碳水化合物營養(yǎng)一、碳水化合物的組成和分類碳水化合物廣泛存在于植物性飼料中，在植物組織中一般占干物質(zhì)的50%—75%，在一些谷物子實(shí)中，其含量可高達(dá)80%。碳水化合物是在動物日糧中所占比重最大的一類營養(yǎng)物質(zhì)，是動物生產(chǎn)中的主要能量來源。碳水化合物是由碳、氫和氧三種元素組成，由于它所含的氫、氧比例為2：1，和水一樣，故稱為碳水化合物。按其結(jié)構(gòu)性質(zhì)，可分為無氮浸出物（NTE）和粗纖維（CF）兩大類。一、碳水化合物的組成和分類

半纖維素糖鑲嵌物質(zhì)碳水化合物纖維素?zé)o氮浸出物粗纖維淀粉（由許多單糖聚合而成的多糖）單糖：葡萄糖、果糖、半乳糖雙糖：麥芽糖、蔗糖、乳糖木質(zhì)素角質(zhì)木栓質(zhì)、硅酸一、碳水化合物的組成和分類

（1）粗纖維（CF）的性質(zhì)與特點(diǎn)纖維素：不溶于水和稀酸，植物細(xì)胞壁的主要成分，常與木質(zhì)素伴存或單獨(dú)存在。半纖維素：溶于稀酸，與纖維素、木質(zhì)素一起構(gòu)成細(xì)胞壁。果膠：部分溶于稀酸和稀堿，主要存在于植物的細(xì)胞壁及其間隙中。木質(zhì)素：化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定，不溶于水、酸和常用的有機(jī)溶劑，與纖維素、半纖維素鑲嵌緊密而不易分開，幾乎不受瘤胃微生物的作用。一、碳水化合物的組成和分類

（2）無氮浸出物（NFE）的性質(zhì)與特點(diǎn)無氮浸出物主要存在于細(xì)胞內(nèi)容物中，以塊根塊莖類及籽實(shí)類中含量最多；碳水化合物中的寡聚糖已知有1000種以上，目前在動物營養(yǎng)中常用的主要有：寡果糖、寡甘露糖、異麥芽寡糖、寡乳糖及寡木糖。寡聚糖可作為有益菌的基質(zhì)，改變腸道菌相，建立健康的腸道微生物區(qū)系。寡聚糖還有消除消化道內(nèi)病原菌、激活機(jī)體免疫系統(tǒng)等作用。日糧中添加寡聚糖可增強(qiáng)機(jī)體免疫力，提高成活率、飼料轉(zhuǎn)化率及增重。二、碳水化合物的營養(yǎng)生理功能

1.碳水化合物是動物能量的主要來源

動物所需的能量約有80%來自于碳水化合物，如葡萄糖是動物體內(nèi)代謝、快速反應(yīng)等行為所需能量的主要營養(yǎng)素，同時也是大腦神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，肌肉、脂肪、胎兒生長發(fā)育，乳腺等代謝的唯一能源。

體內(nèi)代謝所需的葡萄糖有兩個來源：

一是：從胃腸道吸收（單胃動物）；

二是：由體內(nèi)生糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化（反芻動物）。二、碳水化合物的營養(yǎng)生理功能

2.碳水化合物是動物體組織的構(gòu)成物質(zhì)碳水化合物普遍存在于動物體內(nèi)的各個組織中，作為細(xì)胞的構(gòu)成成分，參與多種生命過程，在組織生長的調(diào)節(jié)上發(fā)揮重要作用。

3.碳水化合物是動物體內(nèi)能量儲備物質(zhì)當(dāng)動物體內(nèi)由碳水化合物供應(yīng)的能量多余時，可以轉(zhuǎn)化為糖原和脂肪作為能量儲備。二、碳水化合物的營養(yǎng)生理功能

