水生动物营养基础-碳水化合物的营养

水生动物对碳水化合物的需求一、无氮浸出物二、纤维素碳水化合物亦称糖类，包括单糖（如葡萄糖、果糖等）、双糖（如蔗糖、乳糖等）和多糖类（如淀粉、纤维素等），它们在鱼类饲料中，是热能的主要来源。虽然鱼类对它的利用能力不及脂肪和蛋白质，可利用能值也没有脂肪与蛋白质高，但其来源广，价格低，制料稳定性较好，目前依然在鱼饲料中占有较大的比例。鱼饲料中的糖类适宜含量随鱼的种类、食性以及糖的种类不同而有差别，此外还与鱼的不同生长阶段、生长季节及水温有关。无氮浸出物是鱼、虾类生长所必需的一类营养物质，是三种可供给能量的营养物质中最经济的一种，摄入量不足，则饲料蛋白质利用率下降，长期摄入不足还可导致代激紊乱，鱼体消瘦，生长速度下降。与畜禽相比，鱼饲料的特点之一是蛋白质含量高，而碳水化合物含量低，鱼、虾类饲料中糖类适宜含量依鱼、虾种类有较大差异，一般为25%〜50%，冷水性鱼类为21%左右，温水性鱼类为30%左右。虽然鱼、虾类不具备纤维素分解酶，不能直接利用粗纤维，但饲料中含有适量的粗纤维对维持消化道正常功能是必需的。需要强调的是，不论是在何种情况下，粗纤维含量应限制在一定范围之内。一般来说，鱼类饲料中粗纤维适宜含量为5%〜15%，一般认为：草食性鱼类饲料中粗纤维适宜含量为12%〜20%；杂食性鱼类8%〜12%；肉食性鱼类2%〜8%。在对虾饲料中添加少量的纤维素，对肠的蠕动、蛋白质的利用有促进作用，但添加量过多也会影响对虾的生长。在商品饲料中，粗纤维总量一般为2%〜4%。碳水化合物过多对水生动物的影响一、无氮浸出物过多的影响二、粗纤维过多对水生动物的危害水生动物尤其是肉食性鱼类对碳水化合物的利用能力较差，所以其饲料的碳水化合物含量不宜过高，否则，将影响其生长和饲料转化率，甚至影响水生动物的健康。1、对水生动物生长和饲料转化率的影响。实验研究表明，无氮浸出物过多，必然导致饲料蛋白质含量下降，鱼类对无氮浸出物及蛋白质的消化率均随碳水化合物添加量的增加而降低，从而使鱼类生长缓慢，饲料转化效率降低。因此，在鱼类养殖过程中，要使鱼类生长和饲料转化率取得满意的效果，其饲料中无氮浸出物的含量必须适宜。2、对水生动物健康的影响。水生动物摄入无氮浸出物的量过多，超过了鱼、虾类对无氮浸出物的利用能力限度，多余部分则用于合成脂肪；长期摄入过量无氮浸出物，会导致脂肪在肝脏和肠系膜大量沉积，发生脂肪肝，使肝脏功能削弱，肝解毒能力下降，鱼体呈病态型肥胖，血糖增加，尿糖排泄增多，鱼类出现肝脏增大，颜色变淡，身体膨胀，死亡率增大等现象的“高糖肝”症。另外，饲料中无氮浸出物含量过多，蛋白质及其他营养素的含量也必然降低，并影响对各种营养素的消化吸收。因此，含量过高的无氮浸出物对动物机体的生长和发育会产生不良影响。粗纤维对水生动物的作用与其他营养素的作用截然不同，它既不是构成机体的组成成分，又不能为机体提供能量，仅仅为机体利用其他营养素起到辅助作用。因此，饲料中粗纤维一旦含量过高，将会导致食糜通过消化道速度加快，消化时间缩短，蛋白质消化率下降，矿物元素利用率下降。而且，饲料中过多的纤维素会使水生动物发生便秘和消化道阻塞，摄食量减少。此外，摄食纤维素饲料时排泄物增多，水质易污染，所有这些都将导致水生动物生长速度、饲料转化率、净蛋白质积累和肥满度等下降。影响饲料中碳水化合物适宜含量的因素一、水生动物的种类

