碳水化合物在动物的生长发育过程中扮演着非常重要的角色，是动物主要的能量来源，生理机能也是多种多样的。在猪的日粮中，碳水化合物的比例可达55%～70%，为动物提供了充足的能量。在饲料原料日益紧缺的现实背景下，饲料研究的一个重要环节就是如何高效利用碳水化合物，提高其利用率。因此，本文以促进猪群生理健康状态为目的，分析不同生长阶段猪对日粮中碳水化合物的利用特点，为猪日粮碳水化合物的科学利用提供理论依据和技术支撑。
1碳水化合物的定义
碳水化合物，是包含多羟基醛、多羟基酮及其多聚物衍生物的统称。碳水化合物作为三大必需营养物质之一，不仅仅是动物的基本需求，更是动物重要的能量供给来源。
2碳水化合物的分类
2.1按结构分类
根据其形态特征，碳水化合物可分为两大类：结构碳水化合物和非结构碳水化合物。前者主要存在于细胞壁上，包括粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维；后者主要存在于细胞质上，包括糖类、淀粉、有机酸。这些特征均能够反映出其形态特征。
2.2按聚合度分类
碳水化合物按分子中碳原子的数量分为三大类：单糖、低聚糖（寡糖）、多聚糖。单糖是最后的消化物，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等；低聚糖（寡糖）是一种新型功能糖源，对动物的生命活动起着至关重要作用，由2～10个单糖分子以糖苷键连接而成，是含支链或者直链的糖类化合物；多糖是由糖苷键连接而成的糖链，由10多个单糖组成，主要分为微生物多糖、植物多糖、动物多糖三大类，具有多种生物作用，是聚合糖的高分子碳水化合物。
多糖分为两大类，一类是淀粉类，另一类是非淀粉多糖类（NSP）。淀粉，是葡萄糖的聚合物，淀粉的消化和吸收主要发生在单胃动物的小肠中，依赖于内源性消化酶。淀粉可分为两种：直链淀粉（AM）和支链淀粉（AP），按有无支链结构和连接其结构的糖苷键来区分。AM是通过α-1，4这种糖苷键连接的长链结构，分子量在1×105～1×106之间；AP则是由α-1，4这种糖苷键连接的主链结构，分支是由α-1，6这种糖苷键和主链连接而成的束状结构，分子量在1×107～1×109之间。NSP是指植物中含有多种糖类物质，如纤维素、半纤维素、糖原、果胶多糖、菊粉等。NSP的组成结构和物理化学性质十分复杂，按其水溶性分为两种：可溶性NSP和不可溶性NSP。
2.3按消化性分类
碳水化合物按其消化特性的不同，可分为两大类：可消化碳水化合物和不可消化碳水化合物。
可消化的碳水化合物包括单糖、双糖、糖原和淀粉，它们是由猪消化吸收并在前消化道代谢的小肠中通过消化酶水解生成单糖，为动物的生命活动提供所需的能量。
不可消化的碳水化合物包括功能性低聚糖、抗性淀粉、非淀粉多糖(纤维素、半纤维素、果胶等)，统称为纤维。它们无法被动物分泌的消化酶分解利用，只能通过微生物在肠道内发酵利用，产生短链脂肪酸，这些脂肪酸可以被肠道上皮细胞吸收和利用。
3碳水化合物的消化吸收
单糖可以直接在小肠内消化吸收，而不需要消化液的参与；而双糖（麦芽糖、乳糖、蔗糖）需要酶素降解成单糖，才能进行吸收。由于寡糖和多糖要形成以双糖为主的产物，需通过动物体内一系列消化酶的作用，因此在小肠黏膜上需要将一部分寡糖和双糖酶分解成单糖，从而进行吸收。在小肠不能消化吸收的部位，经过微生物发酵，直到结肠，才能将其吸收掉。因此，消化吸收碳水化合物主要有两种途径：一是小肠消化吸收，二是结肠发酵。
