अमूर्त

सुअर के पोषण और स्वास्थ्य में कार्बोहाइड्रेट अनुसंधान की सबसे बड़ी प्रगति कार्बोहाइड्रेट का अधिक स्पष्ट वर्गीकरण है, जो न केवल इसकी रासायनिक संरचना पर आधारित है, बल्कि इसकी शारीरिक विशेषताओं पर भी आधारित है।मुख्य ऊर्जा स्रोत होने के अलावा, कार्बोहाइड्रेट के विभिन्न प्रकार और संरचनाएं सूअरों के पोषण और स्वास्थ्य कार्यों के लिए फायदेमंद हैं।वे सूअरों के विकास प्रदर्शन और आंतों के कार्य को बढ़ावा देने, आंतों के माइक्रोबियल समुदाय को विनियमित करने और लिपिड और ग्लूकोज के चयापचय को विनियमित करने में शामिल हैं।कार्बोहाइड्रेट का मूल तंत्र इसके मेटाबोलाइट्स (शॉर्ट चेन फैटी एसिड [एससीएफए]) के माध्यम से होता है और मुख्य रूप से वसा को विनियमित करने के लिए एससीएफएएस-जीपीआर43 / 41-पीवाई / जीएलपी1, एससीएफए एएमपी / एटीपी-एएमपीके और एससीएफएएस-एएमपीके-जी6पेज़ / पीईपीसीके मार्गों के माध्यम से होता है। ग्लूकोज चयापचय.नए अध्ययनों ने कार्बोहाइड्रेट के विभिन्न प्रकारों और संरचनाओं के इष्टतम संयोजन का मूल्यांकन किया है, जो विकास प्रदर्शन और पोषक तत्वों की पाचन क्षमता में सुधार कर सकता है, आंतों के कार्य को बढ़ावा दे सकता है, और सूअरों में ब्यूटायरेट उत्पादक बैक्टीरिया की प्रचुरता को बढ़ा सकता है।कुल मिलाकर, ठोस साक्ष्य इस दृष्टिकोण का समर्थन करते हैं कि कार्बोहाइड्रेट सूअरों के पोषण और स्वास्थ्य कार्यों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।इसके अलावा, सूअरों में कार्बोहाइड्रेट संतुलन प्रौद्योगिकी के विकास के लिए कार्बोहाइड्रेट संरचना का निर्धारण सैद्धांतिक और व्यावहारिक मूल्य होगा।

