第三章 碳水化合物与动物营养.ppt

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1、第三章 碳水化合物与动物营养第一节第一节 碳水化合物的组成、性质碳水化合物的组成、性质 及在动植体中的存在及在动植体中的存在第二节第二节 碳水化合物的营养生理功能碳水化合物的营养生理功能第三节第三节 单胃动物碳水化合物营养单胃动物碳水化合物营养第四节第四节 反刍动物碳水化合物营养反刍动物碳水化合物营养第五节第五节 粗纤维的合理利用粗纤维的合理利用一、碳水化合物的组成与性质 多多糖糖贮存多糖结构多糖淀粉、糖原淀粉、糖原非淀粉多糖(NSP)糖糖类类单糖、低聚糖单糖、低聚糖第一节第一节 碳水化合物的组成、性质及在动植物体中的存在碳水化合物的组成、性质及在动植物体中的存在 非淀粉多糖（非淀粉多糖（NS

2、P）：由纤维素、半纤维素、果）：由纤维素、半纤维素、果胶和抗性淀粉（阿拉伯木聚糖、胶和抗性淀粉（阿拉伯木聚糖、-葡聚糖、甘露聚糖、葡聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖等葡糖甘露聚糖等）组成。根据水溶性，分为可溶性）组成。根据水溶性，分为可溶性（如（如-葡聚糖等葡聚糖等）和不溶性（如纤维素等）。）和不溶性（如纤维素等）。可溶性可溶性NSP在动物消化道内能使食糜变粘，阻在动物消化道内能使食糜变粘，阻止养分接近肠粘膜表面，最终降低养化消化率。止养分接近肠粘膜表面，最终降低养化消化率。谷物籽实中谷物籽实中NSP的组成的组成t:痕量葡聚糖和阿拉伯木聚糖在谷物中的含量葡聚糖和阿拉伯木聚糖在谷物中的含量(%DM)

3、常规营养分析中包括：常规营养分析中包括：1.纤维素：纤维素的化学性质稳定。2.半纤维素：是己糖和戊糖的混合聚合物。化学性质不如纤维素稳定。纤维素细菌纤维分解酶葡萄糖+纤维二糖细菌糖分解酶丙酸 H2丁酸+CO2乙酸 CH4半纤维素细菌纤维分解酶半纤维分解酶己糖+戊糖糖分解酶丙酸 H2丁酸+CO2乙酸 CH43.果胶：它是半乳糖醛酸单位与鼠李糖单位的聚合物，可被热水或冷水浸出而成胶状物。动物消化道分泌的酶不能使其水解，但在微生物作用下可被消化。果胶可用来防治犊牛等幼龄动物的腹泻果胶可用来防治犊牛等幼龄动物的腹泻。4.木质素：实质上并不是碳水化合物，而是苯的衍生物苯的衍生物。木质素不溶于水和常见的有

4、机溶剂，酸碱均不能使其分解。第二节第二节 碳水化合物的营养功能碳水化合物的营养功能 1.1.供给动物能量的主要来源（供给动物能量的主要来源（80%80%）；）；n直接氧化供能。n转化为糖元（肝脏、肌肉）-短期存在形式。n转化为脂肪-长期贮备能源。葡萄糖是最有效的营养素，来源于胃肠道吸收与葡萄糖是最有效的营养素，来源于胃肠道吸收与体内生糖物质转化。体内生糖物质转化。2.2.作为前体物质；作为前体物质；为反刍动物瘤胃利用为反刍动物瘤胃利用NPNNPN合成菌体蛋白或重组合成菌体蛋白或重组合成菌体蛋白和动物体内合成合成菌体蛋白和动物体内合成NEAANEAA提供提供C C架。架。3.3.形成产品；形成产