4碳水化合物生理功能
一是储能、供能，而最主要和最经济的获取能量的途径就是碳水化合物。经过消化酶分解后，猪体内的碳水化合物经胃和小肠吸收，最后被吸收并氧化，以葡萄糖的形式供给能量；二是糖脂、糖蛋白等组成机体的重要物质，与机体的组成有所牵连。同时，还可以调节其他营养物质的代谢，起到解毒的作用。在肝糖原含量丰富的情况下，可增强对有害物质的解毒作用。此外，也可以增加肠胃的充盈性，促进肠道功能的改善。
5猪碳水化合物营养研究各阶段进展
5.1仔猪阶段
碳水化合物在母猪乳汁中的成分以乳糖为主。仔猪消化酶分泌不足的现象，会在仔猪出生后的40d内会发生；断奶后的仔猪如果得不到合适的碳水化合物供给，就会造成消化不良，从而出现腹泻的问题。固态饲料中淀粉含量较高，如果淀粉酶分泌不足，加上仔猪肠道微生物区系统发育不完善，必然会导致淀粉消化不良，从而引起腹泻，使猪的生产性能下降。研究表明，仔猪断奶时的应激反应可通过调控日粮组成得到有效减轻。早期断奶仔猪的主要能量来源是碳水化合物，它是构成日粮的重要成分，在断奶仔猪的生长中，其种类和剂量都扮演着至关重要的作用。谭碧娥等人研究，在仔猪的饲粮中添加6%的乳糖，效果明显优于蔗糖组和玉米淀粉组，可以减少它们的肠杆菌数量，增加它们的乳酸菌数量，对断奶仔猪肠道微生物区系有明显的改善。研究表明，Yan等人在仔猪饲粮中添加壳寡糖，不仅有助于提升仔猪的生长性能和消化率，而且还可以改善其肠道结构，有效降低其腹泻率。以上研究都表明，通过添加不同碳水化合物的日常饲粮，可以缓解断奶仔猪的应激反应。
5.2生长猪阶段
膳食纤维是重要的营养成分，分为两大类：木质素和非淀粉多糖。研究表明，这些物质的理化特性会影响动物体内消化道的吸收，进而影响饲粮养分消化率和能量利用率。据罗有文等人的研究表明，当乳酸杆菌的浓度提高时，150 mg/kg的低聚木糖可以有效地降低沙门氏菌的比例，这是由于将相应的低聚木糖添加到生长猪的饲料中所致。
5.3育肥猪阶段
育肥猪的胃容量明显超过其他猪，这使得它们更容易适应环境；而且在饲料中添加碳水化合物可以有效地降低成本，节省饲料资源；但是它们仍然需要一定的碳水化合物营养，以满足自身的营养需求。在育肥猪的饲料中，提高饲料中碳水化合物的含量，可以有效促进肠胃发育，使肠胃保持正常蠕动，保证正常的消化功能，从而对饲料中的营养物质起到有益的消化吸收作用。研究结果表明，LeGoff等人提出的玉米麸皮饲粮（TDF200 g/kg干物质）作为育肥猪的饲料，其能量消化率高达83%，而对照组饲粮（TDF100 g/kg干物质）的能量消化率为91%。
5.4后备母猪阶段
随着年龄的增长，后备母猪在5～8月存栏达到115 kg以上，体重达到115 kg时进入繁殖期。在碳水化合物缺乏时，生产母猪会表现出发情延迟或着完全不发情。血检后发现，可能是黄体素分泌减少，血清中葡萄糖和胆固醇含量过低所致。因此，后备母猪的饮食需要保证其正常的生理状态，即需要通过不同的碳水化合物含量来进行调整。通过在70～100 kg重量的后备母猪的饲料中添加30%的葡萄糖，可以明显促进胰岛素、雌二醇、促卵泡激素和促黄体素的生成，从而使其发生性早熟的时间提前26 d。
5.5妊娠母猪阶段