1. प्रस्तावना

पॉलिमरिक कार्बोहाइड्रेट, स्टार्च और गैर स्टार्च पॉलीसेकेराइड (एनएसपी) आहार के मुख्य घटक और सूअरों के मुख्य ऊर्जा स्रोत हैं, जो कुल ऊर्जा सेवन (बाख नुडसेन) का 60% - 70% है।गौरतलब है कि कार्बोहाइड्रेट की विविधता और संरचना बहुत जटिल होती है, जिसका सूअरों पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है।पिछले अध्ययनों से पता चला है कि विभिन्न एमाइलोज से एमाइलोज (एएम/एपी) अनुपात के साथ स्टार्च खिलाने से सूअरों के विकास प्रदर्शन पर स्पष्ट शारीरिक प्रतिक्रिया होती है (डोटी एट अल., 2014; विसेंट एट अल., 2008)।माना जाता है कि आहार फाइबर, जो मुख्य रूप से एनएसपी से बना है, मोनोगैस्ट्रिक जानवरों के पोषक तत्वों के उपयोग और शुद्ध ऊर्जा मूल्य को कम करता है (नोब्लेट और ले, 2001)।हालाँकि, आहार फाइबर के सेवन से पिगलेट के विकास प्रदर्शन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा (हान एंड ली, 2005)।अधिक से अधिक साक्ष्य से पता चलता है कि आहार फाइबर पिगलेट्स की आंतों की आकृति विज्ञान और बाधा कार्य में सुधार करता है, और दस्त की घटनाओं को कम करता है (चेन एट अल।, 2015; लैंडबर्ग, 2014; वू एट अल।, 2018)।इसलिए, यह अध्ययन करना अत्यावश्यक है कि आहार में जटिल कार्बोहाइड्रेट का प्रभावी ढंग से उपयोग कैसे किया जाए, विशेष रूप से फाइबर से भरपूर फ़ीड का।सूअरों के लिए कार्बोहाइड्रेट की संरचनात्मक और टैक्सोनोमिक विशेषताओं और उनके पोषण और स्वास्थ्य कार्यों का वर्णन किया जाना चाहिए और फ़ीड फॉर्मूलेशन में उन पर विचार किया जाना चाहिए।एनएसपी और प्रतिरोधी स्टार्च (आरएस) मुख्य गैर पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट हैं (वे एट अल., 2011), जबकि आंतों का माइक्रोबायोटा गैर पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट को शॉर्ट चेन फैटी एसिड (एससीएफए) में किण्वित करता है;टर्नबॉघ एट अल., 2006)।इसके अलावा, कुछ ऑलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड को जानवरों के प्रोबायोटिक्स के रूप में माना जाता है, जिनका उपयोग आंत में लैक्टोबैसिलस और बिफीडोबैक्टीरियम के अनुपात को उत्तेजित करने के लिए किया जा सकता है (मिकेलसेन एट अल., 2004; एम ø एलबीएके एट अल., 2007; वेलॉक एट अल। , 2008).बताया गया है कि ओलिगोसेकेराइड अनुपूरण से आंतों के माइक्रोबायोटा की संरचना में सुधार होता है (डी लैंग एट अल., 2010)।सुअर उत्पादन में रोगाणुरोधी विकास प्रवर्तकों के उपयोग को कम करने के लिए, अच्छे पशु स्वास्थ्य प्राप्त करने के अन्य तरीके खोजना महत्वपूर्ण है।सुअर के चारे में अधिक प्रकार के कार्बोहाइड्रेट जोड़ने का अवसर है।अधिक से अधिक साक्ष्य से पता चलता है कि स्टार्च, एनएसपी और एमओएस का इष्टतम संयोजन विकास प्रदर्शन और पोषक तत्वों की पाचन क्षमता को बढ़ावा दे सकता है, ब्यूटायरेट उत्पादक बैक्टीरिया की संख्या में वृद्धि कर सकता है, और दूध छुड़ाए सूअरों के लिपिड चयापचय में एक निश्चित सीमा तक सुधार कर सकता है (झोउ, चेन, एट अल)। ., 2020; झोउ, यू, एट अल., 2020)।इसलिए, इस पेपर का उद्देश्य विकास प्रदर्शन और आंतों के कार्य को बढ़ावा देने, आंतों के माइक्रोबियल समुदाय और चयापचय स्वास्थ्य को विनियमित करने और सूअरों के कार्बोहाइड्रेट संयोजन का पता लगाने में कार्बोहाइड्रेट की प्रमुख भूमिका पर वर्तमान शोध की समीक्षा करना है।