5、品；奶、肉、蛋奶、肉、蛋 4.4.粗纤维是动物日粮中不可缺少的成分；粗纤维是动物日粮中不可缺少的成分；5.5.体组织的构成物质（核糖、糖脂、糖蛋白等）；体组织的构成物质（核糖、糖脂、糖蛋白等）；核糖核糖：指具有环状结构的醛糖或酮糖的半缩醛羟基上：指具有环状结构的醛糖或酮糖的半缩醛羟基上的氢，被烷基或芳香基团所取代的缩醛衍生物。许的氢，被烷基或芳香基团所取代的缩醛衍生物。许多糖苷具有解毒作用。多糖苷具有解毒作用。糖脂糖脂：是神经细胞的组成成分，以传导突轴刺激冲动：是神经细胞的组成成分，以传导突轴刺激冲动起重要作用。起重要作用。糖蛋白质糖蛋白质：指比较短、往往是分支的寡糖链与多肽共：指比较短、往往

6、是分支的寡糖链与多肽共 价相连所构成的复合糖。其种类繁多、作价相连所构成的复合糖。其种类繁多、作 用巨大。用巨大。粘液分泌物中的糖蛋白中含有大量糖类，能束缚粘液分泌物中的糖蛋白中含有大量糖类，能束缚大量的水，且具有很高的粘性，有保护和润滑作用，大量的水，且具有很高的粘性，有保护和润滑作用，可作为润滑剂和表面保护剂。可作为润滑剂和表面保护剂。细胞质膜糖蛋白质的功能：质膜的许多作用都与细胞质膜糖蛋白质的功能：质膜的许多作用都与糖蛋白质寡糖链所提供的糖蛋白质寡糖链所提供的“识别标记识别标记”直接相关。直接相关。6.寡聚糖的特殊作用寡聚糖的特殊作用 微生物表面的凝集素和宿主细胞表面的某些寡糖微生物表面

7、的凝集素和宿主细胞表面的某些寡糖特异性地识别结合，从而不能在肠壁表面定植，随食糜特异性地识别结合，从而不能在肠壁表面定植，随食糜排出，保护动物免遭侵害。排出，保护动物免遭侵害。合成寡糖（化学益生素，合成寡糖（化学益生素，chemical probiotics）有甘露寡糖（有甘露寡糖（MOS）、）、果寡糖（果寡糖（FOS）等。等。最常见天然寡糖来源是豆科籽实，饲料中主要为棉最常见天然寡糖来源是豆科籽实，饲料中主要为棉籽糖系列（棉籽糖、水苏糖、毛蕊草糖等）。籽糖系列（棉籽糖、水苏糖、毛蕊草糖等）。寡聚糖已知寡聚糖已知1000余种，常用有寡果糖、寡甘露糖、余种，常用有寡果糖、寡甘露糖、异麦芽糖、寡乳

8、糖和寡木糖等。（益生元、益生素）异麦芽糖、寡乳糖和寡木糖等。（益生元、益生素）作用：作用：（1）与肠道中致病菌结合，并一道排出体外，保与肠道中致病菌结合，并一道排出体外，保护动物免受侵害。护动物免受侵害。（2）作为有益细菌生长的底物。）作为有益细菌生长的底物。第三节第三节 单胃动物碳水化合物营养单胃动物碳水化合物营养一、无氮浸出物营养一、无氮浸出物营养 营养性碳水化合物主要在消化道前段（口腔到回肠营养性碳水化合物主要在消化道前段（口腔到回肠未端）消化、吸收，而结构性碳水化合物主要在消化道未端）消化、吸收，而结构性碳水化合物主要在消化道后段（回肠未端以后）消化、吸收。后段（回肠未端以后）消化、吸

9、收。猪、禽：以淀粉形成葡萄糖为主，粗纤维形成猪、禽：以淀粉形成葡萄糖为主，粗纤维形成VFA为辅，主要部位在小肠。饲粮粗纤维水平不宜过高。为辅，主要部位在小肠。饲粮粗纤维水平不宜过高。马、兔：以粗纤维形成马、兔：以粗纤维形成VFA为主，以淀粉形成葡萄为主，以淀粉形成葡萄糖为辅。糖为辅。-淀粉酶只能水解淀粉酶只能水解-1.4-1.4糖苷键，因此，支链糖苷键，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，最后被寡聚糖，最后被寡聚1 1，6-6-糖苷酶水解，释放麦芽糖糖苷酶水解，释放麦芽糖和葡糖。和葡糖。主要部位在小肠，在胰淀粉酶作用下，水主要部位在小肠

