16 就饲料学这门学科的性质而言，直接服务于畜牧业，是高等农业院校动 物科学专业的一门专业基础课和动物营养与饲料科学专业的一门专业课。 饲料为动物一切生命活动的提供营养物质，整个生命过程，离不开饲料及 其包含的营养物质。饲料学的基本任务是，运用现代生物科学和农业科学先进 技术和成果，深刻揭示饲料的营养代谢规律及各种营养物质间的相互关系、饲 用价值及生理功能，最终达到为畜牧生产提供优质、高效、安全、符合现代环 保要求的配合饲料，提高畜禽的生产性能和保证畜产品的质量的目标。 二、饲料学研究的内容 根据饲料学的性质和任务，包括如下研究内容： 第一，饲料化学。研究与动物生产有关的饲料中各种营养物质的种类、生 理及生物学功能，是饲料学研究的基础内容。 第二，饲料营养价值评定。研究饲料营养价值评定的原理与方法，评定各 种饲料对不同动物的营养价值。这是科学合理利用饲料的依据。 第三，饲料分类。研究建立饲料分类的方法，对饲料资源进行科学的分类 和编号，便于各种饲料的合理利用和管理。 第四，饲料原料。研究各类饲料的分类、营养特性、加工方法、质量标准 及饲用价值，并提出科学开发饲料资源的方法和途径。 第五，饲料与人畜卫生。研究饲料中各种营养物质对畜产品品质及风味的 关系，揭示饲料中各种有毒有害物质、抗营养因子对畜禽生产性能及环境的影 响，寻求为了人畜安全如何钝化或减少饲料中的有害因子，为生产无公害优质 安全的畜产品提供理论依据基金恩格，使饲料生产和养殖业可持续发展。 第六，饲料配合。研究如何运用动物对各种营养物质的需要量和饲养标准 配制饲料，阐明科学配制饲粮的原则及科学设计不同种类畜禽不同生长阶段饲 料配方的方法和手段
16 就饲料学这门学科的性质而言，直接服务于畜牧业，是高等农业院校动 物科学专业的一门专业基础课和动物营养与饲料科学专业的一门专业课。 饲料为动物一切生命活动的提供营养物质，整个生命过程，离不开饲料及 其包含的营养物质。饲料学的基本任务是，运用现代生物科学和农业科学先进 技术和成果，深刻揭示饲料的营养代谢规律及各种营养物质间的相互关系、饲 用价值及生理功能，最终达到为畜牧生产提供优质、高效 、安全、符合现代环 保要求的配合饲料，提高畜禽的生产性能和保证畜产品的质量的目标。 二、饲料学研究的内容 根据饲料学的性质和任务，包括如下研究内容： 第一，饲料化学。研究与动物生产有关的饲料中各种营养物质的种类、生 理及生物学功能，是饲料学研究的基础内容。 第二，饲料营养价值评定。研究饲料营养价值评定的原理与方法，评定各 种饲料对不同动物的营养价值。这是科学合理利用饲料的依据。 第三，饲料分类。研究建立饲料分类的方法，对饲料资源进行科学的分类 和编号，便于各种饲料的合理利用和管理。 第四，饲料原料。研究各类饲料的分类、营养特性、加工方法、质量标准 及饲用价值，并提出科学开发饲料资源的方法和途径。 第五，饲料与人畜卫生。研究饲料中各种营养物质对畜产品品质及风味的 关系，揭示饲料中各种有毒有害物质、抗营养因子对畜禽生产性能及环境的影 响，寻求为了人畜安全如何钝化或减少饲料中的有害因子，为生产无公害优质 安全的畜产品提供理论依据基金恩格，使饲料生产和养殖业可持续发展。 第六，饲料配合。研究如何运用动物对各种营养物质的需要量和饲养标准 配制饲料，阐明科学配制饲粮的原则及科学设计不同种类畜禽不同生长阶段饲 料配方的方法和手段
17 第二章 饲料化学 同所有动物一样，家畜必须不断地从外界摄取各种营养物质。这些营养物 质主要来自于各种植物性和动物性的饲料。因此，了解构成饲料的各种营养物 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。 第一节碳水化合物 碳水化合物(carbohydrate)是自然界分布最广的一类有机物质，更是植物 性饲料的一项重要组成成分，其含量一般约占植物体干物质总重的50% 80%。而在除乳以外的动物性饲料中，碳水化合物总量虽不及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、乳糖的原 料。因此碳水化合物常被人们视为一种重要的营养物质。 碳水化合物的名称来原于法语hydrate(氢氧化物，水化物)de carbone, 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:H0为12：】的结构规律构成基本糖单位，可用通式(CHO) 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。饲料中所含碳水化合物种类较多，根据单糖的聚合度分为三大类：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)和高聚糖（单糖聚合度>10的复杂碳水化合物，又称多糖）。此外，尚含 些糖类衍生物（如几丁质、甘油等）。 碳水化合物示意图见图2-1
17 第二章 饲料化学 同所有动物一样，家畜必须不断地从外界摄取各种营养物质。这些营养物 质主要来自于各种植物性和动物性的饲料。因此，了解构成饲料的各种营养物 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。 第一节 碳水化合物 碳水化合物（carbohydrate）是自然界分布最广的一类有机物质，更是植物 性饲料的一项重要组成成分，其含量一般约占植物体干物质总重的 50％～ 80％。而在除乳以外的动物性饲料中，碳水化合物总量虽不及 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、乳糖的原 料。因此碳水化合物常被人们视为一种重要的营养物质。 碳水化合物的名称来源于法语 hydrate （氢氧化物，水化物） de carbone ， 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。饲料中所含碳水化合物种类较多，根据单糖的聚合度分为三大类：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）和高聚糖（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）。 碳水化合物示意图见图 2-1