2. कार्बोहाइड्रेट का वर्गीकरण

आहार कार्बोहाइड्रेट को उनके आणविक आकार, पोलीमराइजेशन की डिग्री (डीपी), कनेक्शन प्रकार (ए या बी) और व्यक्तिगत मोनोमर्स की संरचना (कमिंग्स, स्टीफन, 2007) के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।यह ध्यान देने योग्य है कि कार्बोहाइड्रेट का मुख्य वर्गीकरण उनकी डीपी पर आधारित होता है, जैसे मोनोसेकेराइड या डिसैकराइड (डीपी, 1-2), ऑलिगोसेकेराइड (डीपी, 3-9) और पॉलीसेकेराइड (डीपी, ≥ 10), जो किससे बने होते हैं? स्टार्च, एनएसपी और ग्लाइकोसिडिक बांड (कमिंग्स, स्टीफ़न, 2007; एंग्लिस्ट एट अल., 2007; तालिका 1)।कार्बोहाइड्रेट के शारीरिक और स्वास्थ्य प्रभावों को समझने के लिए रासायनिक विश्लेषण आवश्यक है।कार्बोहाइड्रेट की अधिक व्यापक रासायनिक पहचान के साथ, उन्हें उनके स्वास्थ्य और शारीरिक प्रभावों के अनुसार समूहित करना और उन्हें समग्र वर्गीकरण योजना (एंग्लिस्ट एट अल., 2007) में शामिल करना संभव है।कार्बोहाइड्रेट (मोनोसेकेराइड, डिसैकराइड और अधिकांश स्टार्च) जिन्हें मेजबान एंजाइमों द्वारा पचाया जा सकता है और छोटी आंत में अवशोषित किया जा सकता है, उन्हें सुपाच्य या उपलब्ध कार्बोहाइड्रेट के रूप में परिभाषित किया गया है (कमिंग्स, स्टीफन, 2007)।कार्बोहाइड्रेट जो आंतों के पाचन के लिए प्रतिरोधी होते हैं, या खराब रूप से अवशोषित और चयापचय होते हैं, लेकिन माइक्रोबियल किण्वन द्वारा नष्ट हो सकते हैं, उन्हें प्रतिरोधी कार्बोहाइड्रेट माना जाता है, जैसे कि अधिकांश एनएसपी, अपचनीय ऑलिगोसेकेराइड और आरएस।अनिवार्य रूप से, प्रतिरोधी कार्बोहाइड्रेट को अपचनीय या अनुपयोगी के रूप में परिभाषित किया गया है, लेकिन कार्बोहाइड्रेट के वर्गीकरण का अपेक्षाकृत अधिक सटीक विवरण प्रदान करता है (एंग्लिस्ट एट अल., 2007)।

