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1、第四章第四章 碳水化合物碳水化合物(carbohydrates) (carbohydrates) 与动物营养与动物营养 本章要点本章要点n碳水化合物在动物体的营养作用；碳水化合物在动物体的营养作用；n动物对碳水化合物的利用；动物对碳水化合物的利用；n粗纤维在动物饲养上的作用粗纤维在动物饲养上的作用第一节第一节 碳水化合物的营养作用碳水化合物的营养作用一、饲料中的碳水化合物一、饲料中的碳水化合物二、碳水化合物的营养作用二、碳水化合物的营养作用三、碳水化合物不足和过多的后果三、碳水化合物不足和过多的后果 （一）碳水化合物的相关概念（一）碳水化合物的相关概念 多羟基的醛、酮或其简单衍生物以及能水解
2、产生上述产物的化合物的总称； 糖糖（sugarsugar）：）：水溶性的单糖和低聚糖，不包括多糖； 单糖：单糖：CHO的基本单位，根据官能团分为醛糖和酮 糖；根据碳原子数分为丙糖、丁糖、戊糖、己 糖等。 低聚糖或寡糖低聚糖或寡糖：2-10糖单位失水而构成的糖。一、饲料中的碳水化合物一、饲料中的碳水化合物多聚糖多聚糖：10个以上单糖脱水以苷键结合的糖；直链淀粉直链淀粉：250-300个glc单位以-1,4糖苷键 连结；支链淀粉支链淀粉：每隔24-30glc单位出现一个-1,6 糖苷键连结。 不溶性不溶性：纤维素、半纤维素、果胶纤维素、半纤维素、果胶nNSPNSP 可溶性可溶性：- -葡聚糖、阿拉
3、伯木聚糖、葡聚糖、阿拉伯木聚糖、 甘露聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖葡糖甘露聚糖非淀粉多糖（非淀粉多糖（NSPNSP） 纤维素、半纤维素、果胶、抗性淀粉（阿拉伯木纤维素、半纤维素、果胶、抗性淀粉（阿拉伯木聚糖、聚糖、- -葡聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖等）葡聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖等）糖分子结构糖分子结构H-C=O H-C=O H-C=O H-C-OH CH2 H-C-OHH-C-OH H-C-OH HO-C-HH-C-OH H-C-OH H-C-OH CH2OH CH2OH CH2OHD-核糖 2-脱氧-D-核糖 D-木糖糖分子结构糖分子结构 CHO CH2OH CHO CHOHCOH C
4、=O HCOH HOCHHOCH HOCH HOCH HOCHHCOH HCOH HCOH HCOHHCOH HCOH HCOH HCOH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OHD-葡萄糖 D-果糖 D-半乳糖 D-甘露糖 （二）碳水化合物分类表（二）碳水化合物分类表 1.单糖单糖 丙丙 糖糖：甘油醛、二羟丙酮 丁丁 糖糖：赤鲜糖、苏阿糖等 戊戊 糖糖：核糖、核酮糖、木糖、木酮糖、阿拉伯糖 己己 糖糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等 庚庚 糖糖：景天庚酮糖、葡萄庚酮糖、半乳庚酮糖等 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、
