动物营养学：第五章 碳水化合物营养
《动物营养学》课程笔记
《动物营养学》课程笔记第一章绪论一、动物营养学发展1. 动物营养学起源动物营养学起源于人们对动物饲养实践中的观察和思考。
18世纪末至19世纪初，随着农业生产力的提高和科学技术的进步，人们开始系统地研究动物的营养需求与饲料的营养价值。
（1）早期研究：早期的研究主要集中在饲料的化学组成和动物对饲料的消化能力上。
法国化学家拉瓦锡（Antoine Lavoisier）提出了“呼吸是燃烧的一种形式”，为动物营养学的发展奠定了基础。
（2）李比希的贡献：德国农业化学家尤斯图斯·冯·李比希（Justus von Liebig）是动物营养学的奠基人之一，他提出了动物营养的有机体理论，即动物体需要的营养物质主要来源于饲料中的有机物质。
2. 动物营养学的发展阶段（1）初创阶段（18世纪末-19世纪末）：在这一阶段，动物营养学的研究主要集中在饲料的化学分析和动物对营养物质的消化吸收上。
研究者们开始认识到不同营养物质对动物生长和健康的重要性。
（2）发展阶段（20世纪初-20世纪中叶）：这一时期，动物营养学形成了较为完整的理论体系，包括营养物质的分类、营养生理学、营养代谢等。
同时，饲料工业的发展和饲养标准的建立为动物营养学的研究提供了实践基础。
（3）成熟阶段（20世纪中叶至今）：随着生物化学、分子生物学、遗传学等学科的发展，动物营养学研究进入了分子水平，开始探讨营养与基因表达的调控、营养与免疫系统的关系等深层次问题。
3. 我国动物营养学发展（1）起步阶段（20世纪初-20世纪40年代）：我国动物营养学研究起步较晚，主要依赖于引进和消化国外的研究成果。
（2）发展阶段（20世纪50年代-20世纪80年代）：在这一阶段，我国动物营养学研究取得了显著成果，如饲料资源的开发利用、饲养标准的制定和推广等。
（3）快速发展阶段（20世纪90年代至今）：我国动物营养学研究取得了世界领先水平，研究领域不断拓展，包括营养与基因调控、营养与环境友好型畜牧业、饲料添加剂研究等。
碳水化合物与动物营养
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。
二、成年反刍动物对CHO的消化利用
瘤胃内碳水化合物的代谢
Pectin （果胶）
糖：甘油醛、二羟丙酮
糖：赤鲜糖、苏阿糖等
糖：核糖、核酮糖、木糖、木酮糖、阿拉伯糖
糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等
糖：景天庚酮糖、葡萄庚酮糖、半乳庚酮糖等
衍生糖：脱氧糖（脱氧核糖、岩藻糖、鼠李糖）
氨基糖（葡萄糖胺半乳糖胺）
糖 醇（甘露糖醇、木糖醇、肌糖醇等）
糖醛酸（葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸）
第二节 碳水化合物的消化、吸收和代谢
单胃动物CHO的消化利用
01
反刍动物对CHO的消化利用
02
一、单胃动物碳水化合物的消化利用
（一）非草食单胃动物 1.胃和小肠 底物：淀粉、可溶性糖 酶： 淀粉酶、二糖酶（乳糖酶、蔗糖酶、麦芽糖酶） 产物：单糖； 2.大肠 底物：纤维素、半纤维素和少量淀粉、可溶性糖, 酶： 微生物 产物：VFA （二）草食单胃动物 粗纤维为主 单胃肉食动物和水产类动物消化道的淀粉酶活性低,对淀粉类物质 的消化利用能力低。
1mol Glc及VFA的能量利用效率 总能 代谢耗用 总产ATP 净获能 捕获能 利用率 （kJ/mol） （mol） （mol） （mol） （kJ） （%） Glc 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
棉 籽 糖（半乳糖+葡萄糖+果糖） 松 三 糖（2葡萄糖+果糖） 龙胆三糖（2葡萄糖+果糖） 洋槐三糖（2鼠李糖+半乳糖）
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。