二、水生动物规格三、季节四、饲料其他成分碳水化合物是来源最广、成本最低的能量物质，而其在营养上的生理作用主要是提供能量，节约蛋白质。所以，水生动物饲料中的适宜含量不是机体生长需要多少的问題，而是机体能够代谢多少的问题，只要不超过机体的代谢能力，不至于导致生理异常，就应尽量提高其在饲料中的含量。水生动物的不同种类、不同规格及在不同的生活环境条件下对无氮浸出物的利用能力不同，因而其饲料中无氮浸出物的适宜含量也就不同。一般认为，草食性、杂食性鱼类饲料中的无氮浸出物的适宜含量比肉食性鱼类饲料中的无氨浸出物含量高，原因是草食性和杂食性鱼类淀粉酶活性高，并且分布在整个肠道。而肉食性鱼类淀粉酶活性低，仅仅在胰脏中可见到淀粉酶，从肝脏中糖的代谢酶活性来看，肉食性鱼类糖原合成酶活性高，而糖的分解酶活性低，因而对吸收的葡萄糖不能有效的利用，形成类似糖尿病的糖代谢紊乱。一般来说，小规格动物饲料中无氮浸出物的适宜含量少，随着规格的增大，适宜含量也随之升高。原因是小规格水生动物消化系统发育不完善，对糖的利用能力差，随着规格的增大，消化系统的发育日趋完善，消化酶的分泌逐渐加强，因而对糖的消化能力也随之增强。夏季，水温高，幼龄动物新陈代谢旺盛，生长速度快，要求饲料中的蛋白质含量高而碳水化合物的需要相对较低；而秋季，水生动物为了越冬，饲料中应加大无氮浸出物的添加量，以贮备能量顺利越冬。一般来说，在大量摄取蛋白质或脂肪饲料的水生动物对无氮浸出物的需要量就相对减少，相反，饲料中蛋白质含量不足，为了保证能量供给，饲料无氮浸出物和脂肪的含量就应增加，以起到节约蛋白质的作用，但应注意水生动物的种类。另外，饲料中某些维生素的含量，如维生素c、维生素B1、烟酸、泛酸和糖代谢有关，因此，对饲料中无氮浸出物的最适添加量也有一定影响。粗纤维的生理功能粗纤维（CrudeFiber，缩写CF），是膳食纤维的旧称，是植物细胞壁的主要组成成分，包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分。粗纤维一般不能为水生动物体所消化、利用，但却是维持水生动物健康所必需的，因此，本节课将它的营养生理功能作一专门介绍：（1）粗纤维可刺激消化道的蠕动和消化酶的分泌，促进食糜的运动与消化。（2）粗纤维可作为其他物质的稀释剂或扩充剂，有助于各种营养素在食糜中的均匀分布，增大与消化酶的接触面积，提高消化率；粗纤维可吸附饲料在消化道中产生的某些有害物质，使其排出体外；适量的饲粮纤维在后肠发酵，可降低后肠内容物的pH，抑制大肠杆菌等病原菌的生长，保障动物健康。（3）在某些水生动物（如草鱼、罗氏沼虾等）消化道内，可被纤维素酶（微生物产生或自身产生）少量分解，产生葡萄糖，提供能量，并促进消化道中微生物的滋生繁殖，加强B族维生素和微生物蛋白的合成，供给水生动物的需要。（4）提高颗粒饲料的黏结性，增强在水中的稳定性，减少营养成分在水中的溶失。（5）饲料中的纤维素还有降低血清胆固醇的作用，从而降低心血管疾病的发生率。碳水化合物的生理功能无氮浸出物在水生动物体内被分解为单糖，然后被动物体吸收利用。其主要生理功能如下：（1）提供能量（2）形成体脂（3）构成体组织的成分（4）为动物体合成非必需氨基酸提供碳架（5）节约饲料蛋白质（6）其他作用机体摄食无氮浸出物后经水解成单糖被氧化分解，并释放出能量，供机体利用，以满足各项生命活动的需要。如有多余，则合成糖原，贮存在肌肉和肝脏中备用。糖是动物体获得的最直接、最廉价的能源。当肝脏和肌肉组织中贮存足量的糖原后，继续进入机体的碳水化合物则转化为脂肪，贮存于动物体内。少量碳水化合物及其衍生物是组织细胞的构成成分。