Abstrakt

De gréisste Fortschrëtt vun der Kuelenhydraterfuerschung an der Schweine Ernärung a Gesondheet ass déi méi kloer Klassifikatioun vu Kuelenhydrater, déi net nëmmen op senger chemescher Struktur baséiert, awer och op seng physiologesch Charakteristiken.Zousätzlech fir d'Haaptenergiequell ze sinn, sinn verschidden Aarte a Strukture vu Kohbhydraten nëtzlech fir d'Ernährung an d'Gesondheetsfunktiounen vu Schwäin.Si sinn involvéiert fir d'Wuesstumsleeschtung an d'Darmfunktioun vu Schwäin ze förderen, d'Darmmikrobialgemeinschaft ze reguléieren an de Metabolismus vu Lipiden a Glukos ze regelen.De Basismechanismus vu Kohbhydrat ass duerch seng Metaboliten (kuerzkette Fettsäuren [SCFAs]) an haaptsächlech duerch scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk a scfas-ampk-g6pase / PEPCK Weeër fir Fett ze reguléieren an Glukosemetabolismus.Nei Studien hunn déi optimal Kombinatioun vu verschiddenen Typen a Strukturen vu Kohlenhydraten evaluéiert, wat d'Wuesstemleistung an d'Nährstoffverdauung verbesseren kann, d'Darmfunktioun förderen an d'Heefegkeet vu Butyrat produzéierende Bakterien an de Schwäin erhéijen.Allgemeng ënnerstëtzen zwéngend Beweiser d'Vue datt Kuelenhydrater eng wichteg Roll an der Ernärungs- a Gesondheetsfunktioune vu Schweine spillen.Zousätzlech wäert d'Determinatioun vun der Kohlenhydratkompositioun theoreteschen a praktesche Wäert fir d'Entwécklung vun der Kohlenhydratbalancetechnologie bei Schweine hunn.

1. Virwuert

Polymer Kuelenhydrater, Stärke an Net Stärke Polysacchariden (NSP) sinn d'Haaptkomponenten vun Diäten an d'Haaptenergiequellen vu Schweine, déi 60% - 70% vun der Gesamtenergieopnahm ausmaachen (Bach Knudsen).Et ass derwäert ze bemierken datt d'Varietéit an d'Struktur vun de Kuelenhydrater ganz komplex sinn, déi verschidden Effekter op Schwäin hunn.Virdrun Studien hu gewisen datt d'Fütterung mat Stärke mat verschiddene Amylose zu Amylose (AM / AP) Verhältnis offensichtlech physiologesch Äntwert op d'Wuesstumsleeschtung vu Schwäin huet (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Diätfaser, haaptsächlech aus NSP besteet, gëtt ugeholl datt d'Nährstoffnutzung an d'Nettoenergiewäert vun monogastreschen Déieren reduzéieren (NOBLET a le, 2001).Wéi och ëmmer, Diätfaserzufuhr huet net d'Wuesstumsleeschtung vu Pigleten beaflosst (Han & Lee, 2005).Méi a méi Beweiser weisen datt d'Nahrungsfaser d'Darmmorphologie an d'Barriärfunktioun vun de Pigelen verbessert, a reduzéiert d'Heefegkeet vun Diarrho (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018).Dofir ass et dréngend ze studéieren wéi effektiv déi komplex Kuelenhydrater an der Diät benotzt ginn, besonnesch d'Füttern déi reich an Faser ass.Déi strukturell an taxonomesch Charakteristike vu Kuelenhydrater an hir Ernärungs- a Gesondheetsfunktioune fir Schwäin musse beschriwwe ginn a berücksichtegt ginn a Fudderformuléierungen.NSP a resistent Stärke (RS) sinn d'Haapt net verdaubar Kuelenhydrater (wey et al., 2011), während d'Darmmikrobiota net verdaubar Kuelenhydrater a kuerz Kette Fettsäuren (SCFAs) fermentéieren;Turnbaugh et al., 2006).Zousätzlech ginn e puer Oligosacchariden a Polysacchariden als Probiotika vun Déieren ugesinn, déi benotzt kënne fir den Undeel vu Lactobacillus a Bifidobacterium am Darm ze stimuléieren (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al. , 2008).Oligosaccharide Ergänzung gouf gemellt fir d'Zesummesetzung vun der intestinaler Mikrobiota ze verbesseren (de Lange et al., 2010).Fir d'Benotzung vun antimikrobiellen Wuesstumspromotoren an der Schweinproduktioun ze minimiséieren, ass et wichteg aner Weeër ze fannen fir eng gutt Déieregesondheet z'erreechen.Et gëtt eng Méiglechkeet fir méi Varietéit u Kuelenhydrater fir Schwäinfudder ze addéieren.Méi a méi Beweiser weisen datt d'optimal Kombinatioun vu Stärke, NSP a MOS d'Wuesstumsleeschtung an d'Nährstoffverdauung förderen kann, d'Zuel vu Butyrat produzéierende Bakterien erhéijen an de Lipidmetabolismus vu geschwächte Schwäin zu engem gewësse Mooss verbesseren (Zhou, Chen, et al. ., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020).Dofir ass den Zweck vun dësem Pabeier déi aktuell Fuerschung iwwer d'Schlësselroll vu Kohbhydraten an der Promotioun vu Wuesstumsleeschtungen an Darmfunktioun ze iwwerpréiwen, d'Darmmikrobialgemeinschaft a metabolesch Gesondheet ze reguléieren an d'Kohlenhydratkombinatioun vu Schwäin z'entdecken.

