反刍动物营养学(年上学期)-碳水化合物的营养

反刍动物营养学付彤E-mail：futong2004@126.com第四节反刍动物蛋白质的营养需要一、奶牛蛋白质的需要量二、肉牛蛋白质需要复习与回顾第三章蛋白质的营养第四章碳水化合物的营养第一节饲料中的碳水化合物碳水化合物是多羟基的醛、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。碳水化合物绿色植物和某些简单微生物（蓝、绿藻等）进行光合作用的产物。是太阳能的储存库。6CO2+6H2O太阳能叶绿素C6H12O6（葡萄糖）+6O2一、碳水化合物的组成碳水化合物单糖低聚糖或寡糖（2～10个糖单位）多聚糖（10个以上糖单位）其他化合物1.单糖饲料中主要有戊糖（核糖、木糖、阿拉伯糖等）、己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）和衍生糖（脱氧糖等）。单糖和双糖都有甜味（相对甜度）葡萄糖74.4蔗糖100果糖173.3麦芽糖32.5乳糖162.寡糖低聚糖（2～10个糖单位）：二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖等）、三糖（麦芽三糖）等。3.多糖由10个以上糖单位构成，包括同质多糖（同一糖单位组成）和杂多糖。同质多糖：淀粉、纤维素等。杂多糖：半纤维素、果胶等。α-1,4-糖苷键α-1,6-糖苷键支链淀粉直链淀粉β-1,4-糖苷键4.其他化合物木质素、丹宁等。木质素是植物生长成熟后才出现在细胞壁中的物质，含量为5％～10％，它是苯丙烷衍生物的聚合物（亦称苯丙基的多聚物）。木质素通常与细胞壁中的多糖形成动物体内的酶难降解的复合物，从而限制动物对植物细胞壁物质的利用。

非碳水化合物——不含糖含有大量多酚的复合物，使其和蛋白质及其他分子交联在一起

降低蛋白质的消化率

降低肠壁的通透性，影响其吸收能力丹宁栎树，也称橡树或柞树虫瘿（yǐng）二、碳水化合物的分类非结构性碳水化合物：单糖、寡糖和淀粉等结构性碳水化合物：纤维素、半纤维素、果胶等植物细胞壁可分为间隔层、初生壁和次生壁等三层。浆膜层果胶：α-1,4连接的多聚半乳糖醛酸Cytoplasm细胞质Plasmodesma胞间连丝Plasmamembrane质膜Multilayered多层Middlelamella中间薄层Fibrils小纤维Cellulose纤维素植物中的结构性碳水化合物非结构性碳水化合物

大多数非结构性碳水化合物比较容易被微生物和酶降解，几乎可以100%被动物利用实验室有专门的分析方法结构性碳水化合物旧的粗纤维（CF）和无氮浸出物

（NFE）分析法被VanSoest洗涤纤维法替代

中性洗涤纤维NDF(NeutralDetergentFiber)–用于测定纤维素,半纤维素和木质素总量

酸性洗涤纤维

ADF(AcidDetergentFiber)–用于测定纤维素和木质素总量

酸性洗涤木质素

ADL(AcidDetergentLignin)三、评定日粮碳水化合物营养价值的方法碳水化合物粗纤维无氮浸出物纤维素木质素等半纤维素单糖淀粉二糖三、评定日粮碳水化合物营养价值的方法一百多年来，人们一直沿用德国Weende试验站的汉尼伯格（Hunneberg）和司徒门（Stohman）两位科学家在1860年所创立的方法来分析饲料，这种方法称为Weende饲料分析体系，也就是饲料常规成分分析体系（也叫概率养分分析法），此法可测定饲料中六种概率养分，即水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物的含量。粗纤维分析常用方法是：先将样品用沸热的12.5g·L-1

H2SO4溶液处理30min，过滤，洗尽酸后再用沸热的12.5g·L-1

NaOH溶液处理30min，从烘干残渣灼烧失重计算样品的粗纤维含量（%）。此法操作手续冗长，测定条件不易控制，而且样品经沸热NaOH溶液处理时，木质素有不等比例的溶解，使粗纤维的测得值偏低，从而使“无氮浸出物”含量偏高。VanSoest

1976年提出了洗涤纤维分析法，测定饲草中中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）。其原理是植物性饲料经中性洗涤剂煮沸处理，不溶解的残渣为中性洗涤纤维，主要为细胞壁成分，其中包括半纤维素、纤维素、木质素和硅酸盐。植物性饲料经酸性洗涤剂处理，剩余的残渣为酸性洗涤纤维，其中包括纤维素、木质素和硅酸盐。酸性洗涤纤维经72%硫酸处理后的残渣为木质素和硅酸盐。“VanSoest”纤维分析法

中性洗涤纤维（NDF

）残渣包括纤维素,半纤维素和木质素.

