碳水化合物营养

1、第五章第五章碳水化合物营养碳水化合物营养 NoImage第一节第一节 碳水化合物及其营养生理功能碳水化合物及其营养生理功能第三节第三节 反刍动物碳水化合物营养反刍动物碳水化合物营养内容目录内容目录第二节第二节 单胃动物碳水化合物营养单胃动物碳水化合物营养 碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮，以及水解碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮，以及水解所产生这类结构的物质，所产生这类结构的物质，含含C C、H H、O O，有些含，有些含N N、P P、S S，通式，通式(CH(CH2 2O)nO)n。 动物饲料中动物饲料中2/32/3为为(CH(CH2 2O)nO)n，但动物产品中，但动物产品中(CH(CH2

2、2O)nO)n含量不足含量不足1%1%，主要起供能的作用。，主要起供能的作用。 动物对动物对(CH(CH2 2O)nO)n没有特殊的要求。因此，饲养标没有特殊的要求。因此，饲养标准中不列准中不列(CH(CH2 2O)nO)n的需要量。的需要量。第一节第一节 碳水化合物及其营养生理功能碳水化合物及其营养生理功能一、碳水化合物分类一、碳水化合物分类 二、碳水化合物的营养生理功能二、碳水化合物的营养生理功能一（一（CHCH2 2O O）n n分类分类1.1.化学分类：化学分类： 单糖单糖 低聚糖或寡糖（低聚糖或寡糖（2 21010个糖单位）个糖单位） 多聚糖（多聚糖（1010个糖单位以上）个糖单位以

3、上） 其衍生物其衍生物 NoImage关于非淀粉多糖关于非淀粉多糖(NSP)(NSP)2.NPS2.NPS的分类：的分类： 不溶性不溶性NSP(NSP(如纤维素如纤维素) ) 可溶性可溶性NSP(NSP(如如-葡聚糖和阿拉伯木聚糖葡聚糖和阿拉伯木聚糖) )。1.NSP1.NSP的概念：的概念： NSPNSP主要主要由纤维素、半纤维素、果胶和抗性由纤维素、半纤维素、果胶和抗性淀粉淀粉( (阿拉伯木聚糖、阿拉伯木聚糖、-葡聚糖、甘露聚糖、葡聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖等葡糖甘露聚糖等) )组成。组成。 猪鸡消化道缺乏相应的内源酶而难以将其降解；猪鸡消化道缺乏相应的内源酶而难以将其降解； 其与水分子

4、直接作用增加溶液的黏度，且随多糖其与水分子直接作用增加溶液的黏度，且随多糖浓度的增加而增加。浓度的增加而增加。 多糖分子本身互相作用，缠绕成网状结构，引起多糖分子本身互相作用，缠绕成网状结构，引起溶液黏度大大增加，甚至形成凝胶。溶液黏度大大增加，甚至形成凝胶。关于非淀粉多糖关于非淀粉多糖(NSP)(NSP)3.3.可溶性可溶性NSPNSP的性质和抗营养作用：的性质和抗营养作用： 因此，因此，可溶性可溶性NSPNSP在动物消化道内能使食糜变黏，在动物消化道内能使食糜变黏，进而阻止养分接近肠黏膜表面进而阻止养分接近肠黏膜表面, ,最终降低养分消化率最终降低养分消化率. .NoImage 纤维性物质

5、（纤维性物质（CFCF）：）：指植物饲料中难溶于指植物饲料中难溶于水、稀酸、稀碱，不易被单胃动物利用的碳水化水、稀酸、稀碱，不易被单胃动物利用的碳水化合物，一般为细胞壁成分。合物，一般为细胞壁成分。 CFCF的两缺点：的两缺点： a.a.本身利用率低；本身利用率低； b.b.是细胞壁，影响细胞内容物的利是细胞壁，影响细胞内容物的利用用2 2饲料概略养分分析法：饲料概略养分分析法：一（一（CHCH2 2O O）n n分类分类 NFE：无氮浸出物，：无氮浸出物，细胞内容物，细胞内容物， 是单胃动是单胃动物最主要的能源。物最主要的能源。常见饲料常见饲料NFENFE含量含量：禾本科籽实：禾本科籽实：6

