动物营养与饲粮学-第二章 第二节 碳水化合物与动物营养

五 粗纤维的合理利用
（一）影响粗纤维消化率的因素
1.动物种类和年龄
反刍动物消化粗纤维的能力最强， 高达50%-90%，其次是马、兔、猪，鸡 对粗纤维的消化能力最差。
动物对饲料中粗纤维的消化率(%)
动物 绵羊 马
秸秆 61.1 32.4
干草 50.8 45.5
精料 45.0 35.5
2.饲料种类 3.日粮蛋白质水平
寡聚糖已知1000余种，常用有寡果糖、寡甘露糖、
异麦芽糖、寡乳糖和寡木糖等。（益生元、益生素）
作用：
（1）与肠道中致病菌结合，并一道排出体外，保 护动物免受侵害。 （2）作为有益细菌生长的底物。
三 单胃动物碳水化合物营养
（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 未端）消化、吸收，而结构性碳水化合物主要在消化道
病因？
第一种：饲养管理不当，如饲料的日粮结构不平 衡，瘤胃机能发生障碍，挥发性有机酸生成量下 降，导致糖异生作用减弱。 第二种：先天性遗传因素，如父母代牛有本病的 发病史，则后代发病的几率高于其它健康牛。
发病机理
5 4.9 3.03
4.68 387
10 5.9 2.94
3.8 309
20 7.8 2.77
2.8 236
40 14.3 2.41
2.1 193
60 20.3 2.05
1.45 152
表2 等能条件下粗纤维对生产性能的影响 CF(%) 3.5 5.5 7.5 9.5 11.5 13.5
CP(%)
起重要作用。
糖蛋白质：指比较短、往往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
用巨大。
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， 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 糖蛋白质寡糖链所提供的“识别标记”直接相关。
补充知识
牛酮血症？ 由于奶牛体内的碳水化合物及挥发性脂肪酸 代谢紊乱而引起的一种全身性功能失调的代谢性 疾病。 主要特征： 血液、尿液、乳汁中的酮体含量显著升高， 血糖浓度降低，消化系统功能出现障碍。 表现：食欲不振，粪便干结，表面带有黏液，精 神萎靡，泌乳量下降，严重病牛，乳中带泡沫， 颜色发黄，类似初乳。
72.9 71.7 64.4 62.4 58.9
59.8
59.4 54.6 53.4 52.8 44.9
65.9
64.9 65.1 60.3 54.4 44.8
76.2
72.9 72.3 68.5 65.7 63.3
5.添加矿物质（促进微生物繁殖） 6.饲料的加工调制（太细，则降低消化率）
（二）粗饲料的加工调制
体内生糖物质转化。
2.作为前体物质； 为反刍动物瘤胃利用NPN合成菌体蛋白或重组 合成菌体蛋白和动物体内合成NEAA提供C架。 3.形成产品；
奶、肉、蛋
4.粗纤维是动物日粮中不可缺少的成分；
5.体组织的构成物质（核糖、糖脂、糖蛋白等）；
核糖：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 多糖苷具有解毒作用。 糖脂：是神经细胞的组成成分，以传导突轴刺激冲动
（如β-葡聚糖等）和不溶性（如纤维素等）。 可溶性NSP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。
谷物籽实中NSP的组成
β—葡聚糖和阿拉伯木聚糖在谷物中的含量(%DM)
常规营养分析中包括：
1.纤维素：纤维素的化学性质稳定。
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
糖，最后被寡聚1，6-糖苷酶水解，释放麦芽糖
和葡糖。
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C· H2O进入后肠，在微生物作用下 发酵产生VFA(volatile fatty)、CO2和甲烷。
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
源自文库
兔
16.6
20.0
41.5
4.日粮粗纤维和淀粉含量
反刍动物饲料中粗纤维含量对消化率的影响(%)
饲料干物质 中粗纤维含量 消化率 有机物质 粗蛋白质 脂肪 粗纤维 无氮浸出物
10-20
20-25 25-30 30-35 35-40 40-45
72.2
69.7 69.3 64.6 61.1 54.4
76.3
一、碳水化合物的概念、组成、性质及在动植物体中的存在
（三）碳水化合物的组成与性质
单糖、低聚糖
糖
类
贮存 多糖
多 糖 结构 多糖
淀粉、糖原
非淀粉多糖 (NSP)
非淀粉多糖（NSP）：由纤维素、半纤维素、果胶
和抗性淀粉（阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖、
葡糖甘露聚糖等）组成。根据水溶性，分为可溶性
多聚糖：10个以上单糖脱水以苷键结合的糖； 直链淀粉：250-300个glc单位以α-1,4糖苷键 连结； 支链淀粉：每隔24-30glc单位出现一个α-1,6 糖苷键连结。
•非淀粉多糖（NSP）
纤维素、半纤维素、果胶、抗性淀粉（阿拉 伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露 聚糖等） 不溶性：纤维素、半纤维素、果胶 • NSP 可溶性：β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、 甘露聚糖、葡糖甘露聚糖
