Характеристика і фізіологічне значення вуглеводів для тварин

1. Хімічний склад і значення вуглеводів в живленні і обміні речовин. Вміст в кормах.

2. Перетравлення вуглеводів. Форми проявлення їх недостачі.

3. Основні шляхи забезпечення тварин вуглеводами.

Ключові слова: моносахариди, дисахариди, полісахариди, глюкоза, фруктоза, галактоза, сахароза, мальтоза, лактоза, крохмаль, глікоген, інулін, клітковина, перетравність кормів, тварини, фази вегетації, глюкозидоподібні зв’язки.

Вуглеводи створюють основну масу рослинних кормів. Вони у вигляді цукрів знаходяться в солодких плодах, у вигляді крохмалю відкладаються як запасні поживні речовини, або у вигляді целюлози являються структурною речовиною рослинних клітин. В тваринних організмах вуглеводи являються джерелом енергії, що легко засвоюється.

В склад вуглеводів входять вуглець, кисень, водень. Емпірична формула їх С_n(H₂O)_m, тобто відношення кисню і водню в них відповідає відношенню останніх до води. Звідси і назва вуглеводи. В залежності від будови молекул відрізняють прості вуглеводи, або моносахариди, дисахариди і полісахариди.

Моносахариди С₆Н₆О₆; Дисахариди – С₁₂Н₂₂О₁₁; Полісахариди – (С₆Н₁₀О₅)_n

3743 Глюкоза Сахароза-3945 Крохмаль-4182

Фруктоза Мальтоза-3949 Глікоген

Галактоза Лактоза-3948 Інулін-4190

Манноза Целлобіоза Целюлоза-4185

Найбільш важливими моносахаридами являються гексози, вони широко розповсюджені в природі, являються транспортною формою вуглеводів в організмі рослин і тварин, при їх окисленні організм отримує енергію, необхідну для всіх життєвих функцій.

В формі гексоз вуглеводи можуть бродить в залежності від зовнішніх умов бродіння може бути різним.

С₆Н₆О₆ → 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ – спиртове бродіння

С₆Н₆О₆ → 2С₃Н₆О₃ – молочнокисле бродіння

С₆Н₆О₆ → СН₃ — СН₂ *СН₂ — СООН + 2СО₂ + 2Н₂ – маслянокисле бродіння

В природі найбільш розповсюджені d-глюкоза, d-галактоза і d-маноза, але найбільше значення має d-глюкоза, або виноградний цукор. Вона міститься в плодах і являється складовою частиною більшості дисахаридів. Більшість високомолекулярних полісахаридів побудовано із глюкоз.

Тваринний організм бідний на глюкозу, але загальний обмін вуглеводів проходить через стадію глюкози, тому значення її найбільш важливе. d-глюкоза має таку структуру:

С — Н СН₂ОН

| |

Н — С — ОН С ═ О

| |

НО — С — Н ОН — С — Н

| |

Н — С — ОН Н — С — ОН

| |

Н — С — ОН Н — С — ОН

| |

СН₂ОН СН₂ОН

d-глюкоза d-фруктоза

d-манноза і d-галактоза являються складовими частинами вуглеводів: манноза-маннанів, а галактоза – лактози (молочного цукру). d-фруктоза міститься в багатьох плодах, разом із глюкозою створює сахарозу – буряковий цукор. Структурна формула її слідуючи: d-фруктоза є складовою інуліну.

Мальтоза – (солодовий цукор) створюється як проміжний продукт при гідролізі крохмалю і глікогену. Побудована вона із двох неповних молекул глюкози.

Целлобіоза створюється при розщепленні целюлози, вона є її будівним матеріалом, як і мальтоза складається із двох молекул глюкози.

Сахароза (буряковий цукор, тростниковий цукор), в господарському відношенні найбільш важливий цукор. Складається із молекули глюкози і фруктози. Процес гідролізу цукру називається інверсією, а одержана суміш – інвертірованим цукром. Інвертірований цукор міститься в бджолиному меді.

Лактоза (молочний цукор) міститься в молоці і може бути виділений із нього.

Із трисахаридів (С₁₈Н₃₂О₁₆) інтерес представляє рафіноза, міститься в мелясі, складається із молекули глюкози, фруктози і галактози.

Полісахариди складаються із великої кількості моносахаридів, які об’єднані один із одним глюкозидними зв’язками. Це запасні вуглеводи – крохмаль (в рослин), глікоген (в тварин) в печінці і в м’язах, оболонка клітин в рослин (целюлоза), інулін (в топінамбурі).

Крохмаль – найбільш важлива резервна речовина рослин, найбільше його в зерні і картоплі.

Вміст вуглеводів в кормах, % від СР (Даниленко І.А.)

Корм	Сума легкогідролізуємих вуглеводів	в тому числі
цукор	крохмаль
Зерно: кукурудзи	71,75	2,77	61,21
овес	52,16	2,71	39,98
пшениця	75,54	5,23	51,74
жито	55,67	6,08	41,61
ячмінь	69,85	3,59	51,03
горох	58,07	5,12	36,75
Трава пшениці	30,55	14,15	2,47
люцерни	19,10	4,68	3,19
Силос кукурудзяний	33,83	1,34	8,48
Буряк кормовий	-	56,29	2,94
Картопля	72,70	7,25	53,23

Глікоген в печінці може досягати 20%, а в працюючому мускулі – 0,5%.

