Betain er en naturligt forekommende forbindelse, der er vidt udbredt i planter og dyr. Som fodertilsætningsstof leveres det i vandfri eller hydrochloridform.Det kan tilsættes dyrefoder til forskellige formål.
Først og fremmest kan disse formål være relateret til betains meget effektive methyldonorevne, som hovedsageligt forekommer i leveren. På grund af overførslen af ​​ustabile methylgrupper fremmes syntesen af ​​forskellige forbindelser såsom methionin, carnitin og kreatin. På denne måde påvirker betain protein-, lipid- og energiomsætningen og ændrer derved på en gavnlig måde slagtekropsammensætningen.
For det andet kan formålet med at tilsætte betain i foder være relateret til dets funktion som en beskyttende organisk penetrant. I denne funktion hjælper betain celler i hele kroppen med at opretholde vandbalancen og celleaktivitet, især i perioder med stress. Et velkendt eksempel er den positive effekt af betain på dyr under varmestress.
Hos grise er forskellige gavnlige effekter af betaintilskud blevet beskrevet. Denne artikel vil fokusere på betains rolle som fodertilsætningsstof i fravænnede pattegrises tarmsundhed.
Adskillige betainundersøgelser har rapporteret virkningen på fordøjeligheden af ​​næringsstoffer i ileum eller den samlede fordøjelseskanal hos grise. Gentagne observationer af øget ileal fordøjelighed af fibre (råfibre eller neutrale og sure detergentfibre) indikerer, at betain stimulerer gæringen af ​​allerede tilstedeværende bakterier i tyndtarmen, fordi tarmceller ikke producerer fibernedbrydende enzymer. Fiberdelen af ​​planten indeholder næringsstoffer, som kan frigives under nedbrydningen af ​​denne mikrobielle fiber.
Derfor blev der også observeret forbedret tørstof- og råaskefordøjelighed. På total fordøjelseskanalniveau er det blevet rapporteret, at pattegrise suppleret med 800 mg betain/kg diæt har forbedret råprotein (+6,4%) og tørstof (+4,2 %). ) fordøjelighed. Desuden viste en anden undersøgelse, at ved at supplere med 1.250 mg/kg betain blev den tilsyneladende samlede fordøjelighed af råprotein (+3,7%) og etherekstrakt (+6,7%) forbedret.
En mulig årsag til den observerede stigning i næringsstoffordøjelighed er effekten af ​​betain på enzymproduktionen. I en nylig in vivo undersøgelse af tilsætning af betain til fravænnede pattegrise, aktiviteten af ​​fordøjelsesenzymer (amylase, maltase, lipase, trypsin og chymotrypsin) i chyme blev evalueret (figur 1). Alle enzymer undtagen maltase viste øget aktivitet, og effekten af ​​betain var mere udtalt ved 2.500 mg betain/kg foder end ved 1.250 mg/kg. Aktivitetens stigning kan være resultatet af en stigning i enzymproduktion, eller det kan være resultatet af en stigning i enzymets katalytiske effektivitet.
Figur 1 - Intestinal fordøjelsesenzymaktivitet hos smågrise suppleret med 0 mg/kg, 1.250 mg/kg eller 2.500 mg/kg betain.
I in vitro-eksperimenter blev det bevist, at trypsin- og amylaseaktiviteterne blev hæmmet ved at tilsætte NaCl for at producere højt osmotisk tryk. Tilsætning af forskellige niveauer af betain til denne test genoprettede den hæmmende virkning af NaCl og øget enzymaktivitet. Når NaCl imidlertid ikke er tilsat bufferopløsningen påvirker betain ikke enzymaktiviteten ved en lavere koncentration, men viser en hæmmende effekt ved en højere koncentration.
Ikke kun den øgede fordøjelighed kan forklare den rapporterede stigning i vækstpræstation og foderomsætningshastighed for grise suppleret med diætbetain. Tilføjelse af betain til svinefoder reducerer også dyrets vedligeholdelsesenergibehov. Hypotesen for denne observerede effekt er, at når betain kan bruges for at opretholde intracellulært osmotisk tryk reduceres efterspørgslen efter ionpumper, hvilket er en proces, der kræver energi. Ved begrænset energiindtag forventes effekten af ​​at supplere betain at være mere udtalt ved at øge energiforsyningen til vækst frem for vedligeholdelse.
Epitelcellerne, der beklæder tarmvæggen, skal klare meget variable osmotiske forhold, der genereres af det luminale indhold under næringsstoffordøjelsen. Samtidig skal disse tarmceller kontrollere udvekslingen af ​​vand og forskellige næringsstoffer mellem tarmens lumen og plasma. for at beskytte cellerne mod disse udfordrende forhold er betain en vigtig organisk penetrant. Når man observerer koncentrationen af ​​betain i forskellige væv, er indholdet af betain i tarmvævet ret højt. Desuden er det blevet observeret, at disse niveauer påvirkes ved kostens betainkoncentration.Velbalancerede celler vil have bedre spredning og bedre restitutionsevner. Derfor fandt forskerne ud af, at en forøgelse af betainniveauet i smågrise øger højden af ​​duodenale villi og dybden af ​​ileale krypter, og villi er mere ensartede.