6、070% 豆科籽实豆科籽实3055% 糠麸类：糠麸类：4761% 禾本科干草禾本科干草4050% 饼粕类饼粕类：2433% 一（一（CHCH2 2O O）n n分类分类3. .粗纤维分析的改进方案粗纤维分析的改进方案：Van Soest 1976 分类分类 组成组成 反刍动物反刍动物 非反刍动物非反刍动物A类类（细胞内容物）（细胞内容物） 可溶性糖，淀粉可溶性糖，淀粉 完全利用完全利用 完全利用完全利用 果胶原果胶原 完全利用完全利用 利用率较高利用率较高 NPN 利用率较高利用率较高 利用率较高利用率较高 蛋白质蛋白质 较高较高 较高较高 脂类脂类 较高较高 较高较高其他可溶性物质其他可溶性

7、物质 较高较高 较高较高B类类（细胞壁成分）（细胞壁成分） 半纤维素半纤维素 部分利用部分利用 利用率低利用率低 纤维素纤维素 部分利用部分利用 利用率低利用率低 木质素木质素 利用率低利用率低 几乎不能利用几乎不能利用中性指示剂中性指示剂 酸性指示剂酸性指示剂 成分成分 可溶部分（细胞内可溶部分（细胞内容物）容物）NDS 可溶性糖，淀粉，可溶性糖，淀粉，果胶原果胶原可溶可溶Pr，NPN，脂，脂类，有机酸等类，有机酸等 不溶解部分不溶解部分NDF 可溶部分（可溶部分（ADS） 半纤维素半纤维素 不溶部分（不溶部分（ADF） 纤维素，木质素，纤维素，木质素，角质角质Pr，硅酸盐，硅酸盐处理方法处

8、理方法 3. .粗纤维分析的改进方案粗纤维分析的改进方案：Van Soest 1976 1 1供能贮能作用：供能贮能作用：葡萄糖是最有效的供能物质葡萄糖是最有效的供能物质 单胃：葡萄糖（淀粉）单胃：葡萄糖（淀粉） 反刍：挥发性脂肪酸反刍：挥发性脂肪酸 转化为糖原、脂肪贮能转化为糖原、脂肪贮能 （CHCH2 2O O）n n作为能源主体的原因作为能源主体的原因： 1 1）来源丰富，价格相对低廉）来源丰富，价格相对低廉 2 2）（）（CHCH2 2O O）n n 在体内过多不会像其他营养在体内过多不会像其他营养物质引起代谢紊乱物质引起代谢紊乱二二 (CH2O)n(CH2O)n的营养生理功能的营养生

9、理功能2 2作为体成分作为体成分 戊碳糖（戊碳糖（DNADNA、RNA RNA ）是核酸的）是核酸的组成部分；粘多糖是结缔组织成分；糖脂神经细组成部分；粘多糖是结缔组织成分；糖脂神经细胞的组成部分；糖蛋白是细胞膜的组成部分。胞的组成部分；糖蛋白是细胞膜的组成部分。 3.3.提供动物产品的重要原料提供动物产品的重要原料反刍动物：反刍动物： 葡萄糖葡萄糖乳糖乳糖 （505085%85%的葡萄糖的葡萄糖乳糖）乳糖） 非反刍动物：葡萄糖非反刍动物：葡萄糖乳中乳中FAFA 二二 (CH2O)n(CH2O)n的营养生理功能的营养生理功能4.4.合成合成NEAANEAA：非必需氨基酸：非必需氨基酸 （CHC