4.粗纖維是動物日糧中不可缺少的成分粗纖維不僅給動物提供能量，而且能構(gòu)成合理的日糧結(jié)構(gòu)，維持動物機(jī)體正常消化功能，合理利用粗纖維的關(guān)鍵是在日糧中保持適宜的粗纖維水平，防止過低引起消化功能紊亂，同時又要避免粗纖維水平過高，造成營養(yǎng)物質(zhì)利用率減低。

（1）填充腸胃容積，使動物有飽腹感；

（2）刺激消化道黏膜，促進(jìn)腸胃蠕動和糞便排泄；

（3）對于反芻動物和馬屬動物，粗纖維在瘤胃及盲腸中經(jīng)發(fā)酵形成的揮發(fā)性脂肪酸，是其重要的能量來源。

二、碳水化合物的營養(yǎng)生理功能

5.寡聚糖的特殊作用寡聚糖，如甘露寡糖、果寡糖等。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含有上述寡聚糖的飼料進(jìn)入動物體后，胃腸道中的致病菌就會與之結(jié)合，從而不能在腸壁表面定植，這樣它們就會隨食糜一同排出體外，保護(hù)了動物免遭這些致病菌的侵害。

6.合成乳脂和乳糖的原料當(dāng)動物處于泌乳期階段，其乳脂肪和乳糖主要就是由碳水化合物轉(zhuǎn)化而來。體脂肪中有50%以上，乳脂肪中有70%以上都是以碳水化合物為原料合成的。

7.可作為合成非必需氨基酸的原料碳水化合物自身的代謝物還可以與氨基結(jié)合，形成非必需氨基酸。

三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（一）單胃動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)飼料中碳水化合物被采食進(jìn)入消化道，從口腔到回腸末端主要是消化吸收營養(yǎng)性碳水化合物，而回腸末端以后主要是消化吸收結(jié)構(gòu)性碳水化合物。

唾液與飼料在口腔中的接觸是碳水化合物進(jìn)入消化道進(jìn)行化學(xué)消化的開始，但不是所有動物的唾液對飼料中碳水化合物都起化學(xué)消化作用。

豬、兔等動物的唾液中含有α-淀粉酶，在微堿性條件下可將淀粉分解成麥芽糖、麥芽三糖和糊精，但時間短，消化不徹底。三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（一）單胃動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)

三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（一）單胃動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)豬胃內(nèi)大部分區(qū)域?yàn)樗嵝原h(huán)境，淀粉酶易失活，只是在胃的賁門和盲囊區(qū)內(nèi)(無腺區(qū))，不呈酸性，故只有一部分淀粉被來自口腔中唾液淀粉酶分解為麥芽糖。

十二指腸是碳水化合物消化和吸收的主要部位。飼料在十二指腸內(nèi)與胰液、腸液、膽汁混合，經(jīng)腸淀粉酶、胰淀粉酶的作用將飼料中的大部分無氮浸出物最終分解為各種二糖，然后由腸黏膜產(chǎn)生的二糖酶徹底分解成單糖由小腸壁吸收。在大腸，在消化道前段未被消化分解的碳水化合物靠結(jié)腸和盲腸中的細(xì)菌發(fā)酵，將其酵解產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸和甲烷、氫氣、二氧化碳等氣體。其中部分揮發(fā)性脂肪酸可被腸壁吸收，經(jīng)血液循環(huán)輸送至肝臟，進(jìn)而被動物利用。三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)飼料淀粉和可溶性糖（NFE)口腔唾液淀粉酶麥芽糖未消化的淀粉胃小腸麥芽糖酶胰淀粉酶葡萄糖被吸收利用少量大腸微生物二氧化碳VFA甲烷CF口腔、胃、小腸大腸纖維素酶二氧化碳VFA甲烷三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)2.馬、兔馬、兔對碳水化合物的利用以CF形成的揮發(fā)性脂肪酸為主，而以淀粉形成葡萄糖為輔，與豬恰好相反。

