第二章饲料化学课件.ppt
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- 第二 饲料 化学课件
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1、2022-12-251碳水化合物碳水化合物含氮化合物含氮化合物脂脂 类类矿矿 物物 质质维维 生生 素素水水 分分其其 他他 成成 分分2022-12-252 动物从外界摄取各种营养物质,主要来自于各种植物性和动物性的饲料。因此,了解饲料中各种营养物质的化学基础,是我们进一步学习饲料营养价值评定、饲料原料、饲料资源开发与饲粮配制技术的基础。2022-12-253 碳水化合物(carbohydrate)是自然界分布最广的一类有机物质。植物性饲料:一般约占植物体干物质的50 80。动物性饲料(除乳以外):碳水化合物总量不到1,但却是动物体中重要的组织、能源、贮备物质和合成某些外分泌成分如乳脂、乳糖
2、的原料。2022-12-254 碳水化合物碳水化合物的名称来源于法语 de carbone(氢氧化物,水化物),最初用于含有 C、H、O元素的化合物。碳水化合物主要由碳、氢、氧三大元素遵循 C:H:O 为 1:2:1 的结构规律构成基本糖单位,可用通式(CH2O)n描述不同碳水化合物分子的组成结构。但少数碳水化合物并不遵循这一结构规律。根据单糖的聚合度,主要分为3大类(如图21,P19):即单糖(不能被水解的简单化合物)、低聚糖(单糖聚合度10的碳水化合物,又称寡糖)、多聚糖(单糖聚合度10的复杂碳水化合物,又称多糖)。此外,尚含一些糖类衍生物(如几丁质、甘油等)。2022-12-255l单糖
3、(monosaccharide)是最简单的一类碳水化合物,包括丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖及衍生糖。l其分子结构特点:1个碳原子的2个共价键分别与1个氢原子和1个羟基相连(HCOH),余下2个价键再分别与其它碳原子相连;每个糖分子中均含有1个羰基(=CO也称碳氧基)。也就是说,从化学结构特点看,单糖属多元羟基醛、酮或它们的缩合物。故有人又将单糖分成醛糖(如葡萄糖)和酮糖(如果糖)(如图2-2)。2022-12-256图2-2 醛糖与酮糖的结构式 CHO CH2O(CHOH)n CO CH2OH (CHOH)n-1 CH2OH 醛糖 酮糖 2022-12-257 单糖不仅有链状结构,同样还有环状
4、结构(如图2-3)。一般在单糖分子中碳原子数达5个时可借助“氧桥”形成稳定的环。单糖的链状结构和环状结构实际上是同分异构体。环状结构最重要,例如葡萄糖在晶体状态或水溶液中,绝大部分是环状结构,在水溶液中链状结构和环状结构可以互变。2022-12-258 OH HC CH2OH (CHOH)n-1 O HO C HC (CHOH)n-1 O CH2OH CH2 环状醛糖 环状酮糖 图2-3 环状醛糖与环状酮糖的结构式2022-12-259l 所有糖类都有不对称碳原子,故都具有旋光性。旋光性也是鉴定糖的重要指标。l 甘油醛为例说明糖的旋光性。凡羟基在甘油醛的不对称碳原子右边者被称为D-型,而在左边
5、的称为L-型l(如图2-4)2022-12-2510 CHO CHOH C OH HO C H CH2OH CH2OH D(+)-甘油醛 L(-)甘油醛图2-4 D-甘油醛和L 甘油醛的结构式2022-12-2511l由于单糖分子中既具有醇的结构(CHOH),又有醛基(CHO)或酮基(=C=O)的结构,这就使得单糖既可起多羟醇作用(如酯化、脱水、脱氧、氨基化等),又可产生醛或酮化学反应(如氧化还原性)。l通常以糖在碱性溶液中对某些金属离子,尤其是铜离子或银离子的还原能力来说明它们的还原性,并作为鉴定还原糖的基础。这些醛糖或酮糖在化学反应或酶促反应中被氧化成糖酸(还原糖)或被还原为醇。2022-
