第三章 碳水化合物的营养

一、消化吸收
2．粗纤维消化 单胃动物没有消化纤维素、半纤维素和其 它纤维性碳水化合物的酶。 单胃动物能在一定程度上消化这些物质， 但消化作用是由微生物发酵进行的。 消化作用主要发生在盲肠和结肠。
二、代谢
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 糖维持在狭小范围内。 单胃动物与人：70-100mg/100ml 反刍动物：40-70mg/100ml 禽：130-260mg/100ml
2.构成体组织： － 粘多糖，结缔组织的重要成分 – 糖脂、糖蛋白，细胞膜的组成成分。 – 戊糖构成核酸。 3.作为前体物质： – 为反刍动物瘤胃微生物合成菌体蛋白和动物体内合成NEAA提供C 架。 4.形成产品： – 奶、肉、蛋
第二节 单胃动物碳水化合物营养
一、消化吸收 二、代谢 三、粗纤维的作用
一、消化吸收
1 淀粉和可溶性糖的消化
吸收部位：单糖主要在动物的十二指肠和空肠和回 肠中被吸收。 水解产生的单糖经主动转运吸收入细胞，顺序为： 半乳糖>葡糖>果糖>戊糖。 未消化吸收的CH2O进入后肠，经微生物发酵产生 VFA。
一、消化吸收
由于单糖、双糖和淀粉易于被溶解和消化，又将 它们称为可利用碳水化合物。 单胃动物的唾液中含有少量的直链淀粉酶，胰脏 分泌的胰直链淀粉酶可将淀粉和其它相似结构的 多糖降解。
一、消化吸收
乙酸是主要酸，喂粗料时产量高，喂谷物时丙酸
产量高，乙/丙比受日粮处理及组成的影响
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。 VFA的浓度受到吸收和产出的平衡调节。
一、消化吸收
3．甲烷的产生及其控制 4H2 + HCO3－ + H+ → CH4 + 3H2O 各种瘤胃菌均可进行此反应。 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%。
纤维素不溶于水和碱溶液。
纤维素链
纤维素一级结构
微纤维 细胞壁
植物细胞中的 纤维素微纤维
植物细胞壁与纤维素的结构 纤维素片层结构
2、非淀粉多糖的种类
半纤维素 最早认为半纤维素是能用 17.5% NaOH 溶液 提取的多糖。 1958年以后，国际上认为半纤维素应是非纤 维素,非果胶类的物质。 1973年，Bauer认为，半纤维素应是能与纤维 素形成氢键结合，与果胶形成共价键结合的多糖。
– 营养因素：能蛋水平、CF、微量养分(矿物质， 维生素)。 – 饲料加工：物理粉粹；化学加工(高温、高压膨 化)，煮熟、生物发酵等。
第三节 反刍物碳水化合物营养
一、消化吸收 二、VFA的代谢 三、葡萄糖的代谢
一、消化吸收
反刍动物消化(CH2O)n与单胃动物不同， 表现在：消化方式、消化部位和消化产物。
三、粗纤维的作用
1.营养作用
– 缺点：
A 适口性差，质地硬粗，减低动物的采食量。
B 作为植物细胞壁的组分，可在一定程度上影响细胞内溶 物中其它营养物质与消化酶的接触，影响其它养分的消 化，与能量、蛋白的消化呈显著负相关,其中起主导干扰作 用的则是木质素。 。
C 木质素具有便结性，过多则可引起便秘，例如小麦秆、 稻壳、花生壳等均有这一属性。
D 影响生产成绩，实质是影响能量的利用率（表1和2）。
三、粗纤维的作用
表1
豆秸杆粉(%) CF(%)
不同大豆秸粉喂乳猪的结果
5 4.9 10 5.9 20 7.8 40 14.3 60 20.3
DE(Mcal/kg)
3.03
2.94 3.8
309
2.77 2.8
236
2.41 2.1
193
2.05 1.45
第三章 碳水化合物的营养
目的要求
掌握碳水化合物的含义、营养生理作用； 比较学习并掌握反刍与非反刍动物饲料碳 水化合物的消化、吸收、利用过程及其异 同； 非淀粉多糖的概念及营养特性。
内 容
第一节 碳水化合物及其营养生理作用 第二节 单胃动物碳水化合物营养 第三节 反刍动物碳水化合物营养 第四节 非淀粉多糖营养
第四节 非淀粉多糖的营养
1、概念 非淀粉多糖（NSP）是指植物的结构多糖的总称，一 般植物性饲料中的多糖分为结构多糖和贮存多糖(主要是 淀粉)。 贮存 淀粉 多糖 多 糖 结构 非淀粉多糖(NSP) 多糖 NSP与粗纤维有区别:粗纤维是NSP和木质素的总和
木质素不是多糖物质，而是苯基类丙烷的聚合物，具有复杂的三维结构
（2）低聚糖或寡糖(2-10个糖单位) 麦芽糖、蔗糖、乳糖等。
（3）多聚糖 淀粉、纤维素等。 （4）其它化合物 糖蛋白质、糖脂、木质素等。
重要的单糖－戊糖
-D-呋喃核糖
2-脱氧-D-呋喃核糖
-D-吡喃木糖
-D-芹菜糖
-L-呋喃阿拉伯糖
-D-呋喃阿拉伯糖
D-核酮糖
