齊魯醫(yī)學碳水化合物營養(yǎng)

第五章

碳水化合物的營養(yǎng)碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!目的要求：掌握碳水化合物的含義、營養(yǎng)生理作用；比較學習并掌握反芻與非反芻動物飼料碳水化合物的消化、吸收、利用過程及其異同；非淀粉多糖的概念及營養(yǎng)特性。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!主要內容：節(jié)碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!定義：多羥基的醛、酮、醇或酸及它們的簡單衍生物和經(jīng)水解能產(chǎn)生上述那些多羥基化合物的總稱。

常規(guī)營養(yǎng)分析包括：無氮浸出物和粗纖維

動物營養(yǎng)中把木質素也包括在碳水化合物中。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!

其它化合物：木質素、糖蛋白、糖脂。

從營養(yǎng)角度上分類：

營養(yǎng)性多糖：淀粉、糖元

結構性多糖(細胞壁的成分)：纖維素、半纖維素、木質素、果膠

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!淀粉：單胃動物的主要能源，主要來源于玉米，和其他禾本科植物籽實。(Wheatkernel,EncyclopaediaBritannica)L.SAULNIER,INRA-細胞壁

雜木聚糖(50%)纖維素

存儲組織(85%)保護組織(13%)-珠心組織-外種皮-管狀細胞-十字狀細胞-下皮-表皮糊粉細胞層乳胚細胞對應功能特性(1/3-水溶,2/3-水不溶)-細胞壁阿拉伯木聚糖（70％）-1,3(4)-葡聚糖（30％）碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!（1）β-葡聚糖β-（1→3）（1→4）葡聚糖類似于纖維素分子，但存在β-（1→3）鍵，使其主鏈呈不規(guī)則形，阻止β-葡聚糖緊密連接在一起，使水分子易于滲入β-葡聚糖分子束中，比纖維素易溶于水。大麥和燕麥中含量較高碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!（3）葡糖甘露聚糖主鏈為β-（1→4）鍵連接的葡萄糖和甘露糖殘基，側鏈為半乳糖殘基。（4）半乳甘露聚糖主鏈為β-（1→4）鍵連接的甘露聚糖，側鏈為α-（1→6）鍵連接的半乳糖。具有很強的吸脹和保持水分能力。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!果膠：是一類緊密締合的多糖，高等植物的細胞壁和細胞間隔的主要組成成分。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!木質素：

來源于苯丙烷的三種衍生物的一類聚合物，這三種化合物為：香豆醇、松柏醇和芥子酸。

由于木質素與植物纖維素鑲嵌在一起，使纖維素很難與能使其正常消化的酶接觸。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!不溶性NSP:纖維素、半纖維素

可溶性NSP:（阿拉伯木聚糖、β－葡聚糖）抗營養(yǎng)作用，在動物消化道內使食糜變粘，阻止養(yǎng)分接近腸粘膜表面，降低養(yǎng)分消化率。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!NSP抗營養(yǎng)作用的機理：動物不能消化：缺乏相應的內源酶。增加食糜粘度：多糖分子互相纏繞成網(wǎng)狀結構，與水分子作用，增加溶液黏度，且隨多糖濃度的增加而增加碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!二碳水化合物的營養(yǎng)生理作用

1.碳水化合物的供能貯能作用

2.組織結構物質及其它營養(yǎng)作用

3.碳水化合物的其它作用

a.調整腸道微生態(tài)：阻礙細菌定植，選擇性地作為有益菌生長的底物。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!

一、消化吸收

（一）非反芻動物的消化吸收

消化道前段（口腔到回腸）主要是營養(yǎng)性碳水化合物消化吸收的部位，后段（回腸未端以后）主要是微生物消化結構性碳水化合物的場所。

第二節(jié)碳水化合物的消化、吸收和代謝碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!（二）反芻動物的消化吸收

1.碳水化合物在前胃的消化

以形成VFA為主，葡萄糖為輔，消化道的部位以瘤胃為主，小腸、盲腸、結腸為輔。

70-90%的碳水化合物在此被消化。

實質:微生物消化可溶性碳水化合物，產(chǎn)生纖維素分解酶分解粗纖維的一個連續(xù)過程。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!