10、H2 2O O）n n的某些中间产物可与的某些中间产物可与NHNH2 2结合形成结合形成AAAA。 -酮戊二酸酮戊二酸+ NH+ NH2 2谷氨谷氨AA AA 谷谷AA+AA+丙酮酸经丙酮酸经NHNH2 2转移生成丙转移生成丙AAAA5 5 CFCF粗纤维有重要的营养生理功能粗纤维有重要的营养生理功能二二 (CH2O)n(CH2O)n的营养生理功能的营养生理功能（1 1）供能作用）供能作用：对反刍动物来说，对反刍动物来说，CF可提供其所可提供其所需要能量的需要能量的50%，非反刍动物，非反刍动物CF经大肠微生物发经大肠微生物发酵，可满足维持能量需要的酵，可满足维持能量需要的1030%。（2 2

11、）维持胃肠道正常功能，促进胃肠蠕动，消化）维持胃肠道正常功能，促进胃肠蠕动，消化液的分泌，有利于粪便的排出。液的分泌，有利于粪便的排出。 CF CF的营养生理功能的营养生理功能反刍动物日粮适宜的反刍动物日粮适宜的CFCF对于缓冲瘤胃对于缓冲瘤胃pHpH下降，下降，防止瘤胃酸中毒防止瘤胃酸中毒，瘤胃黏膜溃疡和蹄病是绝瘤胃黏膜溃疡和蹄病是绝对不可缺乏的。对不可缺乏的。且且CFCF可刺激咀嚼和反刍，可刺激咀嚼和反刍，促促进唾液分泌进唾液分泌。在繁殖动物中常用不溶解的部。在繁殖动物中常用不溶解的部分（纤维素）调节胃肠道食糜排空速度，保分（纤维素）调节胃肠道食糜排空速度，保证胃肠道蠕动。证胃肠道蠕动。

12、CF CF的营养生理功能的营养生理功能（3 3） 刺激胃肠道发育：刺激胃肠道发育：研究表明，饲喂高水平研究表明，饲喂高水平苜蓿草苜蓿草 饲粮的猪，其胃，小肠，盲肠，结肠的饲粮的猪，其胃，小肠，盲肠，结肠的重量均显著提高。尤其对幼小动物。种畜胃肠道重量均显著提高。尤其对幼小动物。种畜胃肠道的充分发育，保证日后高产时的采食量（的充分发育，保证日后高产时的采食量（现代动现代动物生产中常用物生产中常用CFCF冲淡营养浓度冲淡营养浓度）（4 4）解毒作用）解毒作用：CFCF可吸附饲料和消化道中产生的可吸附饲料和消化道中产生的某些有害物质，使其排体外。（某些有害物质，使其排体外。（CFCF可防止仔猪腹可防

13、止仔猪腹泻）泻） CF CF的营养生理功能的营养生理功能（5 5）改善产品品质，维持动物正常生产）改善产品品质，维持动物正常生产： 在猪肥育后期饲粮中增加在猪肥育后期饲粮中增加CFCF，可减少脂肪沉，可减少脂肪沉积，提高胴体品质。积，提高胴体品质。 奶牛饲粮适宜的奶牛饲粮适宜的CFCF可维持乳中较高的乳脂率可维持乳中较高的乳脂率和产乳量和产乳量。（6 6）CFCF不易消化，吸水量大，可填充胃肠道，不易消化，吸水量大，可填充胃肠道，给动物以给动物以“饱腹感饱腹感”，有利于动物安静便于管理。，有利于动物安静便于管理。（7 7）妨碍养分的消化、吸收：）妨碍养分的消化、吸收： CF CF的营养生理功能

14、的营养生理功能第二节第二节 单胃动物碳水化合物营养单胃动物碳水化合物营养一、消化吸收一、消化吸收三、小结三、小结二、代谢二、代谢NoImage 2.- 2.-淀粉酶只能水解淀粉酶只能水解-1.4-1.4糖苷键，因此，糖苷键，因此，支链淀粉水解终产物除了麦芽糖外，还有支链支链淀粉水解终产物除了麦芽糖外，还有支链寡聚糖，最后被寡聚寡聚糖，最后被寡聚1 1，6-6-糖苷酶水解，释放麦糖苷酶水解，释放麦芽糖和葡糖。芽糖和葡糖。 1. 1.主要部位在小肠主要部位在小肠，在胰淀粉酶作用下，水，在胰淀粉酶作用下，水解产生麦芽糖和少量葡萄糖的混合物。解产生麦芽糖和少量葡萄糖的混合物。一、消化吸收一、消化吸收N