6、12-2512 单糖中以戊糖(五碳糖)和己糖(六碳糖)最为常见。对动植物来说是最重要的。戊糖中的核糖核酸的组成成分。己糖中的葡萄糖动物体极易吸收的一种糖(胃壁直接吸收),可为动物组织提供能量。果糖(由葡萄糖经异构化反应转化而来)糖中最甜者,供能上虽与葡萄糖相同,但在吸收、运载等营养生理过程中却存在一定的差异,故应注意合理利用。2022-12-2513l 低聚糖(oligosaccharide)一般是指由210个单糖通过糖苷键组成的一类糖。其中以双糖分布较广,营养意义较大。2022-12-2514 双糖(disaccharide)又称二糖,是由2分子单糖脱水缩合而成的一类糖。植物组织:蔗糖、麦芽
7、糖、纤维二糖、乳糖、海藻糖、蜜二糖等,动物乳:中则含有较多乳糖。双糖在动物体消化道内需经相应酶作用分解成单糖,才能被动物体吸收利用。2022-12-2515蔗糖(sucrose)是由葡萄糖和果糖组成的一种非还原性二糖。含量较高的有甜菜(1520)、甜高梁(1018)、甘蔗(1015)、枫树(36)等。各种果实、根茎类、蔬菜与树木汁液中也有不等含量。初生乳猪小肠和胰脏分泌的蔗糖酶极少,在生后1周内只能利用乳糖或葡萄糖,若喂蔗、果糖,则可引起乳猪严重下痢,一般乳猪出生2周后才可喂少量蔗糖或淀粉。犊牛消化道内的双糖酶或胰糖酶发展更慢,2月龄时才可利用。2022-12-2516 麦芽糖(maltose
8、)为淀粉与糖原的组成成分,由2分子葡萄糖缩合生成,也属一种还原性双糖。大量存在于发芽的谷物中尤其是麦芽中。动物体内含相应的酶,故可被直接吸收利用。2022-12-2517 乳糖(lactose)是半乳糖以-1,4糖苷键与葡萄糖结合而成的一种还原性双糖,主要存在哺乳动物乳中。动物种类不同,乳中含量不同,如牛乳中含4.5%5.5%,猪乳中含4.9%,马乳中含6.1%,山羊乳中含4.6%,人乳中含4.0%5.0%。由于乳糖酶仅存于幼小哺乳动物体内。因此成年家畜如摄取如乳糖过多时,除被肠道微生物发酵后吸收外,剩余者排出体外,造成浪费。2022-12-2518纤维二糖(纤维二糖(cellobiose)纤
9、维素的基本构成单位,也是其它不少多糖和糖甙的组成成分,它是 2个葡萄糖分子以-1,4糖苷键连接的。自然界中无游离态,只有当纤维素经微生物发酵、酶解或酸水解时,才会产生游离态纤维二糖。动物体内无相应水解它的酶(-葡萄糖苷酶),故无法直接利用。2022-12-2519l其他双糖:l蜜二糖、龙胆二糖、松二糖等。2022-12-2520其它常见的低聚糖其它常见的低聚糖主要有棉籽糖、水苏糖等。三糖 主要的三糖(trisacoharide)有棉籽糖、甘露三塘等。棉籽糖是由半乳糖、葡萄糖和果糖组成的一种无还原性三糖,棉籽中含量较高(约8.0),大豆、成熟的甜菜、蔗糖废糖蜜中有一定含量(约0.5)。2022-
10、12-2521 四糖(tetrasaccharide)主要有水苏四糖,是一种由1分子果糖、1分子葡萄糖和2分子的半乳糖组成的四糖,常见于多种植物的根茎和籽实中,而以唇形科水苏属(Stachys)植物含量较高。2022-12-2522甘露寡糖甘露寡糖(manoligosaccharide,MOS)又称甘露低聚糖或葡甘露寡聚糖,是由几个甘露糖分子或甘露糖与葡萄糖通过-1,6、-1,2或-1,3糖苷键连接组成的低聚糖。甘露寡糖广泛存在于魔芋粉、瓜儿豆胶、田菁胶及多种微生物细胞壁内(葡甘寡聚糖)。目前饲料添加剂用甘露寡糖提取于酵母细胞壁。甘露寡糖不为单胃动物消化酶分解。有报道:甘露寡糖可作为动物肠道内
11、有益微生物如双歧杆菌、乳酸杆菌等的营养素,有促进消化道有益菌株的增殖和抑制有害微生物的作用,同时还有促进机体免疫力提高和促进动物生产的作用。2022-12-2523l利用低聚糖应注意的问题利用低聚糖应注意的问题1.动物本身无消化棉籽糖和水苏糖等的酶。大肠微生物虽对其可进行发酵,但常产生引起胃肠臌气的气体如CO2和H2。因此,豆类或豆类产品等食入过多时,易发生肠胃臌胀。2.低聚糖中,有的有还原性如麦芽糖,有的无还原性如蔗糖。了解还原性的意义在于,原料或成品中单糖或还原性糖的羰基,在加热或长期贮藏过程中,易与氨基酸或胺发生缩合反应(羰氨反应),并产生黑褐色素称为“褐变反应”或“美拉德反应”(Mai
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