18 一丙糖： 甘油醛、二羟丙酮 丁糖： 赤鲜糖、苏阿糖等 单糖 戊糖： 核糖、核酮糖、木糖、木酮糖、阿拉伯糖等 己糖： 葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等 庚糖： 景天庚酮糖、萄萄庚酮睛、半乳庚酮糖等 衍生糖： 脱氧糖、氨基糖、糖醇、糖醛酸、磷酸糖酯等 碳 双糖： 蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖、蜜二糖 三糖： 棉籽糖、龙胆三糖、松三糖、洋槐三糖 化 低聚糖 四糖： 水苏塘 合 五糖： 毛蕊草糖 物 六糖： 乳六糖 了戊聚糖， 阿拉伯树胶、木糖 简聚糖： 淀粉、糊精、糖原、纤维素 (均多糖了果聚糖： 菊糖、左聚糖 多聚糖 半乳聚糖 甘露聚糖 杂多糖： 果胶、树胶、半纤维素、粘多糖、透明质酸等 其他化合物：几丁质、硫酸软骨素、糖蛋白、糖脂、木质素等 图2-1碳水化合物分类图 一、单糖 单糖(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。其分子结构特点是：①1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(H一C一OH),下余2个价键再分别与其他碳 原子相连：②每个糖分子中均含有1个羰基(=C0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）。 单糖不仅有链状结构，同样还有环状结构（如图23）。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（含8个碳原子的单糖少见）。 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 糖在品体状态或水溶液中，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
18 碳 水 化 合 物 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 己糖： 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、氨基糖、糖醇、糖醛酸、磷酸糖酯等 低聚糖 双糖： 蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖、蜜二糖 三糖： 棉籽糖、龙胆三糖、松三糖、洋槐三糖 四糖： 水苏糖 五糖： 毛蕊草糖 六糖： 乳六糖 多聚糖 均多糖 戊聚糖： 阿拉伯树胶、木糖 葡聚糖： 淀粉、糊精、糖原、纤维素 果聚糖： 菊糖、左聚糖 半乳聚糖 甘露聚糖 杂多糖： 果胶、树胶、半纤维素、粘多糖、透明质酸等 其他化合物：几丁质、硫酸软骨素、糖蛋白、糖脂、木质素等 图 2-1 碳水化合物分类图 一、单糖 单糖（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。其分子结构特点是：①1 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（H－C－OH），下余 2 个价键再分别与其他碳 原子相连；②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）。 单糖不仅有链状结构，同样还有环状结构（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（含 8 个碳原子的单糖少见）。 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
9 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。丙糖是最简单的单糖，比较重要的丙糖有甘油醛（丙醛糖）和二羟丙酶 (丙阳糖)。它们的碳酸酯是糖代谢的重要中间立物。现以且有1个不对称瑞原 子的最简单的单糖一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，而在左功的称为L-型（如图24） CHO CH-OH OH CH-OH (CHOH)n C=0 H HO- CH2OH (CHOH)n-1 (CHOH)n-1 (CHOH)n-1 CH2OH H-C CH CH2OH 图22醛糖与酮糖的结构式 图23环状醛糖与环状酮糖的结构式 CHO CHO H-C-OH HO-C-H CH-OH CHOH D(+甘油醛 (-)-甘油醛 图2-4D-甘油醛和L甘油醛的结构式 由于单糖分子中既具有醇的结构（一CHOH一），又有醛基（一CHO)或酮 基(C-0)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）。通常以这些糖在碱性 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 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。 单糖中以戊糖（五碳糖）和己糖（六碳糖）最为常见，对动植物来说也是 最重要的。这是因为戊糖中的核糖是核酸的组成成分：木糖是半纤维素和果胶 的组成成分，反刍动物可借助瘤胃微生物发酵作用，使90%以上木糖被消化利 用。另外，也有报告指出，木糖及木磺酸等具有促进畜禽代谢和营养吸收功能。 己糖中的葡萄糖是动物体极易吸收的一种糖（胃壁直接吸收），可为动物组织提