3.1 विकास प्रदर्शन

स्टार्च दो प्रकार के पॉलीसेकेराइड से बना होता है।एमाइलोज़ (एएम) एक प्रकार का रैखिक स्टार्च α (1-4) जुड़ा हुआ डेक्सट्रान है, एमाइलोपेक्टिन (एपी) एक α (1-4) जुड़ा हुआ डेक्सट्रान है, जिसमें एक शाखित अणु बनाने के लिए लगभग 5% डेक्सट्रान α (1-6) होता है। (टेस्टर एट अल., 2004)।विभिन्न आणविक विन्यास और संरचनाओं के कारण, एपी रिच स्टार्च को पचाना आसान होता है, जबकि एएम रिच स्टार्च को पचाना आसान नहीं होता है (सिंह एट अल., 2010)।पिछले अध्ययनों से पता चला है कि अलग-अलग एएम/एपी अनुपात के साथ स्टार्च खिलाने से सूअरों के विकास प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण शारीरिक प्रतिक्रियाएं होती हैं (डोटी एट अल., 2014; विसेंट एट अल., 2008)।एएम (रेग्मी एट अल., 2011) की वृद्धि के साथ दूध छुड़ाए गए सूअरों का आहार सेवन और आहार दक्षता कम हो गई।हालाँकि, उभरते साक्ष्य बताते हैं कि उच्च एएम वाले आहार से बढ़ते सूअरों की औसत दैनिक वृद्धि और फ़ीड दक्षता में वृद्धि होती है (ली एट अल।, 2017; वांग एट अल।, 2019)।इसके अलावा, कुछ वैज्ञानिकों ने बताया कि स्टार्च के विभिन्न एएम/एपी अनुपात खिलाने से दूध छुड़ाए पिगलेट के विकास प्रदर्शन पर कोई असर नहीं पड़ा (गाओ एट अल., 2020ए; यांग एट अल., 2015), जबकि उच्च एपी आहार से दूध छुड़ाए गए सूअरों की पोषक तत्वों की पाचनशक्ति बढ़ गई सूअर (गाओ एट अल., 2020ए)।आहारीय फ़ाइबर भोजन का एक छोटा सा हिस्सा है जो पौधों से प्राप्त होता है।एक बड़ी समस्या यह है कि उच्च आहार फाइबर कम पोषक तत्व उपयोग और कम शुद्ध ऊर्जा मूल्य (नोबल और ले, 2001) से जुड़ा हुआ है।इसके विपरीत, मध्यम फाइबर सेवन ने दूध छुड़ाए सूअरों के विकास प्रदर्शन को प्रभावित नहीं किया (हान एंड ली, 2005; झांग एट अल।, 2013)।पोषक तत्वों के उपयोग और शुद्ध ऊर्जा मूल्य पर आहार फाइबर का प्रभाव फाइबर विशेषताओं से प्रभावित होता है, और विभिन्न फाइबर स्रोत बहुत भिन्न हो सकते हैं (एलएनडी, 2014)।दूध छुड़ाए गए सूअरों में, मटर फाइबर के साथ पूरकता में मकई फाइबर, सोयाबीन फाइबर और गेहूं की भूसी फाइबर (चेन एट अल।, 2014) खिलाने की तुलना में अधिक फ़ीड रूपांतरण दर थी।इसी तरह, मकई की भूसी और गेहूं की भूसी से उपचारित किए गए दूध छुड़ाए गए सूअर के बच्चों में सोयाबीन के छिलकों से उपचारित सूअरों की तुलना में उच्च फ़ीड दक्षता और वजन में वृद्धि देखी गई (झाओ एट अल।, 2018)।दिलचस्प बात यह है कि गेहूं की भूसी फाइबर समूह और इनुलिन समूह (हू एट अल., 2020) के बीच विकास प्रदर्शन में कोई अंतर नहीं था।इसके अलावा, सेलूलोज़ समूह और जाइलन समूह में पिगलेट की तुलना में, पूरकता अधिक प्रभावी थी β- ग्लूकन पिगलेट के विकास प्रदर्शन को ख़राब करता है (वू एट अल।, 2018)।ओलिगोसेकेराइड कम आणविक भार वाले कार्बोहाइड्रेट होते हैं, जो शर्करा और पॉलीसेकेराइड के बीच मध्यवर्ती होते हैं (वोरगेन, 1998)।उनके पास महत्वपूर्ण शारीरिक और भौतिक-रासायनिक गुण हैं, जिनमें कम कैलोरी मान और लाभकारी बैक्टीरिया के विकास को उत्तेजित करना शामिल है, इसलिए उन्हें आहार प्रोबायोटिक्स के रूप में उपयोग किया जा सकता है (बाउर एट अल।, 2006; मुसाट्टो और मैनसिल्हा, 2007)।चिटोसन ऑलिगोसेकेराइड (सीओएस) के पूरक से पोषक तत्वों की पाचनशक्ति में सुधार हो सकता है, दस्त की घटनाओं को कम किया जा सकता है और आंतों की आकृति विज्ञान में सुधार हो सकता है, जिससे दूध छुड़ाए गए सूअरों के विकास प्रदर्शन में सुधार हो सकता है (झोउ एट अल।, 2012)।इसके अलावा, कॉस के साथ पूरक आहार से सूअरों के प्रजनन प्रदर्शन (जीवित पिगलेट की संख्या) (चेंग एट अल., 2015; वान एट अल., 2017) और बढ़ते सूअरों के विकास प्रदर्शन (वोंटे एट अल., 2008) में सुधार हो सकता है। .एमओएस और फ्रुक्टुलिगोसेकेराइड के पूरक से सूअरों के विकास प्रदर्शन में भी सुधार हो सकता है (चे एट अल., 2013; डुआन एट अल., 2016; वांग एट अल., 2010; वेन्नर एट अल., 2013)।इन रिपोर्टों से संकेत मिलता है कि विभिन्न कार्बोहाइड्रेट का सूअरों के विकास प्रदर्शन पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है (तालिका 2ए)।

