第五章碳水化合物营养
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简述碳水化合物的营养生理作用碳水化合物是人体能量的主要来源之一,也是人体维持正常生命活动所必需的营养物质。
在人体内,碳水化合物主要通过消化和吸收后转化为葡萄糖,供给身体各组织和器官进行能量代谢。
碳水化合物的营养生理作用主要体现在以下几个方面:1. 提供能量:碳水化合物是人体最主要的能量来源,每克碳水化合物可产生4千卡的能量。
葡萄糖是碳水化合物的最终代谢产物,通过糖酵解和氧化磷酸化的过程,将葡萄糖分解为二氧化碳和水释放出能量。
这些能量用于维持基础代谢、身体运动、体温调节等各种生理活动。
2. 脑部功能:脑部对葡萄糖的需求量相当高,大约占全身能量的20%左右。
脑细胞几乎完全依赖葡萄糖作为能量供应,脑功能的正常运转需要足够的葡萄糖供应。
当葡萄糖供应不足时,可能会导致头晕、注意力不集中、思维迟缓等脑功能障碍。
3. 蛋白质代谢:碳水化合物在蛋白质代谢中起着重要的作用。
当葡萄糖供应充足时,可以抑制蛋白质分解,促进蛋白质合成,维持良好的氮平衡。
而当葡萄糖供应不足时,由于机体需要能量,会导致蛋白质分解加速,使人体蛋白质储备减少,影响身体的正常功能。
4. 脂肪代谢:碳水化合物在脂肪代谢中也起着重要的作用。
当葡萄糖供应充足时,机体能够更有效地利用脂肪进行能量代谢,减少脂肪的堆积。
而当葡萄糖供应不足时,机体会将脂肪转化为葡萄糖,以满足能量需求,导致脂肪的积累。
5. 肠道健康:碳水化合物在肠道中的作用不仅仅是提供能量,还有助于维持肠道健康。
膳食纤维是一种无法被人体消化吸收的碳水化合物,但它能够增加粪便的体积,促进肠蠕动,预防便秘和结肠癌的发生。
同时,膳食纤维还有助于调节肠道菌群平衡,促进有益菌的生长,维护肠道健康。
碳水化合物在人体的营养生理作用是不可忽视的。
它不仅是人体主要的能量来源,还参与调节蛋白质和脂肪代谢,维持脑部功能和肠道健康。
合理摄入碳水化合物对于维持身体的正常功能和健康非常重要。
尽管碳水化合物的摄入需要适量控制,但不能完全禁止摄入,否则会影响人体的正常代谢和功能。
第五章碳水化合物第一节碳水化合物的分类①碳水化合物的分类(1)糖(单糖、双糖、糖醇)(2)寡糖(3)多糖(淀粉、非淀粉多糖)②低聚糖的组成及生物部作用低聚糖可分为低聚果糖和大豆低聚糖,因易被大肠双歧杆菌利用,是双歧杆菌的增值因子。
③直链淀粉和支链淀粉的结构特点和特性直链淀粉又称糖淀粉,由几十个到几百个葡萄糖分子残基以a-1、4-糖苷链相连而成的一条直链,并卷曲成螺旋状二级结构,分子量为1万至10万,在热水中可以溶解,与碘产生蓝色反应,一般不显还原性。
支链淀粉又称胶淀粉,分子相对较大,一般由几千个葡萄糖残基组成,其中每25-30个葡萄糖残基以a-1、6-糖苷键连接,如此则使整个支链淀粉分子形成许多分支再分支的树冠样的复杂结构,它难溶于水,其分子中有许多个非还原性末端,但却只有一个还原性末端,故不显现还原性,遇碘产生棕色反应。
第二节碳水化合物的生理功能①碳水化合物的主要生理功能是生命细胞结构的主要成分及主要供能物质,并且有调节细胞活动的重要功能(1)供给和储存能量(2)构成组织及重要生命物质(3)节约蛋白质作用(4)抗生酮作用(5)解毒作用(6)增强肠道功能第三节碳水化合物的代谢①碳水化合物的消化口腔内消化→胃内消化→肠内消化(肠腔内消化→小肠内结膜上皮细胞表面上的消化→结肠内消化)②碳水化合物的吸收碳水化合物经过消化变成单糖后,才能被细胞吸收,糖吸收的主要部位是在小肠的空肠,单糖首先进入肠粘膜上皮细胞,再进入小肠壁的毛细血管,并汇合于门静脉而进入肝脏,最后进入大循环,运送到全身各个器官,单糖的吸收过程不单是被动扩散吸收,而是一种耗能的主动吸收。
③糖酵解过程及生理意义过程第一阶段由1分子葡萄糖转变为2分子磷酸丙糖,第二阶段由磷酸丙糖生成酮酸。
