第5章碳水化合物与动物营养8ppt课件
碳水化合物营养 ppt课件
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影响微生物区系和微生态环境
根据添加抗生素后生产性能的变化(Choct & Annoson,1992)
VFA产量和比例(Drochner等,1993) 胆酸、胆固醇在肠道的演化 (Costa等,1994)
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维持肠胃正常蠕动
Fioramonti & Bueno(1980), 麦麸对结肠 的前进式蠕动有促进作用
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糖原异生不能满足时的后果： a.导致体脂合成与沉积量下降：NADPH
和甘油的生成量减少 脂肪合成的原料—长链脂肪酸（LCFA）
来源：一是饲料，二是由乙酸和丁酸合成。
乙酸和丁酸合成LCFA需要NADPH，但 70％NADPH由葡萄糖经磷酸戊糖途径产 生。
葡萄糖又是甘油的主要前提物。
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其它化合物：木质素、糖蛋白、糖脂。 从营养角度上分类： 营养性多糖：淀粉、糖元 结构性多糖(细胞壁的成分)：纤维素、 半纤维素、木质素、果胶
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淀粉、糖原：基本组成单位葡萄糖，以a－1， 4或a－1，6连接而成。
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淀粉：单胃动物的主要能源，主要来源于玉米， 和其他禾本科植物籽实。
消化道前段（口腔到回肠）主要是营养 性碳水化合物消化吸收的部位，后段（回肠未 端以后）主要是微生物消化结构性碳水化合物 的场所。
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前段： 口腔：淀粉酶分解淀粉为糊精和麦芽糖， 胃：部分淀粉和半纤维素酸解 小肠：营养学多糖分解为二糖，二糖酶作用分 解为单糖。 后段：微生物发酵,产生挥发性脂肪酸 （Volatile acids：乙酸、丙酸、丁酸)。
动物营养学(碳水化合物营养)
一、消化吸收
（三）体内碳水化合物的转运
▪ 葡萄糖通过肌肉细胞膜和脂肪组织细胞膜的转运 是不消耗能量的载体转运，胰岛素刺激葡萄糖通 过细胞膜。
▪ 细胞摄入葡萄糖的能力随动物年龄增加而下降。
二、碳水化合物代谢
（一）非反刍动物的碳水化合物代谢
1、单糖互变
非反刍动物体内循 环的单糖形式主要 是葡萄糖，而其它 糖需经适当变换才 能进一步代谢，如 右图。
糖为单位的聚合物）。
一、碳水化合物的组成、分类和主要性质
（一）碳水化合物的组成和分类 4、其它化合物
几丁质（N－已酰氨基糖、CaCO3的聚合物） 木质素〔苯丙烷衍生物的聚合物〕 硫酸软骨素（葡萄糖醛酸、N－已酰氨基半乳糖硫 酸脂的聚合物）
糖蛋白 糖脂
一、碳水化合物的组成、分类和主要性质
（二）碳水化合物与动物营养有关的一些性质
二、碳水化合物代谢
（一）非反刍动物的碳水化合物代谢
2、葡萄糖分解代谢
▪ 无氧酵解：在细胞内中进行，1mol葡萄经无氧酵解 可生成6~8molATP。
▪ 有氧氧化：是糖酵解的尾产品在有氧存在条件下， 在线粒体经三羧循环彻底氧化。 1mol葡萄糖经有氧 氧化可生成36~38molATP。
▪ 磷酸戊糖循环：主要是为长链脂肪酸的合成提供 NADPH，同时代谢中产生的5-磷酸核糖或1-磷酸核 糖对供给细胞中核糖需要具有重要意义。
