水生動物營養(yǎng)基礎(chǔ)-碳水化合物的營養(yǎng)

水生動物對碳水化合物的需求一、無氮浸出物二、纖維素碳水化合物亦稱糖類，包括單糖（如葡萄糖、果糖等）、雙糖（如蔗糖、乳糖等）和多糖類（如淀粉、纖維素等），它們在魚類飼料中，是熱能的主要來源。雖然魚類對它的利用能力不及脂肪和蛋白質(zhì)，可利用能值也沒有脂肪與蛋白質(zhì)高，但其來源廣，價格低，制料穩(wěn)定性較好，目前依然在魚飼料中占有較大的比例。魚飼料中的糖類適宜含量隨魚的種類、食性以及糖的種類不同而有差別，此外還與魚的不同生長階段、生長季節(jié)及水溫有關(guān)。無氮浸出物是魚、蝦類生長所必需的一類營養(yǎng)物質(zhì)，是三種可供給能量的營養(yǎng)物質(zhì)中最經(jīng)濟的一種，攝入量不足，則飼料蛋白質(zhì)利用率下降，長期攝入不足還可導致代激紊亂，魚體消瘦，生長速度下降。與畜禽相比，魚飼料的特點之一是蛋白質(zhì)含量高，而碳水化合物含量低，魚、蝦類飼料中糖類適宜含量依魚、蝦種類有較大差異，一般為25%?50%，冷水性魚類為21%左右，溫水性魚類為30%左右。雖然魚、蝦類不具備纖維素分解酶，不能直接利用粗纖維，但飼料中含有適量的粗纖維對維持消化道正常功能是必需的。需要強調(diào)的是，不論是在何種情況下，粗纖維含量應(yīng)限制在一定范圍之內(nèi)。一般來說，魚類飼料中粗纖維適宜含量為5%?15%，一般認為：草食性魚類飼料中粗纖維適宜含量為12%?20%；雜食性魚類8%?12%；肉食性魚類2%?8%。在對蝦飼料中添加少量的纖維素，對腸的蠕動、蛋白質(zhì)的利用有促進作用，但添加量過多也會影響對蝦的生長。在商品飼料中，粗纖維總量一般為2%?4%。碳水化合物過多對水生動物的影響一、無氮浸出物過多的影響二、粗纖維過多對水生動物的危害水生動物尤其是肉食性魚類對碳水化合物的利用能力較差，所以其飼料的碳水化合物含量不宜過高，否則，將影響其生長和飼料轉(zhuǎn)化率，甚至影響水生動物的健康。1、對水生動物生長和飼料轉(zhuǎn)化率的影響。實驗研究表明，無氮浸出物過多，必然導致飼料蛋白質(zhì)含量下降，魚類對無氮浸出物及蛋白質(zhì)的消化率均隨碳水化合物添加量的增加而降低，從而使魚類生長緩慢，飼料轉(zhuǎn)化效率降低。因此，在魚類養(yǎng)殖過程中，要使魚類生長和飼料轉(zhuǎn)化率取得滿意的效果，其飼料中無氮浸出物的含量必須適宜。2、對水生動物健康的影響。水生動物攝入無氮浸出物的量過多，超過了魚、蝦類對無氮浸出物的利用能力限度，多余部分則用于合成脂肪；長期攝入過量無氮浸出物，會導致脂肪在肝臟和腸系膜大量沉積，發(fā)生脂肪肝，使肝臟功能削弱，肝解毒能力下降，魚體呈病態(tài)型肥胖，血糖增加，尿糖排泄增多，魚類出現(xiàn)肝臟增大，顏色變淡，身體膨脹，死亡率增大等現(xiàn)象的“高糖肝”癥。另外，飼料中無氮浸出物含量過多，蛋白質(zhì)及其他營養(yǎng)素的含量也必然降低，并影響對各種營養(yǎng)素的消化吸收。因此，含量過高的無氮浸出物對動物機體的生長和發(fā)育會產(chǎn)生不良影響。粗纖維對水生動物的作用與其他營養(yǎng)素的作用截然不同，它既不是構(gòu)成機體的組成成分，又不能為機體提供能量，僅僅為機體利用其他營養(yǎng)素起到輔助作用。因此，飼料中粗纖維一旦含量過高，將會導致食糜通過消化道速度加快，消化時間縮短，蛋白質(zhì)消化率下降，礦物元素利用率下降。而且，飼料中過多的纖維素會使水生動物發(fā)生便秘和消化道阻塞，攝食量減少。此外，攝食纖維素飼料時排泄物增多，水質(zhì)易污染，所有這些都將導致水生動物生長速度、飼料轉(zhuǎn)化率、凈蛋白質(zhì)積累和肥滿度等下降。影響飼料中碳水化合物適宜含量的因素一、水生動物的種類

