Abstrak

Die grootste vordering van koolhidraatnavorsing in varkvoeding en -gesondheid is die duideliker klassifikasie van koolhidrate, wat nie net op sy chemiese struktuur gebaseer is nie, maar ook op sy fisiologiese eienskappe.Benewens die belangrikste energiebron, is verskillende tipes en strukture koolhidrate voordelig vir die voeding en gesondheidsfunksies van varke.Hulle is betrokke by die bevordering van die groeiprestasie en dermfunksie van varke, die regulering van die dermmikrobiese gemeenskap en die regulering van die metabolisme van lipiede en glukose.Die basiese meganisme van koolhidrate is deur sy metaboliete (kortkettingvetsure [SCFA's]) en hoofsaaklik deur scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk en scfas-ampk-g6pase / PEPCK paaie om vet en glukose metabolisme.Nuwe studies het die optimale kombinasie van verskillende tipes en strukture koolhidrate geëvalueer, wat groeiprestasie en voedingstowwe verteerbaarheid kan verbeter, dermfunksie kan bevorder en die oorvloed van butyraatproduserende bakterieë in varke kan verhoog.Oor die algemeen ondersteun dwingende bewyse die siening dat koolhidrate 'n belangrike rol speel in die voedings- en gesondheidsfunksies van varke.Daarbenewens sal die bepaling van koolhidraatsamestelling teoretiese en praktiese waarde hê vir die ontwikkeling van koolhidraatbalanstegnologie by varke.

1. Voorwoord

Polimeriese koolhidrate, stysel en nie-stysel polisakkariede (NSP) is die hoofkomponente van dieet en die belangrikste energiebronne van varke, wat verantwoordelik is vir 60% - 70% van die totale energie-inname (Bach Knudsen).Dit is opmerklik dat die verskeidenheid en struktuur van koolhidrate baie kompleks is, wat verskillende effekte op varke het.Vorige studies het getoon dat voeding met stysel met verskillende amilose tot amilose (AM/AP) verhouding duidelike fisiologiese reaksie op die groeiprestasie van varke het (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Dieetvesel, hoofsaaklik saamgestel uit NSP, word geglo om voedingstofbenutting en netto energiewaarde van monogastriese diere te verminder (NOBLET en le, 2001).Dieetveselinname het egter nie die groeiprestasie van varkies beïnvloed nie (Han & Lee, 2005).Meer en meer bewyse toon dat dieetvesel die dermmorfologie en versperringsfunksie van varkies verbeter, en die voorkoms van diarree verminder (Chen et al., 2015; Lndberg，2014； Wu et al., 2018).Daarom is dit dringend om te bestudeer hoe om die komplekse koolhidrate in die dieet effektief te benut, veral die voer wat ryk is aan vesel.Die strukturele en taksonomiese eienskappe van koolhidrate en hul voedings- en gesondheidsfunksies vir varke moet beskryf en oorweeg word in voerformulerings.NSP en weerstandbiedende stysel (RS) is die belangrikste nie-verteerbare koolhidrate (wey et al., 2011), terwyl die dermmikrobiota onverteerbare koolhidrate in kortkettingvetsure (SCFA's) fermenteer;Turnbaugh et al., 2006).Daarbenewens word sommige oligosakkariede en polisakkariede beskou as probiotika van diere, wat gebruik kan word om die verhouding van Lactobacillus en Bifidobacterium in die ingewande te stimuleer (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al. , 2008).Oligosakkariedaanvulling is gerapporteer om die samestelling van intestinale mikrobiota te verbeter (de Lange et al., 2010).Om die gebruik van antimikrobiese groeibevorderaars in varkproduksie te verminder, is dit belangrik om ander maniere te vind om goeie dieregesondheid te bereik.Daar is 'n geleentheid om meer verskeidenheid koolhidrate by varkvoer te voeg.Meer en meer bewyse toon dat die optimale kombinasie van stysel, NSP en MOS groeiprestasie en voedingstofverteerbaarheid kan bevorder, die aantal botiraatproduserende bakterieë kan verhoog en die lipiedmetabolisme van speenvarke tot 'n sekere mate kan verbeter (Zhou, Chen, et al. ., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020).Daarom is die doel van hierdie referaat om die huidige navorsing oor die sleutelrol van koolhidrate in die bevordering van groeiprestasie en dermfunksie te hersien, die regulering van dermmikrobiese gemeenskap en metaboliese gesondheid, en om die koolhidraatkombinasie van varke te verken.

