Апстракт

Најголем напредок во истражувањето на јаглени хидрати во исхраната и здравјето на свињите е појасната класификација на јаглехидратите, која не се заснова само на нивната хемиска структура, туку и врз основа на нивните физиолошки карактеристики.Покрај тоа што се главен извор на енергија, различните видови и структури на јаглени хидрати се корисни за исхраната и здравствените функции на свињите.Тие се вклучени во промовирање на перформансите на растот и цревната функција на свињите, регулирање на цревната микробна заедница и регулирање на метаболизмот на липидите и гликозата.Основниот механизам на јаглени хидрати е преку неговите метаболити (масни киселини со краток синџир [SCFAs]) и главно преку scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk и scfas-ampk-g6pase / PEPCK патишта за регулирање на маснотиите и метаболизмот на гликозата.Новите студии ја оценија оптималната комбинација на различни видови и структури на јаглени хидрати, кои можат да ги подобрат перформансите на растот и сварливоста на хранливите материи, да ја промовираат функцијата на цревата и да го зголемат изобилството на бактерии кои произведуваат бутират кај свињите.Генерално, убедливи докази го поддржуваат ставот дека јаглехидратите играат важна улога во нутритивните и здравствените функции на свињите.Дополнително, определувањето на составот на јаглени хидрати ќе има теоретска и практична вредност за развој на технологијата за балансирање на јаглени хидрати кај свињите.

1. Предговор

Полимерните јаглехидрати, скробните и нескробните полисахариди (НСП) се главните компоненти на диетите и главните извори на енергија на свињите, кои сочинуваат 60% - 70% од вкупниот внес на енергија (Бах Кнудсен).Вреди да се напомене дека разновидноста и структурата на јаглехидратите се многу сложени, кои имаат различни ефекти врз свињите.Претходните студии покажаа дека хранењето со скроб со различен однос амилоза кон амилоза (AM / AP) има очигледен физиолошки одговор на перформансите на растот на свињите (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Диететските влакна, главно составени од НСП, се верува дека го намалуваат искористувањето на хранливите материи и нето енергетската вредност на моногастричните животни (NOBLET и le, 2001).Сепак, внесот на диетални влакна не влијаеше на перформансите на растот на прасињата (Han & Lee, 2005).Сè повеќе докази покажуваат дека диеталните влакна ја подобруваат морфологијата на цревата и бариерната функција на прасињата и ја намалуваат инциденцата на дијареа (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018).Затоа, итно е да се проучи како ефикасно да се искористат сложените јаглени хидрати во исхраната, особено храната богата со растителни влакна.Структурните и таксономските карактеристики на јаглехидратите и нивните нутритивни и здравствени функции за свињите мора да бидат опишани и разгледани во формулациите за добиточна храна.NSP и отпорниот скроб (RS) се главните несварливи јаглехидрати (wey et al., 2011), додека цревната микробиота ферментира несварливи јаглехидрати во масни киселини со краток синџир (SCFAs);Turnbaugh et al., 2006).Дополнително, некои олигосахариди и полисахариди се сметаат за пробиотици на животните, кои може да се користат за стимулирање на процентот на Lactobacillus и Bifidobacterium во цревата (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Welllock et al. , 2008).Пријавено е дека суплементацијата на олигосахариди го подобрува составот на цревната микробиота (de Lange et al., 2010).Со цел да се минимизира употребата на антимикробни промотори за раст во производството на свињи, важно е да се најдат други начини за да се постигне добро здравје на животните.Постои можност да се додаде повеќе разновидност на јаглени хидрати во храната за свињи.Сè повеќе докази покажуваат дека оптималната комбинација на скроб, NSP и MOS може да ги промовира перформансите на растот и сварливоста на хранливите материи, да го зголеми бројот на бактерии кои произведуваат бутират и да го подобри липидниот метаболизам на свињите кои се одвикнати до одреден степен (Zhou, Chen, et al. ., 2020; Џоу, Ју и сор., 2020).Затоа, целта на овој труд е да го разгледа тековното истражување за клучната улога на јаглени хидрати во промовирањето на перформансите на растот и функцијата на цревата, регулирањето на цревната микробна заедница и метаболичкото здравје и да ја истражи комбинацијата на јаглени хидрати кај свињите.