10、，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。解产生麦芽糖和少量葡萄糖的混合物。水解产生的单糖经主动转运吸收入细胞，水解产生的单糖经主动转运吸收入细胞，顺序为：半乳糖顺序为：半乳糖 葡糖葡糖 果糖果糖 戊糖。戊糖。未消化吸收的未消化吸收的C CH H2 2O O进入后肠，在微生物作用下进入后肠，在微生物作用下发酵产生发酵产生VFA(volatile fatty)VFA(volatile fatty)、COCO2 2和甲烷和甲烷。幼龄动物乳糖酶活性高，断奶后下降，蔗糖酶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在幼龄很低，麦芽糖酶断奶时上升二、粗纤维营养二、

11、粗纤维营养一定量粗纤维，能填充消化道，产生饱感。一定量粗纤维，能填充消化道，产生饱感。刺激胃肠道发育，促进胃肠运动，减少疾病。刺激胃肠道发育，促进胃肠运动，减少疾病。提供能量，提供能量，CFCF在盲肠发酵，满足在盲肠发酵，满足10-30%10-30%能量。能量。改善胴体品质，能提高瘦肉率、乳脂率。改善胴体品质，能提高瘦肉率、乳脂率。降低饲料成本。降低饲料成本。饲粮粗纤维水平，育肥猪饲粮粗纤维水平，育肥猪8%8%以下，母猪以下，母猪10-12%10-12%，鸡，鸡3%-3%-5%5%。代谢效应，刺激胃液、胆液、胰液等分泌。代谢效应，刺激胃液、胆液、胰液等分泌。解毒作用解毒作用n缺点：缺点：o适口

12、性差，质地硬粗，减低动物的采食量。适口性差，质地硬粗，减低动物的采食量。o消化率低消化率低(猪为猪为3-25%)3-25%)，且影响其它养分的，且影响其它养分的消化，与能量、蛋白的消化呈显著负相关。消化，与能量、蛋白的消化呈显著负相关。o影响生产成绩，实质是影响能量的利用率影响生产成绩，实质是影响能量的利用率（表（表1 1和和2 2）。）。豆秸杆粉豆秸杆粉(%)(%)5 51010202040406060CF(%)CF(%)4.94.95.95.97.87.814.314.320.320.3DE(McalDE(Mcal/kg)/kg)3.033.032.942.942.772.772.412.

13、412.052.05采食量采食量(McalMcal)4.684.683.83.82.82.82.12.11.451.45ADG(g)ADG(g)387387309309236236193193152152表表1 1 不同大豆秸粉喂乳猪的结果不同大豆秸粉喂乳猪的结果 表表2 2 等能条件下粗纤维对生产性能的影响等能条件下粗纤维对生产性能的影响CF(%)CF(%)3.53.55.55.57.57.59.59.511.511.513.513.5CP(%)CP(%)151515151515151515151515ME(Cal/kg)ME(Cal/kg)3103310329902990291529152

14、89828982889288928722872ADG(g)ADG(g)690690690690680680730730710710750750F/GF/G3.283.283.543.543.443.443.553.553.163.163.773.77ME(Cal/gME(Cal/g增重增重)10.210.210.310.310.010.010.310.39.19.110.810.8膘厚膘厚(CM)(CM)3.53.53.63.63.233.233.713.713.353.353.433.43结论（结论（单胃动物碳水化合物消化代谢特点）单胃动物碳水化合物消化代谢特点）消化吸收的主要场所：小肠。以

15、无氮浸出物消化吸收的主要场所：小肠。以无氮浸出物形成葡萄糖为主，以粗纤维形成形成葡萄糖为主，以粗纤维形成VFAVFA为辅。能够为辅。能够大量利用淀粉和各类单、双糖等无氮浸出物，但大量利用淀粉和各类单、双糖等无氮浸出物，但不能大量利用粗纤维。不能大量利用粗纤维。第四节第四节 反刍动物碳水化合物营养反刍动物碳水化合物营养一、粗纤维营养一、粗纤维营养粗纤维粗纤维氢气、氢气、甲烷、甲烷、二氧二氧化碳化碳+丙酸丙酸乙酸乙酸丁酸丁酸瘤瘤 胃胃肝肝 脏脏丁酸丁酸乙酸乙酸丙酸丙酸葡萄糖葡萄糖其它单糖其它单糖糖原糖原肌糖原肌糖原各组织各组织氧氧化化供供能能合合成成脂脂肪肪二、无氮浸出物营养二、无氮浸出物营养淀粉

