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碳水化合物缺乏症的诊断与治疗
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Contents
目录
碳水化合物的组成、分类和主要性质
碳水化合物的营养功能
碳水化合物的消化与代谢特点及应用
影响粗纤维消化利用的因素
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、分类
1.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多羟基的醛类或酮类物质。
碳水化合物由C、H、O三种元素组成，C:H:O三种元素之比为1:2:1，碳水化合物的通式如图所示（CH2O)n。它在动植物体内含量差异较大，在饲料中碳水化合物占50%以上，在动物体中碳水化合物不足1%。
2.碳水化合物的分类
（1）按碳水化合物的结构和性质分类
① 无氮浸出物 又称可溶性碳水化合物，主要包括淀粉和糖类。
淀粉在淀粉酶的作用下可分解成葡萄糖而被吸收。
② 粗纤维 主要包括纤维素、半纤维素、木质素和果胶等，是饲料中最难消化的物质。
畜禽本身不能消化粗纤维，而是通过肠道内微生物发酵把纤维素和半纤维素分解成单糖及挥发性脂肪酸后，再被畜禽利用。木质素并不是碳水化合物，畜禽体内的微生物也难分解之。木质素与纤维素紧密结合，构成细胞壁的重要成分。
（2）按糖分子的组成及糖单位多少分类
① 单糖　包括丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖及衍生糖。动物通常吸收的是单糖。
② 低聚糖或寡糖（2～10个糖单位）　包括二糖(蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖)、三糖(棉籽糖、 蔗果三糖)、四糖(水苏糖)等。其中二糖需降解后吸收。
③ 多聚糖（10个糖单位以上）　包括同质多糖和杂多糖。同质多糖是由10个以上同一糖单位通过糖苷键连起来形成直链或支链的一类糖。包括糖原（葡萄糖聚合物）、淀粉（葡萄糖聚合物）、纤维素（葡萄糖聚合物）、木聚糖（木糖聚合物）、半乳聚糖（半乳糖聚合物）、甘露聚糖（甘露糖聚合物）。
④ 其他化合物　包括几丁质、硫酸软骨素、糖蛋白质、糖脂、木质素。
二、碳水化合物的营养功能
（一）碳水化合物是体组织的构成物质
碳水化合物是细胞的构成成分，参与多种生命过程，在组织生长的调节上起着重要作用。例如透明质酸在软骨中起结构支持作用；糖脂是神经细胞的成分，对传导突触刺激冲动，促进溶于水中的物质通过细胞膜有重要作用；糖蛋白是细胞膜的成分，并因其多糖部分的复杂结构而与多种生理功能有关。
（二）碳水化合物是供给动物能量的主要来源
动物维持生命活动和从事生产活动都需要从饲料中摄取能量，动物所需要的能量约有80% 来自于碳水化合物。碳水化合物，特别是葡萄糖是供给动物代谢活动快速应变需能的最有效的营养素。葡萄糖是大脑神经系统、肌肉、脂肪组织、胎儿生长发育、乳腺等代谢的惟一能源。葡萄糖不足，小动物出现低血糖症，牛产生酮症，妊娠母羊产生妊娠毒血症，严重时引起死亡。
（三）碳水化合物是机体内能量贮备物质
动物维持生命活动和从事生产活动都需要从饲料中摄取能量，动物所需要的能量约有80% 来自于碳水化合物。碳水化合物，特别是葡萄糖是供给动物代谢活动快速应变需能的最有效的营养素。葡萄糖是大脑神经系统、肌肉、脂肪组织、胎儿生长发育、乳腺等代谢的惟一能源。葡萄糖不足，小动物出现低血糖症，牛产生酮症，妊娠母羊产生妊娠毒血症，严重时引起死亡。
（四）碳水化合物在动物产品形成中的作用
泌乳母畜在泌乳期间，碳水化合物也是合成乳脂肪和乳糖的原料。试验证明，乳脂肪约有60%～70% 是以碳水化合物为原料合成的。高产奶牛平均每天大约需要1.2 kg葡萄糖用于乳腺合成乳糖。产双羔的绵羊每天约需200 g葡萄糖合成乳糖。反刍动物产奶期体内50%～85% 的葡萄糖用于合成乳糖。碳水化合物进入非反刍动物乳腺主要用来合成奶中必要的脂肪酸，葡萄糖也可作为合成部分非必需氨基酸的原料。
（五）粗纤维的主要生理功能
粗纤维是各种动物，尤其是反刍动物日粮中不可缺少的成分，是反刍动物的主要能源物质。粗纤维所提供的能量可满足反刍动物的维持能量消耗；粗纤维能维持反刍动物瘤胃的正常功能和动物的健康，若饲粮中粗纤维水平过低，淀粉迅速发酵，大量产酸，降低瘤胃液pＨ，抑制纤维分解菌活性，严重时可导致酸中毒。
（六）寡聚糖的特殊作用