二、水生動物規(guī)格三、季節(jié)四、飼料其他成分碳水化合物是來源最廣、成本最低的能量物質(zhì)，而其在營養(yǎng)上的生理作用主要是提供能量，節(jié)約蛋白質(zhì)。所以，水生動物飼料中的適宜含量不是機體生長需要多少的問題，而是機體能夠代謝多少的問題，只要不超過機體的代謝能力，不至于導致生理異常，就應(yīng)盡量提高其在飼料中的含量。水生動物的不同種類、不同規(guī)格及在不同的生活環(huán)境條件下對無氮浸出物的利用能力不同，因而其飼料中無氮浸出物的適宜含量也就不同。一般認為，草食性、雜食性魚類飼料中的無氮浸出物的適宜含量比肉食性魚類飼料中的無氨浸出物含量高，原因是草食性和雜食性魚類淀粉酶活性高，并且分布在整個腸道。而肉食性魚類淀粉酶活性低，僅僅在胰臟中可見到淀粉酶，從肝臟中糖的代謝酶活性來看，肉食性魚類糖原合成酶活性高，而糖的分解酶活性低，因而對吸收的葡萄糖不能有效的利用，形成類似糖尿病的糖代謝紊亂。一般來說，小規(guī)格動物飼料中無氮浸出物的適宜含量少，隨著規(guī)格的增大，適宜含量也隨之升高。原因是小規(guī)格水生動物消化系統(tǒng)發(fā)育不完善，對糖的利用能力差，隨著規(guī)格的增大，消化系統(tǒng)的發(fā)育日趨完善，消化酶的分泌逐漸加強，因而對糖的消化能力也隨之增強。夏季，水溫高，幼齡動物新陳代謝旺盛，生長速度快，要求飼料中的蛋白質(zhì)含量高而碳水化合物的需要相對較低；而秋季，水生動物為了越冬，飼料中應(yīng)加大無氮浸出物的添加量，以貯備能量順利越冬。一般來說，在大量攝取蛋白質(zhì)或脂肪飼料的水生動物對無氮浸出物的需要量就相對減少，相反，飼料中蛋白質(zhì)含量不足，為了保證能量供給，飼料無氮浸出物和脂肪的含量就應(yīng)增加，以起到節(jié)約蛋白質(zhì)的作用，但應(yīng)注意水生動物的種類。另外，飼料中某些維生素的含量，如維生素c、維生素B1、煙酸、泛酸和糖代謝有關(guān)，因此，對飼料中無氮浸出物的最適添加量也有一定影響。粗纖維的生理功能粗纖維（CrudeFiber，縮寫CF），是膳食纖維的舊稱，是植物細胞壁的主要組成成分，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及角質(zhì)等成分。粗纖維一般不能為水生動物體所消化、利用，但卻是維持水生動物健康所必需的，因此，本節(jié)課將它的營養(yǎng)生理功能作一專門介紹：（1）粗纖維可刺激消化道的蠕動和消化酶的分泌，促進食糜的運動與消化。（2）粗纖維可作為其他物質(zhì)的稀釋劑或擴充劑，有助于各種營養(yǎng)素在食糜中的均勻分布，增大與消化酶的接觸面積，提高消化率；粗纖維可吸附飼料在消化道中產(chǎn)生的某些有害物質(zhì)，使其排出體外；適量的飼糧纖維在后腸發(fā)酵，可降低后腸內(nèi)容物的pH，抑制大腸桿菌等病原菌的生長，保障動物健康。（3）在某些水生動物（如草魚、羅氏沼蝦等）消化道內(nèi)，可被纖維素酶（微生物產(chǎn)生或自身產(chǎn)生）少量分解，產(chǎn)生葡萄糖，提供能量，并促進消化道中微生物的滋生繁殖，加強B族維生素和微生物蛋白的合成，供給水生動物的需要。（4）提高顆粒飼料的黏結(jié)性，增強在水中的穩(wěn)定性，減少營養(yǎng)成分在水中的溶失。（5）飼料中的纖維素還有降低血清膽固醇的作用，從而降低心血管疾病的發(fā)生率。碳水化合物的生理功能無氮浸出物在水生動物體內(nèi)被分解為單糖，然后被動物體吸收利用。其主要生理功能如下：（1）提供能量（2）形成體脂（3）構(gòu)成體組織的成分（4）為動物體合成非必需氨基酸提供碳架（5）節(jié)約飼料蛋白質(zhì)（6）其他作用機體攝食無氮浸出物后經(jīng)水解成單糖被氧化分解，并釋放出能量，供機體利用，以滿足各項生命活動的需要。如有多余，則合成糖原，貯存在肌肉和肝臟中備用。糖是動物體獲得的最直接、最廉價的能源。當肝臟和肌肉組織中貯存足量的糖原后，繼續(xù)進入機體的碳水化合物則轉(zhuǎn)化為脂肪，貯存于動物體內(nèi)。少量碳水化合物及其衍生物是組織細胞的構(gòu)成成分。如:五碳糖是細胞核酸的組成成分；半乳糖是構(gòu)成神經(jīng)組織的必需物質(zhì)；許多糖類與蛋白質(zhì)合成糖蛋白構(gòu)成細胞膜等。幾丁質(zhì)（又名甲殼素、殼多糖）是許多低等動物尤其是節(jié)肢動物外殼的重要組成部分。