5碳水化合物营养
发酵过程存在碳水化合物的损失。宿主 动物体内代谢需要的大部分葡萄糖，由 发酵产品经糖原异生供给，使碳水化合 物供给葡萄糖的效率显著比非反刍动物 低。
动物营养学——田科雄
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二、CF对反刍动物的营养意义
（1）维持瘤胃正常功能和动物健康 （2）持动物正常的生产性能 适宜的CF
水平是维持产奶牛较高的乳脂率和产 奶量所必须的 （3）提供动物以大量的能源。
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§5.2 单胃动物碳水化合物 的消化、吸收和代谢
动物营养学——田科雄
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一、消化、吸收
淀粉 淀粉酶 麦芽糖 麦芽糖酶 葡萄糖
蔗糖 蔗糖酶 葡萄糖 ＋ 果糖
乳糖 乳糖酶 葡萄糖 ＋ 半乳糖
动物营养学——田科雄
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单糖的吸收
单糖主要在十二指肠经主动载体转 运吸收，随食糜向回肠移动，吸收 率逐渐下降。
§5 碳水化合物营养
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§5.1 动植物体内的碳水化 合物及其作用
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碳水化合物（carbohydrate）
碳水化合物（carbohydrate）的名称来源 于法语 hydrate (氢氧化物) de carbone 。
碳水化合物主要由碳、氢、氧三大元素遵 循 C:H:O 为 1:2:1 的结构规律构成基本 糖单位。可用通式[(CH2O)n]描述不同碳 水化合物分子的组成结构。但少数碳水化 合物并不遵循这一结构规律。
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单胃草食动物（马属动物、兔等）具有 十分发达的盲肠和结肠，对饲料CF有 较强的消化能力。
动物营养学——田科雄
《动物营养学》课程笔记
《动物营养学》课程笔记第一章绪论1.1 动物营养学发展动物营养学的发展可以分为几个阶段：- 初始阶段：18世纪末至19世纪初，科学家们开始关注动物饲料的化学成分，通过对饲料中蛋白质、脂肪、碳水化合物等养分含量的分析，初步了解了动物对营养的需求。
- 科学阶段：20世纪初，随着生物学、生物化学、生理学等学科的发展，动物营养学开始从单一的化学分析转向对动物营养生理和代谢过程的研究。
- 系统阶段：20世纪中叶至今，动物营养学逐渐形成了以动物生理代谢为基础，研究营养素对动物生长、生产、繁殖和健康影响的科学体系。
同时，分子生物学、遗传学、生态学等学科的发展，为动物营养学的研究提供了新的思路和方法。
1.2 动物营养学的研究热点动物营养学的研究热点主要集中在以下几个方面：- 营养与基因表达：研究营养素对动物基因表达的调控作用，以及通过基因工程技术改变动物对营养素的利用效率。
- 营养与免疫：探讨营养对动物免疫系统的影响，提高动物对疾病的抵抗力。
- 营养与肠道健康：研究营养素对肠道微生物群落结构、肠道黏膜屏障功能的影响，以及通过营养调控改善肠道健康。
- 营养与环境：研究动物营养与环境保护之间的关系，降低畜牧业对环境的影响。
1.3 畜牧业热词解析（上）- 绿色畜牧：指在养殖过程中，采用环保、低碳、可持续的生产方式，生产出安全、优质、营养的畜产品。
这包括合理利用资源、减少废弃物排放、保护生态环境等方面。
- 精准营养：根据动物的品种、生长阶段、生产性能等个体差异，为其提供定制化的营养方案，实现营养的精准供给。
