第三节 碳水化合物与动物营养
碳水化合物及其营养生理作用
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
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。
1、结构
一,碳水化合物结构与分类
（ 1）无氮浸出物,
单 糖：葡萄糖、果糖；
双 糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖；
多聚糖：淀粉。
（ 2）粗纤维,包括纤维素、半纤维素以及
镶嵌物质等。
2、分类
二,碳水化合物营养功能
1.供能和贮能,
? 直接氧化供能。
? 转化为糖原（肝糖原、肌糖原） -短期存在形式。
? 转化为脂肪 -长期贮备能源。
2.构成体组织,
?核糖和脱氧核糖构成核酸。
?粘多糖，结缔组织的重要成分。
?糖脂、几丁质、硫酸软骨素。
?糖蛋白，细胞膜的组成成分。
3.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非必需氨基酸提供 C架。
4.形成产品,
? 肉、蛋、奶
5.粗纤维是动物日粮中不可缺少的成分。
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，还有支链寡聚糖，最后被寡聚
1,6-糖苷酶水解，释放麦芽糖和葡糖。
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。
三,单胃动物碳水化合物营养
（一）消化吸收
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。
未消化吸收的碳水化合物进入后肠，在微生物作
用下发酵产生 VFA。
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
葡萄糖是单胃动物的主要能量来源，是其他生物
合成过程的起始物质，血液葡萄糖维持在狭小范
围内。
单胃动物与人,70-100mg/100ml
反刍动物,40-70mg/100ml
禽,130-260mg/100ml
（二）代谢
? 优点
? 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。
1.营养作用,
（三）粗纤维的营养作用
? 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）。
豆秸杆粉 (%) 5 10 20 40 60
CF(%) 4.9 5.9 7.8 14.3 20.3
DE(Mcal/kg) 3.03 2.94 2.77 2.41 2.05
采食量 (Mcal) 4.68 3.8 2.8 2.1 1.45
ADG(g) 387 309 236 193 152
表 1 不同大豆秸粉喂乳猪的结果
? 动物因素：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。
2.影响 CF利用的因素
（ 1） 饲料 C·H2O→ 葡糖 → 丙酮酸 → VFA,单糖很少；
（ 2）瘤胃是消化碳水化合物的主要场所，消化量占总碳
水化合物进食量的 50-55%。
反刍动物消化碳水化合物与单胃动物不同，表现
在：消化方式、消化部位和消化产物。
五,反刍动物碳水化合物营养
（一）消化吸收
碳水化合物降解为 VFA有二个阶段,
（ 1） 复合碳水化合物 （ 纤维素, 半纤维素, 果胶 ） 在
细胞外水解为寡聚糖, 主要是双糖 （ 纤维二糖, 麦
芽糖和木二糖 ） 和单糖；
1．消化过程
（ 2） 双糖与单糖对瘤胃微生物不稳定, 被其吸收后迅
速地被细胞内酶降解为 VFA,首先将单糖转化为丙酮
酸, 以后的代谢途径可有差异, 同时产生 CH4和热量 。
饲料中未降解的和细菌的碳水化合物占采食碳水化合
物总量的 10-20%，这部分在小肠由酶消化，其过程
同单胃动物，未消化部分进入大肠发酵。
主要有乙酸, 丙酸, 丁酸, 少量有甲酸, 异丁酸, 戊
酸, 异戊酸和己酸 。 瘤胃中 24hrsVFA产量 3-4kg（ 奶牛
瘤网胃 ）, 绵羊 300-400g； 大肠产生并被动物利用了
的 VFA为上述量的 10%。
乙酸、丙酸、丁酸的比例受日粮因素影响，日粮组成
（精粗比）、物理形式（颗粒大小）、采食量和饲喂
次数等。
2．瘤胃发酵产生的 VFA种类及影响因素
乙酸是主要酸，喂粗料时产量高，喂谷物
时丙酸产量高，乙 /丙比受日粮处理影响。
加瘤胃素可提高丙酸比例，有利于肉牛育肥。
饲料磨粉或制粉可提高丙酸产量。
VFA的浓度受到吸收和产出的平衡调节。
4H2+HCO3-+H+→CH 4+3H2O
各种瘤胃菌均可进行此反应 。
甲烷产量很高, 能值高 （ 7.6kcal/g） 不能被动
物利用, 因而是巨大的能量损失, 甲烷能占食
入总能的 6-8%。
3．甲烷的产生及其控制
4,VFA的吸收
碳水化合物分解产生的 VFA有 75%直接从瘤网胃吸
收,20%从真胃和瓣胃吸收,5%随食糜进入小肠
后吸收。
VFA吸收是被动的,C原子越多，吸收越快，吸收
过程中，丁酸和一些丙酸在上皮和细胞中转化为
β -羟丁酸和乳酸。上皮细胞对丁酸代谢十分活跃，
相应促进其吸收速度。
乙酸, 丁酸 → 体脂, 乳脂
丙酸 → 葡萄糖
1、合成,
奶牛组织中体内 50%乙酸,2/3丁酸,1/4丙酸
被氧化，其中乙酸提供的能量占总能量需要量
的 70%。
2、氧化,
（二）挥发性脂肪酸的代谢
2、葡萄糖的生理功能,
? 是神经组织和血细胞的主要能源。
? 肌糖原和肝糖原合成的前体。
? 反刍动物泌乳期、妊娠期需要葡萄糖的量高，葡
萄糖作为乳糖和甘油的前体物。
? 是合成 NADPH所必需的原料。
1、反刍动物所需葡糖主要是体内合成，部位在肝脏。