2. Klassifikatioun vun Kuelenhydrater

Diät Kuelenhydrater kënne klasséiert ginn no hirer molekulare Gréisst, Grad vun der Polymeriséierung (DP), Verbindungstyp (a oder b) an Zesummesetzung vun eenzelne Monomeren (Cummings, Stephen, 2007).Et ass derwäert ze bemierken datt d'Haaptklassifikatioun vu Kuelenhydrater op hir DP baséiert, wéi Monosacchariden oder Disacchariden (DP, 1-2), Oligosacchariden (DP, 3-9) a Polysacchariden (DP, ≥ 10), déi aus Stärke, NSP a glycosidic Obligatiounen (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; Table 1).Chemesch Analyse ass néideg fir d'physiologesch a gesond Auswierkunge vu Kuelenhydrater ze verstoen.Mat méi ëmfaassender chemescher Identifikatioun vu Kuelenhydrater ass et méiglech, se no hire gesondheetlechen a physiologeschen Effekter ze gruppéieren an se an de Gesamtklassifizéierungsplang opzehuelen (englyst et al., 2007).Kuelenhydrater (Monosacchariden, Disacchariden, an déi meescht Stärken) déi duerch Hostenzyme verdaut kënne ginn an am Dënndarm absorbéiert kënne ginn als verdaubar oder verfügbar Kohbhydraten definéiert (Cummings, Stephen, 2007).Kuelenhydrater déi resistent géint intestinal Verdauung sinn, oder schlecht absorbéiert a metaboliséiert, awer duerch mikrobieller Fermentatioun ofgebaut kënne ginn, ginn als resistent Kohlenhydrate ugesinn, wéi déi meescht NSP, onverdaubar Oligosacchariden a RS.Wesentlech sinn resistent Kuelenhydrater als onverdaubar oder onbrauchbar definéiert, awer bidden eng relativ méi genee Beschreiwung vun der Klassifikatioun vu Kuelenhydrater (englyst et al., 2007).