生理意义:如体力劳动或剧烈运动时,肌肉可因氧供应不足处于严重相对缺氧状态,这时需要通过糖酵解作用补充急需的能量。
④糖有氧氧化过程嘿生理意义过程:第一阶段是葡萄糖降解为丙酮酸。
《基础营养学》预习笔记第一章:绪论一、营养学的基本概念1. 定义:营养学是一门研究食物中的营养成分、人体对这些营养成分的摄取、消化、吸收、代谢以及它们如何影响人体健康和疾病的科学。
2. 核心概念:- 营养素:指食物中能够为人体提供能量、构成机体组织、调节生理功能的化学物质,包括蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质、维生素和水等。
- 膳食:指一个人在一定时间内所摄入的所有食物和饮料。
- 营养不良:包括营养不足和营养过剩两种情况,均会对人体健康产生不良影响。
二、营养学的发展简史1. 古代阶段:- 古代文明中,如埃及、希腊、罗马和中国,已有关于食物治疗疾病的记载。
- “药食同源”的观念在古代就已形成,食物被视为治疗和预防疾病的重要手段。
2. 近代阶段:- 18世纪末至19世纪,科学家们开始通过实验研究食物的成分,如碳水化合物、蛋白质和脂肪的发现。
- 1900年,发现了第一种维生素——维生素B1,随后其他维生素相继被发现。
3. 现代阶段:- 20世纪中叶,营养学开始成为一个独立的学科,研究范围不断扩大。
- 1992年,联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)发布了《膳食营养素参考摄入量》(Dietary Reference Intakes, DRIs)。
4. 我国营养学发展:- 20世纪50年代,我国开始系统研究营养学。
- 1989年,我国发布了第一版《中国居民膳食指南》。
三、营养学的研究内容与方法1. 研究内容:- 食物营养成分的分析和评价。
- 营养素在人体内的代谢过程及其生理功能。
- 膳食结构与营养状况的关系。
- 营养与健康、疾病的关系。
- 营养政策和法规的制定。
2. 研究方法:- 实验研究:包括动物实验和细胞培养等,用于研究营养素的生物学效应。
- 流行病学研究:通过调查和分析人群的饮食习惯与健康状况,探讨营养与健康的关系。
- 营养干预研究:通过对特定人群进行营养干预,观察其对健康的影响。
- 营养评价:使用膳食调查、人体测量、生化指标等方法评估个体或群体的营养状况。
《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。
《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。
第五章碳水化合物一、糖的概念、分布及主要生物学作用概念:糖,也称碳水化合物,但这个名称并不确切,也不能用Cm(H2O)n表示。
如,脱氧核糖C5H10O4,但固沿用已久,所以至今在西文中还广泛使用。
-CHO醛 H-C-OH羟基-C=O 酮 -OH羟基二、糖的分类根据其水解产物的情况,可分四类:(一)单糖:不能水解为更小单位的糖1.根据碳原子的多少可分:丙糖、丁糖、已糖等五碳糖(戊糖):核糖、核酮糖、木酮糖等六碳糖(已糖):葡萄糖、果糖、半乳糖三碳糖(丙糖):甘油醛、二羟丙酮等2.葡萄糖是体内糖代谢的中心(1)葡萄糖是食物中糖(如淀粉)的消化产物(2)葡萄糖在生物体内可转变成其它的糖,如核糖、果糖(3)葡萄糖哺乳动物及胎儿的主要供能物质(4)葡萄糖可转变为氨基酸和脂肪酸的碳骨架(二)双糖是由两个相同或不同的单糖组成常见的有:1.麦芽糖:是由2分子D-葡萄糖通过а-1,4糖苷键连接而成,是还原糖,具有还原性。
2.异麦芽糖:麦芽糖的同分异构体,通过а-1,6糖苷键连接而成。
3.蔗糖:是由1分子а-葡萄糖和1分子β-果糖通过а,β-(1、2)糖苷键连接而成。
4.乳糖:由1分子β-半乳糖和1分子β-葡萄糖连接而成。
(三)寡糖由2-10个单糖聚合而成的低聚糖,重要的有棉籽糖,水苏糖,异麦芽低聚糖,低聚果糖,低聚甘糖,大豆低聚糖。