这有助于提高饲料利用率，减少资源浪费，降低生产成本。
- 生态养殖：在养殖过程中，模拟动物在自然生态环境中的生长条件，提高动物福利，生产出高品质的畜产品。
这包括采用有机饲料、减少抗生素使用、提供宽敞舒适的养殖环境等措施。
1.4 畜牧业热词解析（下）- 饲料添加剂：为改善动物生产性能、保障动物健康、提高饲料利用率等目的，而在饲料中添加的具有特定功能的物质。
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。
动物营养学考试--思考题总结
绪论1、名词解释养分（营养物质）：饲料中凡能被动物用以维持生命、生产产品，具有类似化学性质的物质统称为营养物质，亦称为养分或营养素。
营养：是动物摄取、消化、吸收食物并利用食物中的营养物质来维持生命活动、修补体组织、生长和生产产品的全部过程。
营养学：研究生物体营养过程的科学。
通过这一过程的研究，可以阐明生命活动的本质，并通过营养调控措施维持生态系统的平衡。
饲料：正常情况下，凡能被动物采食、消化吸收、无毒无害、且能提供营养物质的所有物质均可称为饲料。
饲料的营养价值：饲料或养分完成一定营养或营养生理功能的能力大小。
2、试述动物营养学的研究目标和任务。
答：总体目标：通过研究，揭示养分利用的定性定量规律，形成饲料资源的高效利用、动物产品的高效生产、人类健康及生态环境的长期维护的动物营养科学指南，使动物生产在土壤----植物----动物----人食物链中与其他要素协调发展，为维持食物链的高效运转发挥积极作用。
任务：(1)确定必需营养素、研究其理化特性和营养生理作用；(2)研究必需营养素在体内的代谢过程及其调节机制；(3)研究营养摄入与动物健康、动物体内外环境间的关系；(4)研究提高动物对饲料利用率的原理与方法；(5)制定动物的适宜养分需要量；(6)探索或改进动物营养学的研究新方法或新手段（饲料营养价值评定、营养需要量）。
3、简述动物营养学在动物生产中的地位。
答：（1）保障动物健康（2）提高生产水平与50年前比较，现代动物的生产水平提高了80-200%。
其中，营养的贡献率占50-70%。
(3)改善产品质量(4)降低生产成本动物生产的总成本中，饲料成本占50-80% (5)保护生态环境4、学习动物营养学的意义。
答：(1)研究养分的摄入与动物健康和高效生产的定性定量规律，可为动物生产提供理论依据和实践指南，维持动物生产的高效进行。
(2)有助于揭示动物生命活动的本质、动物与人及环境的互作关系，并通过营养调控措施维持生态系统的平衡。
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
第五章碳水化合物的营养
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。
α-酮戊二酸+ NH2→谷氨AA 5．谷CAFA有+重丙要酮的酸营经养N生H2理转功移能生成丙AA
CF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10～30%。 （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。
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。
内容目录
第一节 碳水化合物及其营养生理功能 第二节 单胃动物碳水化合物营养 第三节 反刍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。
关于非淀粉多糖(NSP)
3.可溶性NSP的性质和抗营养作用：
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。
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.
