动物营养5碳水化合物的营养.ppt

1、第五章碳水化合物的营养，概念：碳水化合物是多羟基醛、酮或其简单衍生物的总称，以及能水解产生上述产物的化合物。这些营养素包括常规分析中的无氮提取物和粗纤维。碳水化合物是动物的主要能量来源。碳水化合物及其营养功能。碳水化合物的组成、分类和主要性质(1)碳水化合物的组成和分类-单糖、低聚糖、多糖和其他化合物1。单糖：三糖：甘油醛，二羟基丙酮-丁基糖：赤藓糖醇，糖等。碳水化合物的分类-单糖、戊糖：己糖如核糖、核酮糖、木糖、木酮糖和阿拉伯糖；庚酮糖，如葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖；衍生糖，如景天糖、葡萄糖和吡喃半乳糖；脱氧糖(脱氧核糖、岩藻糖和鼠李糖)；氨基糖(氨基葡萄糖氨基半乳糖)、糖醇(甘露醇、木糖

2、醇、肌醇等)。)、糖醛酸(葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸)、糖苷(葡萄糖苷、半乳糖苷、果糖基)、2、寡糖或寡糖(210个糖单位)、二糖：蔗糖(葡萄糖果糖)、乳糖(半乳糖葡萄糖)、麦芽糖(葡萄糖葡萄糖)、纤维二糖(葡萄糖)、龙胆二糖(葡萄糖葡萄糖葡萄糖)和纤维二糖(半乳糖葡萄糖)。三糖：棉子糖(半乳糖葡萄糖果糖)黑芥子糖(2葡萄糖果糖)龙胆草三糖(2葡萄糖果糖)阿拉伯胶三糖(2鼠李糖半乳糖)四糖：水苏糖(2半乳糖葡萄糖果糖)五糖：木姜子(3半乳糖葡萄糖果糖)六糖：牛奶六糖，3。多糖(10个以上糖单位)(1)均质多糖(由相同糖单位组成)糖原(葡萄糖聚合物)淀粉(葡萄糖聚合物)纤维素(葡萄糖聚合物)木聚糖(

3、木糖聚合物)半乳聚糖(半乳糖聚合物)甘露聚糖(甘露糖聚合物)，(2)杂多糖(由不同糖单位组成)半纤维素(葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、糖醛酸)阿拉伯树胶(半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖)菊粉(葡萄糖、果糖)果胶(半乳糖醛酸的聚合物)粘多糖(N-乙酰氨基)以N-乙酰氨基糖为单元的聚合物)，4。其他化合物，甲壳质(N-乙酰氨基糖，CaCO3聚合物)，硫酸软骨素(葡萄糖醛酸，N-乙酰氨基半乳糖硫酸酯聚合物)，糖蛋白，糖脂木质素(苯基丙烷衍生物聚合物)，多糖从营养角度进行分类。营养多糖和结构多糖如淀粉、菊粉和糖原属于营养多糖，属于结构多糖。2.温德常规分析系统中碳水化合物的分

4、类。1.无氮提取物是可消化的细胞碳水化合物。一些样品中无氮提取物的含量(%)=干物质(%)-(粗蛋白%粗脂肪%粗纤维%粗灰分%)无氮提取物包括一些纤维素、半纤维素、木质素和果胶。2.粗纤维是碳水化合物中不可消化的成分，包括纤维素、少量半纤维素和木质素。碳水化合物占饮食的大部分。在温德的常规分析系统中，它包括无氮提取物和粗纤维。(2)碳水化合物与动物营养相关的一些性质。1.直链淀粉和支链淀粉是线性的，由250，300个葡萄糖单位组成，通过1，4糖苷键连接。支链淀粉每2430个葡萄糖单位有一个分支，在分支点有1，6个糖苷键，在分支中有1，4个糖苷键。淀粉在自然状态下不溶，影响其消化率。2.糖原每1