(四)多糖的共同特性1.水解产物含10个以上的单糖,分子量很大,在几万以上2.有旋光性3.在水中不能形成真溶液(五)同聚多糖1.淀粉:天然淀粉呈颗粒状,其外层为支链淀粉,约占70%-90%,内层为直链淀粉,约占10%-30%。
(1)直链淀粉遇碘显紫蓝色(2)支链淀粉遇碘显紫红色直链淀粉的性质:水解淀粉 ---→ 红色糊精--→无色糊精---→麦芽糖---→葡萄糖与碘的反应蓝(紫)红色不显色不显色不显色还原性无有有强最强2.糖原结构与友链淀粉相似糖原在体内的作用:糖原是体内糖的贮存形式,人体贮存量有限,一般不超500克。
(一)碳水化合物的供能贮能作用碳水化合物,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、乳腺等代谢的主要能源。
葡萄糖供给不足,小猪出现低血糖症,牛产生酮病,妊娠母羊产生妊娠毒血症,严重时会致死亡。
体内代谢活动需要的葡萄糖来源有二:一是从胃肠道吸收;二是由体内生糖物质转化。
非反刍动物主要靠前者,也是最经济最有效的能量来源。
反刍动物主要靠后者。
其中肝是主要生糖器官,约占总生糖量的85%,其次是肾,约占15%。
在所有可生糖物质中,最有效的是丙酸和生糖氨基酸,其次是乙酸、丁酸和其它生糖物质。
核糖、柠檬酸等生糖化合物转变成葡萄糖的量较小。
碳水化合物除了直接氧化供能外,也可以转变成糖原和脂肪贮存。
胎儿在妊娠后期能贮积大量糖原和脂肪供出生后作能源利用,但不同种类动物差异较大。
(二)碳水化合物在动物产品形成中的作用高产奶牛平均每天大约需要1.2kg葡萄糖用于乳腺合成乳糖。
产双羔的绵羊每天约需200g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。
基于乳成分的相对稳定性,血糖进入乳腺中的量明显是奶产量的限制因素。
葡萄糖也参与部分羊奶蛋白质非必需氨基酸的形成。
碳水化合物进入非反刍动物乳腺主要用以合成奶中必要的脂肪酸,母猪乳腺可利用葡萄糖合成肉豆蔻酸和一些其它脂肪酸,也可利用葡萄糖作为合成部分非必需氨基酸的原料。
(一)碳水化合物的供能贮能作用碳水化合物,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、乳腺等代谢的主要能源。
葡萄糖供给不足,小猪出现低血糖症,牛产生酮病,妊娠母羊产生妊娠毒血症,严重时会致死亡。
体内代谢活动需要的葡萄糖来源有二:一是从胃肠道吸收;二是由体内生糖物质转化。
非反刍动物主要靠前者,也是最经济最有效的能量来源。
反刍动物主要靠后者。
其中肝是主要生糖器官,约占总生糖量的85%,其次是肾,约占15%。
碳水化合物的营养功能简介碳水化合物,又称糖类,是人类主要的能量来源之一。
它们由碳、氢和氧三种元素组成,构成了我们日常饮食中的主要营养成分。
碳水化合物是一类热量丰富且消化吸收快速的营养物质,对于维持身体机能的正常运转至关重要。
本文将详细介绍碳水化合物的营养功能,包括提供能量、调节血糖、促进肠道健康等方面。
提供能量碳水化合物是我们身体的主要能量来源,每克碳水化合物提供4千卡的热量。
我们通过食物中的碳水化合物摄入能量,然后在身体内部将其转化为葡萄糖(血糖)来供应能量需求。
碳水化合物是大脑和神经系统的首要能量来源,它们对于维持我们的认知功能和大脑活动至关重要。
调节血糖适当的碳水化合物摄入可以维持血糖水平在正常范围内。
血糖是我们身体的能量供应之源,但过高或过低的血糖水平都会对健康产生不良影响。
碳水化合物的消化吸收会使血糖升高,而胰岛素的分泌能够帮助降低血糖水平,保持血糖在稳定的范围内。
因此,合理摄入碳水化合物有助于维持血糖的平衡。
供给膳食纤维膳食纤维是一种特殊的碳水化合物,在人体内无法被消化吸收,但对于我们的健康至关重要。
它可以促进肠道蠕动,增加粪便体积,预防便秘。
另外,膳食纤维还有助于减少胆固醇的吸收,维持肠道菌群平衡,预防一些肠道疾病。