饲料中粗饲料比例高，瘤胃液中乙酸比例 高，甲烷的产量也高，饲料的能量效率降低。 丙酸发酵可利用氢，所以，丙酸高时能量利 用效率也高。
一、消化吸收
（二）反刍动物的消化吸收
5、前胃碳水化合物发酵的利弊 ▪ 优点：对宿主动物有显著的供能作用；植物细胞
壁经微生物分解后，纤维物质变得可用，且使植 物细胞内利用价值高的营养素得到充分利用。 ▪ 缺陷：发酵过程中，碳水化合物有损失，碳水化 合物供给葡萄糖效率显著比非反刍动物低。
第五章碳水化合物营养
第五章碳水化合物营养日粮中的碳水化合物在反刍动物营养中的起着重要的作用。
碳水化合物在瘤胃微生物的作用下生成乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸等挥发性脂肪酸（VFA），这些VFA是反刍家畜主要的能量来源，可以满足宿主动物总能量需要的70%~80%。
但由于瘤胃微生物对日粮中碳水化合物的有效降解，小肠吸收的葡萄糖不能满足宿主动物的需要。
因此，糖元异生对反刍类动物极其重要，并且葡萄糖前体物的供应量和某些器官合成葡萄糖的效率都可能是反刍动物整体生产性能提高的限制性因素。
奶牛酮病和绵羊妊娠毒血症的预防、奶牛泌乳量和乳脂率的提高?以及保证瘤胃添加剂最大限度的提高生产性能，所有这些都取决于饲喂日粮中碳水化合物的水平和类型。
本章将论及反刍动物碳水化合物营养的许多方面。
首先从界定具有重要营养价值的碳水化合物开始，而后论述瘤胃微生物对它们的代谢作用；影响碳水化合物消化部位、效率和程度的因素；小肠和大肠对碳水化合物消化的作用；宿主动物体内的糖元异生过程；幼龄反刍动物碳水化合物营养的特征；日粮中碳水化合物营养价值的评定方法；最后讨论饲料加工贮存过程中影响碳水化合物利用率的因素。
其中，结构性碳水化合物和非结构性碳水化合物都将被考虑在内。
第一节饲料中的碳水化合物碳水化合物（carbohydrates）是多羟基的醛、酮及其多聚物和某些衍生物的总称。
常规营养分析中将这类营养素分为无氮浸出物和粗纤维两大类。
无氮浸出又可称为可溶性无氮化合物（nitrogen free extract）,它包括单糖及其衍生物、寡糖（含2—10个糖单位）和某些多糖（如淀粉、糊精、糖原、果聚糖等）。
粗纤维包括纤维素、半纤维素、多缩戊糖、木质素、果胶、角质组织等，其中纤维素、半纤维素等也属于多糖。
它们是一类重要的营养素，在反刍动物日粮中占一半以上。
碳水化合物的组成和分类详见表1。
在青粗饲料的理化性质研究领域还有结构型碳水化合物（structural carbohydrate,SC）非结构性碳水化合物（nonstructural carbohydrate,NSC）水溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate,WSC）以及糖与非糖物质的结合物—结合糖。
碳水化合物和动物营养
2023-11-11CATALOGUE目录•碳水化合物概述•碳水化合物的消化与吸收•碳水化合物在动物体内的代谢与利用•碳水化合物与动物健康•碳水化合物在动物饲料中的应用•未来研究方向01碳水化合物概述碳水化合物是一类由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物。
定义其主要特点是氢氧比例为2:1，分子中常含有羟基或醛基/酮基。
特点碳水化合物的定义不能再被水解为更小分子的糖，如葡萄糖、果糖等。
碳水化合物的分类单糖由两个单糖分子通过糖苷键连接而成，如蔗糖、乳糖等。
双糖由多个单糖分子聚合而成，包括淀粉、纤维素、糖原等。
其中淀粉和糖原是动物体内主要的储能物质。
多糖能量来源：碳水化合物是动物体内主要的供能物质，被氧化分解为葡萄糖后，通过三羧酸循环产生ATP供能。
