碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林課件

1、碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林1 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及 健康的作用 印遇龍 黃瑞林 李鐵軍 范明哲 唐志 如 中國(guó)科學(xué)院亞熱帶區(qū)域農(nóng)業(yè)研究所 湖南 長(zhǎng)沙 410125 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林2 w一、研究碳水化合物的科學(xué)意義 w二、碳水化合物的分類(lèi) w三、碳水化合物的消化與吸收 w四、非淀粉多糖(NSP)對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)與腸道微 生物發(fā)酵的影響 w五、寡糖與抗性淀粉對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)健康的影響 w六、結(jié)論 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林3 一、科學(xué)意義 w動(dòng)物的主要供能物質(zhì)(占生產(chǎn)成本50%) w糖基化蛋白質(zhì)合成及各種生命過(guò)程 w調(diào)控腸道微生物 w調(diào)控機(jī)體免疫力 w人類(lèi)保健作用(減肥、

2、防癌) w糖生物學(xué)的興起 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林4 二、碳水化合物的分類(lèi) w碳水化合物的分類(lèi)依據(jù) : 聚合程度 組成糖的特性 糖苷鍵的類(lèi)型 在小腸的吸收狀態(tài) 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林5 食品碳水化合物的分類(lèi) (Englyst and Hudson, 1996) 類(lèi)型組成成分小腸水解與吸收狀況 包括在分析的NSP殘基 Englyst AOAC NSP residue 糖 葡萄糖、果糖、蔗糖、 乳糖 絕大多數(shù)No No 糖醇 山梨糖醇、木糖醇、乳 糖醇、麥芽糖醇 很少No No Resistant SC (低聚果糖、 低聚半乳糖、焦糊精、 多聚葡萄糖) 麥芽糖 不能 能

3、No No No No 淀粉 快速消化淀粉 慢速消化淀粉 抗性淀粉 能 能 不能 No No No No No Partly 非淀粉多糖(NSP) 存在于植物細(xì)胞壁(日 糧纖維) 其它NSP(如果膠、膠漿， 其它分離的NSP) 不能 不能 Yes Yes Yes Yes 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林6 體外試驗(yàn)淀粉的營(yíng)養(yǎng)分類(lèi) （Englyst等,1992） 淀粉類(lèi)型樣品來(lái)源小腸中可能的消化狀況 快速消化淀粉新鮮烤淀粉食品快速 慢速消化淀粉大多數(shù)生谷物慢，但可完全 抗性淀粉 1. 生理上不接受的淀粉 2. 抗消化淀粉顆粒 3. 變性或老化淀粉 磨碎不全的谷物與種子 生馬鈴薯、香蕉 冷淡烤

4、馬鈴薯、面包、玉米片 抗消化 抗消化 抗消化 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林7 食品碳水化合物的分類(lèi) (Englyst and Hudson, 1996) 類(lèi)型組成成分小腸水解與吸收狀況 包括在分析的NSP殘基 Englyst AOAC NSP residue 糖 葡萄糖、果糖、蔗糖、 乳糖 絕大多數(shù)No No 糖醇 山梨糖醇、木糖醇、乳 糖醇、麥芽糖醇 很少No No 短鏈碳水化合物(SC) 溶于80%乙醇 Resistant SC (低聚果糖、 低聚半乳糖、焦糊精、 多聚葡萄糖) 麥芽糖 不能 能 No No No No 淀粉 快速消化淀粉 慢速消化淀粉 抗性淀粉 能 能 不能 No

5、 No No No No Partly 非淀粉多糖(NSP) 存在于植物細(xì)胞壁(日 糧纖維) 其它NSP(如果膠、膠漿， 其它分離的NSP) 不能 不能 Yes Yes Yes Yes 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林8 植物食品NSP的糖組成 （Yin等2000；Yin等2001） 樣品 總 NSP 鼠李 糖 果糖 阿拉 伯糖 木糖 甘露 糖 半乳 糖 葡萄 糖 糖醛 酸 小麥 溶 不溶 總 1.4 12.6 14 0.03 0.04 0.02 0.04 0.33 3.62 0.17 5.25 0.03 0.17 0.35 0.38 0.17 2.56 0.25 0.55 大麥1 溶 不