3.1 Wuesstem Leeschtung

Stärke besteet aus zwou Aarte vu Polysacchariden.Amylose (AM) ass eng Aart vu linear Stärke α (1-4) verlinkt Dextran, Amylopectin (AP) ass en α (1-4) verlinkt Dextran, mat ongeféier 5% Dextran α (1-6) fir e verzweifelt Molekül ze bilden (Tester et al., 2004).Wéinst verschiddene molekulare Konfiguratiounen a Strukturen sinn AP-räich Stärken einfach ze verdauen, während am-räich Stärken net einfach ze verdauen (Singh et al., 2010).Virdrun Studien hu gewisen datt Stärkefudder mat verschiddene AM / AP Verhältnisser bedeitend physiologesch Äntwerten op d'Wuesstumsleeschtung vu Schwäin huet (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).D'Fütterung an d'Fütterungseffizienz vu geschwächte Schwäin ass erofgaang mat der Erhéijung vun AM (regmi et al., 2011).Wéi och ëmmer, opkomende Beweiser berichten datt Diäten mat méi héijen Am Duerchschnëtt deeglech Gewënn a Fuddereffizienz vu wuessende Schwäin erhéijen (Li et al., 2017; Wang et al., 2019).Zousätzlech hunn e puer Wëssenschaftler gemellt datt d'Fütterung vun ënnerschiddleche AM / AP Verhältnisser vu Stärke net d'Wuesstumsleeschtung vu geschwächte Schwäin beaflosst (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), wärend eng héich AP Diät d'Nährstoffverdauung vu gespaant erhéicht huet. Schwäin (Gao et al., 2020A).Diätfaser ass e klengen Deel vum Liewensmëttel dat vu Planzen kënnt.E grousse Problem ass datt méi héich Nahrungsfaser mat enger niddereger Nährstoffverbrauch an engem nidderegen Nettoenergiewäert assoziéiert ass (noble & Le, 2001).Am Géigendeel, moderéiert Faserzufuhr huet net d'Wuesstumsleeschtung vu geschwächte Schwäin beaflosst (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013).D'Effekter vun Diätfaser op d'Nährstoffverbrauch an d'Nettoenergiewäert sinn duerch d'Fasereigenschaften beaflosst, a verschidde Faserquellen kënne ganz ënnerschiddlech sinn (Lndber, 2014).Bei geschwächte Schweine hat d'Ergänzung mat Erbsenfaser e méi héije Fudderkonversiounsquote wéi d'Füttern vu Maisfaser, Sojafaser a Weessbranfaser (Chen et al., 2014).Ähnlech hunn ofgeschwächt Pigelen, déi mat Maisbran a Weessbran behandelt goufen, méi héich Fuddereffizienz a Gewiichtsgewënn gewisen wéi déi, déi mat Sojabohn behandelt goufen (Zhao et al., 2018).Interessanterweis gouf et keen Ënnerscheed an der Wuesstumsleeschtung tëscht der Weessbranfasergrupp an der Inulingrupp (Hu et al., 2020).Zousätzlech, am Verglach mat de Piglets an der Cellulosegrupp an der Xylangrupp, war d'Ergänzung méi effektiv β-Glucan behënnert d'Wuesstumsleeschtung vu Piglets (Wu et al., 2018).Oligosacchariden sinn Kuelenhydrater mat engem nidderegen molekulare Gewiicht, Zwëschenzäit tëscht Zucker a Polysacchariden (Voragen, 1998).Si hu wichteg physiologesch a physikalesch-chemesch Eegeschaften, dorënner nidderegen kaloresche Wäert a stimuléieren de Wuesstum vun nëtzlechen Bakterien, sou datt se als Diätprobiotike benotzt kënne ginn (Bauer et al., 2006; Mussatto a Mancilha, 2007).D'Ergänzung vu Chitosan Oligosaccharid (COS) kann d'Verdaubarkeet vun Nährstoffer verbesseren, d'Heefegkeet vun Diarrho reduzéieren an d'Darmmorphologie verbesseren, sou datt d'Wuesstumsleeschtung vu geschwächte Schwäin verbessert (Zhou et al., 2012).Zousätzlech kënnen Diäten, déi mat Cos ergänzt ginn, d'reproduktive Leeschtung vu Séien verbesseren (d'Zuel vu liewegen Pigleten) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) a Wuesstumsleeschtung vu wuessende Schwäin (wontae et al., 2008) .Ergänzung vu MOS a Fructooligosaccharide kann och d'Wuesstumsleeschtung vu Schweine verbesseren (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).Dës Berichter weisen datt verschidde Kuelenhydrater verschidden Effekter op d'Wuesstumsleeschtung vu Schwäin hunn (Tabelle 2a).

