HAYVAN BESLEMEDE
KARBONHİDRATLAR VE ÖNEMİ
Prof. Dr. Gültekin YILDIZ
Karbonhidratlar bitkilerde kuru maddede %70 (50-80) civarında olup, hücre duvarı maddesinde ham selüloz; tane, kök ve yumrularda yoğun enerji kaynağı olan hücre içeriği maddeleri nişasta ve şekerdir.
Karbonhidratlar hayvan vücudunda basit şekerler ve glikojen halindedir.
Hücre duvarı bakımından zengin yemler daha çok ruminant beslenmesinde, şeker ve nişasta (azotsuz öz madde) bakımından zengin yemler ise tek midelilerin beslenmesinde önemli yer tutarlar.
Karbonhidratlar temel enerji kaynağıdır.
Hayvansal organizmada glikojen, tek depo karbonhidratdır.
Karbonhidratlar ayrıca kemik, kıkırdak, mukus zarı, kan grubu maddeleri ve pıhtılaşmayı önleyen maddelerde önemli görev alırlar.
Karbonhidratlar esansiyel olmayan aminoasitler, laktik asit ve yağ sentezinde önemlidir.
Yeşil bitkilerde güneş ışınları ve klorofil eşliğinde su ve karbondioksitten fotosentez ile formaldehit, bundan da nişasta ve selüloz gibi karbonhidratlar sentezlenir.
KARBONHIDRATLARIN SINIFLANDRILMASI
Molekül sayısı 10 dan az olan karbonhidratlara şeker denir.
Bir molekül içerenlere monosakkarit, çok molekül kapsayanlara Oligosakkarit denir.
Aynı tür monosakkaritlerden oluşanlar Homopolisakkarit, farklı tür monosakkarit
molekülllerinden oluşanlarda Heteropolisakkarit olarak adlandırılır.
Yapılarında bulunan C-atomu sayısına göre monosakkaritler biyoz, triyoz, tetroz, pentoz ve heksoz gibi isimler alırlar.
Beslenme açısından en önemli monosakkaritler pentoz ve hekzozlardır.
MONOSAKKARİTLER
Pentozlar:
Arabinoz (Arap zamkı): Pancar ve şeker pancarı posasında araban olarak yer alır.
Ksiloz (Odun şekeri): Saman, kuru ot, kepek, yulaf kavusu, mısır koçanında ksilan şeklinde bulunur.
Riboz: DNA, RNA, riboflavin ve
enzimlerin yapısına katılır.
Hekzozlar:
Glikoz (Dekstroz, üzüm şekeri, kan şekeri): Tatlı meyva ve balda serbest halde bulunur. Nişasta, selüloz ve glikojenin oluşumuna katılır.
Fruktoz (Meyva şekeri, levüloz): Yeşil yapraklar, meyva ve balda serbest halde bulunur. Sperm enerji deposudur. Fötal kanda yüksek yoğunlukta bulunur.
Plezantada glikoz redüksiyonu vasıtasıyla sorbite döner.
Birçok fruktoz molekülünün birleşmesinden oluşan inulin yer elmasında yoğun olarak bulunur. Fruktoz glikozdan daha iyi değerlendirildiğinden, diabet hastalarının beslenmesinde önem kazanır.
Galaktoz: Laktoz, galaktolipit, galakturonik asit, zamk ve müsinlerin yapısında yer alır.
Mannoz: Çeşitli bitkilerde mannan olarak bulunur. Bazı proteinlerin (glukoprotein) yapı taşıdır.
DiSAKKARiTLER:
İki molekül hekzozun su vererek birleşmesi sonu oluşurlar.
Sakkaroz (Sükroz): 1 mol glikoz ve fruktozun birleşmesinden oluşur.
Şeker kamışı (%20) ve pancarında (%15-20) bulunur.
Laktoz (Süt şekeri): 1 mol glikoz ve galaktozun birleşmesinden oluşur.
İnek sütü %4.6-4.8; koyun sütü %4, keçi sütü%4.6, kadın %7, kısrak
%5.87 oranındalaktoz içerir. S. laktis ile fermente olunca laktik asit oluşur ve süt kesilir. Sindirim kanalında asititeyi artırarak, kokuşma yapan mikroorganizmaların yaşama şansını azaltır. Ca ve P emilimini artırır.