6、溶 總 1.42 12.3 13.7 0.019 0.03 0.02 0.03 0.24 2.96 0.12 4.8 0.029 0.21 0.22 0.27 0.59 3.68 0.18 0.35 大麥2 溶 不溶 總 2.09 10.6 12.7 0.09 0.09 0.05 0.07 0.30 2.21 0.23 3.9 0.13 0.20 0.34 0.35 0.74 3.48 0.21 0.30 小麥麩 溶 不溶 總 3.2 68.9 72.1 0.076 0.18 0.068 0.98 0.64 17.3 0.47 32.2 010 0.51 0.74 1.42 0.6 14.3

7、0.5 2.01 米糠 溶 不溶 總 3.0 74.1 77.14 0.07 0.20 0.05 1.0 0.52 19.5 0.41 35.2 0.1 0.61 0.64 1.00 0.50 14.6 0.41 2.03 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林9 三、碳水化合物的消化與吸收 w 淀粉的消化（體外試驗(yàn)） 根據(jù)Englyst等（1992）等體外測(cè)定方法，通 過(guò)控制酶水解，用葡萄糖氧化酶測(cè)定釋放葡萄 糖的量來(lái)確定淀粉的類(lèi)型。 分別為總淀粉量(TS)、快速消化淀粉(RSD)、 慢速消化淀粉(SDS)、不消化淀粉(RS*)和快速可 利用葡萄糖(RAG) *目前歐洲人膳食標(biāo)準(zhǔn)是RS量為34

8、克 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林10 三、碳水化合物的消化與吸收 w淀粉消化指數(shù)： SDI = (RDS/TS)100 人類(lèi)食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)采用血糖指數(shù)反映碳水 化合物的生糖效率并指導(dǎo)特殊適用人群食 品的生產(chǎn)。 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林11 一些食物中碳水化合物消化率（體外）(g/100gDM) (Englyst等1992) 樣品RDSSDSRSTSSDIRAG 小麥面粉40392814940 玉米7323789481 燕麥5762658849 白稻米60126789381 煮熟稻米7811799886 馬鈴薯淀粉619759965 香蕉粉315577546 大豆27166495

9、58 豌豆122520609 葡萄糖100100100100 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林12 三、碳水化合物的消化與吸收 w回腸末端消化率 日糧纖維類(lèi)型影響NSP、ADF和NDF 的回腸末端消化率。 飼喂水平、取樣技術(shù)亦有影響。 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林13 生長(zhǎng)豬飼喂一些飼料原料，日糧纖維回腸末端消化率 (數(shù)據(jù)來(lái)源Yin等1993，1994，2000，2001；Bach Knudsen等1991) 日糧NSPADFNDF日糧NSPADFNDF 稻米粉2338玉米3962 花生餅粉3241Jack bean2564 菜籽粕3746Mung bean1566 棉籽粕4044

10、脫殼大麥20 大豆3846粗小麥粉30 豌豆3152燕麥麩36 小麥麩153858甜菜渣37 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林14 三、碳水化合物的消化與吸收 w 糖和淀粉的吸收 研究糖和淀粉吸收最直接的方法是門(mén)靜脈- 動(dòng)脈插管技術(shù)。(與血糖指數(shù)比) 該方法由Rerat等(1980) 和Yen等(1987)建立， 但手術(shù)難度大且費(fèi)時(shí)。 我們對(duì)該技術(shù)作了些改進(jìn)，使得該項(xiàng)技術(shù) 更容易操作（Huang等2003；黃瑞林等2003； Yin等2003）。 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林15 門(mén)靜脈-動(dòng)脈插管技術(shù) 插管位置圖 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林16 門(mén)靜脈-動(dòng)脈插管技術(shù) 實(shí)際

11、操作圖 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林17 采食不同種類(lèi)碳水化合物后8小時(shí)內(nèi) 門(mén)靜脈血液中葡萄糖含量(g) (數(shù)據(jù)來(lái)源Rerat等1984；Yin等2003*) CHO 攝入量 CHO種類(lèi) 不同時(shí)間出現(xiàn)在門(mén)靜脈中的葡萄糖含量(g) 2h4h6h8h 400葡萄糖65.2156.3195.4207.5 400蔗糖48.496.2123.6137.0 400乳糖25.750.567.277.4 400玉米淀粉61.7110.7148.0183.2 800葡萄糖133.2304.6413.9509.7 800蔗糖69.2162.1237.1283.5 800乳糖20.539.657.473.5