16、淀粉氢气、氢气、甲烷、甲烷、二氧二氧化碳化碳+丙酸丙酸乙酸乙酸丁酸丁酸瘤瘤 胃胃肝肝 脏脏丁酸丁酸乙酸乙酸丙酸丙酸葡萄糖葡萄糖其它单糖其它单糖糖原糖原肌糖原肌糖原各组织各组织氧氧化化供供能能合合成成脂脂肪肪单糖单糖双糖双糖结论（结论（反刍动物碳水化合物消化代谢特点）反刍动物碳水化合物消化代谢特点）形成形成VFAVFA为主，形成葡萄糖为辅；消化部位以为主，形成葡萄糖为辅；消化部位以瘤胃为主，小肠等肠道为辅。不仅能大量利用无瘤胃为主，小肠等肠道为辅。不仅能大量利用无氮浸出物，也能大量利用粗纤维。氮浸出物，也能大量利用粗纤维。反刍动物对粗纤维的消化率一般可达反刍动物对粗纤维的消化率一般可达42%-6

17、1%42%-61%。增加饲粮中优质粗饲料的给量，则形成的乙酸多，增加饲粮中优质粗饲料的给量，则形成的乙酸多，有利于形成乳脂肪，提高乳脂率。有利于形成乳脂肪，提高乳脂率。对于肉牛，提高饲粮中精料比例或将粗饲料磨成粉对于肉牛，提高饲粮中精料比例或将粗饲料磨成粉状饲喂，瘤胃中产生的乙酸减少，丙酸增多，有利于合状饲喂，瘤胃中产生的乙酸减少，丙酸增多，有利于合成体脂肪，提高增重，改善肉质。成体脂肪，提高增重，改善肉质。粗饲料应是反刍动物日粮之主体，一般应占整个日粗饲料应是反刍动物日粮之主体，一般应占整个日粮干物质的粮干物质的50%50%以上。粗纤维含量约占日粮干物质的以上。粗纤维含量约占日粮干物质的17

18、%17%。第五节第五节 粗纤维的合理利粗纤维的合理利用用一、影响粗纤维消化率的因素一、影响粗纤维消化率的因素 1.1.动物种类和年龄动物种类和年龄 反刍动物消化粗纤维的能力最强，反刍动物消化粗纤维的能力最强，高达高达50%-90%50%-90%，其次是马、兔、猪，鸡，其次是马、兔、猪，鸡对粗纤维的消化能力最差。对粗纤维的消化能力最差。2.2.饲料种类饲料种类 3.3.日粮蛋白质水平日粮蛋白质水平动物动物秸秆秸秆干草干草精料精料绵羊绵羊61.161.150.850.845.045.0马马32.432.445.545.535.535.5兔兔16.616.620.020.041.541.5动物对饲料

19、中粗纤维的消化率动物对饲料中粗纤维的消化率(%)(%)4.4.日粮粗纤维和淀粉含量日粮粗纤维和淀粉含量 饲料干物质饲料干物质中粗纤维含量中粗纤维含量 消化率消化率有机物质有机物质粗蛋白质粗蛋白质脂肪脂肪粗纤维粗纤维无氮浸出物无氮浸出物10-2010-2072.272.276.376.359.859.865.965.976.276.220-2520-2569.769.772.972.959.459.464.964.972.972.925-3025-3069.369.371.771.754.654.665.165.172.372.330-3530-3564.664.664.464.453.453.