D-木酮糖
重要的单糖—己糖
第四节 非淀粉多糖的营养
2、非淀粉多糖的种类 （1）根据结构特点分类 根据结构特点可将NSP分类如下：
1.纤维素 2.半纤维素
β-葡聚糖 阿拉伯木聚糖 葡萄甘露聚糖 半乳甘露聚糖 鼠李半乳糖醛酸聚糖Ⅰ,Ⅱ
NSP
3.果 胶
阿拉伯聚糖 半乳聚糖 阿拉伯半乳聚糖
2、非淀粉多糖的种类
纤维素
纤维素又称β-（1→4）葡聚糖。纤维素由β(1→4）糖苷键结合而成的D—葡萄糖单位组成,其 葡萄糖单位数一般都在几百至上千个以上,平均 8000个葡萄糖单位。
一、消化吸收
3．甲烷的产生及其控制 甲烷产量估计 绵羊：甲烷（g）=2.41x+9.80 牛：甲烷（g）=4.012x+17.68 x：可消化碳水化合物的克数
降低甲烷产量的措施 （1）日粮中加入不饱和脂肪酸或提高精料比例 （相应提高丙酸产量）； （2）加添加剂，如氯仿、水合氯醛、铜盐等，在 总体上抑制微生物生长。
-D-吡喃葡萄糖
-D-吡喃半乳糖
- L -吡喃半乳糖
-D-吡喃甘露糖
-D-呋喃果糖
-L-吡喃山梨糖
蔗糖
乳糖（ -型 ）
淀粉和糖原结构
NRE
直链淀粉
1.4nm
RE
0.8nm
6个残基
直链淀粉的螺旋结构
NRE
RE
(16)分支点
一、消化吸收
1 淀粉和可溶性糖的消化 消化主要部位：在小肠，在胰淀粉酶作用下，水解产生麦芽 糖和少量葡萄糖的混合物。
α-淀粉酶只能水解а-1.4糖苷键，因此，支链淀粉水解终产物 除了麦芽糖外，还有支链寡聚糖，最后被寡聚1，6-糖苷酶水 解，释放麦芽糖和葡糖。
幼龄动物乳糖酶活性高，断奶后下降，蔗糖酶在幼龄很低， 麦芽糖酶断奶时上升。
第一节 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 二、碳水化合物的营养生理功能
一、碳水化合物的结构与分类
1、结构 碳水化合物是多羟
基醛或多羟基酮，以
醛糖
及水解所产生这类结
构的物质，含C、H、
O，有些含N、P、S，
通式（CH2O）n。
酮糖
一、碳水化合物的结构与分类
2、分类 （1）单糖 葡萄糖、核糖等。
二、VFA的代谢
1、合成利用 乙酸，丁酸 → 体脂、乳脂 丙酸 → 葡萄糖
2、氧化供能 奶牛组织中体内50%乙酸， 2/3丁酸， 1/4丙 酸被氧化，其中乙酸提供的能量占总能量需要量 的70%。
三、葡萄糖的代谢
1、反刍动物所需葡糖主要是体内合成，部位在肝脏。 2、葡萄糖的生理功能： 是神经组织和血细胞的主要能源。 肌糖原和肝糖原合成的前体。 反刍动物泌乳期、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。 是合成NADPH所必需的原料。
二、代谢
血糖维持稳定是二个过程的结果: （1）葡萄糖从肠道、肝和其他器官进入血液； （2）血液葡萄糖离开到达各组织被利用（氧化或 生物合成）。
血糖来源： （1）从食物消化的葡糖吸收入血； （2）体内合成，主要在肝，前体物有AA、乳酸、 丙酸、甘油、合成量大，但低于第（1）途径；
二、代谢
血糖去路 （1）合成糖原；
152
采食量(Mcal) 4.68
平均日增重(g) 387
三、粗纤维的作用
表2 CF(%) CP(%) ME(Cal/kg) 等能条件下粗纤维对生产性能的影响 3.5 15 5.5 15 690 7.5 15 680 9.5 15 730 11.5 13.5 15 710 15 750 10.8
3103 2990 2915 2898 2889 2872
一、消化吸收
4．VFA的吸收 C· H2O分解产生的VFA有75%直接从瘤网胃 吸收，20%从真胃和瓣胃吸收，5%随食糜进入小 肠后吸收。
VFA吸收是被动的，C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转 化为β-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。
（2）合成脂肪； （3）转化为AA，葡糖代谢的中间产物为非EAA C骨 架； （4）作为能源：葡糖是红细胞的唯一能源，大脑、 N组织、肌肉的主要能源。
葡萄糖的主要分解代谢途径
糖酵解 葡萄糖
（有氧或无氧）
丙酮酸
（无氧）
乳酸 乙醇
（有氧） 6-磷酸葡萄糖 乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
三羧酸 循环
三、粗纤维的作用
支链淀粉或糖原分子示意图
支链淀粉或糖原分支点的结构
纤维素链
纤维素一级结构
微纤维 细胞壁
植物细胞中的 纤维素微纤维
植物细胞壁与纤维素的结构 纤维素片层结构
糖复合物
(Complex Carbohydrates)
糖—肽链