12、 800玉米淀粉88.7185.9254.0309.0 337玉米淀粉52.591.3123.9131.2(7h) 293 玉米淀粉 +8%果膠 39.967.293.799(7h) 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林18 四、非淀粉多糖(NSP)對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)與胃 腸道微生物發(fā)酵的影響 wNSP(特別是可溶性NSP)有抗?fàn)I養(yǎng)特性 增加消化道的粘性； 隔離養(yǎng)分，降低其消化率； 增加內(nèi)源性氮的排出； 增加胃腸道細(xì)菌的發(fā)酵。 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林19 可溶性果膠對(duì)豬日糧有機(jī)物、粗蛋白、氨基酸 表觀消化率與糞氮排出的影響 (數(shù)據(jù)來(lái)源Mosenthin等1994)（* p0.05; *p0

13、.01） 對(duì)照組果膠（7.5%）標(biāo)準(zhǔn)誤 有機(jī)物85.974.1*0.22 粗蛋白83.869.0*2.36 精氨酸91.583.3*1.21 組氨酸88.574.6*0.96 異亮氨酸84.969.5*0.78 亮氨酸85.071.5*0.92 賴(lài)氨酸86.572.8*0.85 蛋氨酸80.470.2*0.89 苯丙氨酸82.667.7*1.36 蘇氨酸77.257.4*1.72 纈氨酸82.565.1*1.11 總氮2.394.15*0.06 細(xì)菌氮1.772.98*0.13 非細(xì)菌氮0.621.17*0.09 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林20 仔豬腹瀉發(fā)生率與日糧可溶性NSP含量間

14、的關(guān)系 （資料來(lái)源Pluske等1996） 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林21 測(cè)定腸到道微生物區(qū)系的PCR-DGGE方法 w細(xì)菌細(xì)胞樣品的收集 wDNA提取與純化 wPCR擴(kuò)增 wDGGE分離（基因指紋） w克隆 w測(cè)序 w基因銀行對(duì)比分析 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林22 微生物微生物DNA提取和純化過(guò)程提取和純化過(guò)程 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林23 五、寡糖與抗性淀粉對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)、健康的影響 w寡糖 寡糖的研究歷史 寡糖的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 寡糖的生理功能 寡糖的營(yíng)養(yǎng)功能 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林24 寡糖的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 名 稱(chēng)單糖分子分子間結(jié)合特點(diǎn) 異麥芽

15、寡糖(iso-maltooligosaccarides)葡萄糖-1,6糖苷鍵 麥芽低聚糖(maltooligosaccharides)葡萄糖-1,2糖苷鍵 果寡糖(fructooligosaccharides, FOS)果糖-1,2糖苷鍵+蔗糖 龍膽二糖(gcatiooligosaccharides)葡萄糖-1,6糖苷鍵 寡乳糖(galactooligosaccharides, GAS)半乳糖-1,6糖苷鍵+蔗糖 寡木糖(xylooligosaccharides)D-木糖 D-木糖或其它碳 糖與D-木糖第4位 羥基生成糖苷鍵 寡甘露糖(mannanoligosaccharides, MOS)甘

16、露糖 -1,2或1,3或1,6糖 苷鍵+葡萄糖 海藻糖(fucose)葡萄糖-1,1糖苷鍵+蔗糖 -寡葡萄糖(-glucooligosaccharides,GOS)葡萄糖-1,6或1,4糖苷鍵 殼聚糖(chitosan, COS) 乙酰氨基 葡萄糖 -1,4糖苷鍵 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林25 寡糖的生理功能 w改善消化道微生物區(qū)系 w提高免疫力 促進(jìn)雙歧桿菌的增殖 具有免疫佐劑的功能 激活體液免疫和細(xì)胞免疫系統(tǒng) 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林26 檢測(cè)免疫應(yīng)答取樣新方法 淋巴導(dǎo)管插管技術(shù) 導(dǎo)管位置 碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)及健康的作用黃瑞林27 五、寡糖與抗性淀粉對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)、健康的影響 w抗性淀粉 抗性淀粉具有寡糖相同的功能，但更能 影