飼料在其胃內(nèi)停留時間較長，這樣飼料本身所含有的碳水化合物酶或細(xì)菌產(chǎn)生的酶對淀粉有一定程度的消化。同時，單胃草食動物的盲腸和結(jié)腸發(fā)達(dá)，未被小腸消化吸收的淀粉、雙糖、單糖和大量的粗纖維在其中被微生物分泌的酶分解，生成大量的揮發(fā)性脂肪酸，由大腸吸收，參與體內(nèi)代謝。

三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)3.家禽家禽對碳水化合物的利用與豬相似。不同的是禽類的唾液分泌量少，唾液淀粉酶的作用甚微；禽類消化道中不含乳糖酶，不能消化吸收乳糖，飼料中乳糖水平過高可能導(dǎo)致禽類腹瀉。

禽類對飼料中粗纖維消化主要是在盲腸進(jìn)行，雖然盲腸內(nèi)微生物區(qū)系比較發(fā)達(dá)，但由于禽類消化道短，飼料通過速度快，因此，禽類利用粗纖維的能力比豬還低。三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)小結(jié)：

碳水化合物在單胃動物體內(nèi)的代謝以葡萄糖代謝為主，揮發(fā)性脂肪酸代謝為輔。

葡萄糖代謝是指碳水化合物在消化酶的作用下，分解為葡萄糖等單糖進(jìn)入肝臟后加以利用。

揮發(fā)性脂肪酸代謝是指碳水化合物在瘤胃或大腸微生物的作用下，分解為乙酸、丙酸和丁酸等揮發(fā)性脂肪酸進(jìn)入肝臟后加以利用。碳水化合物葡萄糖等單糖乙酸、丙酸、丁酸肝臟血液輸送血液輸送參加三羧酸循環(huán)氧化供能部分葡萄糖合成糖原部分合成體脂肪、乳脂肪和其它物質(zhì)三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（二）反芻動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)

1.反芻動物碳水化合物的消化吸收

（1）消化吸收特點(diǎn)：反芻動物的前胃是消化粗飼料的主要場所。前胃內(nèi)微生物每天消化的碳水化合物占采食粗纖維和無氮浸出物的70-90%，瘤胃相對容積大，每天消化量占總采食量的50-55%。

反芻動物由于口腔中唾液淀粉酶活性差，淀粉在口腔中幾乎沒有消化；主要消化場所在瘤胃，大部分的淀粉、糖、粗纖維等均可被微生物降解為乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸被瘤胃壁吸收參加機(jī)體代謝。

三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（二）反芻動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)未降解的碳水化合物進(jìn)入小腸，粗纖維通過小腸時無大變化，未被降解的淀粉和糖在淀粉酶、麥芽糖酶及蔗糖酶等的作用下分解為葡萄糖等單糖被腸壁吸收，參加機(jī)體代謝。小腸內(nèi)未被消化的粗纖維和無氮浸出物到達(dá)結(jié)腸和盲腸后，又被細(xì)菌降解為揮發(fā)性脂肪酸并產(chǎn)生氣體。揮發(fā)性脂肪酸被腸壁吸收參加代謝，氣體排出體外。

被吸收的揮發(fā)性脂肪酸和單糖由血液輸送至肝臟，在肝臟中，葡萄糖的代謝途徑和單胃動物相同，丙酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵∷徂D(zhuǎn)變?yōu)橐宜?，乙酸隨體循環(huán)到各組織中參加三羧酸循環(huán)，氧化釋放能量供動物體需要。三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（二）反芻動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)

三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（二）反芻動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)碳水化合物口腔瘤胃網(wǎng)胃微生物單糖VFA二氧化碳甲烷氫氣吸收未消化的碳水化合物與細(xì)菌多糖體皺胃小腸胰、腸淀粉酶葡萄糖吸收CF與細(xì)菌多糖體大腸微生物VFA吸收糞排出噯氣排出三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（二）反芻動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)

反芻動物碳水化合物消化代謝的特點(diǎn)：主要消化場所是瘤胃；以揮發(fā)性脂肪酸代謝為主，在瘤胃和大腸中靠細(xì)菌發(fā)酵；以葡萄糖代謝為輔，在小腸中靠酶的作用進(jìn)行。故反芻動物不僅能大量利用無氮浸出物，也能大量利用粗纖維。反芻動物對粗纖維的消化率一般可達(dá)42%～61%。