2. Класификација на јаглени хидрати

Јаглехидратите во исхраната може да се класифицираат според нивната молекуларна големина, степенот на полимеризација (DP), типот на поврзување (a или b) и составот на поединечни мономери (Cummings, Stephen, 2007).Вреди да се напомене дека главната класификација на јаглехидратите се заснова на нивната ДП, како што се моносахариди или дисахариди (DP, 1-2), олигосахариди (DP, 3-9) и полисахариди (DP, ≥ 10), кои се составени од скроб, NSP и гликозидни врски (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; Табела 1).Хемиската анализа е неопходна за да се разберат физиолошките и здравствените ефекти на јаглехидратите.Со посеопфатна хемиска идентификација на јаглехидратите, можно е да се групираат според нивното здравје и физиолошки ефекти и да се вклучат во севкупниот план за класификација (englyst et al., 2007).Јаглехидратите (моносахариди, дисахариди и повеќето скробови) кои можат да се сварат од ензимите на домаќинот и да се апсорбираат во тенкото црево се дефинирани како сварливи или достапни јаглехидрати (Cummings, Stephen, 2007).Јаглехидратите кои се отпорни на интестинално варење или слабо се апсорбираат и метаболизираат, но може да се разградат со микробна ферментација се сметаат за отпорни јаглехидрати, како што се повеќето NSP, несварливите олигосахариди и РС.Во суштина, отпорните јаглехидрати се дефинирани како несварливи или неупотребливи, но обезбедуваат релативно попрецизен опис на класификацијата на јаглехидратите (englyst et al., 2007).

3.1 перформанси на раст

Скробот е составен од два вида полисахариди.Амилоза (AM) е еден вид линеарен скроб α (1-4) поврзан декстран, амилопектин (АП) е α (1-4) поврзан декстран, кој содржи околу 5% декстран α (1-6) за да формира разгранета молекула (тестер et al., 2004).Поради различните молекуларни конфигурации и структури, скробот богат со АП лесно се вари, додека скробот богат со АП не е лесен за варење (Singh et al., 2010).Претходните студии покажаа дека хранењето со скроб со различни соодноси AM/AP има значителни физиолошки реакции на перформансите на растот на свињите (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Внесувањето храна и ефикасноста на добиточната храна на свињите одвикнати се намалија со зголемувањето на AM (regmi et al., 2011).Како и да е, новите докази известуваат дека диетите со поголема сума ја зголемуваат просечната дневна добивка и ефикасноста на храната на растечките свињи (Li et al., 2017; Wang et al., 2019).Дополнително, некои научници објавија дека хранењето различни соодноси AM/AP со скроб не влијаело на перформансите на растот на одвикнати прасиња (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), додека исхраната со висока АП ја зголемила сварливоста на хранливите материи на одвикнати свињи (Гао et al., 2020A).Диететските влакна се мал дел од храната што доаѓа од растенијата.Главен проблем е тоа што повисоките диететски влакна се поврзани со помала искористеност на хранливи материи и пониска нето енергетска вредност (noble & Le, 2001).Напротив, умерениот внес на влакна не влијаеше на перформансите на растот на свињите одвикнати (Хан и Ли, 2005; Жанг и сор., 2013).Ефектите на диеталните влакна врз искористувањето на хранливите материи и нето енергетската вредност се под влијание на карактеристиките на влакната, а различните извори на влакна може да бидат многу различни (lndber, 2014).Кај одвикнати свињи, суплементацијата со влакна од грашок имаше повисока стапка на конверзија на добиточната храна отколку хранењето со пченкарни влакна, влакна од соја и влакна од пченични трици (Chen et al., 2014).Слично на тоа, одвикнатите прасиња третирани со пченкарни трици и пченични трици покажаа поголема ефикасност на храната и зголемување на телесната тежина од оние третирани со лушпа од соја (Zhao et al., 2018).Интересно, немаше разлика во перформансите на растот помеѓу групата со влакна од пченични трици и групата инулин (Hu et al., 2020).Дополнително, во споредба со прасињата во групата со целулоза и групата ксилан, суплементот беше поефективен β- Глуканот ги нарушува перформансите на растот на прасињата (Wu et al., 2018).Олигосахаридите се јаглехидрати со ниска молекуларна тежина, меѓу шеќерите и полисахаридите (вораген, 1998).Тие имаат важни физиолошки и физичко-хемиски својства, вклучувајќи ниска калориска вредност и стимулирање на растот на корисни бактерии, така што може да се користат како диететски пробиотици (Bauer et al., 2006; Mussatto и mancilha, 2007).Дополнувањето на хитозан олигосахарид (COS) може да ја подобри сварливоста на хранливите материи, да ја намали инциденцата на дијареа и да ја подобри морфологијата на цревата, со што ќе ги подобри перформансите на растот на свињите кои се одвикнати (Zhou et al., 2012).Покрај тоа, диетите дополнети со cos може да ги подобрат репродуктивните перформанси на маториците (бројот на живи прасиња) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) и перформансите на раст на растечките свињи (wontae et al., 2008) .Дополнувањето на MOS и фруктоолигосахариди, исто така, може да ги подобри перформансите на растот на свињите (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).Овие извештаи покажуваат дека различните јаглехидрати имаат различни ефекти врз перформансите на растот на свињите (табела 2а).