碳水化合物的营养
第一节 碳水化合物及其营养生理作用
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粘多糖（N-乙酰氨基糖、糖醛酸为单位的聚合物） 透明质酸（葡萄糖醛酸、N－乙酰氨基糖为单位的聚合物） (四)其它化合物 几硫丁酸质软骨（N素-（乙葡酰萄氨糖基醛糖酸、、CaNC－O3乙的酰聚氨合基物半）乳糖硫酸脂的聚
糖主要被肠道中的有益微生物发酵，但如果量过高，发酵产气过多可能导致肠胃胀气。同时，
发酵产物也影响肠粘膜与血浆间的渗透压，严重时可导致腹泻，这也是向仔猪饲喂含高水平
大豆或豆粕的饲粮时，容易产生腹泻的原因之一。
2. 动物体内糖苷的生理作用
糖苷是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。糖苷经完全水解，糖苷键分裂，产生的糖部分称为糖基（glycone），非糖部分
称为配基（aglycone）。现已确定动物体内代谢产生的许多糖苷具有解毒作用。哺乳类、鱼类
及一些两栖类动物的许多毒素、药物或废物，包括固醇类激素的降解产物可能是通过与 D—
葡萄糖醛酸形成葡萄糖苷酸而排出体外的。
3. 结构性碳水化合物的营养生理作用
结构性碳水化合物在体内有多种营养生理功能，饲粮中适宜水平的纤维对动物生产性能
和健康有积极的作用。粘多糖是保证多种生理功能实现的重要物质。透明质酸具有高度粘性，
在润滑关节、保护机体在受到强烈振动时，不致影响正常功能方面起重要作用。硫酸软骨素
第四章 碳水化合物的营养
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在软骨中起结构支持作用。几丁质（又名甲壳素、壳多糖）是许多低等动物尤其是节肢动物外
合物） 糖蛋白质 糖脂 木质素（苯丙烷衍生物的聚合物）
(二) 碳水化合物与动物营养有关的一些性质 淀粉分为直链淀粉和支链淀粉两类。直链淀粉呈线型，由 250－300 个葡萄糖单位以α -1,4-糖苷键连结而成。支链淀粉则每隔 24—30 个葡萄糖单位出现一个分支，分支点以α-1,6糖苷键相连，分支链内则仍以α-1,4-糖苷键相连。糖原(动物淀粉)则每隔 10－12 个葡萄糖单 位出现一个分支，结构与支链淀粉相似。淀粉在其天然状态下呈不溶解的晶粒，对其消化性 有一定影响，但在湿热条件下（60—80℃）淀粉颗粒易破裂和溶解，有助于消化。 麦芽糖由两分子α-D-葡萄糖以α-1,4-糖苷键连结而成。纤维二糖则由两分子β-D-葡萄 糖以β-1,4-糖苷键连结而成。纤维素和淀粉都是葡萄糖的聚合物，区别仅在于淀粉中的葡萄 糖分子是以α-1，4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连结在一起，而在纤维素中则是以β-1,4-糖苷键连 结。动物胰腺分泌的α-淀粉酶只能水解α-1,4-糖苷键，其产物包括麦芽糖和支链的低聚糖。 支链的低聚糖在低聚α-1,6-糖苷酶的催化下才裂解产生麦芽糖和葡萄糖。动物淀粉酶不能分 解β-糖苷键。这是动物本身不能消化利用纤维素的根本原因。 半纤维素是木糖、阿拉伯糖、半乳糖和其他碳水化合物的聚合物，含大量β—糖苷键， 与木质素以共价键结合后很难溶于水。草食动物(如鹿)的唾液中含有大量的脯氨酸，脯氨酸 与单宁结合可以减轻单宁对细胞壁纤维素及半纤维素消化的抑制作用。 纤维素、半纤维素、木质素和果胶是植物细胞壁的主要构成物质。木质素是植物生长成 熟后才出现在细胞壁中的物质，含量为 5-10%，它是苯丙烷衍生物的聚合物（亦称苯丙基的 多聚物），动物及其体内微生物所分泌的酶均不能使其降解。木质素通常与细胞壁中的多糖形 成动物体内的酶难降解的复合物，从而限制动物对植物细胞壁物质的利用。果胶在植物细胞 壁中约占 1-10%。