第一节第一节碳水化合物及其营养生理作用碳水化合物及其营养生理作用一、碳水化合物的结构与分类一、碳水化合物的结构与分类 CHCH2 2O O是多羟基是多羟基醛醛或多羟基或多羟基酮酮，以及水解所产生，以及水解所产生这类结构的物质，含这类结构的物质，含C C、H H、O O，有些含有些含N N、P P、S S，通式通式(CH2O)n。 （1）单糖单糖（2 2）低聚糖或寡糖）低聚糖或寡糖(2-10(2-10个糖单位个糖单位) )（3 3）多聚糖）多聚糖（4 4）其它化合物）其它化合物二、二、 CHCH2 2O O的营养生理功能的营养生理功能1.1.供能和贮能供能和贮能直接氧化供能直接氧化供能转化为糖元（肝脏、肌肉）转化为糖元（肝脏、肌肉）- -短期存在形式短期存在形式转化为脂肪转化为脂肪- -长期贮备能源长期贮备能源2.2.构成体组织构成体组织戊糖构成核酸戊糖构成核酸粘多糖，结缔组织的重要成分粘多糖，结缔组织的重要成分糖蛋白，细胞膜的组成成分糖蛋白，细胞膜的组成成分糖脂糖脂- -神经细胞神经细胞几丁质、硫酸软骨素几丁质、硫酸软骨素二、二、 CHCH2 2O O的营养生理功能的营养生理功能3.3.作为前体物质作为前体物质为反刍动物瘤胃利用为反刍动物瘤胃利用NPNNPN合成菌体蛋白或重组合成菌体蛋白或重组合成菌体蛋白和动物体内合成合成菌体蛋白和动物体内合成NEAANEAA提供提供C C架。架。4.4.形成产品形成产品奶、肉、蛋奶、肉、蛋二、二、 CHCH2 2O O的营养生理功能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-淀粉酶只能水解淀粉酶只能水解-1.4-1.4糖苷键，因此，支链糖苷键，因此，支链淀粉水解终产物除了麦芽糖外，还有支链寡聚淀粉水解终产物除了麦芽糖外，还有支链寡聚糖，最后被寡聚糖，最后被寡聚1 1，6-6-糖苷酶水解，释放麦芽糖糖苷酶水解，释放麦芽糖和葡糖。和葡糖。 主要部位在十二指肠，在胰淀粉酶作用下，水主要部位在十二指肠，在胰淀粉酶作用下，水解产生解产生麦芽糖麦芽糖和少量和少量葡萄糖葡萄糖的混合物。的混合物。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。未消化吸收的未消化吸收的CHCH2 2O O进入后肠，在微生物进入后肠，在微生物作用下发酵产生作用下发酵产生VFAVFA、COCO2 2、甲烷。、甲烷。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，血液葡萄糖维持在狭物合成过程的起始物质，血液葡萄糖维持在狭小范围内。小范围内。单胃动物与人：单胃动物与人：70-10070-100mg/100mlmg/100ml反刍动物：反刍动物：40-7040-70mg/100mlmg/100ml禽：禽：130-260130-260mg/100mlmg/100ml二、代谢二、代谢（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）血液葡萄糖被各组织利用（氧化或生物合成）血液葡萄糖被各组织利用（氧化或生物合成）（1 1）从食物消化的葡糖吸收入血）从食物消化的葡糖吸收入血（2 2）体内合成，主要在肝，前体物有）体内合成，主要在肝，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）途径血糖维持稳定是二个过程的结果血糖维持稳定是二个过程的结果血糖来源血糖来源（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EAAEAA提供提供C C骨架骨架（4 4）作为能源）作为能源葡糖是红细胞的唯一能源，大脑、葡糖是红细胞的唯一能源，大脑、N N组组织、肌肉的主要能源。织、肌肉的主要能源。血糖去路血糖去路三、粗纤维的作用三、粗纤维的作用优点优点产生饱腹感产生饱腹感促进胃肠运动促进胃肠运动提供能量（盲肠维持的提供能量（盲肠维持的10-30%)10-30%)改善胴体品质，能提高瘦肉率、乳脂率改善胴体品质，能提高瘦肉率、乳脂率解毒作用解毒作用1.1.营养作用营养作用缺点缺点质地硬粗，适口性差，降低采食量。质地硬粗，适口性差，降低采食量。消化率低消化率低( (猪猪3-25%)3-25%)，并影响其它养分消化，并影响其它养分消化影响生产成绩，实质是影响能量的利用率影响生产成绩，实质是影响能量的利用率不同大豆秸粉喂乳猪的结果不同大豆秸粉喂乳猪的结果 动物因素：种类、年龄、健康状况动物因素：种类、年龄、健康状况营养因素：能蛋水平、营养因素：能蛋水平、CFCF、微量养分微量养分( (矿物矿物质，维生素质，维生素) )。