纖維素基本上能全部分解；半纖維素大部分能分解；果膠迅速分解；木質素基本上不能分解，且半纖維素-木質素復合程度越高，消化效果越差。

2.VFA的比例及能量的利用效率

甲烷：乙酸、丁酸發(fā)酵產(chǎn)生的氫氣被甲烷產(chǎn)氣菌利用合成甲烷，以甲烷損失的能量平均占飼料總能的7％。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!二、碳水化合物代謝

反芻動物碳水化合物代謝：

1.糖原異生：主要前體物質—丙酸、生糖氨基酸。極其重要的碳水化合物代謝途徑，90％葡萄糖或更多來自糖原異生。

大量采食纖維性飼料時，消化道吸收的葡萄糖幾為零，糖異生的前提物－－丙酸的數(shù)量和比例都很小。

飼喂劣質飼草時：乙酸:丙酸＝100：16

飼喂精糧型飼料：乙酸:丙酸＝100：75

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!所以采食大量粗飼料，產(chǎn)生乙酸的代謝利用率低，影響體脂合成，造成無法上膘。b.導致蛋白質代謝更加惡化：氨基酸生糖

c.導致母畜泌乳量下降：乳糖合成減少，50％的乳糖由葡萄糖合成。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!第三節(jié)、粗纖維的利用

粗纖維能阻礙底物與消化酶接觸，增快食糜在消化道中的流通速度，所以日糧中粗纖維的含量超過一定的比例、日糧干物質的消化率與粗纖維的含量呈副相關，隨飼料中粗纖維含量的增高，動物消化道內源養(yǎng)分的損失增加。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!二、非反芻動物

1.維持腸胃正常功能

2.提供能量

3.飼糧纖維的代謝效應：降低膽固醇、減少直腸癌的發(fā)生。

4.解毒作用

5.改善胴體品質碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!有益作用:(一)是草食動物的主要能源來源,可滿足維持需要。(二)體積大,吸水性強,可填充胃腸道,產(chǎn)生飽感。(三)粗纖維對胃腸道具有刺激作用,促進胃腸道蠕動。(四)稀釋作用。有害作用:細胞壁含量高,不利于酶的消化作用。纖維在動物營養(yǎng)中的作用碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!影響微生物區(qū)系和微生態(tài)環(huán)境根據(jù)添加抗生素后生產(chǎn)性能的變化(Choct&Annoson,1992)VFA產(chǎn)量和比例(Drochner等,1993)膽酸、膽固醇在腸道的演化(Costa等,1994)碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!提供能量纖維發(fā)酵VFAs能量Imoto&Namioka(1978):維持需要的10%Graham(1986):30%NRC(1989):5~28%碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!加快食糜排出速度纖維水平升高，排出速度增加纖維類型不同，速度增加不一碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!保健作用

降低血糖糖尿病纖維降低血脂心血管疾病

降低膽固醇心血管疾病降低胃潰瘍的發(fā)生率碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!

纖維的有害作用不利于養(yǎng)分的吸收和代謝碳水化合物損害了消化道內葡萄糖的convection和擴散(Edwards等,1988)限制酶和底物的接觸(Chesson,1995)影響激素的分泌食糜粘度增加(Lund等,1989)碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!蛋白質粘性Diffusionbarrier限制酶和底物的接觸,降低了蛋白質的水解不溶性纖維使細胞壁結合蛋白排出量增加提高了回腸末端外源性和內源性N的量纖維，微生物發(fā)酵，糞N增加碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!

低能值效應

本身能值低

影響其他養(yǎng)分吸收，降低能值

增加內源營養(yǎng)物質的損失量

Walker(1975):增加內源N排出量

Mosenthin等(1988)：加速腸粘膜脫落，增加消化液分泌。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!節(jié)碳水化合物及其營養(yǎng)生理作用一、碳水化合物的組成、分類和主要性質

組成：C∶H∶O=1∶2∶1

通式（CH2O）n

分類(單糖數(shù)目)：

單糖：戊糖和己糖

低聚糖或寡糖（2－10個單糖單位）：蔗糖、乳糖、麥芽糖、纖維二糖。

多聚糖（10個單糖以上）：淀粉、纖維素、半纖維素。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!淀粉、糖原：基本組成單位葡萄糖，以a－1，4或a－1，6連接而成。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!纖維素：純纖維素是一種高分子量的，以纖維二糖為重復單位的高葡聚糖。在結構上，其葡萄糖殘基是經(jīng)β-1.4位鍵鍵合的。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!