I en anden undersøgelse kunne en stigning i højden af ​​villi i tolvfingertarmen, jejunum og ileum observeres, men der var ingen effekt på dybden af ​​krypterne.Som observeret hos slagtekyllinger inficeret med coccidier, var betains beskyttende virkning på tarmstruktur kan være endnu vigtigere under visse (osmotiske) udfordringer.
Tarmbarrieren er hovedsageligt sammensat af epitelceller, som er forbundet med hinanden ved hjælp af tight junction proteiner. Integriteten af ​​denne barriere er afgørende for at forhindre indtrængen af ​​skadelige stoffer og patogene bakterier, som ellers ville forårsage betændelse. For grise er det negative påvirkning af tarmbarrieren anses for at være resultatet af mykotoksinforurening i foderet eller en af ​​de negative effekter af varmestress.
For at måle påvirkningen af ​​barriereeffekten bruges in vitro-test af cellelinjer ofte til at måle transepitelial elektrisk modstand (TEER). Med påføring af betain kan forbedret TEER observeres i flere in vitro-eksperimenter.Når batteriet er udsat for høj temperatur (42°C), vil TEER falde (figur 2). Tilsætningen af ​​betain til vækstmediet af disse varmeeksponerede celler modvirkede den nedsatte TEER, hvilket indikerer øget varmemodstand.
Figur 2-In vitro virkninger af høj temperatur og betain på celle transepithelial resistens (TEER).
I et in vivo-studie i smågrise blev den øgede ekspression af tight junction-proteiner (occludin, claudin1 og zonula occludens-1) i jejunumvævet hos dyr, der fik 1.250 mg/kg betain, målt sammenlignet med kontrolgruppen. Som en markør for tarmslimhindeskader blev diaminoxidaseaktiviteten i disse grises plasma desuden væsentligt reduceret, hvilket tyder på en stærkere tarmbarriere. Når betain blev tilsat foderet til voksende slagtesvin, steg stigningen i tarmens trækstyrke. blev målt på slagtetidspunktet.
For nylig har adskillige undersøgelser knyttet betain til antioxidantsystemet og beskrevet reducerede frie radikaler, reducerede niveauer af malondialdehyd (MDA) og forbedret glutathionperoxidase (GSH-Px) aktivitet.
Betain virker ikke kun som et osmobeskyttende middel hos dyr. Desuden kan mange bakterier akkumulere betain gennem de novo syntese eller transport fra miljøet. Der er tegn på, at betain kan have en positiv effekt på antallet af bakterier i mave-tarmkanalen hos fravænnede pattegrise .Det samlede antal ileale bakterier, især bifidobakterier og lactobaciller, er steget. Desuden blev der fundet lavere mængder af Enterobacter i afføring.
Endelig observeres det, at effekten af ​​betain på fravænnede pattegrises tarmsundhed er reduktionen af ​​diarréfrekvensen. Denne effekt kan være dosisafhængig: kosttilskuddet 2.500 mg/kg betain er mere effektivt end 1.250 mg/kg betain i reduktion af frekvensen af ​​diarré. Imidlertid var præstationerne for fravænnede smågrise på de to tilskudsniveauer ens. Andre forskere har vist, at når 800 mg/kg betain tilsættes, er frekvensen og forekomsten af ​​diarré hos fravænnede smågrise lavere.
Betain har en lav pKa-værdi på omkring 1,8, hvilket fører til dissociation af betain-HCl efter indtagelse, hvilket fører til maveforsuring.
Den interessante mad er den potentielle forsuring af betainhydrochlorid som en kilde til betain. I humanmedicin bruges betain HCl-tilskud ofte i kombination med pepsin for at støtte mennesker med maveproblemer og fordøjelsesproblemer. I dette tilfælde kan betainhydrochlorid bruges som en sikker kilde til saltsyre. Selvom der ikke er nogen information om denne egenskab, når betainhydrochlorid er indeholdt i smågrisefoder, kan det være meget vigtigt.
Det er velkendt, at pH-værdien af ​​mavesaften fra fravænnede pattegrise kan være relativt høj (pH>4), hvilket vil påvirke aktiveringen af ​​pepsinprecursoren til dens precursor pepsinogen. Optimal proteinfordøjelse er ikke kun vigtig for dyr for at opnå god tilgængelighed af dette næringsstof.Derudover kan fordøjelsesbesvær protein forårsage skadelig spredning af opportunistiske patogener og øge problemet med diarré efter fravænning.Betain har en lav pKa-værdi på omkring 1,8, hvilket fører til dissociering af betain-HCl efter indtagelse, hvilket fører til gastrisk forsuring.
Denne kortvarige forsuring er blevet observeret i en foreløbig undersøgelse med mennesker og undersøgelser med hunde. Efter en enkelt dosis på 750 mg eller 1.500 mg betainhydrochlorid faldt pH-værdien i maven hos hunde tidligere behandlet med mavesyrereducerende midler kraftigt fra ca. 7 til pH 2. Hos ubehandlede kontrolhunde var pH-værdien i maven imidlertid ca. 2, hvilket ikke var relateret til betain-HCl-tilskud.
Betain har en positiv effekt på tarmsundheden hos fravænnede pattegrise. Denne litteraturgennemgang fremhæver forskellige muligheder for betain til at understøtte fordøjelse og optagelse af næringsstoffer, forbedre fysiske beskyttende barrierer, påvirke mikrobiotaen og forbedre pattegrisenes forsvarsevne.