5、肌糖醇等） 糖醛酸（葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸） 糖 苷（葡萄糖苷、半乳糖苷、果糖苷）2.低聚糖或寡糖低聚糖或寡糖（2-10个糖单位）二糖二糖 蔗蔗 糖糖（葡萄糖+果 糖） 乳乳 糖糖（半乳糖+葡萄糖） 麦麦 芽芽 糖糖（葡萄糖+葡萄糖） 纤维二糖纤维二糖（葡萄糖+葡萄糖） 龙胆二糖龙胆二糖（葡萄糖+葡萄糖） 密密 二二 糖糖（半乳糖+葡萄糖） 三糖三糖: 棉棉 籽籽 糖糖（半乳糖+葡萄糖+果糖） 松松 三三 糖糖（2葡萄糖+果糖） 龙胆三糖龙胆三糖（2葡萄糖+果糖） 洋槐三糖洋槐三糖（2鼠李糖+半乳糖） 四糖四糖： 水水 苏苏 糖糖（2半乳糖+葡萄糖+果糖） 五糖五糖： 毛蕊草糖毛蕊草糖（3半乳
6、糖+葡萄糖+果糖） 六糖六糖： 乳乳 六六 糖糖3.多聚糖多聚糖（1010个糖单位以上个糖单位以上）（1）同质多糖同质多糖（由同一糖单位组成） 糖糖 原原（葡萄糖聚合物） 淀淀 粉粉（葡萄糖聚合物） 纤纤 维维 素素（葡萄糖聚合物） 木木 聚聚 糖糖（木糖聚合物） 半乳聚糖半乳聚糖（半乳糖聚合物） 甘露聚糖甘露聚糖（甘露糖聚合物）（2）杂多糖杂多糖（由不同糖单位组成由不同糖单位组成）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）阿拉伯树胶阿拉伯树胶（半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉 伯糖）菊菊 糖糖（葡萄糖果糖）果果 胶胶（半乳糖醛酸聚合物）粘粘 多多 糖糖（N
7、-乙酰氨基糖、糖醛酸为单位的聚 合物）透明质酸透明质酸（葡萄糖醛酸、N-乙酰氨基糖为单位 的聚合物）。 4.4.其他化合物其他化合物 几丁质几丁质（N-乙酰氨基糖、CaCO3的聚合物） 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） 糖蛋白糖蛋白 糖糖 脂脂 木质素木质素（苯丙烷衍生物的聚合物） ( (三三) )饲料中的碳水化合物饲料中的碳水化合物 1.1.粗纤维粗纤维: : 纤维素、半纤维素、木质素纤维素、半纤维素、木质素等等, ,植物细胞壁主要成分植物细胞壁主要成分, ,最难消化最难消化。 -1-1，4 4糖苷键糖苷键 2.2.无氮浸出物无氮浸出物: : 可溶性糖可
8、溶性糖( (单糖、二糖等单糖、二糖等) )、淀粉、淀粉( (包括糊精包括糊精) )。 单糖主要存于果实单糖主要存于果实, ,饲料中含量较少；饲料中含量较少； 二糖在甜菜、甘蔗中丰富；二糖在甜菜、甘蔗中丰富； 淀粉主要贮存植物籽实和块根、块茎中。淀粉主要贮存植物籽实和块根、块茎中。 -1-1，4 4； -1-1，6 6糖苷键糖苷键 最易消化吸收营养物质。单胃动物日粮比例最大。二、碳水化合物的营养作用二、碳水化合物的营养作用（一）动物体内能量的主要来源（一）动物体内能量的主要来源 最经济能源。多余CHO转化为肝糖元、肌糖元和脂肪贮备能量；（二）体内合成（二）体内合成NEAANEAA及其他物质的原料
9、及其他物质的原料 如：糖(-KGA、草酰乙酸、丙酮酸等) -酮酸，参与AA合成。（三）动物机体的重要成分（三）动物机体的重要成分 如核糖、脱氧核糖如核糖、脱氧核糖; ;粘多糖存于动物体胶原、结粘多糖存于动物体胶原、结缔组织及粘液中缔组织及粘液中; ;糖蛋白于血液、粘液、胃粘膜糖蛋白于血液、粘液、胃粘膜及某些酶、激素中及某些酶、激素中; ;糖脂于脑蛋白和脑灰质等。糖脂于脑蛋白和脑灰质等。（四）畜产品的原料（四）畜产品的原料 肉蛋奶等的脂肪主要以肉蛋奶等的脂肪主要以CHOCHO为原料为原料, ,GlcGlc是合成乳是合成乳糖的原料。糖的原料。 乳牛乳牛1.2kgGlc/d1.2kgGlc/d、绵羊
