第三章2飼料化學(xué)

飼料化學(xué)第三章本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)：了解飼料的基本化學(xué)組成、基本的名詞概念。一、水的作用二、水的存在形式：游離水(freewater)與結(jié)合水(boundwater)。三、水的含量一般飼料中水分含量要求12%-14%,但有些新鮮樣水分含量有60%-90%,或更高。飼料中水分含量高則不宜保藏，易發(fā)生霉變變質(zhì)。第一節(jié)水分概念：碳水化合物(carbohydrate)是多羥基醛或多羥基酮及其縮聚物和某些衍生物的總稱。植物中含量在50%-80%。動(dòng)物體內(nèi)較少。一、分類：1、單糖(monosaccharide)是CHO的基本單位。丙糖、丁糖、戊糖(核糖、木糖等)、已糖、衍生糖（脫氧糖、氨基糖、糖醇、糖醛酸、磷酸糖酯等)

2、寡糖(oligosaccharide)(低聚糖)是由2-10單糖分子連接而成的化合物，有蔗糖、麥芽糖、乳糖、纖維二糖，三糖、四糖、甘露寡糖MOS、低聚木糖等。第二節(jié)碳水化合物3、多糖(polysaccharide)(高聚糖)是由10個(gè)以上單糖分子組成。如淀粉、纖維素。此外，還有糖衍生物幾丁質(zhì)等。二、各類糖簡(jiǎn)介1、單糖(monosaccharides)具有醇結(jié)構(gòu)(-CHOH-)、醛基(-CHO)或酮基(=C=O)的結(jié)構(gòu)，可發(fā)生多羥醇作用如酯化、脫水、脫氧、氨基化作用，也可發(fā)生醛或酮化學(xué)反應(yīng)如氧化還原。單糖中戊糖與已糖最為重要，戊糖是核酸組成，已糖中葡萄糖(D-glucose)是動(dòng)物最易吸收的糖，動(dòng)物必需的糖(血糖)。果糖(D-fructose))也可被動(dòng)物直接吸收。

果糖與葡萄糖在體內(nèi)磷酸化成果糖-1-磷酸，葡萄糖-1-磷酸等進(jìn)入糖代謝。

半乳糖(galactose)有D型與L型。在動(dòng)物胃腸道可直接吸收，并在體內(nèi)磷酸化后生成半乳糖-1-磷酸后再轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟撬岫x。

D-甘露糖(D-mannose)常以糖蛋白形式存在于卵白蛋白和血清蛋白中。常見糖結(jié)構(gòu)式其它衍生糖類2、寡糖雙糖(disaccharides)又稱二糖，主要有：蔗糖：由葡萄糖與果糖組成。麥芽糖：淀粉與糖元組成成分，二分子葡萄糖縮合而成。乳糖：半乳糖與葡萄糖結(jié)合而成。哺乳動(dòng)物乳中，幼小動(dòng)物所必需。乳中乳糖含量(%)牛乳豬乳馬乳山羊乳人乳4.5-5.54.96.14.64.0-5.0纖維二糖(cellobiose)二分子葡萄糖以β-1,4糖苷鍵連接產(chǎn)物，動(dòng)物沒有消化此糖的酶，故無法直接利用。其它二糖：蜜二糖、龍膽二糖等。其它常見低聚糖:

三糖(trisaccharides)：棉籽糖(半乳糖+葡萄糖+果糖)、甘露三糖、四糖(tetrasaccharides)：水蘇糖(棉籽糖+半乳糖)五糖：毛蕊花糖(水蘇糖+半乳糖)(五糖)低聚糖或寡聚糖，是由2－10個(gè)單糖通過糖苷鍵形成的直鏈或支鏈的一類糖。目前動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中所研究的寡聚糖主要是指不能被人或其它單胃動(dòng)物自身分泌的酶分解，但能對(duì)機(jī)體微生物區(qū)系、免疫等功能有影響的特殊糖類物質(zhì)。（一）主要品種1、甘露寡糖（mannanoligosaccharides,MOS)由發(fā)酵法從富含MOS的酶母細(xì)胞壁中提取的葡甘露聚糖蛋白物。低聚糖應(yīng)用2、果寡糖（Fructooligosaccharides,FOS)有果寡三糖、果寡四糖、果寡五糖，存在于大麥、小麥等植物及酵母中。

FOS由微生物或植物中果糖轉(zhuǎn)移酶作用產(chǎn)生。3、寡木糖(xylooligosaccharides,XOS)