Maltoz: Alfa glikozidik bağlı 2 mol glikozdan oluşur. Arpa çimlendiğinde enzim etkisi ile nişastadan oluşur ve malt şekeri denir.
Sellobiyoz: ß-glikozidik bağlı 2 mol glikozdan oluşur. Selülozun yıkılması ile açığa çıkar.
Trehaloz: Mantar ve deniz yosununda bulunur
HOMOPOLiSAKKARiTLER:
Bitkide yedek besin deposu ve yapı maddesidir.
HEKZOZAN:
1. Glukanlar: Çok sayıda glikoz molekülünün çeşitli şekillerde bağlanmaları ile meydana gelirler. Arpa (%
8) ve buğdayda (% 3) yer alan ß-glukanlar besin madde sindirimini düşürürler.
a- Nişasta: Hidrolizde sırasıyla dekstrin, maltoz ve glikoz (alfa-glikozidik bağlı) oluşur. Nişasta amiloz ve amilopektin'den oluşur. Tane yemlerde iç kısımda amiloz (% 20-28), dış kısımda ise amilopektin (% 72- 80) yer alır. Nişasta miktarı taze patateste % 15-20 iken tahıl tanelerinde % 65-70 arasındadır.
b- Glikojen: Hayvan vücudunda ve mikoorganizmalarda yer alır. Kimyasal yapısı amilopektine benzer. Hayvanlarda depo edilebilen tek karbonhidrattır. Enerji metabolizmasında görev alan glikojen, hayvansal bir nişastadır.
Monogastrik hayvanların yoğun kolay
sindirilebilir karbonhidrat alımına paralel
olarak karaciğer glikojen miktarı % 10
olurken, bu düzey açlık durumunda % 1'e
düşer. Kaslardaki seviyesi % 0.5-1
arasındadır. Atlar ahırda sakin durumda
bulunurken bazı kas gruplarında glikojen
seviyesi % 4'e yükselir. Vücuttaki toplam
glikojenin % 45'i kaslarda, % 40'ı karaciğerde
bulunur.
d- Selüloz: ß-glikozidik bağlı glikoz moleküllerinden oluşur. Saf olarak körpe bitkilerde, pamuk liflerinde rastlanır. Kuru madde de; pamuk lifi % 95, çavdar samanı % 32, şeker pancarı % 7 selüloz içerir. Bitki hücre duvarı yapı taşıdır. Bakteri, mantar, çimlenmiş tohumda selülaz enzimi ile sellobiyoz ve glikoza parçalanır. Rumen ve kör barsak mikroorganizmaları ile UYA'ya, metan, karbondioksit ve hidrojene yıkımlanır.
2. Fruktanlar: Fruktoz moleküllerinden oluşur. Yer elması, tapioka ve çayır otunda inulin formundadır.
3. Galaktan ve Mannanlar: Bitki hücre duvarında yer alır.
HETEROPOLiSAKKARiTLER
Hemiselüloz: Bitki hücre duvarını meydana getirir. Hekzoz, pentoz, üronik asitten (gliküronik ve galakturonik asit gibi) oluşur.
Hemiselülozu D-Ksiloz, L-Arabinoz, D- Glukuronik asit, 4-O-Metil-Glukuronik, D ve L- Galaktoz, D-Mannoz, L-Ramnoz ve L-Fruktoz oluşturur. (Heksozların alkol grubunun oksidasyonu ile uronik asit oluşur).
Pektin: Şeker pancarı KM’sinde % 15-30,
elma kabuğu ve hücreler arası dokuda ?,
yeşil yapraklarda ? bulunur.
LiGNiN:
Karbonhidrat olmamasına karşın daha çok selüloz ve hemiselüloz ile bir arada bulunduğundan karbonhidratlar içinde incelenir.
Kuru ot ve samanda (% 13-17) yüksek oranda Ligno- selüloz kompleksi halinde bulunur.
Lignin hayvanlar tarafından sindirilemez.
Tek midelilerde karbonhidrat sindirimi ve metabolizması
Azotsuz öz madde (N-suz ÖM) sindirimi ağızda başlar.
Tükrük bezlerinin salgısı olan tükürüğün %99'u su ve
%1'i müsin, inorganik tuz ve alfa-amilaz ile lizozim enzimidir.
At, kedi ve köpekte bu bezler alfa-amilaz salgılamaz.
Diğer tek midelilerde alfa-amilaz enzim nişasta, glikojen, dekstrin gibi oligo ve polisakkaritlere etkir.