2. Klassifikasie van koolhidrate

Dieetkoolhidrate kan geklassifiseer word volgens hul molekulêre grootte, graad van polimerisasie (DP), tipe verbinding (a of b) en samestelling van individuele monomere (Cummings, Stephen, 2007).Dit is opmerklik dat die hoofklassifikasie van koolhidrate gebaseer is op hul DP, soos monosakkariede of disakkariede (DP, 1-2), oligosakkariede (DP, 3-9) en polisakkariede (DP, ≥ 10), wat saamgestel is uit stysel, NSP en glikosidiese bindings (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et aL., 2007; Tabel 1).Chemiese ontleding is nodig om die fisiologiese en gesondheidseffekte van koolhidrate te verstaan.Met meer omvattende chemiese identifikasie van koolhidrate is dit moontlik om hulle volgens hul gesondheid en fisiologiese effekte te groepeer en om dit in die algehele klassifikasieplan in te sluit (englyst et al., 2007).Koolhidrate (monosakkariede, disakkariede en meeste stysels) wat deur gasheerensieme verteer en in die dunderm geabsorbeer kan word, word gedefinieer as verteerbare of beskikbare koolhidrate (Cummings, Stephen, 2007).Koolhidrate wat bestand is teen dermvertering, of swak geabsorbeer en gemetaboliseer is, maar deur mikrobiese fermentasie afgebreek kan word, word as weerstandbiedende koolhidrate beskou, soos die meeste NSP, onverteerbare oligosakkariede en RS.In wese word weerstandbiedende koolhidrate gedefinieer as onverteerbaar of onbruikbaar, maar verskaf 'n relatief meer akkurate beskrywing van die klassifikasie van koolhidrate (englyst et al., 2007).