维持消化道健康：某些碳水化合物（如膳食纤维）可以促进肠道蠕动，维持肠道微生物平衡，有助于消化道健康。
请注意，不同类型的动物对碳水化合物的需求和利用能力存在差异。
在设计动物饲料配方时，需要根据动物的种类、生长阶段和生产目的等因素，合理选择和搭配碳水化合物来源。
节省蛋白质：当饲料中碳水化合物不足时，动物会利用蛋白质进行糖异生以维持血糖水平，导致蛋白质浪费。
因此，足够的碳水化合物摄入可以节省蛋白质。
碳水化合物在动物营养中的作用02碳水化合物的消化与吸收碳水化合物在口腔中开始消化，唾液中的淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖。
口腔消化胃部消化小肠消化胃中的胃酸和消化酶进一步分解碳水化合物，将其转化为更小的糖分单位。
碳水化合物进入小肠后，胰液中的酶类继续消化糖分，将其分解成单糖，如葡萄糖、果糖和半乳糖。
03碳水化合物的消化过程0201主动转运小肠黏膜细胞通过主动转运机制将单糖从肠腔转运到血液中，这需要消耗能量。
被动扩散部分单糖可以通过被动扩散的方式，顺着浓度梯度从肠腔进入小肠黏膜细胞。
碳水化合物的吸收机制影响碳水化合物消化与吸收的因素不同种类的碳水化合物，如淀粉、蔗糖、乳糖等，其消化和吸收速度不同。
第5章碳水化合物与动物营养8ppt课件-文档资料
口腔：
淀粉（少部分）
肠淀粉酶 胰淀粉酶 细 菌
唾Hale Waihona Puke 淀粉酶麦芽糖葡萄糖
麦芽糖酶
小肠： 淀粉
麦芽糖
大肠： 淀粉
挥发性脂肪酸 + 气体
二、粗纤维营养
单胃动物的胃及小肠不分泌纤维素酶及半纤维素酶， 粗纤维酶解不了，只能到大肠中靠细菌酵解： 盲肠、结肠： 粗纤维
细菌
甲酸+丙酸+丁酸
CH4 + H2 + CO2
小肠： 麦芽糖
葡萄糖
蔗 糖
半乳糖
葡萄糖 + 果糖 葡萄糖 + 半乳糖
葡萄糖被小肠壁吸收后，一部分进入肝脏合成肝糖元，一部分 送至肌肉中形成肌糖元，一部分参加三羧酸循环。过多的则被送至 脂肪组织及细胞中合成脂肪。
(三)淀粉 饲料中的淀粉转化是从口腔中开始的。单胃动物中以 猪口腔的唾液淀粉酶的活性较强。
多年来人们一直认为，碳水化合物的唯一功用是作为能 源（因单糖骨架较简单）。 近年来研究表明，碳水化合物除作为能源物质外，还具 有许多其它方面的功用。 (一)动物体组织的构成物质 (二)动物体内能量的主要来源 细胞 日粮一半以上、80%
(三)动物体内的营养贮备物质
(四)乳脂和乳糖的重要合成原料 (五)寡聚糖的特殊作用
(一)粗纤维含量 包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。多存在于 植物茎秆和壳中。 各类饲料的粗纤维含量（％）
饲 料 种 类 秸 秆 类 秕 壳 类 青 干 草 类 糠 麸 类 粗 纤 维 含 量 饲 料 种 类 3 5 4 5 3 0 3 5 2 0 3 5 1 0 2 9 谷 实 类 油 饼 类 块 根 和 块 茎 类 粗 纤 维 含 量 2 ～ l O 3 ～ 2 0 O . 4 ～ 2
碳水化合物和动物营养
动物营养对碳水化合物代谢的影响
碳水化合物消化吸收
01
动物体内的消化酶可以分解碳水化合物，使其易于吸
收。
糖异生作用
02 动物肝脏可以将一些非糖物质转化为糖原，维持血糖
水平的稳定。
胰岛素分泌
03
动物分泌的胰岛素可以促进血糖的利用和储存，维持
碳水化合物代谢的正常。
碳水化合物和动物营养的平衡关系
适量摄入
03
高质量饲料的研发与 推广
针对不同饲养需求和发展目标，研发 高质量的饲料配方和饲养方案，推广 科学的饲养管理模式，提高动物的生 长性能和生产效益。
06
相关案例分析
案例一：某品牌宠物食品的营养成分分析
总结词