15、oImage 3. 3.水解产生的单糖经主动转运吸收入细胞，水解产生的单糖经主动转运吸收入细胞，顺序为：半乳糖顺序为：半乳糖 葡糖葡糖 果糖果糖 戊糖。戊糖。 4. 4.未消化吸收的未消化吸收的CH2OCH2O进入后肠，在微生进入后肠，在微生物作用下发酵产生物作用下发酵产生VFAVFA。 5. 5.幼龄动物乳糖酶活性高，断奶后下降，幼龄动物乳糖酶活性高，断奶后下降，蔗糖酶在幼龄很低，麦芽糖酶断奶时上升蔗糖酶在幼龄很低，麦芽糖酶断奶时上升一、消化吸收一、消化吸收NoImage1.1.葡萄糖是单胃动物的主要能量来源，是其他生葡萄糖是单胃动物的主要能量来源，是其他生物合成过程的起始物质，血液葡萄糖维

16、持在狭小物合成过程的起始物质，血液葡萄糖维持在狭小范围内。范围内。单胃动物与人：单胃动物与人：70-100mg/100ml 70-100mg/100ml 反刍动物：反刍动物：40-70mg/100ml 40-70mg/100ml 禽：禽：130-260mg/100ml130-260mg/100ml二、代谢二、代谢NoImage（1 1）葡萄糖从肠道、肝和其他器官进入血液；）葡萄糖从肠道、肝和其他器官进入血液；（2 2）血液葡萄糖离开到达各组织被利用（氧化）血液葡萄糖离开到达各组织被利用（氧化或生物合成）。或生物合成）。二、代谢二、代谢（1 1）从食物消化的葡萄糖吸收入血；）从食物消化的葡萄糖吸

17、收入血；（2 2）体内合成，主要在肝体内合成，主要在肝，前体物有，前体物有AAAA、乳酸、乳酸、丙酸、甘油、合成量大，但低于第丙酸、甘油、合成量大，但低于第(1(1）途径；）途径；2.2.血糖维持稳定是两个过程的结果血糖维持稳定是两个过程的结果: :3.3.血糖来源：血糖来源：NoImage（1 1）合成糖原；）合成糖原；（2 2）合成脂肪；）合成脂肪；（3 3）转化为）转化为AAAA，葡糖代谢的中间产物为非，葡糖代谢的中间产物为非EAA CEAA C骨架；骨架；（4 4）作为能源：葡糖是红细胞的唯一能源，）作为能源：葡糖是红细胞的唯一能源，大脑、大脑、N N组织、肌肉的主要能源。组织、肌肉的

18、主要能源。4.4.血糖去路：血糖去路：二、代谢二、代谢1 1单胃动物对（单胃动物对（CH2OCH2O）n n的消化起始于口腔（猪），的消化起始于口腔（猪），尤其是淀粉的消化。尤其是淀粉的消化。2 2消化道前端（从口腔到回肠末端）主要是营养性消化道前端（从口腔到回肠末端）主要是营养性（CH2OCH2O）n n消化的场所。后端（回肠末端以后）主要消化的场所。后端（回肠末端以后）主要是微生物消化结构性（是微生物消化结构性（CH2OCH2O）n n的场所。的场所。单胃动物消化利用（单胃动物消化利用（CH2OCH2O）n n 小结小结3 3胃对（胃对（CH2OCH2O）n n的消化量很有限，主要是为的消

19、化量很有限，主要是为后期消化作准备。后期消化作准备。4 4十二指肠是（十二指肠是（CH2OCH2O）n n消化产物主要吸收部消化产物主要吸收部位，位，其吸收以直接吸收为主，其吸收以直接吸收为主，代谢以葡萄糖代代谢以葡萄糖代谢为主，谢为主，VFAVFA挥发性脂肪酸代谢为辅。挥发性脂肪酸代谢为辅。单胃动物消化利用（单胃动物消化利用（CH2OCH2O）n n 小结小结第三节反刍动物碳水化合物营养第三节反刍动物碳水化合物营养一、消化吸收一、消化吸收二、二、VFAVFA的代谢的代谢三、葡萄糖的代谢三、葡萄糖的代谢四、小结四、小结NoImage（1 1）饲料饲料CHCH2O O 葡糖葡糖丙酮酸丙酮酸VFA