在母猪怀孕期间，通过添加不同水平的碳水化合物，可以显著提高它们的生产性能。碳水化合物与孕酮相互作用，促进胚胎的附着和发育，并且还可以调节印迹基因的表达，从而促进胎盘的营养转运和胎儿的宫内生长。经过研究发现，当在妊娠饲料中添加32%的玉米淀粉时，母猪的胎死率显著下降，而且初产0.8～1.0 kg体重的仔猪的比例也有所减少。
5.6围产母猪阶段
在怀孕期间，母猪会经历许多生理上的改变，包括胎儿的成长、乳房的发育、筑巢、生产和哺乳等，都会造成母猪对营养需求的增加。研究表明，胎程延长会提高死胎率。母猪的血糖水平作为产程长短的关键指标，被认为是一种功能，主要是衡量生产前母猪的能量状态。在母猪临产前食用碳水化合物饲料，血糖浓度会升高，其效果是能够有效地减少助产和降低胎死率。尽管良好的营养摄入可以提高母猪的生育力，但如果摄入的营养不足，就可能引起妊娠期延长、死亡率增加，甚至出现流产的情况。此外，摄入碳水化合物含量较少的饲粮也可以使妊娠期的母猪出现腹泻，从而影响到仔猪的生存。因此，对于围产期的母猪来说，日粮碳水化合物能量水平的适宜程度是至关重要的。
5.7泌乳母猪阶段
当血糖不足时，泌乳母猪就会分解脂肪进行能量供给，血液中的葡萄糖就是最先被利用起来的。研究表明，通过外源葡萄糖灌注处理生产的母猪，母猪的胎死率由16.1%降到7.4%，助产比例由21%降到9.0%。通过将5%的葡萄糖掺入到泌乳饲料中，可以大大降低母猪的营养流逝，同时也能够促进仔猪的生长和发育，并且可以大大缩短母猪断奶-发情的间隔。
6小结
动物饲粮的主要组分是碳水化合物，它是维持机体能量、参与机体代谢的重要物质。由于碳水化合物的丰富性和复杂性，探索出能够提升它们使用价值的最佳营养方法显得尤为必要。因此，深入探讨和评估猪日粮中碳水化合物的利用特性，将为业内人士提供一条可持续的、科学的、可行的路径，以期望更好地满足畜牧业的需求，实现更加可持续的发展。
1碳水化合物的定义
碳水化合物，是包含多羟基醛、多羟基酮及其多聚物衍生物的统称。碳水化合物作为三大必需营养物质之一，不仅仅是动物的基本需求，更是动物重要的能量供给来源。
2碳水化合物的分类
2.1按结构分类
根据其形态特征，碳水化合物可分为两大类：结构碳水化合物和非结构碳水化合物。前者主要存在于细胞壁上，包括粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维；后者主要存在于细胞质上，包括糖类、淀粉、有机酸。这些特征均能够反映出其形态特征。
2.2按聚合度分类
碳水化合物按分子中碳原子的数量分为三大类：单糖、低聚糖（寡糖）、多聚糖。单糖是最后的消化物，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等；低聚糖（寡糖）是一种新型功能糖源，对动物的生命活动起着至关重要作用，由2～10个单糖分子以糖苷键连接而成，是含支链或者直链的糖类化合物；多糖是由糖苷键连接而成的糖链，由10多个单糖组成，主要分为微生物多糖、植物多糖、动物多糖三大类，具有多种生物作用，是聚合糖的高分子碳水化合物。