10、绵羊200gGlc/d200gGlc/d 乳糖乳糖 （五）其他作用（五）其他作用1.某些寡糖的作用某些寡糖的作用：化学益生素；2.糖苷的生理作用：糖苷的生理作用：解毒；3.结构性碳水化合物的营养生理作用：结构性碳水化合物的营养生理作用： 营养、促进肠道蠕动、便通、饱感；4.糖蛋白的生理作用糖蛋白的生理作用： 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；5. 糖脂的生理作用糖脂的生理作用： 神经细胞的组成。三、三、CHOCHO不足和过多的后果不足和过多的后果( (一一) )不足不足 不能满足动物的能量需要不能满足动物的能量需要, ,生产性能下降生产性能下
11、降; ; 严重不足动用体内贮备能量物质。顺序为：严重不足动用体内贮备能量物质。顺序为： 糖元糖元体脂体脂体蛋白体蛋白 动物消瘦动物消瘦, ,体重下降、抗病力下降等。体重下降、抗病力下降等。( (二二) )过多过多 动物体内脂肪贮积增加动物体内脂肪贮积增加, ,则肉的品质下降；则肉的品质下降； 种用动物体脂肪贮积过多种用动物体脂肪贮积过多, ,繁殖性能下降。繁殖性能下降。第二节第二节 碳水化合物的消化、吸收和代谢碳水化合物的消化、吸收和代谢一、单胃动物一、单胃动物CHOCHO的消化利用的消化利用二、反刍动物对二、反刍动物对CHOCHO的消化利用的消化利用 一、单胃动物碳水化合物的消化利用一、单胃
12、动物碳水化合物的消化利用（一）非草食单胃动物（一）非草食单胃动物 1.1.胃和小肠胃和小肠 底物：底物：淀粉、可溶性糖淀粉、可溶性糖 酶：酶： 淀粉酶、二糖酶（乳糖酶、蔗糖酶、麦芽糖酶）淀粉酶、二糖酶（乳糖酶、蔗糖酶、麦芽糖酶） 产物：产物：单糖；单糖； 2.2.大肠大肠 底物：底物：纤维素、半纤维素和少量淀粉、可溶性糖纤维素、半纤维素和少量淀粉、可溶性糖, , 酶：酶： 微生物微生物 产物：产物：VFAVFA（二）草食单胃动物（二）草食单胃动物 粗纤维为主粗纤维为主 单单胃胃肉肉食食动动物物和和水水产产类类动动物物消消化化道道的的淀淀粉粉酶酶活活性性低低, ,对对淀淀粉粉类类物物质质 的消化
13、利用能力低。的消化利用能力低。单胃动物对淀粉和可溶性糖的消化 酶分泌部位酶分泌部位 酶酶 基基 质质 产产 物物 口腔口腔 唾液淀粉酶唾液淀粉酶 淀粉淀粉 糊精、麦芽糖糊精、麦芽糖 胰腺胰腺 胰淀粉酶胰淀粉酶 淀粉、糊精淀粉、糊精 糊精、麦芽糖糊精、麦芽糖 小肠小肠 蔗糖酶蔗糖酶 蔗糖蔗糖 葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖 小肠小肠 麦芽糖酶麦芽糖酶 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 小肠小肠 乳糖酶乳糖酶 乳糖乳糖 葡萄糖、半乳糖葡萄糖、半乳糖 干淀粉悬于水中并加热时，淀粉粒吸水溶胀发生破裂，淀粉分子进入水中形成半透明的胶悬液，同时失去晶态和双折光性质的过程称为糊化或凝胶化。( (三三) )幼龄哺乳动物幼
14、龄哺乳动物单胃、幼龄反刍动物不能利用单胃、幼龄反刍动物不能利用CFCF；可溶性碳水化合物和淀粉的利用能力随年龄可溶性碳水化合物和淀粉的利用能力随年龄变化有很大差异；变化有很大差异；初生哺乳动物只能利用乳糖；初生哺乳动物只能利用乳糖；4-54-5周龄仔猪才对天然淀粉有一定消化能力；周龄仔猪才对天然淀粉有一定消化能力；8-108-10周龄仔猪消化道酶活性接近成年动物。周龄仔猪消化道酶活性接近成年动物。 瘤胃内碳水化合物的代谢瘤胃内碳水化合物的代谢Pectin （果胶）（果胶）Pentosan( (戊糖酸戊糖酸) )Cellulose( (纤维素纤维素) )Starch( (淀粉淀粉) )菌体多糖U