20、VFA，单糖很，单糖很少；少；（2 2）瘤胃是消化瘤胃是消化CHCH2 2O O的主要场所的主要场所，消化量占总，消化量占总CHCH2O O进食量的进食量的50-55%50-55%。 反刍动物消化反刍动物消化CHCH2 2O O与单胃动物不同，表现在：与单胃动物不同，表现在：消化方式、消化部位和消化产物。消化方式、消化部位和消化产物。一、消化吸收一、消化吸收NoImage CH2O CH2O降解为降解为VFAVFA有二个阶段：有二个阶段：（1 1）复合）复合CH2OCH2O（纤维素、半纤维素、果胶）（纤维素、半纤维素、果胶）在细胞外水解为寡聚糖，主要是双糖（纤维二糖、在细胞外水解为寡聚糖，主要

21、是双糖（纤维二糖、麦芽糖和木二糖）和单糖；麦芽糖和木二糖）和单糖；1 1消化过程消化过程一、消化吸收一、消化吸收NoImage（2 2）双糖与单糖双糖与单糖对瘤胃微生物不稳定，被其吸收后对瘤胃微生物不稳定，被其吸收后迅速地迅速地被细胞内酶降解为被细胞内酶降解为VFAVFA，首先将单糖转化为丙首先将单糖转化为丙酮酸，以后的代谢途径可有差异，同时产生酮酸，以后的代谢途径可有差异，同时产生CH4CH4和热和热量。量。 饲料中未降解的和细菌的饲料中未降解的和细菌的CH2OCH2O占采食占采食CH2OCH2O总总量的量的10-20%10-20%，这部分在小肠由酶消化，其过程同单，这部分在小肠由酶消化，其

22、过程同单胃动物，未消化部分进入大肠发酵。胃动物，未消化部分进入大肠发酵。 1 1消化过程消化过程NoImage 主要有乙酸、丙酸、丁酸，少量有甲酸、异丁酸、主要有乙酸、丙酸、丁酸，少量有甲酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和己酸。瘤胃中戊酸、异戊酸和己酸。瘤胃中24hrsVFA24hrsVFA产量产量3-4kg3-4kg（奶牛瘤网胃），绵羊（奶牛瘤网胃），绵羊300-400g300-400g；大肠产生并被动；大肠产生并被动物利用了的物利用了的VFAVFA为上述量的为上述量的10%10%。 乙酸、丙酸、丁酸的比例受日粮因素影响，日粮乙酸、丙酸、丁酸的比例受日粮因素影响，日粮组成（精粗比）、物理形式（颗粒大

23、小）、采食量组成（精粗比）、物理形式（颗粒大小）、采食量和饲喂次数等和饲喂次数等。 2 2瘤胃发酵产生的瘤胃发酵产生的VFAVFA种类及影响因素种类及影响因素一、消化吸收一、消化吸收 乙酸发酵类型乙酸发酵类型 乙：丙：丁乙：丙：丁=70=70：2020：1010（正常泌乳型）（正常泌乳型） 丙酸发酵类型丙酸发酵类型 乙：丙：丁乙：丙：丁=55=55：3030：1515（异常泌乳型）（异常泌乳型） 减少精饲料，增加优质粗饲料可以使减少精饲料，增加优质粗饲料可以使VFAVFA形成形成乙酸发酵型，以增加乳脂率。乙酸发酵型，以增加乳脂率。 饲喂奶牛精饲料过多，乳脂率低，应加醋酸钠，饲喂奶牛精饲料过多，