19 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。丙糖是最简单的单糖，比较重要的丙糖有甘油醛（丙醛糖）和二羟丙酮 （丙酮糖）。它们的磷酸酯是糖代谢的重要中间产物。现以具有 1 个不对称碳原 子的最简单的单糖—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，而在左边的称为 L-型（如图 2-4） CHO CH2OH OH CH2OH (CHOH)n C=O H C HO C CH2OH (CHOH)n-1 (CHOH)n-1 O (CHOH)n-1 O CH2OH H C CH2 CH2OH 图 2-2 醛糖与酮糖的结构式 图 2-3 环状醛糖与环状酮糖的结构式 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）。通常以这些糖在碱性 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。 单糖中以戊糖（五碳糖）和己糖（六碳糖）最为常见，对动植物来说也是 最重要的。这是因为戊糖中的核糖是核酸的组成成分；木糖是半纤维素和果胶 的组成成分，反刍动物可借助瘤胃微生物发酵作用，使 90％以上木糖被消化利 用。另外，也有报告指出，木糖及木磺酸等具有促进畜禽代谢和营养吸收功能。 己糖中的葡萄糖是动物体极易吸收的一种糖（胃壁直接吸收），可为动物组织提 CHO CHO H 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
20 供能量，在植物体内也可以纤维素、淀粉等化合态形式贮存起来。果糖（由葡 萄糖经异构化反应转比而来)是糖中最甜者，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。 二、低聚糖 低聚糖(oligosaccharide)一般是指由2~6个单糖通过糖甙键组成的一类 糖。其中以双糖分布较广，营养意义较大。 (一)双糖双糖(disaccharide)又称二糖，是由2分子单糖脱水缩合而 成的一类糖。植物组织中存在的双糖主要有蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖、 海藻糖、蜜二糖等，而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。 1.蔗糖蔗糖(sucrose)是由葡萄糖和果糖组成的一种非还原性二糖，分 布较广、含量较高的有甜菜(15%~20%入甜高粱(10%~18%)、甘蔗(10%~ 15%)、枫树(3%~6%)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微，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，一般乳猪出生后2周才可喂少 量蔗糖或淀粉。犊牛消化道内的双糖酶或胰碳水化合物酶发有更慢，2月龄时 才可利用。 2.麦芽糖麦芽糖(maltose)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尤其是麦芽中。动物 体内含相应的酶，故可被直接吸收利用。 3.乳糖乳糖(1 actose)是半乳糖以B-l,4糖甙键与葡萄糖结合而成的 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%。由于乳糖酶仅存于哺乳动物幼畜体内，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。 4.纤维二糖纤维二糖(cellobiose)是纤维素的基本构成单位，也是其他 不少多糖和糖武的组成成分，它是2个葡萄糖分子以B-1,4糖试键连接的。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
20 供能量，在植物体内也可以纤维素、淀粉等化合态形式贮存起来。果糖（由葡 萄糖经异构化反应转比而来）是糖中最甜者，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。 二、低聚糖 低聚糖（oligosaccharide）一般是指由 2～6 个单糖通过糖甙键组成的一类 糖。其中以双糖分布较广，营养意义较大。 （一）双糖 双糖（disaccharide）又称二糖，是由 2 分子单糖脱水缩合而 成的一类糖。植物组织中存在的双糖主要有蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖、 海藻糖、蜜二糖等，而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。 1.蔗糖 蔗糖（sucrose）是由葡萄糖和果糖组成的一种非还原性二糖，分 布较广、含量较高的有甜菜（15％～20％）、甜高粱（10％～18％）、甘蔗（10％～ 15％）、枫树（3％～6％）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微，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，一般乳猪出生后 2 周才可喂少 量蔗糖或淀粉。犊牛消化道内的双糖酶或胰碳水化合物酶发育更慢，2 月龄时 才可利用。 2. 麦芽糖 麦芽糖（maltose）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尤其是麦芽中。动物 体内含相应的酶，故可被直接吸收利用。 3. 乳糖 乳糖（lactose）是半乳糖以β-1,4 糖甙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%。由于乳糖酶仅存于哺乳动物幼畜体内，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。 4. 纤维二糖 纤维二糖（cellobiose）是纤维素的基本构成单位，也是其他 不少多糖和糖甙的组成成分，它是 2 个葡萄糖分子以β-1,4 糖甙键连接的。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