15、ronic acid(糖醛酸糖醛酸)Xylose(木糖木糖)Arabinose(阿拉阿拉伯糖伯糖)Cellobiose(纤维二糖纤维二糖)麦芽糖麦芽糖蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖 单单 糖糖 发发 酵酵H2,CO2,HCOOHCH4乙酸乙酸丁酸丁酸乳酸乳酸Propionic acid(丙酸丙酸)丁二酸丁二酸CO2二、成年反刍动物对二、成年反刍动物对CHO的消化利用的消化利用 Xylan(木聚糖木聚糖)(maltose)(Sucrose)Hemicellulose(半纤维素半纤维素)反刍动物的碳水化合物和氮化物代谢反刍动物的碳水化合物和氮化物代谢蛋白质蛋白质微生物碳水化合物NH3VFA发酵Glu
16、coseGlucose尿素尿素肽肽氨基酸氨基酸饲料饲料饲料饲料n主主要要是是瘤瘤胃胃微微生生物物发发酵酵产生VFA被吸收利用,以单糖吸收的数量很少;n日日粮粮组组成成对对瘤瘤胃胃产产生生VFAVFA比比例例有有明明显显影影响响。CF含量高,生成乙酸比例高,丙酸比例低；日粮中增加谷实,乙酸比例下降,丙酸比例增加;n饲料的蒸气处理、制粒、粉碎过细可提高VFA中丙酸比例,降低乙酸、丁酸比例;n瘤瘤胃胃素素等等添添加加剂剂可调节瘤胃发酵,提高丙酸比例,降低乙酸、丁酸比例。反刍动物利用反刍动物利用CHOCHO的特点的特点三、碳水化合物的代谢三、碳水化合物的代谢（一）非反刍动物的CHO代谢 1.单糖互变
17、Glc、果糖、半乳糖、甘露糖、 木糖、核糖单糖代谢之间的相互关系 半乳糖半乳糖 糖原糖原 木糖木糖 核糖核糖 1-磷酸半乳糖磷酸半乳糖 1-磷酸磷酸Glc 5-磷酸木糖磷酸木糖 5-磷酸核糖磷酸核糖 Glc 6-磷酸磷酸Glc 磷酸戊糖循环磷酸戊糖循环甘露糖甘露糖 6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 果糖果糖 1-磷酸果糖磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 甘油醛甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 三磷酸甘油醛三磷酸甘油醛 脂肪（肝脏）脂肪（肝脏） 继续糖酵解和进入继续糖酵解和进入TCA2.Glc分解代谢（1）无氧酵解（2）有氧氧化（3）磷酸戊糖循环3.Glc参与的合成代谢（1）
18、糖元合成（2）乳糖合成（3）合成体脂肪（二）反刍动物的CHO代谢1.糖原异生 前体物：丙酸 当前体物不足：体脂肪合成与沉积量下降；蛋白质代谢更加恶化；泌乳量下降2.挥发性脂肪酸的代谢 乙酸、丁酸合成体脂、乳脂 丙酸合成Glc和乳糖（三）体内（三）体内CHOCHO的代谢效率的代谢效率1mol Glc及及VFA的能量利用效率的能量利用效率 总能 代谢耗用 总产ATP 净获能 捕获能 利用率 （kJ/mol） （mol） （mol） （mol） （kJ） （%）Glc 2816 4 40 36 1206 43乙酸 876 2 12 10 335 38丙酸 1536 4 22 18 603 39丁酸