植物细胞壁中果胶物质与纤维素、半纤维素结合形成不溶性的原果胶。原 果胶经酸处理或在原果胶酶的作用下，可转变为可溶性果胶。 从营养生理角度考虑,多糖可分为营养性多糖和结构性多糖。淀粉、菊糖、糖原等属营养 性多糖，其余多糖属结构性多糖。 近年来有人提出了非淀粉多糖（NSP）的概念，认为 NSP 主要由纤维素、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。NSP 分为 不溶性 NSP（如纤维素）和可溶性 NSP（如β－葡聚糖和阿拉伯木聚糖）。可溶性 NSP 的抗 营养作用日益受到关注。大麦中可溶性 NSP 主要是β－葡聚糖，同时含部分阿拉伯木聚糖， 猪、鸡消化道缺乏相应的内源酶而难以将其降解。它们与水分子直接作用增加溶液的粘度， 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，这种作用过程能引 起溶液粘度大大增加，甚至形成凝胶。因此，可溶性 NSP 在动物消化道内能使食糜变粘，进 而阻止养分接近肠粘膜表面，最终降低养分消化率。 动物营养中碳水化合物的一个重要特性是与蛋白质或氨基酸发生的美拉德反应(Maillard
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动物
乙酸 丙酸 丁酸
猪
40-75 15-36 5-10
人
45-70 19-38 5-14
兔
75-82 8-11 8-17
马
67
14
14
牛
65-75 18-23 4-6
消化道后段对碳水化合物的吸收
部位：大肠 形式：挥发性脂肪酸（VFA） 消化吸收率：受动物种类和饲粮结构影 响
粗纤维对单胃动物的营养作用（+）
葡萄糖的吸收可能有自由扩散
吸收率：随食糜向回肠移动，逐渐下降 速度：与糖的种类有关 半乳糖 > 葡萄糖 > 果糖 > 戊糖（鼠）
非反刍动物消化道后段对 碳水化合物的消化
部分消化道前段未消化吸收的碳水化合 物、结构性多糖 酶：肠道微生物提供的酶 终产物：VFA（乙酸、丙酸和丁酸）
二氧化碳、甲烷
不同动物盲肠碳水化合物发酵产生的各 种VFA比例（％）
种类、年龄、健康状况
营养因素
能蛋水平、CF、微量养分(矿物质，维生素)
饲料加工
物理粉粹 化学加工(高温、高压膨化)，煮熟、生物发酵等
反刍动物对碳水化合物的消化
特点：前胃！
产物：VFA为主，葡萄糖为辅 部位：瘤胃为主，小肠、盲肠、结肠为辅
碳水化合物在前胃消化的实质
第五章 碳水化合物营养
碳水化合物及其营养生理作用 碳水化合物的消化吸收和代谢 非淀粉多糖营养
目的要求
掌握碳水化合物的含义、
营养生理作用；
比较学习并掌握反刍与非
反刍动物饲料碳水化合物的 消化、吸收、利用过程及其 异同；
非淀粉多糖的概念及营养
特性。
碳水化合物
多羟基的醛、酮或简单的衍生物以及能水解产 生上述产物的化合物的总称，通式（CH2O）n 单糖：碳原子的多少 低聚糖或寡糖：（2～10个糖单位）糖分子的 多少 多聚糖（10个糖单位以上） 其它化合物
单胃动物用一定量粗纤维，起填充消化道的作 用，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，单胃动物CF在盲肠消化，可满足正 常维持需要的10％~30％ 改善胴体品质，能提高瘦肉率、乳脂率 降低饲料成本
粗纤维对单胃动物的营养作用（-）
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
可溶性果胶
粗纤维
不能被动物自身所分泌的消化酶消化的 饲粮组成成分 主要是纤维素、半纤维素、果胶物质、 木质素、β -葡聚糖、阿拉伯木聚糖等
营养角度利弊两方面的作用
与营养有关的主要性质
■多糖