24、乳脂率低，应加醋酸钠，双乙酸钠或瘤胃抑制剂来提高。双乙酸钠或瘤胃抑制剂来提高。瘤胃发酵类型瘤胃发酵类型NoImagev乙酸是主要酸，喂粗料时产量高乙酸是主要酸，喂粗料时产量高，喂谷物，喂谷物时丙酸产量高，乙时丙酸产量高，乙/ /丙比受日粮处理影响。丙比受日粮处理影响。v加瘤胃素可提高丙酸比例，有利于肉牛育肥加瘤胃素可提高丙酸比例，有利于肉牛育肥。v饲料磨粉或制粉可提高丙酸产量。饲料磨粉或制粉可提高丙酸产量。v VFA VFA的浓度受到吸收和产出的平衡调节。的浓度受到吸收和产出的平衡调节。一、消化吸收一、消化吸收NoImage 4H2+HCO3-+H+CH4+3H2O 4H2+HCO3-+H+C

25、H4+3H2O 各种瘤胃菌均可进行此反应。各种瘤胃菌均可进行此反应。 甲烷产量很高，能值高（甲烷产量很高，能值高（7.6kcal/g7.6kcal/g）不能被）不能被动物利用，因而是巨大的能量损失，甲烷能占食动物利用，因而是巨大的能量损失，甲烷能占食入总能的入总能的6-8%6-8%。3 3甲烷的产生及其控制甲烷的产生及其控制一、消化吸收一、消化吸收NoImage绵羊：甲烷（绵羊：甲烷（g g）=2.41x+9.80 =2.41x+9.80 牛：甲烷（牛：甲烷（g g）=4.012x+17.68 =4.012x+17.68 x x：可消化碳水化合物的克数：可消化碳水化合物的克数（1 1）日粮中）

26、日粮中加入不饱和脂肪酸加入不饱和脂肪酸（相应提高丙酸产（相应提高丙酸产量）；如油脂量）；如油脂（2 2）加）加添加剂，如氯仿、水合氯醛、铜盐等添加剂，如氯仿、水合氯醛、铜盐等，在，在总体上抑制微生物生长。总体上抑制微生物生长。甲烷产量估计式：甲烷产量估计式：降低甲烷产量的措施：降低甲烷产量的措施：一、消化吸收一、消化吸收NoImage4 4VFAVFA的吸收的吸收 CH2O CH2O分解产生的分解产生的VFAVFA有有75%75%直接从瘤网胃吸收，直接从瘤网胃吸收，20%20%从真胃和瓣胃吸收，从真胃和瓣胃吸收，5%5%随食糜进入小肠后吸收。随食糜进入小肠后吸收。 VFAVFA吸收是被动的吸收

27、是被动的，C C原子越多，吸收越快，原子越多，吸收越快，吸收过程中，丁酸和一些丙酸在上皮和细胞中转吸收过程中，丁酸和一些丙酸在上皮和细胞中转化为化为-羟丁酸和乳酸。上皮细胞对丁酸代谢十羟丁酸和乳酸。上皮细胞对丁酸代谢十分活跃，相应促进其吸收速度。分活跃，相应促进其吸收速度。一、消化吸收一、消化吸收乙酸、丁酸乙酸、丁酸体脂、乳脂体脂、乳脂 丙酸丙酸葡萄糖葡萄糖 1 1、合成：、合成：奶牛组织中体内奶牛组织中体内50%50%乙酸，乙酸， 2/32/3丁酸，丁酸， 1/41/4丙酸丙酸被氧化，其中乙酸提供的能量占总能量需要量被氧化，其中乙酸提供的能量占总能量需要量的的70%70%。2 2、氧化供能：、氧化供能：二、二、VFAVFA的代谢的代谢NoImage 2 2、葡萄糖的生理功能：、葡萄糖的生理功能： 是神经组织和血细胞的主要能源。是神经组织和血细胞的主要能源。肌糖原和肝糖原合成的前体。肌糖原和肝糖原合成的前体。反刍动物泌乳期、妊娠期需要葡萄糖的量高，葡反刍动物泌乳期、妊娠期需要葡萄糖的量高，葡萄糖作为乳糖和甘油的前体物。萄糖作为乳糖和甘油的