摄入足够的膳食纤维对于肠道健康至关重要。
补充营养素一些碳水化合物食物(如全谷物、水果和蔬菜)还含有大量的维生素、矿物质和其他的营养素,能够提供身体所需的全面营养。
例如,各种水果和蔬菜含有丰富的维生素C、维生素A、叶酸等,对于增强免疫力、促进生长发育至关重要。
全谷物富含维生素B、铁、镁等矿物质,对于维持心脏健康、血液循环等也具有重要作用。
运动表现和恢复碳水化合物在运动中具有重要的作用,它们是体肌肝糖的重要来源,并且能够发挥抗疲劳的作用。
运动时,身体首先消耗储备的肌肉糖原,然后在需要时将其转化为能量。
碳水化合物的摄入能够提高运动表现,延缓疲劳发生,促进肌肉恢复。
因此,碳水化合物是运动员和健身人士日常饮食中不可缺少的组成部分。
碳水化合物的营养功能碳水化合物是人体所需的三大营养素之一,也是人体能量的主要来源。
碳水化合物可以分为单糖、双糖和多糖三类,其中单糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖等;双糖包括蔗糖、乳糖和麦芽糖等;多糖包括淀粉、纤维素和果胶等。
碳水化合物的营养功能非常重要,下面将从能量供应、促进生长发育、维持生理功能和调节血液中葡萄糖浓度四个方面进行详细阐述。
一、能量供应碳水化合物是人体主要的能量来源,每克碳水化合物可以提供4千卡的能量。
当人体需要能量时,肝脏会将储存的糖原分解成葡萄糖释放到血液中,供给身体各个器官和组织使用。
如果身体需要更多的能量,肝脏还会将脂肪转化成酮体供给身体使用。
因此,适当摄入碳水化合物可以满足身体对能量的需求,保持身体的正常代谢和运转。
二、促进生长发育碳水化合物对于儿童和青少年的生长发育尤为重要。
碳水化合物是维持人体基本代谢所需的主要能源,同时也是分泌生长激素的必要物质。
研究表明,适量摄入碳水化合物可以促进儿童和青少年的生长发育,并有助于提高智力水平。
三、维持生理功能碳水化合物还具有维持人体正常生理功能的作用。
例如,葡萄糖是人体唯一能够供给大脑能量的物质,适当摄入碳水化合物可以保证大脑正常运转;同时,适量摄入碳水化合物还可以维持肝脏、心脏、肾脏等器官的正常功能,避免因代谢紊乱导致的疾病。
四、调节血液中葡萄糖浓度适当摄入碳水化合物还可以帮助调节血液中葡萄糖浓度。
当我们食用含有碳水化合物的食品时,肠道会将碳水化合物消化成单糖,然后释放到血液中。
在胰岛素的作用下,葡萄糖可以进入细胞进行代谢,从而降低血液中的葡萄糖浓度。
如果我们摄入的碳水化合物过多,胰岛素就会分泌过多,导致血糖反弹;如果摄入不足,则会导致低血糖。
因此,适量摄入碳水化合物可以帮助维持血糖稳定。
总之,碳水化合物是人体必需的营养素之一,在人体代谢和生理功能中起着非常重要的作用。
适当摄入碳水化合物可以满足身体对能量的需求、促进生长发育、维持生理功能和调节血液中葡萄糖浓度等多种作用。
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。
分为淀粉、纤维素、半纤维素和果胶。
表5-1 碳水化合物组成及其分类1. 单糖丙糖:甘油醛、二羟丙酮丁糖:赤鲜糖、苏阿糖等戊糖:核糖、核酮糖、木糖、木酮糖、阿拉伯糖等已糖:葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等、庚糖: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)、糖苷(葡萄糖苷、果糖苷)2 .低聚糖或寡糖(2~10个糖单位)二糖:蔗糖(葡萄糖+果糖)乳糖(半乳糖+葡萄糖)麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖)纤维二糖(葡萄糖+葡萄糖)龙胆二糖(葡萄糖+葡萄糖)密二糖(半乳糖+葡萄糖)三糖: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)四糖:水苏糖(2半乳糖+葡萄糖+果糖)五糖:毛蕊草糖(3半乳糖+葡萄糖+果糖)六糖:乳六糖3. 