由D－木糖或木糖與其它糖生成寡聚糖。4、大豆寡糖（soybeanoligosaccharides）主要是蔗糖、棉籽糖、水蘇糖與少量毛蕊花糖5、其它寡乳糖、α，β兩種寡葡萄糖、低聚焦糖等。

低聚糖功能作用主要作用機(jī)理1、選擇性促進(jìn)有益菌的增殖

MOS對(duì)微生物影響病源菌作用有益菌作用大腸桿菌抑制長(zhǎng)雙歧桿菌促進(jìn)鼠傷寒沙門菌抑制干酪乳酸菌促進(jìn)肉毒梭菌抑制嗜酸乳酸菌促進(jìn)生孢梭菌抑制德氏乳酸菌促進(jìn)2、阻止病原菌定植、促進(jìn)其隨糞的排泄病原菌與腸粘膜粘接在胃腸道中定植與繁殖而致病。這原理是細(xì)菌表面外源凝集素與上皮細(xì)胞上特異的糖分子相結(jié)合。

上皮細(xì)胞上特異糖細(xì)菌表面外源凝集素外源低聚糖用特定的糖來結(jié)合細(xì)菌的外源凝集素或用特定的外源凝集素來結(jié)合腸粘膜上皮細(xì)胞表面的糖脂或糖蛋白的殘基都可以阻止細(xì)菌與腸粘膜的結(jié)合，這一過程稱為化學(xué)益生。試驗(yàn)證實(shí)：粘合在上皮細(xì)胞上的大腸桿菌碰到MOS后可在30min內(nèi)脫落下來，但葡萄糖與半乳糖沒有此作用。甘露寡糖的附著細(xì)菌效果菌株陽(yáng)性菌數(shù)測(cè)試菌株數(shù)大腸桿菌54118腸炎沙門氏菌44傷寒沙門氏菌45鼠傷寒沙門氏菌413摩氏變形菌1111多種檸檬酸細(xì)菌3636肺炎克雷伯氏菌1516粘質(zhì)殺雷氏菌1212寡聚糖能與一定的毒素、病毒、真核細(xì)胞的表面結(jié)合作為這些外源抗原的佐劑，能減緩抗原的吸收，增加抗原的效價(jià)?？杉訌?qiáng)細(xì)胞和體液免疫。寡聚糖也具有抗原特性，能夠產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答。甘露寡糖可通過刺激肝臟分泌能與甘露糖結(jié)合的蛋白而影響免疫系統(tǒng)。3.刺激免疫反應(yīng)指由10個(gè)糖單位以上單糖分子經(jīng)脫水、縮合而成的一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子化合物。（1）淀粉(starch)是D-葡萄糖地聚合體，廣泛存在于植物種子、塊根莖、果實(shí)中。玉米等谷物含量達(dá)60%－70%。直鏈淀粉（amylose）α－1,4糖苷鍵連接淀粉（溶于水）支鏈淀粉（amylopectin)β－1,6鍵連接 （不溶于水）3、多糖（polysaccharides)部分直鏈淀粉結(jié)構(gòu)部分纖維素結(jié)構(gòu)淀粉特性：糊化：天然淀粉顆粒在適宜溫度下在水中膨潤(rùn)，分裂均勻、有黏性的糊狀溶液，此過程為之，此時(shí)的淀粉被稱為α－淀粉老化：糊化淀粉緩慢冷卻或在室溫下長(zhǎng)期放置后變得不透明，甚至沉淀，此現(xiàn)象為淀粉老化。老化淀粉不易消化。膠化：利用高溫或其他方法使淀粉粒破碎的過程為之。可增加消化性。淀粉消化或加溫水解而產(chǎn)生的一系列有支鏈的低分子化合物。然后進(jìn)一步分解成麥芽糖與葡萄糖，供動(dòng)物利用。糊精是嗜酸菌的良好培養(yǎng)基，在動(dòng)物體內(nèi)能促進(jìn)B族維生素的合成。3、糖原（glycogen)動(dòng)物體內(nèi)存在形成。葡萄糖合成糖原的過程為糖原生成。4、非淀粉多糖（non-starch-polysaccharides,NSP)

