गोषवारा

डुक्कर पोषण आणि आरोग्यामध्ये कार्बोहायड्रेट संशोधनाची सर्वात मोठी प्रगती म्हणजे कार्बोहायड्रेटचे अधिक स्पष्ट वर्गीकरण, जे केवळ त्याच्या रासायनिक संरचनेवर आधारित नाही तर त्याच्या शारीरिक वैशिष्ट्यांवर देखील आधारित आहे.मुख्य उर्जा स्त्रोत असण्याव्यतिरिक्त, कर्बोदकांमधे विविध प्रकार आणि रचना डुकरांच्या पोषण आणि आरोग्य कार्यांसाठी फायदेशीर आहेत.ते डुकरांच्या वाढीची कार्यक्षमता आणि आतड्यांसंबंधी कार्य, आतड्यांसंबंधी सूक्ष्मजीव समुदायाचे नियमन आणि लिपिड आणि ग्लुकोजच्या चयापचयचे नियमन करण्यात गुंतलेले आहेत.कार्बोहायड्रेटची मूलभूत यंत्रणा त्याच्या चयापचयांमधून (शॉर्ट चेन फॅटी ऍसिडस् [SCFAs]) आणि प्रामुख्याने scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk आणि scfas-ampk-g6pase / PEPCK मार्गांद्वारे चरबी आणि ग्लुकोज चयापचय.नवीन अभ्यासांनी कर्बोदकांमधे विविध प्रकारच्या आणि रचनांच्या इष्टतम संयोजनाचे मूल्यांकन केले आहे, जे वाढीची कार्यक्षमता आणि पोषक पचण्यायोग्यता सुधारू शकते, आतड्यांसंबंधी कार्य वाढवू शकते आणि डुकरांमध्ये ब्युटायरेट उत्पादक बॅक्टेरियाची विपुलता वाढवू शकते.एकंदरीत, आकर्षक पुरावे या मताचे समर्थन करतात की कर्बोदकांमधे डुकरांच्या पोषण आणि आरोग्याच्या कार्यात महत्वाची भूमिका असते.याव्यतिरिक्त, डुकरांमध्ये कार्बोहायड्रेट शिल्लक तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी कार्बोहायड्रेट रचनांचे निर्धारण सैद्धांतिक आणि व्यावहारिक मूल्य असेल.

