碳水化合物營(yíng)養(yǎng)

第五章

碳水化合物的營(yíng)養(yǎng)(yíngyǎng)第一頁(yè)，共五十八頁(yè)。目的(mùdì)要求：掌握碳水化合物的含義、營(yíng)養(yǎng)生理作用；比較學(xué)習(xí)并掌握反芻與非反芻動(dòng)物飼料碳水化合物的消化、吸收、利用過(guò)程及其異同；非淀粉(diànfěn)多糖的概念及營(yíng)養(yǎng)特性。第二頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件主要(zhǔyào)內(nèi)容：第一節(jié)第三頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件定義：多羥基的醛、酮、醇或酸及它們的簡(jiǎn)單衍生物和經(jīng)水解能產(chǎn)生上述(shàngshù)那些多羥基化合物的總稱。

常規(guī)營(yíng)養(yǎng)分析包括：無(wú)氮浸出物和粗纖維

動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中把木質(zhì)素也包括在碳水化合物中。第四頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件第一節(jié)碳水化合物及其營(yíng)養(yǎng)生理(shēnglǐ)作用一、碳水化合物的組成、分類和主要性質(zhì)

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(gè)單糖單位）：蔗糖、乳糖(rǔtánɡ)、麥芽糖、纖維二糖。

多聚糖（10個(gè)單糖以上）：淀粉、纖維素、半纖維素。

第五頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件

其它化合物：木質(zhì)素、糖蛋白、糖脂。

從營(yíng)養(yǎng)(yíngyǎng)角度上分類：

營(yíng)養(yǎng)性多糖：淀粉、糖元

結(jié)構(gòu)性多糖(細(xì)胞壁的成分)：纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠

第六頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件淀粉、糖原：基本組成單位(dānwèi)葡萄糖，以a－1，4或a－1，6連接而成。

第七頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件第八頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件第九頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件淀粉：?jiǎn)挝竸?dòng)物(dòngwù)的主要能源，主要來(lái)源于玉米，和其他禾本科植物籽實(shí)。(Wheatkernel,EncyclopaediaBritannica)L.SAULNIER,INRA-細(xì)胞壁

雜木(zámù)聚糖(50%)纖維素

存儲(chǔ)(cúnchǔ)組織(85%)保護(hù)組織(13%)-珠心組織-外種皮-管狀細(xì)胞-十字狀細(xì)胞-下皮-表皮糊粉細(xì)胞層乳胚細(xì)胞對(duì)應(yīng)功能特性(1/3-水溶,2/3-水不溶)-細(xì)胞壁阿拉伯木聚糖（70％）-1,3(4)-葡聚糖（30％）第十頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件纖維素：純纖維素是一種高分子量的，以纖維二糖為重復(fù)(chóngfù)單位的高葡聚糖。在結(jié)構(gòu)上，其葡萄糖殘基是經(jīng)β-1.4位鍵鍵合的。

第十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件第十二頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件

半纖維素：不同(bùtónɡ)種類植物其結(jié)構(gòu)不同(bùtónɡ)。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(bùtónɡ)的結(jié)合方式連接到一起的，含有大量的β-糖苷鍵。

第十三頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件（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(yìyú)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第十四頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件（2）阿拉伯木聚糖（戊聚糖）主鏈為β-（1→4）木聚糖，側(cè)鏈為α-（1→2，3）阿拉伯糖，側(cè)鏈數(shù)量增加則水分子容易滲入，溶解度增大?？晌?0倍重量(zhòngliàng)的水。小麥中的NSP主要是阿拉伯木聚糖，黑麥中很高。與AME負(fù)相關(guān)第十五頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件（3）葡糖甘露聚糖主鏈為β-（1→4）鍵連接(liánjiē)的葡萄糖和甘露糖殘基，側(cè)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(cè)鏈為α-（1→6）鍵連接的半乳糖。具有很強(qiáng)的吸脹和保持水分能力。第十六頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件（5）β-甘露聚糖豆科植物細(xì)胞壁所固有的組分，占豆粕的1.3％-1.6％。使肉雞生長(zhǎng)速度(sùdù)下降，蛋雞采食量、蛋重和產(chǎn)蛋量下降。第十七頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件果膠：是一類緊密締合的多糖，高等植物的細(xì)胞壁和細(xì)胞間隔的主要組成(zǔchénɡ)成分。第十八頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件α-（1→4）連接的D-半乳糖醛酸直鏈，在其骨架內(nèi)含有(hányǒu)少量的鼠李糖。側(cè)鏈中常見(jiàn)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。第十九頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件木質(zhì)素：

