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1、第五章碳水化合物营养,第一节 碳水化合物及其营养生理功能,第三节 反刍动物碳水化合物营养,内容目录,第二节 单胃动物碳水化合物营养,碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮，以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。动物饲料中2/3为(CH2O)n，但动物产品中(CH2O)n含量不足1%，主要起供能的作用。动物对(CH2O)n没有特殊的要求。因此，饲养标准中不列(CH2O)n的需要量。,在几大类营养物质中，对(CH2O)n的研究较少，原因：1动物对(CH2O)n无特殊需要2(CH2O)n在饲料中失衡不会对动物生产造成很大影响,第一节 碳水化合物及其营养生理功能,一
2、、碳水化合物分类,二、碳水化合物的营养生理功能,一（CH2O）n分类,1.化学分类：单糖 低聚糖或寡糖（210个糖单位）多聚糖（10个糖单位以上）其衍生物,关于非淀粉多糖(NSP),2.NPS的分类：不溶性NSP(如纤维素)可溶性NSP(如-葡聚糖和阿拉伯木聚糖)。,1.NSP的概念：,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、葡糖甘露聚糖等)组成。,猪鸡消化道缺乏相应的内源酶而难以将其降解；其与水分子直接作用增加溶液的黏度，且随多糖浓度的增加而增加。多糖分子本身互相作用，缠绕成网状结构，引起溶液黏度大大增加，甚至形成凝胶。,关于非淀粉多糖(NSP),3.
3、可溶性NSP的性质和抗营养作用：,因此，可溶性NSP在动物消化道内能使食糜变黏，进而阻止养分接近肠黏膜表面,最终降低养分消化率.,纤维性物质（CF）：指植物饲料中难溶于水、稀酸、稀碱，不易被单胃动物利用的碳水化合物，一般为细胞壁成分。CF的两缺点：a.本身利用率低；b.是细胞壁，影响细胞内容物的利用,2饲料概略养分分析法：,一（CH2O）n分类,NFE：细胞内容物，是单胃动物最主要的能源。常见饲料NFE含量：禾本科籽实：6070%豆科籽实3055%糠麸类：4761%禾本科干草4050%饼粕类：2433%,一（CH2O）n分类,1供能贮能作用：葡萄糖是最有效的供能物质 单胃：葡萄糖（淀粉）反刍：
4、VFA（纤维素）转化为糖原、脂肪贮能（CH2O）n作为能源主体的原因：1）来源丰富，价格相对低廉 2）（CH2O）n 在体内过多不会像其他营养物质引起代谢紊乱,二(CH2O)n的营养生理功能,2作为体成分 戊碳糖（DNA、RNA）是核酸的组成部分；粘多糖是结缔组织成分；糖脂神经细胞的组成部分；糖蛋白是细胞膜的组成部分。3.提供动物产品的重要原料反刍动物：葡萄糖乳糖（5085%的葡萄糖乳糖）非反刍动物：葡萄糖乳中FA,二(CH2O)n的营养生理功能,4.合成NEAA：（CH2O）n的某些中间产物可与NH2结合形成AA。-酮戊二酸+NH2谷氨AA 谷AA+丙酮酸经NH2转移生成丙AA,5CF有重要
5、的营养生理功能,二(CH2O)n的营养生理功能,（1）供能作用：对反刍动物来说，CF可提供其所需要能量的50%，非反刍动物CF经大肠微生物发酵，可满足维持能量需要的1030%。（2）维持胃肠道正常功能，促进胃肠蠕动，消化液的分泌，有利于粪便的排出。,CF的营养生理功能,反刍动物日粮适宜的CF对于缓冲瘤胃pH下降，防止瘤胃酸中毒，瘤胃黏膜溃疡和蹄病是绝对不可缺乏的。且CF可刺激咀嚼和反刍，促进唾液分泌。在繁殖动物中常用NDF调节胃肠道食糜排空速度，保证胃肠道蠕动。,CF的营养生理功能,（3）刺激胃肠道发育：研究表明，饲喂高水平苜蓿草 饲粮的猪，其胃，小肠，盲肠，结肠的重量均显著提高。尤其对幼小动
6、物。种畜胃肠道的充分发育，保证日后高产时的采食量（现代动物生产中常用CF冲淡营养浓度）（4）解毒作用：CF可吸附饲料和消化道中产生的某些有害物质，使其排体外。（CF可防止仔猪腹泻）,CF的营养生理功能,（5）改善产品品质，维持动物正常生产：在猪肥育后期饲粮中增加CF，可减少脂肪沉积，提高胴体品质。奶牛饲粮适宜的CF可维持乳中较高的乳脂率和产乳量。（6）CF不易消化，吸水量大，可填充胃肠道，给动物以“饱腹感”，有利于动物安静便于管理。（7）妨碍养分的消化、吸收：,CF的营养生理功能,第二节 单胃动物碳水化合物营养,一、消化吸收,三、小结,二、代谢,2.-淀粉酶只能水解-1.4糖苷键，因此，支链淀
7、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。,1.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。,一、消化吸收,3.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。,4.未消化吸收的CH2O进入后肠，在微生物作用下发酵产生VFA。,5.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,一、消化吸收,1.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：130-2