1. प्रस्तावना

पॉलिमरिक कार्बोहायड्रेट्स, स्टार्च आणि नॉन स्टार्च पॉलिसेकेराइड्स (NSP) हे आहाराचे मुख्य घटक आणि डुकरांचे मुख्य ऊर्जा स्त्रोत आहेत, जे एकूण ऊर्जा सेवन (बाख नूडसेन) च्या 60% - 70% आहेत.हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की कार्बोहायड्रेट्सची विविधता आणि रचना खूप जटिल आहे, ज्याचे डुकरांवर वेगवेगळे प्रभाव आहेत.मागील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की वेगवेगळ्या अमायलोज ते अमायलोज (एएम/एपी) गुणोत्तरासह स्टार्च खाल्ल्याने डुकरांच्या वाढीच्या कार्यक्षमतेला स्पष्ट शारीरिक प्रतिसाद मिळतो (डोटी एट अल., 2014; व्हिसेंटे एट अल., 2008).आहारातील फायबर, मुख्यत्वे NSP चे बनलेले आहे, असे मानले जाते की पोषक तत्वांचा वापर आणि मोनोगॅस्ट्रिक प्राण्यांचे निव्वळ ऊर्जा मूल्य कमी करते (NOBLET आणि le, 2001).तथापि, आहारातील फायबरच्या सेवनाने पिलांच्या वाढीच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होत नाही (Han & Lee, 2005).अधिकाधिक पुरावे दाखवतात की आहारातील फायबर पिलांच्या आतड्यांसंबंधी आकारविज्ञान आणि अडथळ्याचे कार्य सुधारते आणि अतिसाराच्या घटना कमी करते (चेन एट अल., 2015; लंडबर्ग，2014； वू एट अल., 2018).म्हणून, आहारातील जटिल कर्बोदकांमधे, विशेषत: फायबरने समृद्ध असलेले खाद्य प्रभावीपणे कसे वापरावे याचा अभ्यास करणे निकडीचे आहे.कार्बोहायड्रेट्सची संरचनात्मक आणि वर्गीकरण वैशिष्ट्ये आणि डुकरांसाठी त्यांचे पोषण आणि आरोग्य कार्ये फीड फॉर्म्युलेशनमध्ये वर्णन आणि विचारात घेणे आवश्यक आहे.NSP आणि प्रतिरोधक स्टार्च (RS) हे मुख्य न पचणारे कर्बोदके आहेत (wey et al., 2011), तर intestinal microbiota पचण्याजोगे नसलेल्या कर्बोदकांमधे शॉर्ट चेन फॅटी ऍसिड (SCFAs) मध्ये आंबते;Turnbaugh et al., 2006).याव्यतिरिक्त, काही ऑलिगोसॅकराइड्स आणि पॉलिसेकेराइड्स हे प्राण्यांचे प्रोबायोटिक्स मानले जातात, ज्याचा उपयोग आतड्यात लैक्टोबॅसिलस आणि बिफिडोबॅक्टेरियमचे प्रमाण उत्तेजित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो (मिकेलसेन एट अल., 2004; एम ø एलबीएके एट अल., 2007; अलॉक. , 2008).ऑलिगोसॅकराइड सप्लिमेंटेशन आतड्यांसंबंधी मायक्रोबायोटाची रचना सुधारण्यासाठी नोंदवले गेले आहे (de Lange et al., 2010).डुक्कर उत्पादनामध्ये प्रतिजैविक वाढ प्रवर्तकांचा वापर कमी करण्यासाठी, चांगले पशु आरोग्य प्राप्त करण्यासाठी इतर मार्ग शोधणे महत्वाचे आहे.डुक्कर खाद्यामध्ये कार्बोहायड्रेट्सची अधिक विविधता जोडण्याची संधी आहे.अधिकाधिक पुरावे दाखवतात की स्टार्च, NSP आणि MOS चे इष्टतम संयोजन वाढीच्या कार्यक्षमतेस आणि पोषक पचनक्षमतेला चालना देऊ शकते, ब्यूटिरेट उत्पादक बॅक्टेरियाची संख्या वाढवू शकते आणि दूध सोडलेल्या डुकरांचे लिपिड चयापचय काही प्रमाणात सुधारू शकते (झोउ, चेन, इ. ., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020).म्हणून, या पेपरचा उद्देश वाढीच्या कार्यप्रदर्शन आणि आतड्यांसंबंधी कार्य, आतड्यांसंबंधी सूक्ष्मजीव समुदाय आणि चयापचय आरोग्याचे नियमन करण्यासाठी आणि डुकरांच्या कार्बोहायड्रेट संयोजनाचा शोध घेण्यासाठी कार्बोहायड्रेटच्या मुख्य भूमिकेवरील वर्तमान संशोधनाचे पुनरावलोकन करणे आहे.