是植物中結(jié)構(gòu)性多糖的總稱，植物細(xì)胞壁重要成分。

NSP：由纖維素(cellulose)、半纖維素(hemicellulose)、果膠（pectin）和抗性淀粉組成（阿拉伯木聚糖、β－葡聚糖、甘露聚糖、葡甘聚糖等）。纖維素為不溶性多糖；其余為可溶性多糖，具有抗?fàn)I養(yǎng)作用。纖維素：β－1,4鍵連接。動(dòng)物不能消化。半纖維素：高聚糖組成的一種異源性混合物，包括戊聚糖、已聚糖等聚合體。其中木聚糖是植物骨架，還有甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖等。半纖維素與細(xì)胞壁中果膠以共價(jià)鍵結(jié)合與纖維素的微纖絲以氫鍵相連增強(qiáng)細(xì)胞壁強(qiáng)度。果膠(pectin)

膠狀多糖類，是細(xì)胞壁成分之一，廣泛存在于各種高等植物細(xì)胞壁和相鄰細(xì)胞之間的中膠層中，具有粘著細(xì)胞與運(yùn)送水分的作用。果膠是以α－1，4苷鍵連接的D－半乳糖醛酸聚糖（或稱多聚半乳糖醛酸）為基本結(jié)構(gòu)，其中糖醛酸的羰基可不同程度地甲基酯化，大部分以聚糖醛酸（polyuronicacid）鈣鹽或鎂鹽存在，在果膠物質(zhì)主鏈上還連接有其它糖類，如L－阿拉伯糖、D－半乳糖、D－山梨糖。L－鼠李糖，有還含有乙酰化羰基。果膠有三種形態(tài)：原果膠、果膠與果膠酸。5、木質(zhì)素（lignin)

高分子苯丙烷的非晶體聚合物。木質(zhì)素與纖維素、半纖維素連接以共價(jià)鍵相連。降低纖維素與半纖維素的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。堿處理高度木質(zhì)化的秸稈打破木質(zhì)素與半纖維素之間的化學(xué)鍵，釋放出較易消化的半纖維素，以改善秸稈消化性。6、其它糖類：氨基多糖、蛋白多糖、甲殼素等。一、蛋白質(zhì)分類：種類多而復(fù)雜1、單純蛋白（simpleprotein)：清蛋白、球蛋白、谷蛋白2、復(fù)（結(jié)）合蛋白(conjugatedprotein：脂蛋白、核蛋白、糖蛋白、色蛋白、磷蛋白、金屬蛋白3、衍生蛋白(derivedprotein)：天然蛋白經(jīng)酸、堿、酶處理后生成的衍生物如蛋白胨、蛋白示、肽、氨基酸、明膠等。第三節(jié)含氮化合物氨基酸天然200多種，常見20種

,具有L型與D型。理化特性：酸性、中性、堿性AA化學(xué)反應(yīng)：氧化脫氨基：生成α－酮酸與氨還原接脫氨基：生成有機(jī)酸＋氨脫羰基：生成胺。主要是動(dòng)物性飼料在腐敗變質(zhì)時(shí)生成的組胺、酪胺、色胺。氨基羰基反應(yīng)：美拉德反應(yīng)其它：組胺＋賴氨酸生成糜爛素、氨基酸＋金屬生成螯合物如Met-Fe二、氨基酸（aminoacid,AA)寡肽又稱小肽，是由2－3個(gè)氨基酸殘基組成的二肽或三肽。三、寡肽 施用暉(1996)研究發(fā)現(xiàn)，日糧蛋白完全以小形式供給小雞，賴氨酸吸收速度不再受精氨酸的影響。Boza(1995)研究表明，以小肽形式作為氮來源時(shí)，整體蛋白質(zhì)沉積效率高于相應(yīng)的氨基酸日糧或完整蛋白日糧。Fanabiki(1990)也觀察到小肽日糧組小鼠蛋白合成率較相應(yīng)氨基酸組日糧組高26%。生物活性肽作用：1、促進(jìn)氨基酸吸收