饲料加工：物理粉粹；化学加工饲料加工：物理粉粹；化学加工( (高温、高高温、高压膨化压膨化) )，煮熟、生物发酵等。，煮熟、生物发酵等。2.2.影响影响CFCF利用的因素利用的因素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（1 1）饲料）饲料CHCH2 2OO葡糖葡糖丙酮酸丙酮酸VFAVFA，单糖很少单糖很少（2 2）瘤瘤胃胃是是消消化化CHCH2 2O O的的主主要要场场所所，消消化化量量占占总总CHCH2 2O O进食量的进食量的50-55%50-55%。 一、消化吸收一、消化吸收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。 1 1消化过程消化过程(1)(1)复复合合CHCH2 2O(O(半半) )纤纤维维素素、果果胶胶 在在细细胞胞外外水水解解为为寡寡聚聚糖糖，主主要要是是双双糖糖（纤纤维维二二糖糖、麦麦芽芽糖糖）和和单单糖糖(2)(2)双双糖糖与与单单糖糖被被微微生生物物吸吸收收后后迅迅速速地地被被细细胞胞内内酶酶降降解为解为VFAVFA首首先先单单糖糖丙丙酮酮酸酸，以以后后的的代代谢谢途途径径可可有有差差异异，同时产生同时产生CHCH4 4和热量。和热量。 饲料中未降解和细菌饲料中未降解和细菌CHCH2 2O O占采食占采食CHCH2 2O O总量总量10-10-20%20%，在小肠由酶消化，其过程同单胃动物。，在小肠由酶消化，其过程同单胃动物。2 2瘤胃发酵产生的瘤胃发酵产生的VFAVFA种类种类主主要要有有乙乙、丙丙、丁丁酸酸，少少量量甲甲、异异丁丁、戊戊、异异戊戊酸酸和和己己酸酸。瘤瘤胃胃中中2424h h VFAVFA产产量量3-43-4kgkg（瘤瘤网网胃胃），绵绵羊羊300-400300-400g g；大大肠肠产产生生并并被被动动物物利利用用的的VFAVFA为为上述量的上述量的10%10%。乙、丙、丁酸的比例受日粮因素影响，日粮组成乙、丙、丁酸的比例受日粮因素影响，日粮组成（精粗比）、物理形式（颗粒大小）、采食量和（精粗比）、物理形式（颗粒大小）、采食量和饲喂次数等。饲喂次数等。乙酸是主要酸，喂粗料时产量高，喂乙酸是主要酸，喂粗料时产量高，喂谷物谷物时丙酸产量高，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。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。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 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 4 4H H2 2+HCO+HCO3 3- -+H+H+ +CHCH4 4+3H+3H2 2O O 各种瘤胃菌均可进行此反应。各种瘤胃菌均可进行此反应。 甲甲烷烷产产量量很很高高，能能值值高高（7.67.6kcal/gkcal/g）不不能能被被动动物物利利用用，因因而而是是巨巨大大的的能能量量损损失失，甲烷能占食入总能的甲烷能占食入总能的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：可消化碳水化合物可消化碳水化合物( (g)g)（1 1）日粮加入不饱和脂肪酸（提高丙酸产量）日粮加入不饱和脂肪酸（提高丙酸产量）（2 2）加添加剂，如氯仿、水合氯醛、铜盐等，）加添加剂，如氯仿、水合氯醛、铜盐等，抑制维生物生长。抑制维生物生长。甲烷产量估计甲烷产量估计降低甲烷产量的措施降低甲烷产量的措施4 4VFAVFA的吸收的吸收VFAVFA75%75%直接从瘤网胃吸收，直接从瘤网胃吸收，20%20%从真胃和瓣胃吸从真胃和瓣胃吸收，收，5%5%进入小肠后吸收。进入小肠后吸收。VFAVFA吸收为被动吸收，吸收为被动吸收，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吸收过程中，丁酸和一些丙酸在上皮和细胞中转化为转化为- -羟丁酸和乳酸。上皮细胞对丁酸代谢羟丁酸和乳酸。上皮细胞对丁酸代谢十分活跃，相应促进其吸收速度。十分活跃，相应促进其吸收速度。