该品牌宠物食品碳水化合物含量适中，但脂肪含量过高，可能导致宠物肥胖和心 血管疾病。
详细描述
其他食物
动物也可以从其他食物中获取营养，如青草、果 实、昆虫等。
动物营养的消化和吸收
消化系统
动物的消化系统包括口腔、食道 、胃、小肠、大肠和其他辅助器 官，负责将食物分解为小分子以
便吸收。
吸收
营养物质通过肠上皮细胞进入血液 和淋巴液，被身体利用或储存。
代谢
营养物质经过代谢过程转化为能量 、组织或废物。
生长和发育
对于生长中的动物，营养 需求更为重要，包括能量 、蛋白质、矿物质和维生 素等。
繁殖和泌乳
繁殖和泌乳期的动物需要 额外的营养来支持繁殖和 泌乳。
动物营养的来源和摄取
饲料
为满足动物的营养需求，通常需要提供专门的饲 料，包括全价饲料、添加剂饲料等。
水
水是动物摄取营养的重要来源之一，也是维持生 命活动所必需的。
01
纤维素
动物饲料之碳水化合物ppt课件
② – D – 葡萄糖 ③ 纤维素的其多聚物
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③ -D-半乳糖 -D-galactose
➢ 是乳糖的构成成分 ④ -D-果糖 -D-fructose
➢ 是蔗糖的构成成分
➢ 是在所有CHO中最甜的
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二糖 Disaccharides
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直链淀粉 Amylose
-1,6 linkage
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4. 糖原 Glycogen
a. 俗称动物淀粉，存在于肌肉和肝脏中 b. 多个D-葡萄糖以a-1, 4 & a-1, 6糖苷键连接 c. 类似于支链淀粉，但其侧链较短
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5. 纤维素 Cellulose
a. 植物中CHO的主要形式
反刍动物：40-70mg/100ml
禽：130-260mg/100ml
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单胃动物消化利用（CH2O）n 小结
营养性（CH2O）n 主要在消化道前段消化、 吸收，而结构性（CH2O）n 主要在消化道 后段消化吸收；
猪禽对（CH2O）n 的消化吸收特点，是以 淀粉形成葡萄糖为主，以粗纤维形成VFA为 辅，主要部位在小肠。
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3. 支链淀粉 Amylopectin
a. 约有70-75%的淀粉以支链的形式存在 b. 在水中不溶解 c. 葡萄糖以–1, 4–糖苷键连接 d. 支链以–1, 6–糖苷键连接 e. 这两种化学键均可被动物的消化酶作用
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-1,4 linkage
支链淀粉 Amylopectin
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碳水化合物与动物营养
（五）其他作用
1.某些寡糖的作用：化学益生素； 2.糖苷的生理作用：解毒； 3.结构性碳水化合物的营养生理作用：
营养、促进肠道蠕动、便通、饱感；
4.糖蛋白的生理作用：
物质运输、血液凝固、生物催化、润滑保 护、结构支持、黏着细胞、降低冰点、卵 子受精、免疫；
5. 糖脂的生理作用：
神经细胞的组成。
三、CHO不足和过多的后果