对于高纤维日粮，残渣中会含有淀粉，应先用淀粉酶预处理.NDF被作为牧草可采食性的重要指标.NDF不能回收可溶的粘性多糖如果胶、黏液和树脂等.“VanSoest”纤维分析法

酸性洗涤纤维（ADF）

溶解半纤维素和蛋白质

残渣包括纤维素和木质素NDF–ADF=半纤维素

酸性洗涤木质素（ADL）

没有定义的化学成分

纤维素=ADF-ADL第二节碳水化合物的消化与代谢1.瘤胃对碳水化合物的发酵一、碳水化合物在瘤胃中的发酵淀粉粗纤维微生物酶二糖＋单糖饲料中二糖和单糖微生物挥发性脂肪酸（VFA）＋CH4＋CO2

＋H2乙酸丙酸丁酸嗳气2.影响瘤胃发酵、VFA产量和比例的因素（1）日粮类型

精粗料比例（2）碳水化合物类型结构性与非结构性

（3）日粮加工工艺

蒸汽压片，切断、揉碎、制粒，化学处理（4）瘤胃环境

pH、纤维分解菌、原虫（5）添加剂瘤胃素（莫能霉素，离子载体类抗生素），提高丙酸比例通常情况下，产生三种VFA的摩尔浓度比为：乙酸70%丙酸20%丁酸10%CF<17%乳脂率<正常值CF<13%乳酸中毒丙酸乳酸

高精料日粮;乙酸:丙酸=1

3葡萄糖

2乙酸+2丙酸+1丁酸+3CO2+CH4+2H2O高纤维日粮;乙酸:丙酸=35

葡萄糖6乙酸+2丙酸+1丁酸+5CO2+3CH4+6H2O紫花苜蓿羊草粗（>1.9cm），10%～15%；中（0.8cm<中<1.9cm），30%～50%；细（<0.8cm），40%～60%。蒸汽压片玉米

4H2+HCO3-+H+→CH4+3H2O甲烷产量很高，能值高（7.6kcal/g）不能被动物利用，因而是巨大的能量损失，甲烷能占食入总能的6-8%。3.甲烷的产生及其控制绵羊：甲烷（g）=2.41x+9.80牛：甲烷（g）=4.012x+17.68x：可消化碳水化合物的克数（1）日粮中加入不饱和脂肪酸（相应提高丙酸产量）；（2）加添加剂，如氯仿、水合氯醛、铜盐等，在总体上抑制甲烷菌生长。甲烷产量估计式：降低甲烷产量的措施：二、挥发性脂肪酸的吸收与代谢1.VFA的吸收吸收部位：约有75％通过瘤胃壁扩散进入血液约有25％经皱胃和瓣胃壁吸收约5％经小肠吸收影响因素：碳原子含量：碳原子含量越多，吸收速度越快渗透压：瘤胃液与血液中浓度差瘤胃酸碱度：pH低吸收快，反之慢2.VFA的代谢挥发性脂肪酸（VFA）乙酸丙酸丁酸乳脂肪和体脂肪葡萄糖和乳糖脂肪氧化供能糖异生转化效率67%-71%vs33%1.反刍动物体内葡萄糖的来源日粮来源（外源葡萄糖）微生物途径来源（内源葡萄糖）糖异生来源（内源葡萄糖）葡萄糖进入组织代谢层次日粮碳水化合物消化酶日粮碳水化合物微生物发酵丙酸乳酸葡萄糖日粮蛋白质微生物蛋白质消化酶AAs蛋白质合成合成葡萄糖三、反刍动物葡萄糖的营养与代谢不同生理阶段和不同种类的反刍动物体内

葡萄糖来源初生反刍动物：日粮来源瘤胃发育完全反刍动物：微生物途径为主日粮来源微生物来源糖异生来源肉牛33%44%23%乳牛28%67%5%2.反刍动物葡萄糖营养和代谢主要特点内源葡萄糖是获得葡萄糖的主要来源小肠对淀粉消化、吸收能力比非反刍动物低原因：淀粉水解酶活性低（主要是胰淀粉酶）小肠对葡萄糖吸收有一定限度小肠对淀粉水解时间不足幼年反刍动物葡萄糖营养状况随年龄而异3.葡萄糖分解与合成代