蝦、蟹是在不斷蛻殼和再生殼的過程中生長，而甲殼素的分解產(chǎn)物2-氨基葡萄糖對于蝦、蟹殼的形成具有重要作用。葡萄糖代謝的中間產(chǎn)物，如磷酸甘油酸、α-酮戊二酸、丙酮酸可用于合成一些必需氨基酸。當飼料中含有適量的無氮浸出物時，蛋白質(zhì)與碳水化合物一起被攝入后，氮在體內(nèi)的貯藏量比單獨攝入蛋白質(zhì)時要多。這是因為碳水化合物的攝入，增加了三磷酸腺苷（ATP)的形成，從而減少了蛋白質(zhì)用于功能的消耗，同時有利于氨基酸的活化及蛋白質(zhì)的合成。因此，當有足量無氮浸出物可利用時，蛋白質(zhì)才能充分用于生長。碳水化合物起到節(jié)約蛋白質(zhì)的作用。在胃腸道內(nèi)，寡糖可以選擇性地作為某些細菌生長的底物。果寡糖能夠作為乳酸桿菌和雙歧桿菌生長的底物，但沙門氏菌、大腸埃希氏菌和其他革蘭氏陰性菌發(fā)酵果寡糖的效率很低，因而它們的生長將會受到抑制。甘露寡糖可以防止沙門氏菌、大腸桿菌和霍亂弧菌在動物腸道黏膜上皮上的黏附。由于合成寡糖具有上述調(diào)整胃腸道微生物區(qū)系平衡的效應(yīng)，現(xiàn)已將其稱為化學益生素（chemicalprobiotics)。南極魚能生活在溫度為-1.85℃的表面水域中，而在這一條件下溫帶魚的血清則已凍結(jié)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，南極魚中含有一類抗凍的糖蛋白質(zhì)，其水解后呈特定形狀，可使所系水分子不易凍結(jié)，降低水的冰點但不降低其熔點，提高了抗低溫能力。碳水化合物組成碳水化合物（carbohydrates)是多羥基的醛、酮或其簡單衍生物以及能水解產(chǎn)生上述產(chǎn)物的化合物的總稱。它是一類重要的營養(yǎng)素。因來源豐富、成本低而成為動物生產(chǎn)中的主要能源。碳水化合物是自然界分布極廣的一類有機化合物。它主要存在于植物中，是植物性飼料的主要組成部分，含量可占其干物質(zhì)的50%?80%，而在動物體內(nèi)含量甚少。雖然水生動物對碳水化合物的利用能力較低，但它仍是水生動物不可缺少的一類營養(yǎng)物質(zhì)。碳水化合物主要由碳、氫、氧三種元素組成，其分子式通常以(H20)y表示，其中所含氫與氧原子之比大都為2:1，與水中所含氫與氧的比例相同，故稱為碳水化合物。自然界中的碳水化合物，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)可分為單糖、低聚糖及多聚糖。在營養(yǎng)學上通常根據(jù)碳水化合物的分析方法，將其分為無氮浸出物（rtitiqgenfreeextract，NFE)和粗纖維（crudefiber，CF)。無氮浸出物是指可溶于水的一類碳水化合物，包括單糖、雙糖及同質(zhì)多糖等，又稱為可溶性碳水化合物。在動物營養(yǎng)方面，主要利用的無氮浸出物是淀粉，淀粉主要存在于植物的種子和塊莖、塊根中，分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉呈線形，由250?300個葡萄糖單位以α-1，4-糖苷鍵連結(jié)而成；支鏈淀粉則每隔24?30個葡萄糖單位出現(xiàn)一個分支，分支點以α-1，6-糖苷鍵相連，分支鏈內(nèi)則仍以α-1，4-糖苷鍵相連。粗纖維是指不溶于水的一類碳水化合物，這些物質(zhì)不能被一般的單胃動物所消化，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠等，是植物細胞壁的主要成分，是植物飼料中不容易消化的部分，主要存在于籽實的皮、殼及莖稈中。植物在生長的幼嫩時期，細胞壁主要由纖維素組成，隨著植物的發(fā)育成熟，細胞壁逐漸木質(zhì)化，木質(zhì)素含量比例增高。無氮浸出物及粗纖維雖同屬于碳水化合物，但對水生動物的營養(yǎng)作用大不相同。動物營養(yǎng)中碳水化合物的一個重要特性是與蛋白質(zhì)或氨基酸發(fā)生的美拉德反應(yīng)(Maillardreaction)。此反應(yīng)起始于還原性糖的羰基與蛋白質(zhì)或肽游離的氨基之間的縮合反