19、2194 2 29 27 905 41第三节第三节 家畜饲养中的粗纤维家畜饲养中的粗纤维一、一、CFCF在家畜饲养中的主要作用在家畜饲养中的主要作用（一）草食动物重要的营养物质（一）草食动物重要的营养物质n在瘤胃及大肠微生物作用下纤维素、半纤维素产生的VFA是重要能源；n其中丙酸是合成Glc、乳糖的原料；n乙酸、丁酸是合成乳脂中FA的主要原料。n泌乳母牛日粮中粗饲料比例过低,则瘤胃中乙酸、丁酸浓度降低,乳脂率降低,牛奶质量下降。（二）填充物（二）填充物: : 饱腹感饱腹感（三）适量（三）适量CFCF保护胃肠粘膜保护胃肠粘膜, ,并刺激胃肠粘膜并刺激胃肠粘膜, , 促进胃肠蠕动促进胃肠蠕动, ,
20、利于消化与粪便的排泄利于消化与粪便的排泄 日粮CF含量不足，动物出现消化不良，积食，便秘，内容物腐败，肠炎，腹泻等。（四）饲料（四）饲料CFCF过多会降低营养物质消化率过多会降低营养物质消化率 特别是猪、鸡等单胃非草食动物,影响更大。应控制单胃非草食动物日粮中CF含量。（五）刺激幼龄的胃肠道健康生长发育（五）刺激幼龄的胃肠道健康生长发育猪鸡配合饲料中猪鸡配合饲料中CFCF最高限量最高限量( (，%)%) 饲饲 料料 种种 类类 前期前期 中期中期( (产蛋高峰期产蛋高峰期) ) 后期后期 仔猪饲料仔猪饲料 4.0 - 4.0 - 5.05.0 生长肥育猪生长肥育猪 7.0 - 7.0 - 8.
21、08.0 肉用仔鸡饲料肉用仔鸡饲料 5.0 5.0 5.0 5.0 5.05.0 产蛋后备鸡饲料产蛋后备鸡饲料 5.5 6.0 5.5 6.0 7.07.0 产蛋鸡饲料产蛋鸡饲料 5.5 5.0 5.5 5.0 6.06.0二、影响动物对二、影响动物对CFCF消化率的因素消化率的因素 ( (一一) )动物种类动物种类 反刍单胃草食反刍单胃草食( (马马, ,驴驴, ,兔兔) )单胃单胃( (猪猪, ,禽禽) )畜禽对畜禽对CFCF的消化率的消化率(%)(%) 动物种类动物种类 消化部位消化部位 消化率消化率 牛、羊牛、羊 瘤瘤 胃胃 50-9050-90 马马 盲盲 肠肠 13-4013-40
22、 猪猪 盲盲 肠肠 3-253-25 兔兔 盲盲 肠肠 65-7865-78 鸡鸡 盲盲 肠肠 20-3020-30 ( (二二) )饲料因素饲料因素 一切影响微生物生长、繁殖的因素1.1.日粮日粮CPCP水平水平: :适当的CP有助于微生物生 长、繁殖、活力CF消化率2.2.日粮日粮CFCF水平：水平：CF水平CF本身消化率， 其他养分消化率也。3.3.矿物元素：矿物元素：Ca、P、S、Co、NaCI对微生 物生长、繁殖影响较大。4.4.某些饲料添加剂某些饲料添加剂：高精料日粮中添加缓冲剂 （如NaHCO3等）、瘤胃素等。5.5.饲料的加工、处理饲料的加工、处理： (1)过细反刍，瘤胃酸度；
23、通过瘤胃 速度，消化率。 (2)一定的温度、压力、碱化、发酵、加酸、 酶等处理。复习思考题复习思考题1.CF1.CF主要包括哪些物质？成年猪禽、成年马兔、主要包括哪些物质？成年猪禽、成年马兔、成年牛羊、幼龄动物对其消化、利用如何？成年牛羊、幼龄动物对其消化、利用如何？2.2.碳水化合物的主要营养作用有哪些？碳水化合物的主要营养作用有哪些？3.3.为什么日粮中粗饲料比例低为什么日粮中粗饲料比例低(CF(CF低低) )，乳脂含量，乳脂含量会降低？会降低？4.4.影响动物对影响动物对CFCF消化率的主要因素有哪些？消化率的主要因素有哪些？5.5.初生哺乳动物对淀粉的消化利用如何初生哺乳动物对淀粉的消化利用如何? ?