如:五碳糖是细胞核酸的组成成分；半乳糖是构成神经组织的必需物质；许多糖类与蛋白质合成糖蛋白构成细胞膜等。几丁质（又名甲壳素、壳多糖）是许多低等动物尤其是节肢动物外壳的重要组成部分。虾、蟹是在不断蜕壳和再生壳的过程中生长，而甲壳素的分解产物2-氨基葡萄糖对于虾、蟹壳的形成具有重要作用。葡萄糖代谢的中间产物，如磷酸甘油酸、α-酮戊二酸、丙酮酸可用于合成一些必需氨基酸。当饲料中含有适量的无氮浸出物时，蛋白质与碳水化合物一起被摄入后，氮在体内的贮藏量比单独摄入蛋白质时要多。这是因为碳水化合物的摄入，增加了三磷酸腺苷（ATP)的形成，从而减少了蛋白质用于功能的消耗，同时有利于氨基酸的活化及蛋白质的合成。因此，当有足量无氮浸出物可利用时，蛋白质才能充分用于生长。碳水化合物起到节约蛋白质的作用。在胃肠道内，寡糖可以选择性地作为某些细菌生长的底物。果寡糖能够作为乳酸杆菌和双歧杆菌生长的底物，但沙门氏菌、大肠埃希氏菌和其他革兰氏阴性菌发酵果寡糖的效率很低，因而它们的生长将会受到抑制。甘露寡糖可以防止沙门氏菌、大肠杆菌和霍乱弧菌在动物肠道黏膜上皮上的黏附。由于合成寡糖具有上述调整胃肠道微生物区系平衡的效应，现已将其称为化学益生素（chemicalprobiotics)。南极鱼能生活在温度为-1.85℃的表面水域中，而在这一条件下温带鱼的血清则已冻结。经研究发现，南极鱼中含有一类抗冻的糖蛋白质，其水解后呈特定形状，可使所系水分子不易冻结，降低水的冰点但不降低其熔点，提高了抗低温能力。碳水化合物组成碳水化合物（carbohydrates)是多羟基的醛、酮或其简单衍生物以及能水解产生上述产物的化合物的总称。它是一类重要的营养素。因来源丰富、成本低而成为动物生产中的主要能源。碳水化合物是自然界分布极广的一类有机化合物。它主要存在于植物中，是植物性饲料的主要组成部分，含量可占其干物质的50%〜80%，而在动物体内含量甚少。虽然水生动物对碳水化合物的利用能力较低，但它仍是水生动物不可缺少的一类营养物质。碳水化合物主要由碳、氢、氧三种元素组成，其分子式通常以(H20)y表示，其中所含氢与氧原子之比大都为2:1，与水中所含氢与氧的比例相同，故称为碳水化合物。自然界中的碳水化合物，根据其分子结构可分为单糖、低聚糖及多聚糖。在营养学上通常根据碳水化合物的分析方法，将其分为无氮浸出物（rtitiqgenfreeextract，NFE)和粗纤维（crudefiber，CF)。无氮浸出物是指可溶于水的一类碳水化合物，包括单糖、双糖及同质多糖等，又称为可溶性碳水化合物。在动物营养方面，主要利用的无氮浸出物是淀粉，淀粉主要存在于植物的种子和块茎、块根中，分为直链淀粉和支链淀粉两类。直链淀粉呈线形，由250〜300个葡萄糖单位以α-1，4-糖苷键连结而成；支链淀粉则每隔24〜30个葡萄糖单位出现一个分支，分支点以α-1，6-糖苷键相连，分支链内则仍以α-1，4-糖苷键相连。粗纤维是指不溶于水的一类碳水化合物，这些物质不能被一般的单胃动物所消化，包括纤维素、半纤维素、木质素和果胶等，是植物细胞壁的主要成分，是植物饲料中不容易消化的部分，主要存在于籽实的皮、壳及茎秆中。植物在生长的幼嫩时期，细胞壁主要由纤维素组成，随着植物的发育成熟，细胞壁逐渐木质化，木质素含量比例增高。无氮浸出物及粗纤维虽同属于碳水化合物，但对水生动物的营养作用大不相同。动物营养中碳水化合物的一个重要特性是与蛋白质或氨基酸发生的美拉德反应(Maillardreaction)。此反应起始于还原性糖的羰基与蛋白质或肽游离的氨基之间的缩合反