3.2 आंतों का कार्य

उच्च एएम/एपी अनुपात स्टार्च आंतों के स्वास्थ्य में सुधार कर सकता है(ट्राइबिरिनइसे सुअर के लिए संरक्षित किया जा सकता है) आंतों की आकृति विज्ञान को बढ़ावा देकर और दूध छुड़ाने वाले सूअरों में जीन अभिव्यक्ति से संबंधित आंतों के कार्य को विनियमित करके (हान एट अल., 2012; जियांग एट अल., 2011)।उच्च एएम आहार के साथ खिलाए जाने पर विली की ऊंचाई से विली की ऊंचाई और इलियम और जेजुनम ​​​​की अवकाश गहराई का अनुपात अधिक था, और छोटी आंत की कुल एपोप्टोसिस दर कम थी।साथ ही, इसने डुओडेनम और जेजुनम ​​​​में अवरुद्ध करने वाले जीन की अभिव्यक्ति को भी बढ़ा दिया, जबकि उच्च एपी समूह में, दूध छुड़ाए सूअरों के जेजुनम ​​​​में सुक्रोज और माल्टेज़ की गतिविधियों में वृद्धि हुई (गाओ एट अल।, 2020 बी)।इसी तरह, पिछले काम में पाया गया कि एएम रिच आहार ने पीएच को कम कर दिया और एपी रिच आहार ने दूध छुड़ाए सूअरों के सीकम में बैक्टीरिया की कुल संख्या में वृद्धि की (गाओ एट अल।, 2020ए)।आहार फाइबर प्रमुख घटक है जो सूअरों के आंतों के विकास और कार्य को प्रभावित करता है।संचित साक्ष्य से पता चलता है कि आहार फाइबर दूध छुड़ाए गए सूअरों की आंतों की आकृति विज्ञान और बाधा कार्य में सुधार करता है, और दस्त की घटनाओं को कम करता है (चेन एट अल., 2015; लिंडबर, 2014; वू एट अल., 2018)।आहार में फाइबर की कमी से रोगजनकों की संवेदनशीलता बढ़ जाती है और कोलन म्यूकोसा (देसाई एट अल., 2016) के अवरोधक कार्य में बाधा आती है, जबकि अत्यधिक अघुलनशील फाइबर आहार खिलाने से सूअरों में विली की लंबाई बढ़ाकर रोगजनकों को रोका जा सकता है (हेडेमैन एट अल., 2006) ).विभिन्न प्रकार के तंतुओं का बृहदान्त्र और इलियम बाधा के कार्य पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है।गेहूं की भूसी और मटर के रेशे टीएलआर2 जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करके और मकई और सोयाबीन रेशों की तुलना में आंतों के माइक्रोबियल समुदायों में सुधार करके आंत अवरोध कार्य को बढ़ाते हैं (चेन एट अल।, 2015)।मटर के रेशे का लंबे समय तक सेवन चयापचय संबंधी जीन या प्रोटीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित कर सकता है, जिससे कोलन बाधा और प्रतिरक्षा कार्य में सुधार होता है (चे एट अल., 2014)।आहार में इंसुलिन आंतों की पारगम्यता को बढ़ाकर दूध छुड़ाए पिगलेट में आंतों की गड़बड़ी से बचा सकता है (अवाद एट अल., 2013)।यह ध्यान देने योग्य है कि घुलनशील (इनुलिन) और अघुलनशील फाइबर (सेलूलोज़) का संयोजन अकेले की तुलना में अधिक प्रभावी है, जो दूध छुड़ाए सूअरों में पोषण अवशोषण और आंतों के अवरोध कार्य में सुधार कर सकता है (चेन एट अल।, 2019)।आंतों के म्यूकोसा पर आहार फाइबर का प्रभाव उनके घटकों पर निर्भर करता है।पिछले अध्ययन में पाया गया कि जाइलन ने आंतों के अवरोधक कार्य को बढ़ावा दिया, साथ ही बैक्टीरिया स्पेक्ट्रम और मेटाबोलाइट्स में बदलाव को बढ़ावा दिया, और ग्लूकन ने आंतों के अवरोध कार्य और म्यूकोसल स्वास्थ्य को बढ़ावा दिया, लेकिन सेल्युलोज के पूरक ने दूध छुड़ाने वाले सूअरों में समान प्रभाव नहीं दिखाया (वू एट अल)। , 2018).ओलिगोसेकेराइड को पचाने और उपयोग करने के बजाय ऊपरी आंत में सूक्ष्मजीवों के लिए कार्बन स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता है।फ्रुक्टोज अनुपूरण से आंतों की म्यूकोसा की मोटाई, ब्यूटिरिक एसिड का उत्पादन, अप्रभावी कोशिकाओं की संख्या और दूध छुड़ाए सूअरों में आंतों के उपकला कोशिकाओं के प्रसार में वृद्धि हो सकती है (त्सुकाहारा एट अल।, 2003)।पेक्टिन ऑलिगोसेकेराइड्स आंतों के अवरोधक कार्य में सुधार कर सकते हैं और पिगलेट्स में रोटावायरस के कारण होने वाली आंतों की क्षति को कम कर सकते हैं (माओ एट अल।, 2017)।इसके अलावा, यह पाया गया है कि कॉस आंतों के म्यूकोसा के विकास को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ावा दे सकता है और पिगलेट्स (डब्ल्यूएएन, जियांग, एट अल) में व्यापक रूप से अवरुद्ध करने वाले जीन की अभिव्यक्ति को बढ़ा सकता है, ये संकेत देते हैं कि विभिन्न प्रकार के कार्बोहाइड्रेट आंतों में सुधार कर सकते हैं। पिगलेट्स का कार्य (तालिका 2बी)।