2. कर्बोदकांमधे वर्गीकरण

आहारातील कर्बोदकांमधे त्यांचे आण्विक आकार, पॉलिमरायझेशनची डिग्री (DP), कनेक्शन प्रकार (a किंवा b) आणि वैयक्तिक मोनोमर्सची रचना (Cummings, Stephen, 2007) नुसार वर्गीकृत केले जाऊ शकते.हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की कार्बोहायड्रेट्सचे मुख्य वर्गीकरण त्यांच्या डीपीवर आधारित आहे, जसे की मोनोसॅकराइड्स किंवा डिसॅकराइड्स (डीपी, 1-2), ऑलिगोसॅकराइड्स (डीपी, 3-9) आणि पॉलिसेकेराइड्स (डीपी, ≥ 10), ज्यांचे बनलेले आहे. स्टार्च, एनएसपी आणि ग्लायकोसिडिक बॉण्ड्स (कमिंग्स, स्टीफन, 2007; एंग्लिस्ट एट अल., 2007; तक्ता 1).कार्बोहायड्रेट्सचे शारीरिक आणि आरोग्यावर होणारे परिणाम समजून घेण्यासाठी रासायनिक विश्लेषण आवश्यक आहे.कार्बोहायड्रेट्सची अधिक व्यापक रासायनिक ओळख करून, त्यांच्या आरोग्य आणि शारीरिक प्रभावांनुसार त्यांचे गट करणे आणि त्यांना संपूर्ण वर्गीकरण योजनेमध्ये समाविष्ट करणे शक्य आहे (englyst et al., 2007).कार्बोहायड्रेट्स (मोनोसॅकराइड्स, डिसॅकराइड्स आणि बहुतेक स्टार्च) जे यजमान एन्झाईमद्वारे पचले जाऊ शकतात आणि लहान आतड्यात शोषले जाऊ शकतात ते पचण्याजोगे किंवा उपलब्ध कार्बोहायड्रेट्स (कमिंग्स, स्टीफन, 2007) म्हणून परिभाषित केले जातात.कर्बोदकांमधे जे आतड्यांतील पचनास प्रतिरोधक असतात, किंवा खराबपणे शोषले जातात आणि चयापचय करतात, परंतु सूक्ष्मजीव किण्वनामुळे खराब होऊ शकतात त्यांना प्रतिरोधक कार्बोहायड्रेट मानले जाते, जसे की बहुतेक NSP, अपचनीय ऑलिगोसॅकराइड्स आणि RS.मूलत:, प्रतिरोधक कर्बोदकांमधे अपचन किंवा निरुपयोगी म्हणून परिभाषित केले जाते, परंतु कर्बोदकांमधे वर्गीकरणाचे तुलनेने अधिक अचूक वर्णन प्रदान करते (englyst et al., 2007).