8、60mg/100ml,二、代谢,（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）。,二、代谢,（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；,2.血糖维持稳定是两个过程的结果:,3.血糖来源：,（1）合成糖原；（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。,4.血糖去路：,二、代谢,1单胃动物对（CH2O）n的消化起始于口腔（猪），尤其是淀粉的消化。2消化道前端（从口腔到回肠末端
9、）主要是营养性（CH2O）n消化的场所。后端（回肠末端以后）主要是微生物消化结构性（CH2O）n的场所。,单胃动物消化利用（CH2O）n 小结,3胃对（CH2O）n的消化量很有限，主要是为后期消化作准备。4十二指肠是（CH2O）n消化产物主要吸收部位，其吸收以直接吸收为主，代谢以葡萄糖代谢为主，VFA代谢为辅。,单胃动物消化利用（CH2O）n 小结,第三节 反刍物碳水化合物营养,一、消化吸收,二、VFA的代谢,三、葡萄糖的代谢四、小结,（1）饲料CH2O 葡糖丙酮酸VFA，单糖很少；（2）瘤胃是消化CH2O的主要场所，消化量占总CH2O进食量的50-55%。,反刍动物消化CH2O与单胃动物不同
10、，表现在：消化方式、消化部位和消化产物。,一、消化吸收,CH2O降解为VFA有二个阶段：（1）复合CH2O（纤维素、半纤维素、果胶）在细胞外水解为寡聚糖，主要是双糖（纤维二糖、麦芽糖和木二糖）和单糖；,1消化过程,一、消化吸收,（2）双糖与单糖对瘤胃微生物不稳定，被其吸收后迅速地被细胞内酶降解为VFA，首先将单糖转化为丙酮酸，以后的代谢途径可有差异，同时产生CH4和热量。饲料中未降解的和细菌的CH2O占采食CH2O总量的10-20%，这部分在小肠由酶消化，其过程同单胃动物，未消化部分进入大肠发酵。,1消化过程,主要有乙酸、丙酸、丁酸，少量有甲酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和己酸。瘤胃中24hrsVF
11、A产量3-4kg（奶牛瘤网胃），绵羊300-400g；大肠产生并被动物利用了的VFA为上述量的10%。乙酸、丙酸、丁酸的比例受日粮因素影响，日粮组成（精粗比）、物理形式（颗粒大小）、采食量和饲喂次数等。,2瘤胃发酵产生的VFA种类及影响因素,一、消化吸收,乙酸发酵类型 乙：丙：丁=70：20：10（正常泌乳型）丙酸发酵类型 乙：丙：丁=55：30：15（异常泌乳型）减少精饲料，增加优质粗饲料可以使VFA形成乙酸发酵型，以增加乳脂率。农村饲喂奶牛精饲料过多，乳脂率低，应加醋酸钠，双乙酸钠或瘤胃抑制剂来提高。,瘤胃发酵类型,乙酸是主要酸，喂粗料时产量高，喂谷物时丙酸产量高，乙/丙比受日粮处理影响。
12、,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,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%。,3甲烷的产生及其控制,一、消化吸收,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,（1）日粮中加入不饱和脂肪酸（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。,甲烷产量估计式：,降低甲烷产
13、量的措施：,一、消化吸收,4VFA的吸收,CH2O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-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。,一、消化吸收,乙酸、丁酸体脂、乳脂 丙酸葡萄糖,1、合成：,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%。,2、氧化供能：,二、VFA的代谢,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
14、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。,1、反刍动物所需葡糖主要是体内合成，部位在肝脏。,三、葡萄糖的代谢,要点：1.前胃是消化CF的主要场所，是微生物耗可溶性，不断产生纤维素分解酶与分解CF的一个连续循环过程2VFA的75%由瘤胃壁吸收，20%由皱胃瓣胃吸收，5%由小肠吸收，吸收速度丁丙乙3饲粮的组成、加工方法、饲喂方法影响VFA的组成比例和瘤胃的发酵类型，日粮（CH2O）n中含大量CF时，趋于乙酸发酵，大量淀粉时，趋于丙酸发酵；,反刍动物消化利用（CH2O）n 小结,4.（CH2O）n在瘤胃中发酵为微生物提供营养（能量，C架），发酵为VFA吸收后又为动物提供营养（能量）。总体来说，以瘤胃消化为主，以小肠，盲肠，结肠消化功能为辅，以VFA代谢为主，以葡萄糖代谢为辅。5瘤胃消化（CH2O）n有利有弊：CF的消化有利，而大量消化（CH2O）n有能量损失，且容易使瘤胃PH降低，抑制微生物发酵，不利于CF消化。6.反刍动物所需葡萄糖主要由糖的异生产生而不是直接吸收，其前提物是丙酸。,反刍动物消化利用（CH2O）n 小结,作业,（CH2O）n的分类（CH2O）n的营养生理作用 比较反刍动物与单胃动物对（CH2O）n消化，吸收的异同 非淀粉多糖的概念及NSP的抗营养机理,