Maria(1995)報(bào)道，肉類水解產(chǎn)物的肽類能使鐵離子的溶性、吸收率提高。施用暉(1996)小雞日糧中添加小肽制品后，血漿中鐵離子、鋅離子含量顯著高于對(duì)照組，蛋殼強(qiáng)度提高。ZamboninoInfante(1997)報(bào)道，在鱸魚苗日糧中添加小肽后，能極大地減少骨的畸形。另外在母豬飼喂小肽后，母豬奶中和仔豬血液中鐵含量增高。2、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收飼料蛋白質(zhì)進(jìn)入瘤胃后大部分迅速分解成肽以后被微生物利用。Arggde(1998)發(fā)現(xiàn)，瘤胃微生物蛋白合成所需的氮大約有2/3來源于肽與氨基酸，肽是瘤胃微生物合成蛋白質(zhì)的重要底物。CruzSoto(1994)報(bào)道，以可溶性糖作為碳源時(shí)，小肽促進(jìn)可溶性糖分解菌的生長(zhǎng)速度比氨基酸的促進(jìn)作用高70%。Chen(1987)發(fā)現(xiàn)奶牛瘤胃液內(nèi)肽不足是限制瘤胃微生物生長(zhǎng)的主要因素。另有一些報(bào)道認(rèn)為肽瘤胃微生物達(dá)到最大生長(zhǎng)效率的關(guān)鍵因子。3、促進(jìn)瘤胃微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收

Parisim(1989)在生長(zhǎng)豬日糧中添加少量肽顯著地提高豬的日增重、蛋白質(zhì)利用率與飼料轉(zhuǎn)化。另外在蛋雞(施用暉)、魚、蝦等也得到相似結(jié)果。其它方面：小肽可阻礙脂肪吸收，促進(jìn)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)且不增加腸組織的氧消耗。小肽還可促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)與DNA合成。肽的生物活性作用與抗菌作用(桿菌肽鋅)。4、提高生產(chǎn)性能與其它作用一、分類一般分類：真脂肪：脂肪酸＋甘油類脂物:游離脂肪酸、磷脂、糖脂、脂蛋白、固醇類、類胡蘿卜素、脂溶性維生素按結(jié)構(gòu)分類：?jiǎn)渭冎悾╯implelipide)、復(fù)合脂類(compoundlipide)、萜類(terpene)、類固醇(steroid)、衍生脂(derivedlipide)（前列腺素等）第四節(jié)脂類(lipide)揮發(fā)性、不溶水、飽和與不飽和性。順（cis）與反式(tran)結(jié)構(gòu)。熔點(diǎn)、碘價(jià)、皂化價(jià)、氫化。必需脂肪酸（essentialfattyacide,EFA）與非必需脂肪酸。多不飽和脂肪酸如EPA（C20：5）、DHA（C22：6）。脂肪酸敗：水解酸敗與氧化酸敗二、脂肪酸性質(zhì)RH

R.＋H.R．+O2

ROO.RH＋ROO.

ROOH＋R.R．＋R.

RRR．＋ROO.

ROORROO.＋ROO.

OR＋O2ROOHRO.+HO.脂肪氧化酸敗降低脂肪營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，產(chǎn)生不良?xì)馕叮瑢?duì)腸道刺激引起消化不良等。氧化酸敗用酸價(jià)表示。以1克脂肪所需要KOH毫克數(shù)。酸價(jià)大于6動(dòng)物不能食用。1、磷脂（phosphatide）卵磷脂、腦磷脂、肌醇磷脂、神經(jīng)磷脂。2、糖脂（glycolipide）3、萜類4、固醇（steroid）:動(dòng)物固醇（zoosterol）、植物固醇（phytosterol）、酵母固醇（ergosterol）。三、類脂分類：常量與微量元素必需微量元素（essentialmineralelement）1、普遍存在動(dòng)物組織并分布均勻含量穩(wěn)定2、具有基本生理功能與代謝規(guī)律共同3、缺乏與過量均可出現(xiàn)缺乏癥與中毒癥4、補(bǔ)給后可減輕或治療缺乏癥表現(xiàn)第五節(jié)礦物質(zhì)（mineralelement)維生素是維持人與動(dòng)物正常生理機(jī)能所必需，且需要量極少的一類小分子有機(jī)物。一、分類：脂溶性水溶性二、特點(diǎn)：分子量小、需要量極微、不提供能量、缺乏時(shí)引起動(dòng)物缺乏癥，過多時(shí)可中毒（脂溶性）、參與體內(nèi)物質(zhì)代謝與能量代謝。第六節(jié)維生素（vitamins）一、抗?fàn)I養(yǎng)因子（antinutritionalfactor,ANF)

凡能破壞飼料營(yíng)養(yǎng)成分或以不同機(jī)制阻礙動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化、吸收和利用的并對(duì)動(dòng)物健康產(chǎn)生副作用的物質(zhì)，這類物質(zhì)統(tǒng)稱為抗?fàn)I養(yǎng)因子。