多糖分为两大类，一类是淀粉类，另一类是非淀粉多糖类（NSP）。淀粉，是葡萄糖的聚合物，淀粉的消化和吸收主要发生在单胃动物的小肠中，依赖于内源性消化酶。淀粉可分为两种：直链淀粉（AM）和支链淀粉（AP），按有无支链结构和连接其结构的糖苷键来区分。AM是通过α-1，4这种糖苷键连接的长链结构，分子量在1×105～1×106之间；AP则是由α-1，4这种糖苷键连接的主链结构，分支是由α-1，6这种糖苷键和主链连接而成的束状结构，分子量在1×107～1×109之间。NSP是指植物中含有多种糖类物质，如纤维素、半纤维素、糖原、果胶多糖、菊粉等。NSP的组成结构和物理化学性质十分复杂，按其水溶性分为两种：可溶性NSP和不可溶性NSP。
2.3按消化性分类
碳水化合物按其消化特性的不同，可分为两大类：可消化碳水化合物和不可消化碳水化合物。
可消化的碳水化合物包括单糖、双糖、糖原和淀粉，它们是由猪消化吸收并在前消化道代谢的小肠中通过消化酶水解生成单糖，为动物的生命活动提供所需的能量。
不可消化的碳水化合物包括功能性低聚糖、抗性淀粉、非淀粉多糖(纤维素、半纤维素、果胶等)，统称为纤维。它们无法被动物分泌的消化酶分解利用，只能通过微生物在肠道内发酵利用，产生短链脂肪酸，这些脂肪酸可以被肠道上皮细胞吸收和利用。
3碳水化合物的消化吸收
单糖可以直接在小肠内消化吸收，而不需要消化液的参与；而双糖（麦芽糖、乳糖、蔗糖）需要酶素降解成单糖，才能进行吸收。由于寡糖和多糖要形成以双糖为主的产物，需通过动物体内一系列消化酶的作用，因此在小肠黏膜上需要将一部分寡糖和双糖酶分解成单糖，从而进行吸收。在小肠不能消化吸收的部位，经过微生物发酵，直到结肠，才能将其吸收掉。因此，消化吸收碳水化合物主要有两种途径：一是小肠消化吸收，二是结肠发酵。
4碳水化合物生理功能
一是储能、供能，而最主要和最经济的获取能量的途径就是碳水化合物。经过消化酶分解后，猪体内的碳水化合物经胃和小肠吸收，最后被吸收并氧化，以葡萄糖的形式供给能量；二是糖脂、糖蛋白等组成机体的重要物质，与机体的组成有所牵连。同时，还可以调节其他营养物质的代谢，起到解毒的作用。在肝糖原含量丰富的情况下，可增强对有害物质的解毒作用。此外，也可以增加肠胃的充盈性，促进肠道功能的改善。
5猪碳水化合物营养研究各阶段进展
5.1仔猪阶段
碳水化合物在母猪乳汁中的成分以乳糖为主。仔猪消化酶分泌不足的现象，会在仔猪出生后的40d内会发生；断奶后的仔猪如果得不到合适的碳水化合物供给，就会造成消化不良，从而出现腹泻的问题。固态饲料中淀粉含量较高，如果淀粉酶分泌不足，加上仔猪肠道微生物区系统发育不完善，必然会导致淀粉消化不良，从而引起腹泻，使猪的生产性能下降。研究表明，仔猪断奶时的应激反应可通过调控日粮组成得到有效减轻。早期断奶仔猪的主要能量来源是碳水化合物，它是构成日粮的重要成分，在断奶仔猪的生长中，其种类和剂量都扮演着至关重要的作用。谭碧娥等人研究，在仔猪的饲粮中添加6%的乳糖，效果明显优于蔗糖组和玉米淀粉组，可以减少它们的肠杆菌数量，增加它们的乳酸菌数量，对断奶仔猪肠道微生物区系有明显的改善。研究表明，Yan等人在仔猪饲粮中添加壳寡糖，不仅有助于提升仔猪的生长性能和消化率，而且还可以改善其肠道结构，有效降低其腹泻率。以上研究都表明，通过添加不同碳水化合物的日常饲粮，可以缓解断奶仔猪的应激反应。
5.2生长猪阶段
膳食纤维是重要的营养成分，分为两大类：木质素和非淀粉多糖。研究表明，这些物质的理化特性会影响动物体内消化道的吸收，进而影响饲粮养分消化率和能量利用率。据罗有文等人的研究表明，当乳酸杆菌的浓度提高时，150 mg/kg的低聚木糖可以有效地降低沙门氏菌的比例，这是由于将相应的低聚木糖添加到生长猪的饲料中所致。