सारांश और संभावना

कार्बोहाइड्रेट सूअरों का मुख्य ऊर्जा स्रोत है, जो विभिन्न मोनोसेकेराइड, डिसैकराइड, ऑलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड से बना होता है।शारीरिक विशेषताओं पर आधारित शब्द कार्बोहाइड्रेट के संभावित स्वास्थ्य कार्यों पर ध्यान केंद्रित करने और कार्बोहाइड्रेट वर्गीकरण की सटीकता में सुधार करने में मदद करते हैं।कार्बोहाइड्रेट की विभिन्न संरचनाएं और प्रकार विकास प्रदर्शन को बनाए रखने, आंतों के कार्य और माइक्रोबियल संतुलन को बढ़ावा देने और लिपिड और ग्लूकोज चयापचय को विनियमित करने पर अलग-अलग प्रभाव डालते हैं।लिपिड और ग्लूकोज चयापचय के कार्बोहाइड्रेट विनियमन का संभावित तंत्र उनके मेटाबोलाइट्स (एससीएफए) पर आधारित है, जो आंतों के माइक्रोबायोटा द्वारा किण्वित होते हैं।विशेष रूप से, आहार में कार्बोहाइड्रेट scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY और ampk-g6pase / PEPCK मार्गों के माध्यम से ग्लूकोज चयापचय को नियंत्रित कर सकता है, और scfas-gpr43 / 41 और amp / atp-ampk मार्गों के माध्यम से लिपिड चयापचय को नियंत्रित कर सकता है।इसके अलावा, जब विभिन्न प्रकार के कार्बोहाइड्रेट सबसे अच्छे संयोजन में होते हैं, तो सूअरों के विकास प्रदर्शन और स्वास्थ्य कार्य में सुधार हो सकता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि प्रोटीन और जीन अभिव्यक्ति और चयापचय विनियमन में कार्बोहाइड्रेट के संभावित कार्यों की खोज उच्च-थ्रूपुट कार्यात्मक प्रोटिओमिक्स, जीनोमिक्स और मेटाबोनोमिक्स विधियों का उपयोग करके की जाएगी।अंतिम लेकिन महत्वपूर्ण बात यह है कि सुअर उत्पादन में विविध कार्बोहाइड्रेट आहार के अध्ययन के लिए विभिन्न कार्बोहाइड्रेट संयोजनों का मूल्यांकन एक शर्त है।

स्रोत: पशु विज्ञान जर्नल