（三）葡萄糖的代谢
碳水化合物及其营养生理作用
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
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。
1、结构
一,碳水化合物结构与分类
（ 1）无氮浸出物,
单 糖：葡萄糖、果糖；
双 糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖；
多聚糖：淀粉。
（ 2）粗纤维,包括纤维素、半纤维素以及
镶嵌物质等。
2、分类
二,碳水化合物营养功能
1.供能和贮能,
? 直接氧化供能。
? 转化为糖原（肝糖原、肌糖原） -短期存在形式。
? 转化为脂肪 -长期贮备能源。
2.构成体组织,
?核糖和脱氧核糖构成核酸。
?粘多糖，结缔组织的重要成分。
?糖脂、几丁质、硫酸软骨素。
?糖蛋白，细胞膜的组成成分。
3.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非必需氨基酸提供 C架。
4.形成产品,
? 肉、蛋、奶
5.粗纤维是动物日粮中不可缺少的成分。
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，还有支链寡聚糖，最后被寡聚
1,6-糖苷酶水解，释放麦芽糖和葡糖。
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。
三,单胃动物碳水化合物营养
（一）消化吸收
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。
未消化吸收的碳水化合物进入后肠，在微生物作
用下发酵产生 VFA。
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
葡萄糖是单胃动物的主要能量来源，是其他生物
合成过程的起始物质，血液葡萄糖维持在狭小范
围内。
单胃动物与人,70-100mg/100ml
反刍动物,40-70mg/100ml
禽,130-260mg/100ml
（二）代谢
? 优点
? 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。
1.营养作用,
（三）粗纤维的营养作用
? 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）。
豆秸杆粉 (%) 5 10 20 40 60
CF(%) 4.9 5.9 7.8 14.3 20.3
DE(Mcal/kg) 3.03 2.94 2.77 2.41 2.05
采食量 (Mcal) 4.68 3.8 2.8 2.1 1.45
ADG(g) 387 309 236 193 152
表 1 不同大豆秸粉喂乳猪的结果
? 动物因素：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。
2.影响 CF利用的因素
（ 1） 饲料 C·H2O→ 葡糖 → 丙酮酸 → VFA,单糖很少；
（ 2）瘤胃是消化碳水化合物的主要场所，消化量占总碳
水化合物进食量的 50-55%。
反刍动物消化碳水化合物与单胃动物不同，表现
在：消化方式、消化部位和消化产物。
五,反刍动物碳水化合物营养
（一）消化吸收
碳水化合物降解为 VFA有二个阶段,
（ 1） 复合碳水化合物 （ 纤维素, 半纤维素, 果胶 ） 在
细胞外水解为寡聚糖, 主要是双糖 （ 纤维二糖, 麦
芽糖和木二糖 ） 和单糖；
1．消化过程
（ 2） 双糖与单糖对瘤胃微生物不稳定, 被其吸收后迅
速地被细胞内酶降解为 VFA,首先将单糖转化为丙酮
酸, 以后的代谢途径可有差异, 同时产生 CH4和热量 。
饲料中未降解的和细菌的碳水化合物占采食碳水化合
物总量的 10-20%，这部分在小肠由酶消化，其过程
同单胃动物，未消化部分进入大肠发酵。
主要有乙酸, 丙酸, 丁酸, 少量有甲酸, 异丁酸, 戊
酸, 异戊酸和己酸 。 瘤胃中 24hrsVFA产量 3-4kg（ 奶牛
瘤网胃 ）, 绵羊 300-400g； 大肠产生并被动物利用了
的 VFA为上述量的 10%。
乙酸、丙酸、丁酸的比例受日粮因素影响，日粮组成
（精粗比）、物理形式（颗粒大小）、采食量和饲喂
次数等。
2．瘤胃发酵产生的 VFA种类及影响因素
乙酸是主要酸，喂粗料时产量高，喂谷物
时丙酸产量高，乙 /丙比受日粮处理影响。
加瘤胃素可提高丙酸比例，有利于肉牛育肥。
饲料磨粉或制粉可提高丙酸产量。
VFA的浓度受到吸收和产出的平衡调节。
4H2+HCO3-+H+→CH 4+3H2O
各种瘤胃菌均可进行此反应 。
甲烷产量很高, 能值高 （ 7.6kcal/g） 不能被动
物利用, 因而是巨大的能量损失, 甲烷能占食
入总能的 6-8%。
3．甲烷的产生及其控制
4,VFA的吸收
碳水化合物分解产生的 VFA有 75%直接从瘤网胃吸
收,20%从真胃和瓣胃吸收,5%随食糜进入小肠
后吸收。
VFA吸收是被动的,C原子越多，吸收越快，吸收
过程中，丁酸和一些丙酸在上皮和细胞中转化为
β -羟丁酸和乳酸。上皮细胞对丁酸代谢十分活跃，
相应促进其吸收速度。
乙酸, 丁酸 → 体脂, 乳脂
丙酸 → 葡萄糖
1、合成,
奶牛组织中体内 50%乙酸,2/3丁酸,1/4丙酸
被氧化，其中乙酸提供的能量占总能量需要量
的 70%。
2、氧化,
（二）挥发性脂肪酸的代谢
2、葡萄糖的生理功能,
? 是神经组织和血细胞的主要能源。
? 肌糖原和肝糖原合成的前体。
? 反刍动物泌乳期、妊娠期需要葡萄糖的量高，葡
萄糖作为乳糖和甘油的前体物。
? 是合成 NADPH所必需的原料。
1、反刍动物所需葡糖主要是体内合成，部位在肝脏。
（三）葡萄糖的代谢
