碳水化合物是最主要且最经济的能量来源,每克葡萄糖在体内氧化可产生15.5 kJ(3.7 kcal)的能量。葡萄糖是大脑神经系统、肌肉组织、脂肪组织、胎儿生长发育和乳腺等器官组织代谢的主要能量来源(图3-4),也是动物代谢活动中最有效的营养物质。多余的葡萄糖还可在机体内被转化为糖原和脂肪,用来储存能量。
图3-4 葡萄糖影响多种器官组织的能量代谢
碳水化合物参与细胞的组成,各类组织中还广泛含有多种糖结合物,如糖脂、糖蛋白等。碳水化合物还参与构成一些具有重要生理功能的物质,如抗体、酶和激素等。
碳水化合物供应不足时,机体通过分解蛋白质和脂肪进行糖异生产生葡萄糖;碳水化合物供应充足时,可预防体内或食物蛋白质被消耗供能,减少用于供能的蛋白质,进而发挥节约蛋白质的作用。同样,碳水化合物充足时,也会减少脂肪的供能作用,促进脂肪在体内沉积。
纤维素、果胶和抗性淀粉等抗消化的碳水化合物虽不能在小肠内被消化吸收,但可以刺激肠道蠕动,增加结肠发酵产生的短链脂肪酸,有益于肠道菌群增殖,有助于消化和增加排便量。
在宠物食品生产加工过程的高温、高压等条件作用下,碳水化合物可与蛋白质或氨基酸发生美拉德反应,赋予产品独特的风味,提高适口性,但也可能会影响机体对蛋白质和氨基酸的消化吸收利用。这是由于还原糖的羰基与蛋白质或肽游离的氨基之间发生了缩合反应(图3-5),产生褐变,生成动物自身分泌的消化酶不能降解的氨基-糖复合物,影响了氨基酸的吸收利用,降低了食物的营养价值。其中,赖氨酸尤其容易发生美拉德反应。
图3-5 美拉德反应