3.2 intestinal Funktioun

Héich Am / Ap Verhältnis Stärke kann d'Darmgesondheet verbesseren (tribyrinkann et fir Schwäin schützen) andeems d'Darmmorphologie fördert an d'Darmfunktioun am Zesummenhang mam Genausdrock bei Schweineschwäin reguléiert (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).D'Verhältnis vun villi Héicht ze villi Héicht an recess Déift vun ileum an jejunum war méi héich wann mat héich am Ernährung fidderen, an der total apoptosis Taux vun kleng Daarm war méi niddreg.Zur selwechter Zäit huet et och den Ausdrock vun Blockéierungsgenen am Duodenum a Jejunum erhéicht, wärend an der héijer AP Grupp d'Aktivitéite vun Saccharose a Maltase am Jejunum vu geschwächte Schwäin erhéicht goufen (Gao et al., 2020b).Ähnlech hu virdru Aarbecht fonnt datt am räiche Diät de pH reduzéiert huet an AP-räich Diäten d'total Zuel vu Bakterien am Caecum vu geschwächte Schwäin erhéicht hunn (Gao et al., 2020A).Diätfaser ass de Schlësselkomponent deen d'Darmentwécklung an d'Funktioun vu Schwäin beaflosst.Déi akkumuléiert Beweiser weisen datt d'Nahrungsfaser d'Darmmorphologie an d'Barriärfunktioun vu geschwächte Schwäin verbessert, a reduzéiert d'Heefegkeet vun Diarrho (Chen et al., 2015; Lndber, 2014; Wu et al., 2018).Diätfasermangel erhéicht d'Sensibilitéit vu Pathogenen a behënnert d'Barriärfunktioun vun der Colon Schleimhaut (Desai et al., 2016), wärend d'Fütterung mat héich onléislecher Faser Diät Pathogenen verhënneren kann duerch d'Erhéijung vun der Längt vu Villi bei Schwäin (hedemann et al., 2006). ).Déi verschidden Aarte vu Faseren hunn verschidden Effekter op d'Funktioun vun der Colon an der Ileum Barrière.Wheat Bran an Ierbsfaser verbesseren d'Darmbarriärfunktioun andeems se TLR2 Genausdrock reguléieren an intestinal mikrobielle Gemeinschaften verbesseren am Verglach mat Mais a Sojafasern (Chen et al., 2015).Laangfristeg Verdauung vun Erbsenfaser kann de Metabolismus verbonnen Gen oder Proteinausdrock reguléieren, doduerch d'Darmbarriär an d'Immunfunktioun verbesseren (Che et al., 2014).Inulin an der Ernärung kann Darmstéierunge bei ofgeschwächte Pigleten vermeiden andeems d'Darmpermeabilitéit erhéicht (Awad et al., 2013).Et ass derwäert ze bemierken datt d'Kombinatioun vun löslecher (Inulin) an onléislecher Faser (Cellulose) méi effektiv ass wéi eleng, wat d'Ernährungsabsorptioun an d'Darmbarriärfunktioun bei geschwächte Schwäin verbesseren kann (Chen et al., 2019).Den Effekt vun Diätfaser op Darmschleimhaut hänkt vun hiren Komponenten of.Eng fréier Etude huet festgestallt datt Xylan d'Darmbarriärfunktioun gefördert huet, souwéi Verännerungen am bakterielle Spektrum a Metaboliten, a Glucan d'Darmbarriärfunktioun an d'Schleimhautgesondheet fördert, awer d'Ergänzung vun der Cellulose huet keng ähnlech Effekter bei Schweineschwäin gewisen (Wu et al. , 2018).Oligosaccharide kënnen als Kuelestoffquelle fir d'Mikroorganismen am ieweschten Darm benotzt ginn amplaz verdaut a benotzt ze ginn.Fructose Ergänzung kann d'Darmschleimhautdicke erhéijen, d'Botsäureproduktioun, d'Zuel vu rezessive Zellen an d'Prolifératioun vun intestinalen Epithelzellen bei geschwächte Schwäin (Tsukahara et al., 2003).Pektin Oligosacchariden kënnen d'Darmbarriärfunktioun verbesseren an den Darmschued reduzéieren, deen duerch Rotavirus bei Pigelen verursaacht gëtt (Mao et al., 2017).Zousätzlech gouf festgestallt datt Cos de Wuesstum vun der Darmschleimhaut wesentlech förderen kann an den Ausdrock vun Blockéierungsgenen an de Pigelen wesentlech erhéijen (WAN, Jiang, et al. op eng ëmfaassend Manéier, dës weisen datt verschidden Aarte vu Kuelenhydrater den Darm verbesseren kënnen Funktioun vun piglets (Table 2b).

Resumé a Perspektiv

Kuelenhydrater ass d'Haaptenergiequell vu Schwäin, déi aus verschiddene Monosacchariden, Disacchariden, Oligosacchariden a Polysacchariden besteet.Begrëffer baséiert op physiologeschen Charakteristiken hëllefen d'Potenzial Gesondheetsfunktioune vu Kuelenhydrater ze fokusséieren an d'Genauegkeet vun der Kohlenhydratklassifikatioun ze verbesseren.Verschidde Strukturen an Aarte vu Kuelenhydrater hunn verschidden Effekter op d'Erhalen vun der Wuesstumsleeschtung, d'Promotioun vun Darmfunktioun a mikrobielle Gläichgewiicht, a Regulatioun vum Lipid- a Glukosemetabolismus.De méigleche Mechanismus vun der Kohbhydratreguléierung vum Lipid- a Glukosemetabolismus baséiert op hire Metaboliten (SCFAs), déi duerch intestinal Mikrobiota fermentéiert ginn.Besonnesch, Kuelenhydrater an der Diät kënne de Glukosemetabolismus duerch scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY an ampk-g6pase / PEPCK Weeër reguléieren, a de Lipidmetabolismus duerch scfas-gpr43 / 41 an amp / atp-ampk Weeër reguléieren.Ausserdeem, wann verschidden Zorte vu Kuelenhydrater an der beschter Kombinatioun sinn, kann d'Wuesstumsleeschtung an d'Gesondheetsfunktioun vu Schweine verbessert ginn.

Et ass derwäert ze bemierken datt d'potenziell Funktiounen vu Kuelenhydrater am Protein- a Genausdrock a metabolescher Reguléierung entdeckt ginn andeems se High-Throughput funktionell Proteomik, Genomik a Metabonomik Methoden benotzen.Lescht awer net zulescht ass d'Evaluatioun vu verschiddene Kohlenhydratkombinatiounen eng Viraussetzung fir d'Studie vu verschiddenen Kohlenhydrat-Diäten an der Schweinproduktioun.

Quell: Animal Science Journal