Amiloz alfa-amilaz ile glikoz ve maltoza indirgenir.
alfa-amilaz pankreasta ta yer alır.
Maltaz (maltoz glikoz),
oligo-1,6 glikozidaz (dekstrin maltoz), laktaz (laktoz glikoz ve galaktoz) ve
sükraz (sakkaroz glikoz ve früktoza parçalar) enzimleri ince bağırsak villileri arasından salgılanır.
Monosakkaritler bağırsaktan fosforlu bileşikler halinde emilir. Emilim hızı galaktoz > glikoz >
früktoz > laktoz düzenindedir.
Ruminantlarda kan şeker düzeyi 40-60 mg/100 ml, monogastrik hayvanlarda 100- 120 mg/100 ml, kanatlılarda 180 (130-260) mg/100 ml'dir.
Kesim sonu glikoz laktik asite parçalanır, aynı
durum glikojen için de söz konusudur. Bu
nedenle kesilen hayvanda çok sınırlı düzeyde
glikoz vardır.
Tek midelilerde karbonhidrat metabolizması ve sindirimi
Glikoz dokularda piruvik asite çevrilerek katabolize olur.
Piruvik asit asetil CoA'ya çevrilerek sitrik asit siklusuna girer ve son ürün olan karbondioksit ve suya indirgenir.
Su akciğer, idrar ve deri yolu ile atılır.
Hormonal düzenleme İnsülin, adrenalin, adrenokortikotropik hormon (ACTH=,
glukagon) ile kan glikoz seviyesi stabil tutulur.
Şekerlerin karaciğerde depo edilmesi
hiperglisemiyi, dokularda kullanılarak düşen kan şekeri yerine kana yeniden glikoz
verilmesi hipoglisemiyi önler. Bu olaylarda epinefrin rol alır ve kan şekerini yükseltir.
İnsülin ise glikozun karaciğerde glikojene dönüşümünü hızlandırarak kan şekeri
düzeyini düşürür.
Ham selülozun hayvan türlerine göre sindirimi
--- Hayvan türü Sind. yeri Sind. derecesi,%
---
Ruminant Rumen 50-90
Tavşan Sekum 65-78
At Sekum ve kolon 13-40
Tavuk Sekum 20-30
Köpek Sekum 10-30
Sıçan Sekum 34-46
insan ince ve kalın barsak 25-60
Ruminantlarda
Karbonhidrat
Metabolizması
Ham selüloz bakterilerce parçalandığında UYA, CO2 ve metan oluşur. Ara ürün olarak piruvik, süksinik ve laktik asitler oluşur (Şekil 3-2). UYA büyük oranda rumenden emilir.
Asetik asit ve propiyonik asit doğrudan, bütirik asit rumen duvarından ß-hidroksibütirik asite çevrilerek emilir.
UYA ruminantda enerji ihtiyacının önemli bir
kısmını (%80 gibi) karşılar ve vücutta yapım
ve süt sentezine katılır. Sığırda günlük
yaklaşık 2000-4000 g UYA sentezlenir, buda
yaklaşık 8400-20000 kcal’ye eşdeğerdir.
Karbonhidratların rumende fermentasyonu kaba/konsantre yem oranına, yani selüloz, hemiselüloz, pektin, nişasta ve şeker kapsamına bağlıdır.
Monosakkarit halinde emilim azdır, Çünkü UYA'ya yıkılırlar.
Selüloz, hemiselüloz, pektin, nişasta ve şeker rumende yıkılır.
Kaba yem ağırlıklı beslemede asetik asit, konsantre yem ağırlıklı beslemede ise propiyonik asit daha fazla oluşur.
25 kg süt veren inekte yaklaşık 3-3.6 kg asetik asit, 1-1.5 kg propiyonik asit, 1 kg butirik asit oluşur.
Bu nedenle süt ineği rasyonunun % 40-50'si kaba yemden oluşmalıdır.
Selüloz sindirimini etkileyen faktörler:
-Azot: Bakteriyel protein sentezini, selüloz parçalanmasını ve diğer mikrobiyel verimleri de uyarır. Bu durum üre ilavesiyle samanın sindiriminin uyarılmasını da açıklar.
-Nişasta: HS ve rasyon selüloz sindirimini azaltır.