近年研究表明，寡聚糖可作为有益菌的基质，改变肠道菌相，建立健康的肠道微生物区系；寡聚糖可消除消化道内病原菌，激活机体免疫系统等作用；寡聚糖可增强机体免疫力，提高动物成活率、日增重及饲料转化率。寡聚糖作为一种稳定、安全、环保性良好的抗生素替代物，在畜牧业生产中有着广阔的发展前景。
三、碳水化合物的消化与代谢特点及应用
（一）单胃动物碳水化合物的消化与代谢
1.碳水化合物的消化与代谢过程
以猪为例：
马属类如马、驴、骡等对碳水化合物的消化代谢过程与猪基本相同。单胃草食动物虽然没有瘤胃，但盲肠、结肠发达，其中细菌对纤维素和半纤维素具有较强的消化能力。因此，它们对粗纤维的消化能力比猪强，但不如反刍动物。
饲料中粗纤维的营养
2.消化与代谢特点
单胃动物的主要消化场所在小肠，靠酶的作用进行；能大量利用无氮浸出物，而不能大量利用粗纤维；以葡萄糖代谢为主，以挥发性脂肪酸代谢为辅。
禽类对碳水化合物的消化与代谢特点与猪相似，但缺少乳糖酶，故乳糖不能在家禽消化道中水解，而粗纤维的消化只在盲肠。尽管盲肠内微生物区系较发达，因禽类消化道短，食物通过的时间快，因此，禽类利用粗纤维的能力比猪还低。
（二）反刍动物碳水化合物的消化与代谢
1.碳水化合物的消化与代谢过程
反刍动物采食的碳水化合物包括无氮浸出物和粗纤维两类物质。
粗纤维营养
反刍动物采食的碳水化合物包括无氮浸出物和粗纤维两类物质。
无氮浸出物营养
1.碳水化合物的消化与代谢过程
（二）反刍动物碳水化合物的消化与代谢
2.消化与代谢特点
反刍动物主要消化场所在瘤胃，靠微生物酶的作用进行。其次在小肠，靠消化酶进行；既可以大量利用无氮浸出物，也可以大量利用粗纤维；以挥发性脂肪酸代谢为主，以葡萄糖代谢为辅。
3.影响瘤胃内挥发性脂肪酸浓度变化的因素
瘤胃发酵产生的各种挥发性脂肪酸，因日粮组成、微生物区系等因素而异。对于肉牛，提高饲粮中精料比例或将粗料磨成粉碎状饲喂，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。对于奶牛，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。
4.瘤胃碳水化合物发酵的利弊
瘤胃内碳水化合物发酵的好处一是对宿主动物有显著的供能作用，微生物发酵产生的挥发性脂肪酸总量中，65%～80% 是由碳水化合物产生；二是植物细胞壁经微生物分解后，不但纤维物质变得可用，而且使植物细胞内利用价值高的营养素得到充分利用。但发酵过程中存在碳水化合物损失，宿主体内代谢需要的葡萄糖大部分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。
四、影响粗纤维消化利用的因素
（二）饲料种类
同一种动物对不同饲料的消化率不同。如家兔对胡萝卜的消化率为65.3%，对甘蓝叶为75%，对秸秆为22.75%。单一饲料与混合饲料相比，粗纤维的消化率要更低。
（三）日粮蛋白质水平
反刍动物日粮中粗蛋白质的水平是改善瘤胃对粗纤维消化能力的重要因素。如用劣质干草喂羊，粗纤维的消化率为43%，若加10 g缩二脲，粗纤维的消化率可达55.8%。因此，以秸秆类等粗蛋白质含量较少的饲料作为反刍动物主要饲料时，应注意蛋白质营养的供给。
（一）动物种类和年龄
动物种类不同，对粗纤维的消化场所和消化能力也不同。反刍动物消化粗纤维的场所在瘤胃和大肠，马在盲肠和结肠，兔、猪、鸡均在盲肠。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。同一种动物在不同年龄阶段对粗纤维的消化能力也不同，一般成年动物比幼龄动物消化能力强。不同动物对同一种饲料或同一种动物对不同饲料的粗纤维的消化能率也不同。
（四）日粮粗纤维和淀粉含量
日粮中粗纤维的含量越高，其本身和日粮中其他有机物的消化率也越低。原因是日粮中粗纤维能刺激胃肠蠕动，使食糜在肠道内停留时间缩短，并妨碍消化酶对营养物质的接触，因此可影响饲料中有机物的消化。另外，粗纤维消化率与日粮中淀粉含量有关，一般日粮中粗纤维和淀粉的含量不同并在一定范围内，随着日粮中粗纤维含量的减少，淀粉含量的增加，日粮中各种有机物的消化率有上升的趋势。
（五）日粮中的矿物质
在反刍动物日粮中，添加适量的矿物质如食盐、钙、磷、硫等，可促进瘤胃内微生物的繁殖，从而提高粗纤维的消化率。
（六）粗饲料的加工调制
含粗纤维多的饲料在饲喂前进行适当加工，可提高粗纤维的消化率。比较常用的方法有秸秆类饲料的碱化处理、氨化处理。目前最有效的方法是氨化和微生物发酵法。
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