20、460.360.368.568.535-4035-4061.161.162.462.452.852.854.454.465.765.740-4540-4554.454.458.958.944.944.944.844.863.363.3反刍动物饲料中粗纤维含量对消化率的影响反刍动物饲料中粗纤维含量对消化率的影响(%)(%)5.5.添加矿物质（促进微生物繁殖）添加矿物质（促进微生物繁殖）6.6.饲料的加工调制（太细，则降低消化率）饲料的加工调制（太细，则降低消化率）二、粗饲料的加工调制二、粗饲料的加工调制 1 1、加工调制原则：、加工调制原则：（1 1）增加低质饲料的采食量，软化饲料，以减少咀嚼）

21、增加低质饲料的采食量，软化饲料，以减少咀嚼时的能量消耗；时的能量消耗；（2 2）为低质饲料在瘤胃中充分发酵创造合适的条件。）为低质饲料在瘤胃中充分发酵创造合适的条件。2 2、加工调制方法：、加工调制方法：（1 1）物理法）物理法 秸秆的切短与粉碎、秸秕类饲料的浸泡，蒸煮及热喷处秸秆的切短与粉碎、秸秕类饲料的浸泡，蒸煮及热喷处理。理。（2 2）化学法）化学法 秸秆类饲料的碱化处理和氨化处理。秸秆类饲料的碱化处理和氨化处理。（3 3）生物法）生物法 包括微生物发酵法和纤维素酶添加剂处理法。包括微生物发酵法和纤维素酶添加剂处理法。秸杆利用技术秸杆利用技术一料变四料一料变四料 安徽省人大常委会原主任安

22、徽省人大常委会原主任孟富林孟富林在在20002000年提出的年提出的“一料一料(秸秆秸秆)变四料变四料(肥料、原料、肥料、原料、饲料、燃料饲料、燃料)”)”的思路，也是发展低碳农业，的思路，也是发展低碳农业，应对气候变化的重要对策。应对气候变化的重要对策。传统的做法是把秸秆深翻到土壤里腐烂传统的做法是把秸秆深翻到土壤里腐烂做基肥，有的是把秸秆粉碎掺加畜禽粪便发做基肥，有的是把秸秆粉碎掺加畜禽粪便发酵后做生物质有机肥，可大大减少对化肥等酵后做生物质有机肥，可大大减少对化肥等高碳肥料的利用。高碳肥料的利用。秸杆还田秸杆还田 有的用秸秆做各种类型的纤维板、木塑型有的用秸秆做各种类型的纤维板、木塑型材

23、。有的用秸秆烧制活性炭，节约木材用量，材。有的用秸秆烧制活性炭，节约木材用量，减轻对生态环境的破坏。有的用秸秆与牛粪等减轻对生态环境的破坏。有的用秸秆与牛粪等做培养基培植各种食用菌，或将秸秆经预处理做培养基培植各种食用菌，或将秸秆经预处理后厌氧发酵制作沼气原料，解决了沼气原料不后厌氧发酵制作沼气原料，解决了沼气原料不足的问题。足的问题。秸杆生物质炭秸杆生物质炭 秸杆镁质水泥轻质条板秸杆镁质水泥轻质条板 将玉米秸秆青贮氨化喂牛效果好，还可将玉米秸秆青贮氨化喂牛效果好，还可将玉米秸秆切断揉搓发酵后打包做面包草喂将玉米秸秆切断揉搓发酵后打包做面包草喂牛，营养价值高，储存时间长，降低了运输牛，营养价值

24、高，储存时间长，降低了运输成本。成本。收割青贮玉米秸杆收割青贮玉米秸杆 以往用秸秆作生物质能源主要有直燃式和以往用秸秆作生物质能源主要有直燃式和热解气化式两种。热解气化式两种。直燃式是利用秸秆直接燃烧产生热量，但直燃式是利用秸秆直接燃烧产生热量，但其热效率仅为气化的三分之一，且投资大；热其热效率仅为气化的三分之一，且投资大；热解气化式在热解气化过程中同时挥发出多种有解气化式在热解气化过程中同时挥发出多种有机化合物和焦油，若不加以回收利用，会造成机化合物和焦油，若不加以回收利用，会造成环境污染。环境污染。生物质能源多联产综合利用技术生物质能源多联产综合利用技术气化炉气化炉 真空超导暖气片真空超导暖气片 玉米秸杆工艺品玉米秸杆工艺品