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。
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
可溶性糖(单糖、二糖等)、淀粉(包括糊精)。
单糖主要存于果实,饲料中含量较少； 二糖在甜菜、甘蔗中丰富； 淀粉主要贮存植物籽实和块根、块茎中。 -1，4；-1，6糖苷键 最易消化吸收营养物质。单胃动物日粮比例最大。
二、碳水化合物的营养作用
（一）动物体内能量的主要来源 最经济能源。多余CHO转化为肝糖元、 肌糖元和脂肪贮备能量；
(三)幼龄哺乳动物
单胃、幼龄反刍动物不能利用CF； 可溶性碳水化合物和淀粉的利用能力随年龄 变化有很大差异； 初生哺乳动物只能利用乳糖； 4-5周龄仔猪才对天然淀粉有一定消化能力； 8-10周龄仔猪消化道酶活性接近成年动物。
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目前通用的饲料常规营养成分分析方法中，将碳水化 合物分为粗纤维和无氮浸出物两类。
单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖 糖
无氮浸出物
双糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖
碳水化合物
淀粉
纤维素
粗 纤 维 半纤维素 镶嵌物质
木质素 角质
木栓质、硅酸
二、饲料碳水化合物的含量
(一)粗纤维含量
包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。多存在于 植物茎秆和壳中。
将10个糖单位以上的称多聚糖，包括淀粉、纤维素、 半纤维素、果胶、半乳聚糖、甘露聚糖、粘多糖等。其中 纤维素、半纤维素及果胶统称为非淀粉多糖（NSP）。
二、碳水化合物的功能
多年来人们一直认为，碳水化合物的唯一功用是作为能 源（因单糖骨架较简单）。
近年来研究表明，碳水化合物除作为能源物质外，还具 有许多其它方面的功用。
在瘤胃中未被分解的粗纤维，通过小肠时无大变化。到达结肠 与盲肠中被细菌分解为挥发性脂肪酸及气体，挥发性脂肪酸被吸收利 用，气体排出体外。
二、无氮浸出物营养
反刍动物的口腔中含淀粉酶很少，故饲料中的淀粉 在反刍动物的口腔内被消化的数量不多，大部分淀粉及 麦芽糖进入瘤胃被细菌分解为挥发性脂肪酸及气体。挥 发性脂肪酸被瘤胃壁吸收参加机体代谢，气体排出体外。
(二)无氮浸出物含量
一类易溶解物质，包括单糖、二糖和淀粉等多糖类
物质。
单糖主要存在于果实及块根块茎中。蔗糖在甜菜及 玉米秸中含量较多。多糖中的淀粉大量贮存在种子、果
实及块根块茎中 各类饲料的无氮浸出物含量(％)
饲 料 种 类 无 氮 浸 出 物 含 量 饲 料 种 类 无 氮 浸 出 物 含 量
禾 本 科 子 实 60-70
●使动物食后有饱腹感；促进胃肠蠕动和粪便排泄。
(二)可在一定程度上影响细胞内容物中其它营养物质与 动物消化酶的接触，从而影响动物对饲料的消化利用。
●可溶性NSP（β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖和果胶）的抗营 养作用（增加食靡粘度、阻止消化、吸收）日益受到关 注。
第二节 饲料碳水化合物的种类及含量
一、饲料碳水化合物的种类
禾 本 科 干 草 40-50
豆 科 子 实 30-35
油 饼 类
29-33
糠 麸 类 47-61
动 物 性 饲 料 l左 右
第三节 单胃动物的碳水化合物营养
碳水化合物在动物体内代谢方式有两种，一是葡萄糖 代谢，二是挥发性脂肪酸代谢。其过程简式表示如下：
酶
血液输送
葡萄糖等单糖