3.1 वाढ कामगिरी

स्टार्च दोन प्रकारच्या पॉलिसेकेराइडने बनलेला असतो.Amylose (AM) हा एक प्रकारचा रेखीय स्टार्च α（1-4) लिंक्ड डेक्सट्रान आहे, amylopectin (AP) एक α（ 1-4) लिंक्ड dextran आहे, ज्यामध्ये सुमारे 5% dextran α（（(1-6) ब्रंच्ड रेणू तयार होतो. (टेस्टर एट अल., 2004).वेगवेगळ्या आण्विक संरचना आणि संरचनांमुळे, एपी रिच स्टार्च पचायला सोपे असतात, तर ॲम रिच स्टार्च पचायला सोपे नसतात (सिंग एट अल., 2010).मागील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की भिन्न AM / AP गुणोत्तरांसह स्टार्च आहार डुकरांच्या वाढीच्या कार्यक्षमतेसाठी महत्त्वपूर्ण शारीरिक प्रतिसाद देते (डोटी एट अल., 2014; व्हिसेंटे एट अल., 2008).AM (रेग्मी एट अल., 2011) च्या वाढीसह दूध सोडलेल्या डुकरांच्या फीडचे सेवन आणि फीड कार्यक्षमता कमी झाली.तथापि, उदयोन्मुख पुरावे असे सांगतात की जास्त प्रमाणात आहार घेतल्याने वाढत्या डुकरांची सरासरी रोजची वाढ आणि खाद्य कार्यक्षमता वाढते (ली एट अल., 2017; वांग एट अल., 2019).याव्यतिरिक्त, काही शास्त्रज्ञांनी नोंदवले की स्टार्चच्या वेगवेगळ्या AM/AP गुणोत्तरांना आहार दिल्याने दूध सोडलेल्या पिलांच्या वाढीच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होत नाही (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), तर उच्च AP आहारामुळे दूध सोडलेल्या पिलांची पोषक पचनक्षमता वाढते. डुक्कर (गाओ एट अल., 2020A).आहारातील फायबर हा अन्नाचा एक छोटासा भाग आहे जो वनस्पतींमधून येतो.एक प्रमुख समस्या अशी आहे की उच्च आहारातील फायबर कमी पोषक वापर आणि कमी निव्वळ ऊर्जा मूल्याशी संबंधित आहे (नोबल आणि ले, 2001).याउलट, मध्यम फायबर सेवनाने दूध सोडलेल्या डुकरांच्या वाढीच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होत नाही (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013).आहारातील फायबरचा पोषक वापर आणि निव्वळ ऊर्जा मूल्यावर फायबरच्या वैशिष्ट्यांवर परिणाम होतो आणि फायबरचे वेगवेगळे स्रोत खूप वेगळे असू शकतात (lndber, 2014).दूध सोडलेल्या डुकरांमध्ये, कॉर्न फायबर, सोयाबीन फायबर आणि गव्हाच्या कोंडा फायबर (चेन एट अल., 2014) फीड करण्यापेक्षा मटार फायबरसह पूरक आहार रूपांतरण दर जास्त होता.त्याचप्रमाणे, कॉर्न ब्रान आणि गव्हाच्या कोंडासह उपचार केलेल्या दुग्ध पिलांना सोयाबीन हुल (झाओ एट अल., 2018) पेक्षा जास्त फीड कार्यक्षमता आणि वजन वाढले.विशेष म्हणजे, गव्हाचा कोंडा फायबर ग्रुप आणि इन्युलिन ग्रुप (Hu et al., 2020) मधील वाढीच्या कामगिरीमध्ये कोणताही फरक नव्हता.याव्यतिरिक्त, सेल्युलोज गट आणि xylan गटातील पिलांच्या तुलनेत, पुरवणी अधिक प्रभावी होती β- ग्लुकन पिलांच्या वाढीची कार्यक्षमता कमी करते (वू एट अल., 2018).ऑलिगोसॅकराइड हे कमी आण्विक वजनाचे कर्बोदके आहेत, शुगर्स आणि पॉलिसेकेराइड्स (व्होरेजेन, 1998) यांच्यातील मध्यवर्ती आहेत.कमी उष्मांक मूल्य आणि फायदेशीर जीवाणूंच्या वाढीस उत्तेजन देण्यासह त्यांच्याकडे महत्त्वपूर्ण शारीरिक आणि भौतिक-रासायनिक गुणधर्म आहेत, म्हणून त्यांचा आहारातील प्रोबायोटिक्स म्हणून वापर केला जाऊ शकतो (बॉअर एट अल., 2006; मुसॅटो आणि मॅनसिल्हा, 2007).chitosan oligosaccharide (COS) ची पूरकता पोषक तत्वांची पचनक्षमता सुधारू शकते, अतिसाराचा प्रादुर्भाव कमी करू शकतो आणि आतड्यांसंबंधी आकारविज्ञान सुधारू शकतो, त्यामुळे दूध सोडलेल्या डुकरांच्या वाढीची कार्यक्षमता सुधारते (झोउ एट अल., 2012).याव्यतिरिक्त, cos सह पूरक आहार पेरणी (जिवंत पिलांची संख्या) (चेंग एट अल., 2015; वॅन एट अल., 2017) आणि वाढत्या डुकरांच्या वाढीची कार्यक्षमता सुधारू शकतो (वॉन्टे एट अल., 2008) .MOS आणि fructooligosaccharide ची पूरकता देखील डुकरांच्या वाढीची कार्यक्षमता सुधारू शकते (चे et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).हे अहवाल सूचित करतात की विविध कर्बोदकांमधे डुकरांच्या वाढीच्या कार्यक्षमतेवर वेगवेगळे प्रभाव पडतात (तक्ता 2a).