5、012个葡萄糖单位有一个分支。3.淀粉和纤维素的消化麦芽糖是通过用-1，4糖苷键连接两个-D-葡萄糖分子形成的。纤维二糖通过-1，4糖苷键连接。动物分泌的淀粉酶只能分解-1，4糖苷键，而不能分解-1，4糖苷键。4.半纤维素含有大量的-1，4糖苷键，与木质素结合后难以溶于水。纤维素、半纤维素、木质素和果胶是细胞壁和结构多糖的主要成分。木质素是苯基丙烷的聚合物，动物无法消化。果胶与动物不能消化的纤维素和半纤维素形成不溶性果胶。NSP主要由纤维素、半纤维素、果胶和抗性淀粉(阿拉伯木聚糖、葡聚糖、甘露聚糖、葡甘露聚糖等)组成。)。NSP分为不溶性和可溶性。不溶性NSP具有抗营养作用。可溶性淀粉的抗营养

6、作用，以及在家禽日粮中添加麦粪有何变化？1.增加粪便的粘度，降低营养物质的消化率。小麦含有-葡聚糖，而大麦含有-葡聚糖。酶促反应，蛋白质或肽的还原羧基与游离氨基之间的缩合反应，产生棕色和动物不能降解的氨基糖化合物，影响氨基酸的吸收和利用，降低饲料的营养价值。赖氨酸容易发生酶促反应。不同颜色的豆饼、准备好的干草等。第三，碳水化合物的营养生理功能；(1)碳水化合物的能量供应和储存功能。1.能量供应葡萄糖是最有效的营养素。葡萄糖有两个来源：一个是从胃肠道吸收的，另一个是体内产糖物质的转化，以及由非碳水化合物如氨基酸、乳酸、丙酸和甘油通过肝脏糖异生合成的葡萄糖；肝糖原是葡萄糖的储存库。能量储存糖原和脂

7、肪储存能量。胎儿在妊娠晚期可以储存大量的糖原和脂肪，以备出生后使用。(2)碳水化合物在动物产品形成中的作用；奶牛乳糖的合成和羊奶蛋白中非必需氨基酸的形成。牛奶中的必需脂肪酸和非必需氨基酸。(3)碳水化合物的其他功能1。一些低聚糖的功能(1)甘露寡糖(甘露寡糖，酵母细胞壁的衍生物)，低聚果糖等。与肠道内的致病菌结合，使细菌不能在肠壁上定植。能防止沙门氏菌、大肠杆菌和霍乱弧菌粘附在肠上皮上。(2)寡糖可以选择性地用作某些细菌生长的底物。FOS是乳酸杆菌和双歧杆菌的底物，但沙门氏菌、大肠杆菌等革兰氏阴性菌的发酵效率较低。糖苷在动物体内的生理功能糖苷是指缩醛衍生物，其中具有环状结构的全糖或酮糖的半缩醛

8、羟基上的氢被烷基或芳基取代。许多糖苷有解毒作用。许多毒素、药物或废物，包括甾醇的降解产物，可以通过与D-葡萄糖醛酸形成葡萄糖酸而从体内排除。3.结构性碳水化合物的功能，适当的纤维水平对健康和生产水平有积极的影响。粘多糖是保证许多生理功能的重要物质。透明质酸润滑的硫酸软骨素在软骨中起结构支撑作用。几丁质是节肢动物壳的重要组成部分。4.糖蛋白和糖脂的生理功能在物质运输、血液凝固、生物催化、润滑保护、结构支持、细胞粘附、冰点降低、卵子受精、免疫和激素激活中发挥重要作用。细胞质膜糖蛋白作为病毒、激素和抗体的受体，参与细胞内的识别和粘附，与糖蛋白有关。糖脂是神经细胞的成分，在传导轴突刺激脉冲中起重要作用