碳水化 合物
肝脏
乙酸、丙酸、丁酸 细菌
参加三羧酸循环氧 化供能
部分葡萄糖合成糖 原，暂时贮存起来
多余葡萄糖合成体 脂、乳脂等
一、无氮浸出物营养
(一)单糖 可直接被小肠吸收后参加机体代谢。未被 吸收的单糖转移至大肠时被酵解产生挥发性脂肪酸和气体。
(二)二糖
小肠： 麦芽糖 麦芽糖酶 葡萄糖
蔗 糖 蔗糖酶 葡萄糖 + 果糖
半乳糖 半乳糖酶 葡萄糖 + 半乳糖
(一)动物体组织的构成物质
细胞
(二)动物体内能量的主要来源 (三)动物体内的营养贮备物质
日粮一半以上、80% 糖原和脂肪
(四)乳脂和乳糖的重要合成原料
(五)寡聚糖的特殊作用
有益菌基质
三、粗纤维在动物饲养中的作用
粗纤维：一组由纤维素、半纤维素、木质素及果胶等 组成的混合物，属非淀粉多糖（NSP）。
(一)是动物不可缺少的营养物质，是草食动物的主要营 养物质。对食草动物而言，粗纤维所提供的能量可满足维 持能量消耗。
在瘤胃中未被分解的淀粉和糖进人小肠，在淀粉酶， 麦芽糖酶及蔗糖酶的作用下分解为葡萄糖被肠壁吸收利 用。在小肠中未被消化的淀粉和糖进人结肠与盲肠，被 细菌分解产生挥发性脂肪酸及气体，挥发性脂肪酸被肠 壁吸收参加机体代谢，气体排出体外。
中性洗涤 剂处理 饲料
PH=7. 0
中性洗涤纤 维
（NDF）
第5章碳水化合物与动物营养8ppt课件
第一节 碳水化合物的组成与功能
一、碳水化合物的组成
碳水化合物是植物以二氧化碳和水为原料，通过光合 作用形成的。C：H：O为1：2：1，碳水化合物可用通式 (CH2O)n表示。
碳水化合物又称糖，包括单糖、双糖、寡聚糖、多聚 糖等。
由2-10个单糖通过糖苷键连接起来形成的直连或支链 的一类糖，称低聚糖或寡糖；
麦芽糖
葡萄糖
胰淀粉酶
大肠： 淀粉 细 菌 挥发性脂肪酸 + 气体
二、粗纤维营养
单胃动物的胃及小肠不分泌纤维素酶及半纤维素酶， 粗纤维酶解不了，只能到大肠中靠细菌酵解：
盲肠、结肠： 粗纤维 细菌
甲酸+丙酸+丁酸
CH4 + H2 + CO2
产生的挥发性低级脂肪酸，部分被肠壁吸收利用，气
体被排出体外。
*单胃动物中，马和驴等的盲肠特别发达，结肠的容 量也很大，其中的细菌对纤维素及半纤维素具有较强的 消化能力。
各类饲料的粗纤维含量（％）
饲料种类 秸秆类 秕壳类 青干草类 糠麸类
粗纤维含量 35-45 30-35 20-35 10-29
饲料种类 谷实类 油饼类 块根和块茎类
粗纤维含量 2～lO 3～20 O.4～2
●纤维素、半纤维素和果胶，不能被动物消化道分泌的酶水解，但
能被消化道中微生物酵解。而木质素不能被动物所利用。
葡萄糖被小肠壁吸收后，一部分进入肝脏合成肝糖元，一部分 送至肌肉中形成肌糖元，一部分参加三羧酸循环。过多的则被送至 脂肪组织及细胞中合成脂肪。
(三)淀粉
饲料中的淀粉转化是从口腔中开始的。单胃动物中以 猪口腔的唾液淀粉酶的活性较强。
口腔： 淀粉（少部分） 唾液淀粉酶 麦芽糖
肠淀粉酶
麦芽糖酶
小肠： 淀粉
酸性洗 涤
剂处理
酸性洗涤可溶物（ADS） 酸性洗涤纤维（ADF）
KMnO4 处 理 纤维素和残余矿物质
PH=3. 0
木质素氧化损失
72%H2SO4
纤维素被溶 解
处 理
木质素和矿物质
第四节 反刍动物的碳水化合物营养
反刍动物的碳水化合物营养不同于单胃动物。碳水化合 物主要被分解为挥发性脂肪酸而被吸收利用，以单糖形式被 吸收的数量则很少。
一、粗纤维营养
瘤胃是消化粗纤维的主要器官。饲料粗纤维进入瘤胃后，被瘤 胃细菌分解为乙酸、丙酸和丁酸等挥发性脂肪酸(VFA)及甲烷等气体。 气体排出体外，挥发性脂肪酸被吸收进入肝脏，丙酸形成糖元，丁酸 分解为乙酸，乙酸参加三羧酸循环，氧化产生二氧化碳和水，同时释 放出热能供维持体温，或被输送至乳腺，用以合成乳脂肪。