來(lái)源于苯丙烷的三種(sānzhǒnɡ)衍生物的一類聚合物，這三種(sānzhǒnɡ)化合物為：香豆醇、松柏醇和芥子酸。

由于木質(zhì)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。

第二十頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件非淀粉多糖（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(chǎnshēng)的）組成。第二十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件不溶性NSP:纖維素、半纖維素

可溶性NSP:（阿拉伯木聚糖、β－葡聚糖）抗?fàn)I養(yǎng)作用，在動(dòng)物消化道內(nèi)使食糜變粘，阻止(zǔzhǐ)養(yǎng)分接近腸粘膜表面，降低養(yǎng)分消化率。

第二十二頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件主要谷物(gǔwù)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，戊聚糖第二十三頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件NSP抗?fàn)I養(yǎng)作用的機(jī)理：動(dòng)物不能消化：缺乏相應(yīng)的內(nèi)源酶。增加食糜粘度：多糖分子互相(hùxiāng)纏繞成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與水分子作用，增加溶液黏度，且隨多糖濃度的增加而增加第二十四頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件影響消化酶活性：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(wú)機(jī)離子等）結(jié)合。降低(jiàngdī)養(yǎng)分消化率：阻止養(yǎng)分接近腸粘膜表面,對(duì)細(xì)胞內(nèi)容物形成包被。第二十五頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件二碳水化合物的營(yíng)養(yǎng)生理作用

1.碳水化合物的供能貯能作用

2.組織結(jié)構(gòu)物質(zhì)及其它營(yíng)養(yǎng)作用

3.碳水化合物的其它作用

a.調(diào)整腸道微生態(tài)：阻礙細(xì)菌(xìjūn)定植，選擇性地作為有益菌生長(zhǎng)的底物。第二十六頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件b.糖苷具有解毒(jiědú)作用

c.纖維對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能和健康的積極作用；飼料中甲殼素可促進(jìn)蝦、蟹的生長(zhǎng)。

d.糖蛋白、糖脂生理作用：物質(zhì)運(yùn)輸、血液凝固、生物催化、潤(rùn)滑保護(hù)、結(jié)構(gòu)支持、降低冰點(diǎn)、免疫和激素。第二十七頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件

一、消化吸收

（一）非反芻動(dòng)物(fǎnchúdònɡwù)的消化吸收

消化道前段（口腔到回腸）主要是營(yíng)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(jié)構(gòu)性碳水化合物的場(chǎng)所。

第二節(jié)碳水化合物的消化(xiāohuà)、吸收和代謝第二十八頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件前段：

口腔：淀粉酶分解淀粉為糊精(hújīnɡ)和麥芽糖，

胃：部分淀粉和半纖維素酸解

小腸：營(yíng)養(yǎng)學(xué)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(lái)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。

第二十九頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件（二）反芻動(dòng)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(bùwèi)以瘤胃為主，小腸、盲腸、結(jié)腸為輔。

70-90%的碳水化合物在此被消化。

實(shí)質(zhì):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(gè)連續(xù)過(guò)程。第三十頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件第三十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件

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(zhì)素基本上不能分解，且半纖維素-木質(zhì)素復(fù)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(jiǎwán)：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％。

第三十二頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件乙酸：用于乳脂的合成，乙酸的比例（摩爾比）與NDF/OM呈高度正相關(guān)，乙酸比例越高，能量利用率低。

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

研究(yánjiū)表明：代謝能用于增重的效率與乙酸之比呈高度負(fù)相關(guān)。

第三十三頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件二、碳水化合物代謝(dàixiè)

反芻動(dòng)物碳水化合物代謝：

1.糖原異生：主要前體物質(zhì)—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(lái)自糖原異生。

大量采食纖維性飼料時(shí)，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(zhì)飼草時(shí)：乙酸:丙酸＝100：16