3.2 функција на цревата

Високиот сооднос am/ap скроб може да го подобри здравјето на цревата (трибиринможе да се заштити за свињи) со промовирање на морфологијата на цревата и со регулирање на цревната функција поврзана со генската експресија кај свињите кои се одвикнуваат (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).Односот на висината на ресичките со висината на ресичките и длабочината на вдлабнатината на илеумот и јејунумот беше повисок кога се хранеа со висока исхрана, а вкупната стапка на апоптоза на тенкото црево беше помала.Во исто време, исто така, го зголеми изразот на блокирачки гени во дуоденумот и јејунумот, додека во групата со висока АП, активностите на сахароза и малтаза во јејунумот на одвикнати свињи беа зголемени (Gao et al., 2020b).Слично на тоа, претходната работа покажа дека богатите диети ја намалуваат pH вредноста и диетите богати со АП го зголемуваат вкупниот број на бактерии во цекумот на одвикнати свињи (Gao et al., 2020A).Диететските влакна се клучната компонента која влијае на развојот и функцијата на цревата на свињите.Акумулираните докази покажуваат дека диеталните влакна ја подобруваат цревната морфологија и бариерната функција на одвикнати свињи и ја намалуваат инциденцата на дијареа (Chen et al., 2015; Lndber, 2014; Wu et al., 2018).Недостатокот на диетални влакна ја зголемува чувствителноста на патогените и ја нарушува бариерната функција на слузницата на дебелото црево (Desai et al., 2016), додека хранењето со диета со високо нерастворливи влакна може да ги спречи патогените со зголемување на должината на ресичките кај свињите (hedemann et al., 2006 ).Различните типови на влакна имаат различни ефекти врз функцијата на дебелото црево и бариерата на илеумот.Влакната од пченични трици и грашок ја подобруваат функцијата на цревната бариера преку регулирање на експресијата на генот TLR2 и подобрување на цревните микробни заедници во споредба со влакната од пченка и соја (Чен и сои., 2015).Долготрајното внесување влакна од грашок може да ја регулира експресијата на генот или протеинот поврзан со метаболизмот, а со тоа да ја подобри бариерата на дебелото црево и имунолошката функција (Che et al., 2014).Инулинот во исхраната може да избегне цревни нарушувања кај одвикнати прасиња со зголемување на интестиналната пропустливост (Awad et al., 2013).Вреди да се напомене дека комбинацијата на растворливи (инулин) и нерастворливи влакна (целулоза) е поефикасна отколку самостојно, што може да ја подобри нутритивната апсорпција и функцијата на цревната бариера кај одвикнатите свињи (Chen et al., 2019).Ефектот на диеталните влакна врз цревната слузница зависи од нивните компоненти.Претходна студија покажа дека ксиланот ја промовира функцијата на цревната бариера, како и промените во бактерискиот спектар и метаболити, а глуканот ја промовира функцијата на цревната бариера и здравјето на мукозата, но дополнувањето на целулоза не покажува слични ефекти кај свињите кои се одвикнуваат (Wu et al. , 2018).Олигосахаридите може да се користат како извори на јаглерод за микроорганизмите во горниот дел на цревата наместо да се вари и да се користат.Додатокот на фруктоза може да ја зголеми дебелината на цревната слузница, производството на маслена киселина, бројот на рецесивни клетки и пролиферацијата на цревните епителни клетки кај одвикнати свињи (Tsukahara et al., 2003).Пектинските олигосахариди можат да ја подобрат функцијата на цревната бариера и да го намалат оштетувањето на цревата предизвикано од ротавирус кај прасињата (Mao et al., 2017).Дополнително, откриено е дека cos може значително да го промовира растот на цревната слузница и значително да го зголеми изразот на блокирачки гени кај прасињата (WAN, Jiang, et al. на сеопфатен начин, тие укажуваат дека различни видови јаглени хидрати можат да го подобрат интестиналниот функција на прасињата (табела 2б).

Резиме и перспектива

Јаглехидратите се главниот извор на енергија на свињите, кој е составен од различни моносахариди, дисахариди, олигосахариди и полисахариди.Термините засновани на физиолошки карактеристики помагаат да се фокусираме на потенцијалните здравствени функции на јаглехидратите и да се подобри точноста на класификацијата на јаглехидратите.Различни структури и типови на јаглени хидрати имаат различни ефекти врз одржувањето на перформансите на растот, промовирање на функцијата на цревата и микробиолошката рамнотежа и регулирање на метаболизмот на липидите и гликозата.Можниот механизам за регулирање на јаглени хидрати на метаболизмот на липидите и гликозата се заснова на нивните метаболити (SCFAs), кои се ферментирани од цревната микробиота.Поточно, јаглехидратите во исхраната може да го регулираат метаболизмот на гликозата преку патиштата scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY и ampk-g6pase / PEPCK и да го регулираат липидниот метаболизам преку scfas-gpr43 / 41 и amp / atp-ampk патишта.Дополнително, кога различните видови јаглехидрати се во најдобра комбинација, перформансите на растот и здравствената функција на свињите може да се подобрат.

Вреди да се напомене дека потенцијалните функции на јаглехидратите во протеинската и генската експресија и метаболичката регулација ќе бидат откриени со користење на високопропусни функционални методи на протеомика, геномика и метабономика.Последно, но не и најмалку важно, евалуацијата на различни комбинации на јаглени хидрати е предуслов за проучување на различни диети со јаглени хидрати во производството на свињи.

Извор: Журнал за наука за животните