二、二、VFAVFA的代谢的代谢 乙酸，丁酸乙酸，丁酸体脂、乳脂体脂、乳脂 丙酸丙酸葡萄糖、乳糖葡萄糖、乳糖 1 1、合成、合成奶牛体内奶牛体内50%50%乙酸，乙酸， 2/3 2/3丁酸，丁酸， 1/4 1/4丙酸丙酸被氧化，其中乙酸提供的能量占总能量被氧化，其中乙酸提供的能量占总能量需要量的需要量的70%70%。2 2、氧化供能、氧化供能1 1、反刍动物所需葡糖主要在肝脏合成、反刍动物所需葡糖主要在肝脏合成2 2、葡萄糖的生理功能、葡萄糖的生理功能l主要主要能源能源l肌糖原和肝糖原合成的前体肌糖原和肝糖原合成的前体l泌乳、妊娠期需要葡萄糖的量高，葡萄糖泌乳、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。作为乳糖和甘油的前体物。l合成合成NADPHNADPH所必需的原料所必需的原料三、葡萄糖的代谢三、葡萄糖的代谢第四节第四节非淀粉多糖非淀粉多糖1 1、非淀粉多糖的概念、非淀粉多糖的概念多多糖糖贮存多糖结构多糖淀粉非淀粉多糖(NSP)NSP与饲料纤维的区别与饲料纤维的区别纤维是纤维是NSP和木质素的总和和木质素的总和一、非淀粉多糖的概念2 2、非淀粉多糖的种类、非淀粉多糖的种类2.1 根据结构特点分类根据结构特点分类 NSP 1.纤维素纤维素 2.半纤维素半纤维素 3.果果 胶胶 -葡聚糖葡聚糖 阿拉伯木聚糖阿拉伯木聚糖 葡萄甘露聚糖葡萄甘露聚糖 半乳甘露聚糖半乳甘露聚糖 阿拉伯聚糖阿拉伯聚糖 鼠李半乳糖醛酸聚糖鼠李半乳糖醛酸聚糖, 半乳聚糖半乳聚糖 阿拉伯半乳聚糖阿拉伯半乳聚糖 2.2 根据水溶性分类根据水溶性分类 水溶性水溶性NSP(soluble NSP, SNSP)不溶性不溶性NSP(insoluble NSP,INSP)水溶性水溶性NSP比不溶性比不溶性NSP更具抗营养作用更具抗营养作用3 饲料中非淀粉多糖的含量与分布饲料中非淀粉多糖的含量与分布3.1 饲料中非淀粉多糖的含量饲料中非淀粉多糖的含量 植物种类、生长阶段不同，植物种类、生长阶段不同，NSP种类和含量不同种类和含量不同纤维素含量约占纤维素含量约占20%-40%(60%)半纤维素含量约占半纤维素含量约占10%-40%果胶约占果胶约占1%-10%3.2 NSP在植物饲料中的分布细胞壁的成分细胞壁的成分谷物细胞壁纤维素的结构组成无多少变化谷物细胞壁纤维素的结构组成无多少变化半纤维素和果胶的组成和含量变化很大半纤维素和果胶的组成和含量变化很大 二、非淀粉多糖的营养特性二、非淀粉多糖的营养特性1 1、NSP的营养作用的营养作用1.11.1供能供能NSPNSP经瘤胃微生物分解可产生各种挥发性脂肪酸。经瘤胃微生物分解可产生各种挥发性脂肪酸。乙酸和丁酸是合成脂肪的原料或可氧化供能，乙酸和丁酸是合成脂肪的原料或可氧化供能，丙酸可以合成氨基酸。丙酸可以合成氨基酸。NSPNSP通过大肠微生物产生的挥发性脂肪酸，通过大肠微生物产生的挥发性脂肪酸，可满足生长猪维持需要的可满足生长猪维持需要的10%30%。 1.2 NSP物质对营养物质摄入的调控作用NSP-冲淡日粮营养浓度-调控采食量-调控营养物质摄入量日粮NSP100g/kg，则猪采食量反而下降。NSP物质对营养摄入的调控在实际生产中很有意义，如母猪怀孕前期 。 1.3 NSP的解毒作用适量NSP可提高动物对一些不能耐受物质的耐受程度。NSP可预防仔猪断奶后大肠杆菌引起的肠毒血症，可防止猪胃肠溃炎，但NSP过量时无效。1.4 NSP的代谢效应可增加胆汁排泄，降低胆结石的可能性可降低禽类肝中脂肪含量，避免脂肪肝 1.5 日粮中NSP物质的物理作用刺激消化道粘膜，促进胃肠蠕动作用，还可促进胃、肠道的发育和成熟。容积大、吸水力强，且较难消化，从而可充实胃肠使动物食后有饱腹感。 1.6 NSP物质的其他作用改善畜产品质量减少脂肪，提高瘦肉率提高母畜的生产性能2、NSP的抗营养作用动物种类不同，采食饲料不同，动物种类不同，采食饲料不同，NSPNSP类物质的类物质的抗营养作用表现不同。抗营养作用表现不同。2.1 对营养物质吸收的负效应 单胃动物营养物质吸收负效应明显。生长猪饲料中加入果胶能降低回肠氨基酸的消化率。 2.2 降低能值 NSP每增加1%，猪饲料消化能下降0.5-0.8MJ2.3 增加内源物质损失猪饲料NSP可加速肠粘膜脱落、增加消化液分泌量增加内源氮分泌2.4水溶性NSP对禽类的抗营养表现由于家禽消化道更短，对NSP的耐受性更差，使NSP对家禽营养的负效应更明显。降低能量利用效率降低养分消化率降低生产性能产生粘性粪便3 克服NSP抗营养作用的措施添加酶制剂水处理清除水溶性NSP添加抗生素其他方法，如日粮中添加燕麦壳 The End