Bu etki
1.nişasta sindirim inhibitörleri sentezi, 2.pH azalması,
3.nişasta parçalayan bakterilerin aşırı artması
4.nişasta HS sindiriminde depresyona neden
olması ile açıklanır.
Yem değişikliğine bağlı olarak ruminal
florada gerçekleşen değişimler 10 gün
içinde son bulmaktadır.
GLİKOZİDLER
Glikozun bir alkol veya fenol ile veya diğer monosakkaritlerle yaptığı bileşiklerdir.
Yem tüketimini sınırlandırırlar.
Evcil hayvanların beslenmesi için herşeyden
önce hidrosiyanik asit (prüssik asit) bağlayan
glikozidler önemlidir, bunlar mide barsak
kanalında parçalanarak hidrosiyanik asit
verirler ve zehirlenmeye sebep olurlar.
HÜCRE DUVARI UNSURLARI
Van Soest (1971) bitkinin organik madde bölümünü NDF'de (Neutral detergent fiber)
eriyebilmesine göre, hücre duvarı unsurları ve
hücre içerikleri adı altında iki parçaya ayırmıştır
Hücre içerikleri (lipidler, şekerler, organik
asitler, suda eriyen maddeler, pektin, nişasta, NPN ve eriyebilen proteinler) hayvanlar
tarafında tamamiyle sindirilir.
NDF de erimeyen kısım ADF çözeltisi ile
muamele edildiğinde hemisellüloz ve hücre duvarı azotu çözünür.
Asit deterjan fiber metodu kullanılarak bitkilerin kimyasal bileşiminin analizi, yemlerin
sindirilebilirliği ve net enerji değerini bulmada
yardımcı olur.
Detergent kullanıldığında kaba yem organik maddelerinin sınıflandırılması
Fraksiyon Bileşenler Sindirilebilirlik 1. Hücre ici bileşenler Lipidler,Şekerler Eger liğninleşme
(neutral detergent'te organik asitler, yoksa tamamen eriyebilir) suda eriyebilen sindirilir
maddeler,pektin,NPN, nişasta,eriyebilen
proteinler,vitaminler
2. Hücre duvarı bileşenleri:
a. NDF Hemisellüloz Ligninleşme
Hücre duvarı derecesine göre azotu kısmen sindirilir
…….. b. ADF Selüloz ve lignin
NİŞASTA TABİATINDA OLMAYAN POLİSAKKARİTLER (NOP)
Karbonhidrat bakımından yoğun olan tahıl tane yemlerinde kuru maddenin başlıca komponentli nişastadır.
Buğday, arpa, yulaf, mısır, çavdar,
sorgum ve tritikale bu gruba giren tane
yemlerin başlıcalarıdır.
Yapılan sınıflandırma kapsamında enerji yemleri olarak nitelenen tahıl taneleri hücre duvarlarının % 70-95'ini nişasta olmayan polisakkaritler (NOP) oluşturur.
Antibesinsel etki gösteren bu hücre duvarı polisakkaritlerinin başlıcaları beta glukanlar, arabinoksilanlar (pentozanlar), hemiselüloz, selüloz ve pektinlerdir.
Bunlar kanatlılar tarafından yeteri kadar
sindirilememekte ve yemlerin metabolize
olabilir enerji değeri ile besin
maddelerinin kullanımını sınırlamaktadır.
Kanatlılarda söz konusu bu bileşikleri (NOP'ri) parçalayan enzimler bulunmamaktadır.
Dolayısıyla gerek kanatlılarda sindirim kanalının kısa oluşu gerekse sözü edilen NOP'ri parçalayan enzimlerin bulunmaması NOP'ca zengin tahıllardan bu hayvanların yeterince yararlanmasını engellemektedir.
Arpa ve yulafta endosperm hücre duvarlarının en önemli polisakkaritleri beta-glukanlardır.
Buğday, çavdar ve tritikalede ise bu yapı
arabinoksilanlardır
NOP fiziksel özellik bakımından suda çözünen ve çözünmeyen şeklinde iki fraksiyona ayrılır. Suda çözünebilen NOP antibesinsel etkiye sahiptir.
buğday, çavdar ve tritikale gibi tahıllarda bulunan arabinoksilanlar, mısır ve sorgumun yapısında yer alanların aksine suda çözünebilen niteliktedir.
Aynı şekilde arpa ve yulafta bulunan suda çözünebilen nitelikteki ß-glukanlar da antibesinsel etkiye sahiptir.