半纖維素：不同種類植物其結構不同。主要由D-葡萄糖，D-半乳糖，D-甘露糖，D-木糖和L-阿拉伯糖單位經(jīng)各種糖苷鍵和不同的結合方式連接到一起的，含有大量的β-糖苷鍵。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!（2）阿拉伯木聚糖（戊聚糖）主鏈為β-（1→4）木聚糖，側鏈為α-（1→2，3）阿拉伯糖，側鏈數(shù)量增加則水分子容易滲入，溶解度增大?？晌?0倍重量的水。小麥中的NSP主要是阿拉伯木聚糖，黑麥中很高。與AME負相關碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!（5）β-甘露聚糖豆科植物細胞壁所固有的組分，占豆粕的1.3％-1.6％。使肉雞生長速度下降，蛋雞采食量、蛋重和產(chǎn)蛋量下降。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!α-（1→4）連接的D-半乳糖醛酸直鏈，在其骨架內含有少量的鼠李糖。側鏈中常見的糖類是半乳糖和阿拉伯糖。豆科飼料中主要的SNSP，禾本科中較少。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!非淀粉多糖（NSP）：纖維素、半纖維素、(阿拉伯木聚糖、β－葡聚糖、甘露聚糖、葡萄甘露聚糖等）、果膠和抗性淀粉（生產(chǎn)加工產(chǎn)生的）組成。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!主要谷物及豆類中非淀粉多糖的類型及含量（％）總NSP不溶性NSP可溶性NSP主要的NSP小麥11.49.02.4戊聚糖大麥16.712.24.5葡聚糖黑小麥16.314.61.7戊聚糖玉米8.18.00.1纖維素等高粱4.84.60.2果膠，戊聚糖豆粕19.216.52.7半乳糖，果膠菜籽粕46.134.811.3果膠，戊聚糖豌豆34.732.22.5果膠，戊聚糖碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!影響消化酶活性：與消化酶或消化酶發(fā)生作用所必需的成分（如膽汁酸或無機離子等）結合。降低養(yǎng)分消化率：阻止養(yǎng)分接近腸粘膜表面,對細胞內容物形成包被。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!b.糖苷具有解毒作用

c.纖維對動物生產(chǎn)性能和健康的積極作用；飼料中甲殼素可促進蝦、蟹的生長。

d.糖蛋白、糖脂生理作用：物質運輸、血液凝固、生物催化、潤滑保護、結構支持、降低冰點、免疫和激素。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!前段：

口腔：淀粉酶分解淀粉為糊精和麥芽糖，

胃：部分淀粉和半纖維素酸解

小腸：營養(yǎng)學多糖分解為二糖，二糖酶作用分解為單糖。

后段：微生物發(fā)酵,產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸（Volatileacids：乙酸、丙酸、丁酸)。

總的來看，豬、禽以淀粉形成葡萄糖為主，以粗纖維形成VFA為輔，馬、兔相反。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!乙酸：用于乳脂的合成，乙酸的比例（摩爾比）與NDF/OM呈高度正相關，乙酸比例越高，能量利用率低。

丙酸：體內合成葡萄糖，丙酸發(fā)酵利用H2，丙酸比例高時，能量利用率相應提高。丙酸的比例（摩爾比）與NDF/OM呈高度負相關。

研究表明：代謝能用于增重的效率與乙酸之比呈高度負相關。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!糖原異生不能滿足時的后果：

a.導致體脂合成與沉積量下降：NADPH和甘油的生成量減少

脂肪合成的原料—長鏈脂肪酸（LCFA）來源：一是飼料，二是由乙酸和丁酸合成。乙酸和丁酸合成LCFA需要NADPH，但70％NADPH由葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生。葡萄糖又是甘油的主要前提物。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!2、揮發(fā)性脂肪酸的代謝氧化功能：反芻動物由VFA供能占2/3，50％乙酸，2/3丁酸和25％丙酸氧化供能。乙酸可用于合成體脂和乳脂肪，丁酸也用于脂肪合成，丙酸用于合成葡萄糖和乳糖。碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!一、反芻動物

1.維持瘤胃的正常功能和動物的健康

2.維持動物正常的生產(chǎn)性能

3.利用粗纖維為動物提供大量的能源,但動物利用粗纖維的程度受纖維質量的影響，變化范圍較大（0－90％）。

碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!纖維在消化道中的物理狀態(tài)結晶纖維素：不水化、不吸脹，不酶解，保持原狀可溶性多糖：水分子作用下，或周圍養(yǎng)分降解下，粘性膠體中間：不易溶，可以水化，具有吸脹能力碳水化合物營養(yǎng)共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!纖維的有益作用控制采食量ARC（