营养性多糖（淀粉、菊糖、糖原）
结构性多糖
非淀粉多糖（NSP）
主要由纤维素、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
5.结构性碳水化合物的营养生理作用
纤维 粘多糖 透明质酸 硫酸软骨素 几丁质（甲壳素、壳多糖）
6.糖蛋白质、糖脂的生理作用
碳水化合物的消化、吸收和代谢
非反刍动物 反刍动物
非反刍动物的消化吸收
部位：主要在小肠
营养性碳水化合物 ：前段（口腔到回肠末端） 结构性碳水化合物 ：后段（回肠末端以后）
淀粉和纤维素有何区别？ 动物本身为什么不能利用纤维素？
与营养有关的主要性质
淀粉
直链淀粉：α-1，4-糖苷键连结而成 支链淀粉：分支点α-1，6-糖苷键 ，
链内 α-1，4-糖苷键
糖原
结构与支链淀粉相似
纤维素
由β -D-葡萄糖以β -1，4-糖苷键连接而成
澱粉與纖維素的鍵結
与营养有关的性质
特点：
淀粉——葡萄糖 粗纤维——VFA
酶解
种类 淀粉酶 麦芽糖酶 乳糖酶 蔗糖酶
来源 唾 液、胰 脏
小肠
底物
淀粉 糖元 糊精
产物 麦芽糖、葡萄糖
葡萄糖 葡萄糖、半乳糖 葡萄糖、果糖
非反刍动物消化道前段 对碳水化合物的消化
口腔
部分被α -淀粉酶分解成糊精和麦芽糖
胃中
无淀粉酶的动物进行部分酸解 非反刍草食动物：饲料本身含有的或微生物
豆秸杆粉(%) 5
10
20
CF(%)
4.9 5.9 7.8
DE(Mcal/kg) 3.03 2.94 2.77 采食量(Mcal) 4.68 3.8 2.8
ADG(g)
387 309 236
40
60
14.3 20.3
2.41 2.05
2.1 1.45
193 152
影响单胃动物对粗纤维利用的因素
动物因素
产生的酶使部分发生分解
非反刍动物消化道前段 对碳水化合物的消化
十二指肠：
未消化的被 α -淀粉酶 分解成糊精和麦芽糖 低聚 α -1，6-糖苷酶分解淀粉和糊精中
α -1，6-糖苷键
二糖酶——麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶等分 解上述生成的二糖成单糖
非反刍动物消化道前段对 碳水化合物的吸收
部位：主要在十二指肠 形式：单糖，主动转运
半纤维素：木糖、阿拉伯糖、半乳糖和其他碳 水化合物的聚合物
含大量β -糖苷键 ，与木质素结合后难溶于水
木质素：苯丙烷衍生物的聚合物
动物本身和微生物分解的酶均不能使其降解； 常与细胞壁内的多糖形成难降解的复合物
果胶：
与纤维素、半纤维素结合形成不溶性的原果胶 原果胶经酸处理或在原果胶酶的作用下，可转变为
负面作用（过多）
发酵产气过多可能导致肠胃胀气 发酵产物也影响肠粘膜与血浆间的渗透压，严重
时可导致腹泻
4.体内糖苷的生理作用
糖苷：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 解毒作用
毒物、药物和固醇类激素代谢物可与D-葡 萄糖醛酸形成葡萄糖苷酸而排出体外
与营养有关的性质
美拉德反应：还原性糖的碳基与蛋白质 或肽游离的氨基之间的缩合反应 糖类异构、互变性：动物消化吸收后代 谢途径一致的基础
营养生理作用
1.供能贮能作用
供能
葡萄糖 大脑神经系统、肌肉、脂肪组织、胎儿、乳
腺 来源：肠道吸收，糖的异生（肝、肾）
贮能
糖原 脂肪
2.动物产品形成中的作用
乳糖的形成 血糖
高产奶牛合成乳糖大约需要葡萄糖1.2kg/d 产双羔的绵羊约需葡萄糖200g/d 产奶期体内50％～85％的葡萄糖用于合成乳糖
合成乳蛋白非必需氨基酸 非反刍动物
合成必要的脂肪酸 合成部分非必需氨基酸
3.某些寡糖的生理作用
MOS、FOS —— 化学益生素
有益作用（适量）
抑制有害菌在肠道的贴壁 促进双歧杆菌、乳酸菌的生长