形成VFA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 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42%-61%。 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。 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，一般应占整个日粮 干物质的50%以上。粗纤维含量约占日粮干物质的17%。
缺点：
适口性差，质地硬粗，减低动物的采食量。
消化率低(猪为3-25%)，且影响其它养分的
消化，与能量、蛋白的消化呈显著负相关。 影响生产成绩，实质是影响能量的利用率
（表1和2）。
表1 不同大豆秸粉喂乳猪的结果
豆秸杆粉(%) CF(%) DE(Mcal/kg)
采食量(Mcal) ADG(g)
ME(Cal/kg)
15
15
15
2915
15
2898
15
2889
15
2872
3103 2990
ADG(g)
F/G
690
690
680
3.44 10.0 3.23
730
3.55 10.3 3.71
710
3.16 9.1 3.35
750
3.77 10.8 3.43
3.28 3.54
ME(Cal/g增重) 10.2 10.3 膘厚(CM) 3.5 3.6
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。
丙酸 H2 己糖+戊糖
糖分解酶
半纤维素
细菌纤维分解酶 半纤维分解酶
丁酸+CO2
乙酸 CH4
3.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。
6. 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。
合成寡糖（化学益生素，chemical probiotics）有甘露 寡糖（MOS）、果寡糖（FOS）等。 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）。
1、加工调制原则：
（1）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；
（2）为低质饲料在瘤胃中充分发酵创造合适的条件。
2、加工调制方法： （1）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 理。 （2）化学法 秸秆类饲料的碱化处理和氨化处理。 （3）生物法 包括微生物发酵法和纤维素酶添加剂处理法。
后段（回肠未端以后）消化、吸收。
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。
马、兔：以粗纤维形成VFA为主，以淀粉形成葡萄 糖为辅。
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
4.木质素：实质上并不是碳水化合物，而是苯的衍生物。
木质素不溶于水和常见的有机溶剂，酸碱均不能使其
分解。
二 碳水化合物的营养功能
1.供给动物能量的主要来源（80%）；
– 直接氧化供能。 – 转化为糖元（肝脏、肌肉）-短期存在形式。 – 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 丙酸
+ 乙酸 丁酸 丙酸 乙酸
粗纤维
甲烷、 二氧 化碳
瘤 胃 丁酸 肝 脏
（二）无氮浸出物营养
其它单糖 葡萄糖 丙酸 + 乙酸 丁酸 瘤 胃 丁酸 肝 脏 丙酸 乙酸 糖原
淀粉 单糖
氢气、
肌糖原
各组织 氧 化 供 能 合 成 脂 肪
甲烷、
二氧
双糖
化碳
结论（反刍动物碳水化合物消化代谢特点）
（二）糖分子结构
醛基
H-C=O H-C=O H-C=O 羟基 H-C-OH CH2 H-C-OH H-C-OH H-C-OH HO-C-H H-C-OH H-C-OH H-C-OH CH2OH CH2OH CH2OH D-核糖 2-脱氧-D-核糖 D-木糖
酮基
CHO CH2OH CHO CHO HCOH C=O HCOH HOCH HCOH HOCH HOCH HOCH HCOH HCOH HCOH HCOH HCOH HCOH HCOH HCOH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH D-葡萄糖 D-果糖 D-半乳糖 D-甘露糖
（二）粗纤维营养 ◆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。 ◆提供能量，CF在盲肠发酵，满足10-30%能量。
◆改善胴体品质，能提高瘦肉率、乳脂率。 ◆降低饲料成本。 ◆饲粮粗纤维水平，育肥猪8%以下，母猪10-12%，鸡3%5%。 ◆代谢效应，刺激胃液、胆液、胰液等分泌。 ◆解毒作用
结论（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。以无氮浸出物 形成葡萄糖为主，以粗纤维形成VFA为辅。能够 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。
四 反刍动物碳水化合物营养
（一）粗纤维营养
其它单糖 糖原 肌糖原 各组织 氧 化 供 能 合 成 脂 肪
氢气、
导语：
从哪里来？
第二节 碳水化合物与动物营养
内 容
碳水化合物的概念、组成、性质及在动植体中
的存在
碳水化合物的营养生理功能 单胃动物碳水化合物营养
反刍动物碳水化合物营养
粗纤维的合理利用
一、碳水化合物的概念、组成、性质及在动植物体中的存在
（一）碳水化合物的相关概念
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； 糖（sugar）：水溶性的单糖和低聚糖，不包括多糖； 单糖：CHO的基本单位，根据官能团分为醛糖和酮 糖；根据碳原子数分为丙糖、丁糖、戊糖、己 糖等。 低聚糖或寡糖：2-10糖单位失水而构成的糖。