3.1 groeiprestasie

Stysel bestaan ​​uit twee soorte polisakkariede.Amilose (AM) is 'n soort lineêre stysel α（ 1-4) gekoppelde dekstraan, amylopektien (AP) is 'n α（ 1-4) gekoppelde dektraan, wat ongeveer 5% dektraan α（ 1-6 bevat) om 'n vertakte molekule te vorm (toetser et al., 2004).As gevolg van verskillende molekulêre konfigurasies en strukture is AP-ryke stysels maklik om te verteer, terwyl am-ryke stysels nie maklik is om te verteer nie (Singh et al., 2010).Vorige studies het getoon dat styselvoeding met verskillende AM/AP-verhoudings beduidende fisiologiese reaksies op die groeiprestasie van varke het (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Voerinname en voerdoeltreffendheid van speenvarke het afgeneem met die toename van AM (regmi et al., 2011).Opkomende bewyse meld egter dat diëte met hoër am die gemiddelde daaglikse toename en voerdoeltreffendheid van groeiende varke verhoog (Li et al., 2017; Wang et al., 2019).Daarbenewens het sommige wetenskaplikes gerapporteer dat die voeding van verskillende AM / AP-verhoudings van stysel nie die groeiprestasie van gespeende varkies beïnvloed het nie (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), terwyl hoë AP-dieet die voedingsverteerbaarheid van speen verhoog het. varke (Gao et al., 2020A).Dieetvesel is 'n klein deel van voedsel wat van plante af kom.’n Groot probleem is dat hoër dieetvesel geassosieer word met laer nutriëntbenutting en laer netto energiewaarde (noble & Le, 2001).Inteendeel, matige veselinname het nie die groeiprestasie van gespeende varke beïnvloed nie (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013).Die uitwerking van dieetvesel op voedingstofbenutting en netto energiewaarde word deur veselkenmerke beïnvloed, en verskillende veselbronne kan baie verskil (Lndber, 2014).By speenvarke het aanvulling met ertjievesel 'n hoër voeromsettempo gehad as die voer van mielievesel, sojaboonvesel en koringsemelsvesel (Chen et al., 2014).Net so het speenvarkies wat met mieliesemels en koringsemels behandel is, hoër voerdoeltreffendheid en gewigstoename getoon as dié wat met sojaboondoppe behandel is (Zhao et al., 2018).Interessant genoeg was daar geen verskil in groeiprestasie tussen die koringsemelsveselgroep en die inuliengroep nie (Hu et al., 2020).Boonop, in vergelyking met die varkies in die sellulosegroep en xilaangroep, was die aanvulling meer effektief β- Glucan benadeel die groeiprestasie van varkies (Wu et al., 2018).Oligosakkariede is lae molekulêre gewig koolhidrate, tussen suikers en polisakkariede (voragen, 1998).Hulle het belangrike fisiologiese en fisieschemiese eienskappe, insluitend lae kaloriewaarde en stimulering van die groei van voordelige bakterieë, sodat hulle as dieetprobiotika gebruik kan word (Bauer et al., 2006; Mussatto en mancilha, 2007).Aanvulling van chitosan-oligosakkaried (COS) kan die verteerbaarheid van voedingstowwe verbeter, die voorkoms van diarree verminder en die dermmorfologie verbeter, en sodoende die groeiprestasie van gespeende varke verbeter (Zhou et al., 2012).Daarbenewens kan diëte wat met cos aangevul word, die reproduksieprestasie van sôe (die aantal lewende varkies) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) en groeiprestasie van groeiende varke verbeter (wontae et al., 2008) .Aanvulling van MOS en fruktooligosakkaried kan ook die groeiprestasie van varke verbeter (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).Hierdie verslae dui aan dat verskeie koolhidrate verskillende effekte op die groeiprestasie van varke het (tabel 2a).