瘤胃發(fā)酵形成的各種揮發(fā)性脂肪酸的數(shù)量，因日糧組成、微生物區(qū)系等因素而異。三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)（2）揮發(fā)性脂肪酸的吸收

瘤胃中碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸約75%通過瘤胃壁擴(kuò)散進(jìn)入血液，約20%經(jīng)皺胃和重瓣胃壁吸收，約5%經(jīng)小腸吸收。

揮發(fā)性脂肪酸的碳原子含量越多，越容易被吸收。部分揮發(fā)性脂肪酸通過前胃壁過程中可轉(zhuǎn)化形成胴體，丁酸轉(zhuǎn)化可占吸收量的90%,乙酸轉(zhuǎn)化量甚微。飼料乙酸丙酸丁酸戊酸纖維飼料高很低很低-淀粉飼料很低比較高比較高-富含可溶性糖的飼料很低高高極低三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（二）反芻動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)

2.反芻動物碳水化合物代謝

（1）葡萄糖的代謝

與單胃動物相似，但反芻動物不能利用葡萄糖合成長鏈脂肪酸。從消化道吸收的葡萄糖幾乎為零，反芻動物代謝所需的葡萄糖必須全部由糖原異生作用提供，但異生作用的主要前體物質(zhì)——丙酸，在瘤胃發(fā)酵過程中產(chǎn)生的數(shù)量較小。因此，必須控制粗飼料的喂量。三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（二）反芻動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)（2）揮發(fā)性脂肪酸的代謝

揮發(fā)性脂肪酸是反芻動物的主要消化產(chǎn)物，反芻動物由揮發(fā)性脂肪酸提供的能量占吸收營養(yǎng)物質(zhì)總能的2/3。

奶牛組織中50%的乙酸、25%的丙酸和75%的丁酸都被氧化提供能量。利用乙酸合成體脂肪和乳脂肪，丁酸也可用于脂肪的合成。丙酸可用于葡萄糖和乳糖的合成。

丙酸和丁酸在肝臟中代謝，60%的乙酸在外圍組織（肌肉和脂肪組織）代謝，只有20%在肝臟代謝，還有少量在乳房中參與乳脂肪合成。三、動物碳水化合物的營養(yǎng)特點(diǎn)

（二）反芻動物碳水化合物營養(yǎng)特點(diǎn)

小結(jié)：乙酸TCA循環(huán)，氧化供能乳腺乳脂合成體脂肪丁酸在上皮組織中形成酮體TCA循環(huán)，氧化供能分解產(chǎn)生乙酸的作用丙酸在肝臟轉(zhuǎn)變成葡萄糖，參與TCA循環(huán)形成糖原貯存在肝、肌肉形成乳糖和體脂肪VFA四、影響動物碳水化合物消化率的因素及其應(yīng)用

（一）粗纖維的生理作用

1.維持反芻動物瘤胃的正常功能和健康：可避免產(chǎn)生大量的揮發(fā)性脂肪酸，調(diào)節(jié)瘤胃液的PH值，可刺激咀嚼和反芻，促進(jìn)動物唾液分泌增加；

2.為動物提供大量能源：粗纖維產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸，可滿足維持能量需要的10%-30%。

3.可充當(dāng)胃腸道的填充物：粗纖維體積大，吸水性強(qiáng)，可填充腸胃容積，使動物食后具有飽腹感。

4.維持腸道正常蠕動：對家畜的腸道粘膜有刺激作用，適量可促進(jìn)胃腸蠕動和糞便排泄。四、影響動物碳水化合物消化率的因素及其應(yīng)用

（一）粗纖維的生理作用5.具有解毒作用：可刺激胃液、膽汁、胰液的分泌，可吸附有害物質(zhì)等。

6.改善動物生產(chǎn)性能：在肥育后增加粗纖維，可減少脂肪沉積，提高瘦肉率