Крохмаль не є однорідною речовиною і складається із двох фракцій: амілози і амілопектину. Амілоза складається із 200-300 остатків глюкози і є лінійним полімером, амілопектин – розгалужена цепочка із 12 остатків глюкози в кожній гілочці. Крохмаль у вигляді амілози і амілопектину в різних співвідношеннях відкладається у вигляді зерен неоднакової форми розміром від 0,002 до 0,15 мм. Співвідношення між амілозою і амілопектином залежить від сорту рослин, виду, ази вегетації, умов вирощування і т.д.

Глікоген також побудований із розгалужених ланцюгів, тому його колоїдні молекули мають шарообразну форму. Як і крохмаль, він має в своєму складі фосфорну кислоту, але в більшій концентрації.

Клітковина (целюлоза) найбільш важлива речовина стінки рослинної клітини, ому по кількості переважає іноді інші вуглеводи. Травною системою тварин не розщеплюється, а розщеплюється ферментами бактерій, які знаходяться на рослинах. В хімічному відношенні стійка речовина.

Крім клітковини в рослинах присутні геміцелюлоза – проміжна форма між запасними і опорними речовинами. Із полісахаридів в складі геміцелюлоз знаходяться пентоза і гексоза (переважно пентозани і гексозани) пентозани містяться в соломі, висівках, а також в деревині листочкових порід, гексозани – в деревині хвойних порід.

До полісахаридів відносяться також пектини, хітин, лігнін. Поживної цінності вони не мають для тварин.

Клітковина – це частина корму, яка залишається після кип’ятіння наважки корму спочатку в розведеній кислоті, потім у лузі.

Це по суті суміш різних речовин, але одної природи, тобто полісахаридів: власне клітковини (целюлози), пентозанів, гексозанів, інкрустуючи речовин – лігніну, кутіну, суберину.

Вміст і хімічний склад сирої клітковини залежить від виду рослин, фази вегетації. В оболонці клітин молодих рослин більше целюлози, по мірі дозрівання збільшується вміст лігніну, пентозанів.

Вміст окремих фракцій сирої клітковини в сіні конюшини в залежності від фази вегетації

Фази	В сухій речовині, %
целюлози	лігніну	пентозанів	сира клітковина
Кущіння	12,4	5,6	5,3	23,3
Початок цвітіння	18,0	7,5	8,3	33,8
Утворення насіння	23,4	10,0	13,0	46,4

Найбільша кількість сирої клітковини міститься в соломі озимих зернових злаків- 40-45%, менше в соломі ярових злаків і сіна – 20-35%, ще менше в зерні ячменя і вівса – 5 і 10%, в зерні кукурудзи і пшениці до 5%, в коренеплодах – 0,4-2%.

Чим більший вміст сирої клітковини, тим нижча перетравність її в тварин і особливо низька перетравність клітковини у свиней, порівнюючи із іншими видами тварин.

Перетравність трави високогорного вівцями за даними І.С.Попова

Вміст клітковини в СР, %	25,1	28,4	29,8	30,0
Перетравність органічної речовини, %

Коефіцієнти перетравності кормів свинями і вівцями за І.С.Поповим

Тварини	Полова пшенична	Конюшина зелена	Зерно ячменю	Буряк
органічна речовина	клітковина	органічна речовина	клітковина	органічна речовина	клітковина	органічна речовина	клітковина
Свині								-
Вівці								-

А птиця взагалі погано перетравлює клітковину. На основі багатьох дослідів вдалося вивести рівняння регресії щодо впливу рівня клітковини на перетравність органічних речовин (r = -0,9) у різних видів тварин. ВРХ у = 90,1-0,88х; свині у = 92,1-1,68х; коні у = 97,0-1,26х; кури у = 88,1-2,33х, де

у – коефіцієнт перетравності органічної речовини;

х – вміст клітковини в СР корму, в %.

Клітковина має велике фізіологічне значення. Надмірна кількість її обмежує споживання достатньої кількості кормів за поживністю, погіршує травлення і апетит у тварин. Недостатня кількість також погіршує травлення, пригнічує перистальтику кишечника, викликає розлад травлення (запори) кератінизацію слизової оболонки кишечника, спричиняє язви.

В організмі тварин вуглеводи використовуються для одержання енергії з виділенням СО₂ і Н₂О, а також для синтезу жиру і глікогену. Як структурна речовина в клітинах тварин вуглеводи майже не використовуються, хоча зараз відомо, що частково вони використовуються в імунних системах.

Для одержання продуктивності на нормальному рівні необхідно, щоб корови одержували в раціоні легкорозчинні вуглеводи на рівні до 4 г/кг живої маси, в тому числі коренеплодів – 2 г/кг, а свині – 5-8 г/кг живої маси. Вважається також, що при вмісті глюкози в крові на рівні 40-60 мг% для ВРХ і овець, у свиней, коней і птиці 80-140 мг% може говорити про нормальне (достатнє) забезпечення тварин

Дата добавления: 2014-01-06