3.2 dermfunksie

Hoë am/ap verhouding stysel kan dermgesondheid verbeter (tribyrinkan dit vir varke beskerm) deur dermmorfologie te bevorder en dermfunksie op te reguleer wat verband hou met geenuitdrukking by speenvarke (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).Die verhouding van villi-hoogte tot villi-hoogte en resesdiepte van ileum en jejunum was hoër wanneer dit met 'n hoë am-dieet gevoer is, en die totale apoptosetempo van dunderm was laer.Terselfdertyd het dit ook die uitdrukking van blokkerende gene in duodenum en jejunum verhoog, terwyl in die hoë AP-groep die aktiwiteite van sukrose en maltase in jejunum van gespeende varke verhoog is (Gao et al., 2020b).Net so het vorige werk bevind dat am-ryk diëte pH verlaag het en AP-ryk diëte die totale aantal bakterieë in die blindedarm van speenvarke verhoog het (Gao et al., 2020A).Dieetvesel is die sleutelkomponent wat die dermontwikkeling en funksie van varke beïnvloed.Die opgehoopte bewyse toon dat die dieetvesel die dermmorfologie en versperringsfunksie van gespeende varke verbeter, en die voorkoms van diarree verminder (Chen et al., 2015; Lndber，2014； Wu et al., 2018).Dieetveseltekorte verhoog die vatbaarheid van patogene en benadeel die versperringsfunksie van kolonslymvlies (Desai et al., 2016), terwyl voeding met hoogs onoplosbare veseldieet patogene kan voorkom deur die lengte van villi in varke te verhoog (hedemann et al., 2006) ).Die verskillende tipes vesels het verskillende effekte op die funksie van kolon en ileum versperring.Koringsemels en ertjievesels verbeter dermversperringsfunksie deur TLR2-geenuitdrukking te reguleer en intestinale mikrobiese gemeenskappe te verbeter in vergelyking met mielie- en sojaboonvesels (Chen et al., 2015).Langtermyn-inname van ertjievesel kan metabolismeverwante geen- of proteïenuitdrukking reguleer, waardeur kolonversperring en immuunfunksie verbeter (Che et al., 2014).Inulien in dieet kan dermversteuring by gespeende varkies vermy deur die dermdeurlaatbaarheid te verhoog (Awad et al., 2013).Dit is opmerklik dat die kombinasie van oplosbare (inulien) en onoplosbare vesel (sellulose) meer doeltreffend is as alleen, wat voedingsabsorpsie en dermversperringsfunksie by gespeende varke kan verbeter (Chen et al., 2019).Die effek van dieetvesel op die dermslymvlies hang af van hul komponente.'n Vorige studie het bevind dat xilaan die dermversperringsfunksie bevorder, sowel as veranderinge in bakteriese spektrum en metaboliete, en glukan bevorder dermversperringfunksie en mukosale gesondheid, maar die aanvulling van sellulose het nie soortgelyke effekte in speenvarke getoon nie (Wu et al. , 2018).Oligosakkariede kan as koolstofbronne vir die mikro-organismes in die boonste dermkanaal gebruik word in plaas daarvan om verteer en benut te word.Fruktose-aanvulling kan die dermslymvliesdikte, bottersuurproduksie, die aantal resessiewe selle en die proliferasie van derm-epiteelselle in gespeende varke verhoog (Tsukahara et al., 2003).Pektienoligosakkariede kan dermversperringsfunksie verbeter en dermskade wat deur rotavirus by varkies veroorsaak word, verminder (Mao et al., 2017).Daarbenewens is gevind dat cos die groei van dermslymvlies aansienlik kan bevorder en die uitdrukking van blokkerende gene in varkies aansienlik kan verhoog (WAN, Jiang, et al. op 'n omvattende manier, dit dui daarop dat verskillende tipes koolhidrate intestinale kan verbeter funksie van varkies (tabel 2b).

Opsomming en vooruitsig

Koolhidrate is die belangrikste energiebron van varke, wat uit verskeie monosakkariede, disakkariede, oligosakkariede en polisakkariede bestaan.Terme gebaseer op fisiologiese eienskappe help om te fokus op die potensiële gesondheidsfunksies van koolhidrate en verbeter die akkuraatheid van koolhidraatklassifikasie.Verskillende strukture en tipes koolhidrate het verskillende effekte op die handhawing van groeiprestasie, die bevordering van dermfunksie en mikrobiese balans, en die regulering van lipied- en glukosemetabolisme.Die moontlike meganisme van koolhidraatregulering van lipied- en glukosemetabolisme is gebaseer op hul metaboliete (SCFA's), wat deur dermmikrobiota gefermenteer word.Spesifiek, koolhidrate in die dieet kan glukosemetabolisme reguleer deur scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY en ampk-g6pase / PEPCK paaie, en reguleer lipiedmetabolisme deur scfas-gpr43 / 41 en amp / atp-ampk paaie.Daarbenewens, wanneer verskillende tipes koolhidrate in die beste kombinasie is, kan die groeiprestasie en gesondheidsfunksie van varke verbeter word.

Dit is opmerklik dat die potensiële funksies van koolhidrate in proteïen- en geenuitdrukking en metaboliese regulering ontdek sal word deur hoë-deurset funksionele proteomika, genomika en metabonomika metodes te gebruik.Laastens, maar nie die minste nie, is die evaluering van verskillende koolhidraatkombinasies 'n voorvereiste vir die studie van diverse koolhidraatdiëte in varkproduksie.

Bron: Dierewetenskapjoernaal