9、。碳水化合物的消化、吸收和代谢第2节(1)非反刍动物的消化和吸收1。消化道前部碳水化合物的消化和吸收唾液中含有-淀粉酶(哺乳动物，如猪、兔、灵长类动物等)，它将淀粉分解成糊精和饥饿的麦芽糖。家禽分泌少，作用小，淀粉酶的作用可能出现在作物中，这没有明显的意义。胃里没有淀粉酶。只有部分淀粉和半纤维素被酸解。十二指肠是碳水化合物的主要消化和吸收部位。淀粉与胰液、肠液和胆汁混合后，分解为麦芽糖和糊精，在麦芽糖酶、蔗糖酶和乳糖酶的作用下分解为单糖，并被吸收。单糖的吸收率不同，半乳糖、葡萄糖、果糖和戊糖依次减少。家禽不含乳糖酶，不能消化和吸收乳糖。2.小肠后段碳水化合物的消化和吸收结构多糖和未消化的营养碳

10、水化合物主要被微生物消化，产生挥发性脂肪酸、二氧化碳和甲烷。挥发性脂肪酸扩散到体内，气体从肛门逸出。表5-3不同动物盲肠碳水化合物发酵产生VFA的比例，4075头1536头510头猪用丁酸丙酸乙酯，4570头1938头514只兔子，7582头811头817匹马，67头14头牛，6575头1823头46头，(2)反刍动物的碳水化合物消化与非反刍动物相似。反刍动物主要通过形成VFA消化和吸收碳水化合物，并辅以葡萄糖，消化部位主要是胃，辅以小肠、盲肠和结肠。1.前胃中碳水化合物消化的实质是70.90%被前胃中的微生物消化，50.55%被瘤胃消化。微生物将可溶性碳水化合物分解成代谢物，如低级脂肪酸、甲

11、烷、氢气和二氧化碳，细胞壁物质如粗纤维在纤维素分解细菌的作用下分解成单糖或其衍生物。纤维素和半纤维素大部分分解，果胶可以分解，木质素不能分解。2.瘤胃中挥发性脂肪酸的形成第一步，复合碳水化合物被酶促分解成短链低聚糖，主要是二糖和单糖。第二步，二糖和单糖被降解成挥发性脂肪酸乙酸、丙酸和丁酸。单糖首先形成丙酮酸，然后形成脂肪酸，同时释放三磷酸腺苷。见图5-1 P67，不同饲料的发酵分解产物不同。表5-4一些饲料发酵分解产物的比较饲料乙酸丙酸丁酸纤维饲料非常低，淀粉饲料非常低和非常高。富含可溶性糖的饲料非常低，非常低。3，挥发性脂肪酸的吸收，VFA 95%通过瘤胃壁扩散到血液中，约20%被皱胃和双瓣

12、胃吸收，约5%被小肠吸收。丁酸丙酸乙酸。一些挥发性脂肪酸在通过胃前壁的过程中会转化为酮体，其中丁酸的转化占吸收量的90%，乙酸的转化很少。当有许多酮体时，就会发生酮病。4.瘤胃中不同比例的挥发性脂肪酸对能量利用、甲烷产生和能量利用降低的影响。乙酸和丁酸发酵产生甲烷，动物不能使用。来控制甲烷的生成。粗饲料比例越高，乙酸比例越高，甲烷产量越高，饲料能量利用效率越低。H2可用于丙酸发酵，当丙酸比例较高时，饲料的能量利用率也会相应提高。当丙酸比例高而乙酸比例低时，乳脂率和产奶量降低。瘤胃液VFA中乙酸或丙酸的摩尔比与中性洗涤纤维/有机物质(中性洗涤纤维：中性洗涤纤维，有机物质)呈高度线性关系。乙酸比率