3.2 आतड्यांचे कार्य

उच्च am/ap गुणोत्तर स्टार्च आतड्यांसंबंधी आरोग्य सुधारू शकतो(tribyrinडुकरासाठी त्याचे संरक्षण केले जाऊ शकते) आतड्यांसंबंधी आकारविज्ञानाचा प्रचार करून आणि दुग्धपान डुकरांमध्ये जनुक अभिव्यक्तीशी संबंधित आतड्यांसंबंधी कार्य नियंत्रित करून (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).विलीची उंची ते विलीची उंची आणि इलियम आणि जेजुनमच्या खोलीच्या खोलीचे प्रमाण जास्त होते जेव्हा उच्च am आहार दिला जातो आणि लहान आतड्याचा एकूण अपोप्टोसिस दर कमी होता.त्याच वेळी, ड्युओडेनम आणि जेजुनममध्ये ब्लॉकिंग जीन्सची अभिव्यक्ती देखील वाढली, तर उच्च एपी गटात, दूध सोडलेल्या डुकरांच्या जेजुनममध्ये सुक्रोज आणि माल्टेजची क्रिया वाढली (गाओ एट अल., 2020b).त्याचप्रमाणे, पूर्वीच्या कामात असे आढळून आले आहे की समृद्ध आहाराने पीएच कमी केला आणि एपी समृद्ध आहाराने दूध सोडलेल्या डुकरांच्या कॅकममध्ये एकूण जीवाणूंची संख्या वाढवली (गाओ एट अल., 2020A).आहारातील फायबर हा प्रमुख घटक आहे जो डुकरांच्या आतड्यांचा विकास आणि कार्य प्रभावित करतो.संचित पुराव्यांवरून असे दिसून येते की आहारातील फायबर दूध सोडलेल्या डुकरांच्या आतड्यांसंबंधी आकारविज्ञान आणि अडथळ्याचे कार्य सुधारते आणि अतिसाराच्या घटना कमी करते (चेन एट अल., 2015; लंडबर, 2014; वू एट अल., 2018).आहारातील फायबरच्या कमतरतेमुळे रोगजनकांची संवेदनाक्षमता वाढते आणि कोलन म्यूकोसाच्या अडथळ्याचे कार्य बिघडते (देसाई एट अल., 2016), तर अत्यंत अघुलनशील फायबरयुक्त आहार डुकरांमध्ये विलीची लांबी वाढवून रोगजनकांना प्रतिबंधित करते (हेडेमन एट अल., 2006). ).कोलन आणि इलियम बॅरियरच्या कार्यावर वेगवेगळ्या प्रकारच्या तंतूंचा वेगवेगळा प्रभाव असतो.गव्हाचा कोंडा आणि वाटाणा तंतू TLR2 जनुक अभिव्यक्तीचे नियमन करून आणि कॉर्न आणि सोयाबीन तंतूंच्या तुलनेत आतड्यांसंबंधी सूक्ष्मजीव समुदाय सुधारून आतड्यांतील अडथळा कार्य वाढवतात (चेन एट अल., 2015).वाटाणा फायबरचे दीर्घकालीन सेवन चयापचय संबंधित जनुक किंवा प्रथिने अभिव्यक्ती नियंत्रित करू शकते, ज्यामुळे कोलन अडथळा आणि रोगप्रतिकारक कार्य सुधारते (चे एट अल., 2014).आहारातील इन्युलिन आंतड्यांतील पारगम्यता वाढवून दूध सोडलेल्या पिलांमध्ये आतड्यांसंबंधीचा त्रास टाळू शकतो (Awad et al., 2013).हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की विरघळणारे (इन्युलिन) आणि अघुलनशील फायबर (सेल्युलोज) यांचे मिश्रण एकट्यापेक्षा अधिक प्रभावी आहे, जे दूध सोडलेल्या डुकरांमध्ये पोषण शोषण आणि आतड्यांसंबंधी अडथळा कार्य सुधारू शकते (चेन एट अल., 2019).आतड्यांसंबंधी श्लेष्मल त्वचा वर आहारातील फायबरचा प्रभाव त्यांच्या घटकांवर अवलंबून असतो.आधीच्या अभ्यासात असे आढळून आले की xylan ने आतड्यांसंबंधी अडथळा कार्य, तसेच बॅक्टेरियाच्या स्पेक्ट्रम आणि चयापचयातील बदलांना प्रोत्साहन दिले आणि ग्लुकनने आतड्यांसंबंधी अडथळा कार्य आणि श्लेष्मल आरोग्यास प्रोत्साहन दिले, परंतु सेल्युलोजच्या पुरवणीने डुकरांचे दूध सोडण्यामध्ये समान प्रभाव दर्शविला नाही (वू एट अल. , 2018).ऑलिगोसॅकराइड्स हे पचून वापरण्याऐवजी वरच्या आतड्यातील सूक्ष्मजीवांसाठी कार्बनचे स्रोत म्हणून वापरले जाऊ शकतात.फ्रक्टोज सप्लिमेंटेशनमुळे आतड्यांतील श्लेष्मल त्वचेची जाडी, ब्युटीरिक ऍसिडचे उत्पादन, रिसेसिव पेशींची संख्या आणि दूध सोडलेल्या डुकरांमध्ये आतड्यांसंबंधी उपकला पेशींचा प्रसार वाढू शकतो (सुकाहारा एट अल., 2003).पेक्टिन ऑलिगोसॅकराइड्स आतड्यांसंबंधी अडथळा कार्य सुधारू शकतात आणि पिलांमध्ये रोटाव्हायरसमुळे होणारे आतड्याचे नुकसान कमी करू शकतात (माओ एट अल., 2017).याव्यतिरिक्त, असे आढळून आले आहे की cos आतड्यांसंबंधी श्लेष्मल त्वचेच्या वाढीस लक्षणीयरीत्या प्रोत्साहन देऊ शकते आणि पिलांमध्ये ब्लॉकिंग जीन्सची अभिव्यक्ती लक्षणीयरीत्या वाढवू शकते (वॅन, जियांग, इ. सर्वसमावेशक मार्गाने, हे सूचित करतात की विविध प्रकारचे कार्बोहायड्रेट आतड्यांसंबंधी सुधारणा करू शकतात. पिलांचे कार्य (टेबल 2b).