多聚糖(10个糖单位以上)同质多糖(由同一糖单位组成)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)杂多糖(由不同单位组成)半纤维素(葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、糖醛酸)阿拉伯树胶(半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖)菊糖(葡萄糖、果糖)果胶(半乳糖醛酸的聚合物)黏多糖(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4. 其他化合物几丁质(N-乙酰氨基糖、CaCO3的聚合物)硫酸软骨素(葡萄糖醛酸、N-乙酰氨基半乳糖硫酸脂的聚合物)糖蛋白质糖脂木质素(苯丙烷衍生物的聚合物)一.单糖(monosaccharide)单糖是组成碳水化合物的基本单位。
其所含的化学功能基团是酮基或是醛基,分为醛糖和酮糖两类,以含4~6个碳原子的单糖最为普遍。
1. 戊醛糖营养学上有两种重要的戊醛糖,它们是DL-阿拉伯糖和D-木糖(α-D-吡喃木糖)。
1.1DL-阿拉伯糖该糖通常不以游离形式存在,而是作为树胶(粘多糖)和半纤维素(大部分的细胞壁多糖)的一个基团出现。
阿拉伯糖在配糖键中是一个呋喃糖苷。
1.2D-木糖即吡喃糖苷戊醛糖,是半纤维素的主要成分。
棉籽壳、玉米穗轴以及各种谷物秸秆都是生产该糖的很好的原料。
2. 己醛糖2.1 D—葡萄糖(右旋糖)在生物体系中发现以游离形式存在,也是蔗糖、乳糖等双糖的组成成分和多糖的糖苷(如生氰糖苷)。
青绿饲料只含有小量的游离已糖,但由葡萄糖相连而形成的多糖是植物性饲料的主要成分,所以葡萄糖主要来自动物消化多糖的终产物,为动物提供能量,一些葡萄糖的衍生物在代谢过程起着重要作用。
该糖一般通过淀粉在40Ψ,pH1.5条件下水解获得。
2.2 D—甘露糖通常是多糖的组成成分,不游离存在。
可以通过酸水解获得。
2.3 D—半乳糖是乳糖、蜜二糖、棉子糖等寡糖的组成成分,也是阿拉伯树胶、琼脂及其它树胶、粘质等多糖的组成成分。
它通常是由乳糖水解的D—半乳糖直接结晶获得。
D—半乳糖多存在于与葡萄糖结合形成的双糖中,如乳糖,它是哺乳动物乳汁的重要成分。
半乳糖也是神经组织以及青绿植物的组分。
3. 己酮糖D—果糖是一种左旋糖,商业上通过玉米淀粉的酶解获得。
它可被酵母发酵,是已知的最甜的糖。
鉴于转化糖(葡萄糖+果糖)比蔗糖的溶解度大,产量高出5%,也比蔗糖甜,因此具有重要的工业价值。
果糖游离存在于青绿饲料中、以及精子、胎儿和初生幼畜的血液中,并且是蔗糖和果聚糖的组分。
4. 衍生糖核糖为五碳醛糖,是核酸的碳水化合物组分,存在于活细胞中。
葡萄糖木糖阿拉伯糖HOH22OH甘露糖果糖牛乳糖图5-1 几种营养价值重要的单糖的结构式二. 寡糖(oligosaccharide)1.寡糖的概念寡糖又叫低聚糖,这类碳水化合物自然条件下以游离态或化合态存在。
和多糖相比,它们的分子量较小,是由2-10个分子的单糖(糖单位)通过糖苷键连接起来形成的,是多糖的组成部份。
与酸加热反应后,寡糖可水解成各种单糖。
寡糖中的二糖是其基本模式,最为普遍。
2. 寡糖的分类寡糖包括二糖(双糖)、三糖、四糖、五糖和六糖以及七糖、八糖。
据统计,具有一定的化学结构的寡糖,包括各种结晶形衍生物已达584种,其中二糖310种,三糖157种,四糖52种,五糖23种,六糖23种,七糖12种,八糖7种。
2.1 双糖(disaccharide)双糖含有两个单糖分子,2C6H12O6→C12H22O11+H2O。
常见的双糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖、海藻二糖、蜜二糖、松二糖和龙胆二糖等。