13、(摩尔/100摩尔vfa)=36.67 0.5480(NDF/om)r=0.9973丙酸比率(摩尔/100摩尔vfa)=53.8438-55.7091(NDF/om)r=-0.9936。研究表明，肉反刍动物用于产热的Kf(%)=71.1485-0.4484*乙酸比率(mol/100molVFA)r=-0.9791 Kf与丙酸成正比。Kf(%)=25.3044 0.5305*丙酸比率(mol/100 molvfa) r=0.9891.5。前胃微生物发酵的利与弊：提供能量和产生挥发性脂肪酸；利用植物细胞壁中的纤维物质，提高细胞中其他营养物质的利用率。缺点：碳水化合物在发酵过程中丢失，宿主代谢所需的

14、葡萄糖来源于糖原，降低了碳水化合物的利用率。(3)碳水化合物在体内的运输，单糖被吸收到血液中并进入细胞。葡萄糖通过肌肉细胞和脂肪组织细胞膜的转运是非消耗能量的载体转运，胰岛素刺激葡萄糖通过碳水化合物的代谢(1)碳水化合物在非反刍动物中的代谢(1)单糖的相互转化单糖必须从一种糖适当地转化或改变为另一种糖。见图5-2，P70。果糖主要通过果糖-1-磷酸进入代谢。半乳糖，新生儿转化为半乳糖-1-磷酸。甘露糖参与体内糖蛋白的合成和分解代谢，果糖-6-磷酸途径进入代谢。(2)有氧氧化糖酵解的尾产物在有氧条件下进入线粒体，被完全氧化并通过三羧酸循环提供能量。1摩尔葡萄糖的完全氧化可以产生38个三磷酸腺苷。

15、(3)戊糖磷酸循环为长链脂肪酸的合成提供了NADPH。从1摩尔葡萄糖中获得12摩尔NADPH。提供核糖5-磷酸或核糖1-磷酸。3。葡萄糖参与合成代谢，(1)糖原合成肝糖原和肌糖原。(2)乳糖合成乳腺细胞利用血液中的葡萄糖合成乳糖。(3)当合成脂肪的能量供应过剩时，葡萄糖被转化为合成长链脂肪酸，合成脂肪被沉积。(2)反刍动物的碳水化合物代谢。1)葡萄糖酸糖原应该在反刍动物中发挥非常重要的作用。肠道几乎不吸收葡萄糖。在饲喂大量粗纤维日粮的情况下，肠道对葡萄糖的吸收几乎为零，所需的葡萄糖需要糖异生。糖异生的前体是丙酸，它也很小。劣质牧草瘤胃液中乙酸与丙酸的比例为100: 16，精料中乙酸与丙酸的比例

16、为100: 75。劣质牧草的后果：(1)体脂合成和沉积减少。长链脂肪酸的合成受到影响，这需要NADPH，并且70%的NADPH是由葡萄糖代谢产生的。葡萄糖的缺乏阻碍了长链脂肪酸的合成。葡萄糖是甘油合成的前体。(2)导致蛋白质代谢的恶化。由于丙酸不足，动物只能利用氨基酸合成葡萄糖，这减少了蛋白质的沉积。(3)雌性动物产奶量下降。葡萄糖是乳糖的来源，血糖浓度和产奶量之间呈线性关系。2.挥发性脂肪酸的代谢。挥发性脂肪酸可以氧化并提供能量。乙酸可用于合成身体脂肪和乳脂。丁酸也可用于脂肪合成。丙酸可用于葡萄糖和乳糖的合成。丙酸和丁酸在肝脏中代谢，60%的乙酸在外周组织中代谢，只有20%在肝脏中代谢，少量参与乳腺中乳脂的合成。(3)碳水化合物在体内的代谢效率。不同碳水化合物的能量效率不高，平均有超过50%的能量损失。表5-5 1摩尔葡萄糖的能量利用效率急性VFA总能量代谢消耗总三磷酸腺苷产量净能量捕获能量利用率(千焦/摩尔) (摩尔)(千焦)(千焦)(千焦)(%)葡萄糖2816 4 40 36 1206 43乙酸876 2 12 10 335 38丙酸1536 4 22 18 603 39丁酸2194 2 29 27 905 41，储存效率为0.80，0.7