5.3育肥猪阶段
育肥猪的胃容量明显超过其他猪，这使得它们更容易适应环境；而且在饲料中添加碳水化合物可以有效地降低成本，节省饲料资源；但是它们仍然需要一定的碳水化合物营养，以满足自身的营养需求。在育肥猪的饲料中，提高饲料中碳水化合物的含量，可以有效促进肠胃发育，使肠胃保持正常蠕动，保证正常的消化功能，从而对饲料中的营养物质起到有益的消化吸收作用。研究结果表明，LeGoff等人提出的玉米麸皮饲粮（TDF200 g/kg干物质）作为育肥猪的饲料，其能量消化率高达83%，而对照组饲粮（TDF100 g/kg干物质）的能量消化率为91%。
5.4后备母猪阶段
随着年龄的增长，后备母猪在5～8月存栏达到115 kg以上，体重达到115 kg时进入繁殖期。在碳水化合物缺乏时，生产母猪会表现出发情延迟或着完全不发情。血检后发现，可能是黄体素分泌减少，血清中葡萄糖和胆固醇含量过低所致。因此，后备母猪的饮食需要保证其正常的生理状态，即需要通过不同的碳水化合物含量来进行调整。通过在70～100 kg重量的后备母猪的饲料中添加30%的葡萄糖，可以明显促进胰岛素、雌二醇、促卵泡激素和促黄体素的生成，从而使其发生性早熟的时间提前26 d。
5.5妊娠母猪阶段
在母猪怀孕期间，通过添加不同水平的碳水化合物，可以显著提高它们的生产性能。碳水化合物与孕酮相互作用，促进胚胎的附着和发育，并且还可以调节印迹基因的表达，从而促进胎盘的营养转运和胎儿的宫内生长。经过研究发现，当在妊娠饲料中添加32%的玉米淀粉时，母猪的胎死率显著下降，而且初产0.8～1.0 kg体重的仔猪的比例也有所减少。
5.6围产母猪阶段
在怀孕期间，母猪会经历许多生理上的改变，包括胎儿的成长、乳房的发育、筑巢、生产和哺乳等，都会造成母猪对营养需求的增加。研究表明，胎程延长会提高死胎率。母猪的血糖水平作为产程长短的关键指标，被认为是一种功能，主要是衡量生产前母猪的能量状态。在母猪临产前食用碳水化合物饲料，血糖浓度会升高，其效果是能够有效地减少助产和降低胎死率。尽管良好的营养摄入可以提高母猪的生育力，但如果摄入的营养不足，就可能引起妊娠期延长、死亡率增加，甚至出现流产的情况。此外，摄入碳水化合物含量较少的饲粮也可以使妊娠期的母猪出现腹泻，从而影响到仔猪的生存。因此，对于围产期的母猪来说，日粮碳水化合物能量水平的适宜程度是至关重要的。
5.7泌乳母猪阶段
当血糖不足时，泌乳母猪就会分解脂肪进行能量供给，血液中的葡萄糖就是最先被利用起来的。研究表明，通过外源葡萄糖灌注处理生产的母猪，母猪的胎死率由16.1%降到7.4%，助产比例由21%降到9.0%。通过将5%的葡萄糖掺入到泌乳饲料中，可以大大降低母猪的营养流逝，同时也能够促进仔猪的生长和发育，并且可以大大缩短母猪断奶-发情的间隔。
6小结
动物饲粮的主要组分是碳水化合物，它是维持机体能量、参与机体代谢的重要物质。由于碳水化合物的丰富性和复杂性，探索出能够提升它们使用价值的最佳营养方法显得尤为必要。因此，深入探讨和评估猪日粮中碳水化合物的利用特性，将为业内人士提供一条可持续的、科学的、可行的路径，以期望更好地满足畜牧业的需求，实现更加可持续的发展。