飼喂精糧型飼料：乙酸:丙酸＝100：75

第三十四頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件糖原異生不能滿足時(shí)的后果(hòuguǒ)：

a.導(dǎo)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(zhǎng)鏈脂肪酸（LCFA）來(lái)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。

第三十五頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件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(wú)法上膘。b.導(dǎo)致蛋白質(zhì)代謝更加(gènjiā)惡化：氨基酸生糖

c.導(dǎo)致母畜泌乳量下降：乳糖合成減少，50％的乳糖由葡萄糖合成。

第三十六頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件2、揮發(fā)性脂肪酸的代謝氧化功能：反芻動(dòng)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(zhīfáng)，丁酸也用于脂肪(zhīfáng)合成，丙酸用于合成葡萄糖和乳糖。第三十七頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件第三節(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(sùdù)，所以日糧中粗纖維的含量超過(guò)一定的比例、日糧干物質(zhì)的消化率與粗纖維的含量呈副相關(guān)，隨飼料中粗纖維含量的增高，動(dòng)物消化道內(nèi)源養(yǎng)分的損失增加。

第三十八頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件一、反芻動(dòng)物

1.維持(wéichí)瘤胃的正常功能和動(dòng)物的健康

2.維持(wéichí)動(dòng)物正常的生產(chǎn)性能

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

第三十九頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件二、非反芻動(dòng)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(yīng)(xiàoyìng)：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(zhì)第四十頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件纖維(xiānwéi)在消化道中的物理狀態(tài)結(jié)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(jiāotǐ)中間：不易溶，可以水化，具有吸脹能力第四十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件有益作用:(一)是草食動(dòng)物的主要能源來(lái)源,可滿足(mǎnzú)維持需要。(二)體積大,吸水性強(qiáng),可填充胃腸道,產(chǎn)生飽感。(三)粗纖維對(duì)胃腸道具有刺激作用,促進(jìn)胃腸道蠕動(dòng)。(四)稀釋作用。有害作用:細(xì)胞壁含量高,不利于酶的消化作用。纖維在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)(yíngyǎng)中的作用第四十二頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件纖維的有益(yǒuyì)作用控制采食量ARC（1967）

CF100g/kg,dietfiber1%,采食量3%CF100g/kg,dietfiber，采食量機(jī)理不詳，現(xiàn)象(xiànxiàng)確實(shí)第四十三頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件影響微生物區(qū)系和微生態(tài)環(huán)境根據(jù)添加抗生素后生產(chǎn)性能(xìngnéng)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)第四十四頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件維持腸胃正常蠕動(dòng)(rúdòng)Fioramonti&Bueno(1980),麥麩對(duì)結(jié)腸的前進(jìn)式蠕動(dòng)有促進(jìn)作用Cherbut等(1991)日糧纖維不發(fā)酵部分通過(guò)機(jī)械作用可發(fā)酵部分通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)品影響腸道蠕動(dòng)和食糜流通速度第四十五頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件提供能量纖維發(fā)酵(fājiào)

VFAs能量Imoto&Namioka(1978):維持需要的10%Graham(1986):30%NRC(1989):5~28%第四十六頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件改善胴體品質(zhì)日糧纖維提高對(duì)生產(chǎn)性能(xìngnéng)產(chǎn)生不利影響改善了胴體品質(zhì)第四十七頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件加快食糜排出速度纖維水平(shuǐpíng)升高，排出速度增加纖維類型不同，速度增加不一第四十八頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件影響(yǐngxiǎng)消化道發(fā)育第四十九頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件保健作用

降低血糖(xuètáng)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)生率第五十頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件纖維(xiānwéi)的保健作用適量NSP提高動(dòng)物的耐受程度NSP可預(yù)防仔豬(zǎizhū)斷奶后大腸桿菌引起的腸毒血癥，但NSP過(guò)量時(shí)無(wú)效日糧適量的NSP可抑制仔豬胃腸內(nèi)的細(xì)菌，防止仔豬水腫病的發(fā)生,可減少仔豬腹瀉第五十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。精選課件

纖維(xiānwéi)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(nèi)葡萄糖的convection和擴(kuò)散(Edwards等,1988)限制酶和底物(dǐwù)的接觸(Chesson,1995)影響激素的分泌食糜粘度增加(Lu