基酸去合成葡萄糖，使蛋白质沉积下降
20、。z（3）导致母畜泌乳量下降。葡萄糖是乳糖的来源，血中葡萄糖浓度与产奶量呈直线相关关系。第四十一页，讲稿共四十七页哦2、挥发性脂肪酸的代谢z挥发性脂肪酸可氧化供能z乙酸可用于体脂肪和乳脂肪的合成。丁酸也可用于脂肪的合成。丙酸可用于葡萄糖和乳糖的合成。z丙酸和丁酸在肝脏代谢，60%乙酸在外周组织代谢，只有20%在肝脏代谢，还有少量在乳房中参与乳脂肪的合成。第四十二页，讲稿共四十七页哦（三）体内碳水化合物的代谢效率z不同碳水化合物的能量效率不高，平均50%以上作为能量散失。z 表5-5 1mol葡萄糖急VFA的能量利用效率z 总能 代谢耗用 总产ATP 净获能 捕获能 利用率z （kJ/mol）(
21、molL）（mol）（KJ）（kJ）（%）z葡萄糖 2816 4 40 36 1206 43z乙酸 876 2 12 10 335 38z丙酸 1536 4 22 18 603 39z丁酸 2194 2 29 27 905 41第四十三页，讲稿共四十七页哦z贮存的效率贮存的效率 z 饲料来源的葡萄糖转变为棕榈酸甘油酯储存的效率为0.80,乙酸转化成棕榈酸的效率为0.72，乳酸转化成葡萄糖的效率为0.87,丙酸转变为葡萄糖的效率是0.83,葡萄糖变成糖原的效率为0.97,葡萄糖变成乳糖的效率是0.96。z体内葡萄糖的周转代谢效率体内葡萄糖的周转代谢效率 因种类、生理状态、生产目的、饲养、营养等不
22、同而不同。z产奶期比干奶期高3倍。血糖浓度对产乳影响大。z葡萄糖的氧化葡萄糖的氧化 3565%葡萄糖完全氧化成H20和CO2.。其余均转化成其他化合物。反刍动物葡萄糖的平均氧化率大约是35%，非反刍动物大约是50%65%。z 第四十四页，讲稿共四十七页哦第三节 纤维的利用z纤维纤维是纤维素、半纤维素、果胶物质、木质素、-葡聚糖、阿拉伯木聚糖等。z不良作用：不良作用：加快食糜在消化道中的流通速度，降低营养物质的消化率；纤维不仅自己不能被吸收，降低饲粮可利用能值；饲粮纤维水平增高，增加动物消化道内源蛋白质、脂肪和矿物质的损失。第四十五页，讲稿共四十七页哦一、反刍动物z（一）维持瘤胃的正常功能和动物的健康（一）维持瘤胃的正常功能和动物的健康z 淀粉和中性洗涤纤维是瘤胃内产生挥发性脂肪酸的主要产物。z 若纤维含量低，淀粉大量分解产酸，产生酸中毒。z 饲粮纤维刺激咀嚼和反刍，刺激唾液分泌。z 适宜的饲粮纤维对消除大量进食精料所引起的采食量下降，纤维消化降低，防止酸中毒、瘤胃黏膜溃疡和蹄病是不可缺少的。第四十六页，讲稿共四十七页哦z（二）维持动物正常的生产性能（二）维持动物正常的生产性能z 纤维水平过低，乙酸含量低，乳脂肪含量少。适宜的纤维水平可维持动物较高的乳脂肪率和产奶量。z（三）为动物提供大量的能源z 粗纤维产生的挥发性脂肪酸为反刍动物提供能量。第四十七页，讲稿共四十七页哦