2.1.1蔗糖(sucrose)含有一分子葡萄糖和一分子果糖,对金属离子不表现还原性。
它广泛地存在于植物王国中,蔗糖在糖甘蔗、制糖甜菜和高梁以及有甜味的果实中(如香蕉、菠萝等)中含量较高(图5-2),具有重要的商业意义。
但在饲料甜菜、其他块根及青绿饲料中的含量很低。
蔗糖在酸处理或酶催化作用下水解成等量的葡萄糖和果糖的混合物,蔗糖的水解常称为蔗糖的转化作用,其水解产物称转化糖,其甜度比蔗糖高,蜂蜜的主要成分是转化糖。
2.1.2 麦芽糖(maltose)又称饴糖,还原性双糖,通过淀粉和糖元的酶解获得。
是淀粉的基本组成单元。
大量存在于发芽的谷粒,特别是麦芽中,由2个分子的葡萄糖分子缩合失水形成。
天然的存在于人类、动物和植物的组织中,尤其是高等植物的花粉、花蜜和谷物发芽的麦芽中(图5-3)。
2OH图5-2 蔗糖的环状化学结构 图5-3 麦芽糖的环状化学结构2.1.3 乳糖(lactose)由葡萄糖和半乳糖个1分子缩合失水形成,植物中鲜见。
乳糖不能被一般的酵母发酵。
乳糖是乳腺代谢产物,以乳汁的形式分泌出。
乳糖在乳汁中以游离态或乳糖低聚糖的形态存在。
未加热的乳汁中,游离态和化合态乳糖的比例是8:1,乳糖的甜度是蔗糖的1/6,并且溶解度也相对较低。
牛乳中含乳糖4%-5%,人乳中5%-8%(图5-4)。
2.1.4 ?纤维二糖(cellobiose )是纤维素的基本组成单元,水解纯纤维素时可得到纤维二糖,由2个葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键相连,它与麦芽糖的区别是纤维二糖为β-葡萄糖苷(图5-5)。
图5-4 乳糖的环状化学结构 图5-5 纤维二糖的环状化学结构2.2 三糖(trisaccharide)是主要的寡糖,分还原性与非还原性两类。
2.2.1非还原性三糖包括棉子糖(raffinose),由а-D-葡萄糖和β-D-果糖相连组成;它在制糖甜菜中含量较低,在大豆和棉籽粕中的含量较为可观。
只有在微生物作用下才能被消化。
龙胆三糖,由β-D-葡萄糖与β-D-果糖和а-D-葡萄糖相连组成。
2.2.2 还原性三糖包括甘露三糖,由а-D-半乳糖与а-D-半乳糖和а-D-葡萄糖相连组成;刺槐三糖,由半乳糖与鼠李糖和鼠李糖相连组成;鼠李三糖,由半乳糖与鼠李糖和鼠李糖组成。
2.3 四糖由4个单糖残基组成,主要有水苏四糖(stachyose),主要存在于水苏(stachys tuberifera)的根中,是非还原性糖,由两分子半乳糖+葡萄糖+果糖组成,水解后变为果糖。
最初是在大豆中发现。
2.4 其他此外还有由3分子半乳糖+葡萄糖+果糖组成的五糖(毛蕊草糖)以及六糖、乳六糖等。
自然界中很少存在,在动物营养学中无重要意义。
三. 多糖(polysaccharide)多糖是自然界中分子结构复杂、且庞大的糖类物质,它是由多个(10个以上-上万个)单糖分子或单糖衍生物缩合、失水,通过糖苷键连接而成的大分子聚合物,是植物的重要成分。
其中纤维素对植物起着支撑和骨架的作用,淀粉起着储存能量的作用。
Vansoet等在20世纪60年代后期建议用中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、细胞壁成分(CWC)以及结构性碳水化合物(SC)和非结构性碳水化合物(NSC)等作为鉴别饲料中纤维性和非纤维性营养的分类方法。
目前在反刍动物碳水化合物的营养研究中已广泛使用Vansoet纤维分类体系。
1. 非结构性多糖(non-structural polysaccharide)1.1 淀粉(starch)是植物性多糖,遇碘呈蓝色或红色。
植物的种子、茎、根、髓和叶中均含淀粉。
马铃薯、木薯和玉米是淀粉的重要来源。
淀粉在谷物中的含量可高达70%,在块根的干物质中大约含有30%的淀粉,植物青绿部分的含量则较少。
不同种类的植物,其淀粉微粒的大小和外观不同(见表5-2)。