सारांश आणि संभावना

कार्बोहायड्रेट हा डुकरांचा मुख्य उर्जा स्त्रोत आहे, जो विविध मोनोसॅकराइड्स, डिसॅकराइड्स, ऑलिगोसॅकराइड्स आणि पॉलिसेकेराइड्सपासून बनलेला आहे.शारीरिक वैशिष्ट्यांवर आधारित अटी कार्बोहायड्रेट्सच्या संभाव्य आरोग्य कार्यांवर लक्ष केंद्रित करण्यास आणि कार्बोहायड्रेट वर्गीकरणाची अचूकता सुधारण्यास मदत करतात.विविध रचना आणि कार्बोहायड्रेट्सचे प्रकार वाढीचे कार्यप्रदर्शन राखण्यासाठी, आतड्यांसंबंधी कार्य आणि सूक्ष्मजीव संतुलनास प्रोत्साहन देण्यासाठी आणि लिपिड आणि ग्लुकोज चयापचय नियंत्रित करण्यासाठी भिन्न प्रभाव पाडतात.लिपिड आणि ग्लुकोज चयापचय च्या कार्बोहायड्रेट नियमनची संभाव्य यंत्रणा त्यांच्या चयापचयांवर (SCFAs) आधारित आहे, जे आतड्यांसंबंधी मायक्रोबायोटाद्वारे आंबवले जातात.विशेषतः, आहारातील कार्बोहायड्रेट scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY आणि ampk-g6pase / PEPCK मार्गांद्वारे ग्लुकोज चयापचय नियंत्रित करू शकतात आणि scfas-gpr43 / 41 आणि amp / atpwaykamp- द्वारे लिपिड चयापचय नियंत्रित करू शकतात.याव्यतिरिक्त, जेव्हा विविध प्रकारचे कर्बोदके सर्वोत्तम संयोजनात असतात, तेव्हा डुकरांच्या वाढीची कार्यक्षमता आणि आरोग्य कार्य सुधारले जाऊ शकते.

हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की प्रथिने आणि जनुक अभिव्यक्ती आणि चयापचय नियमनातील कार्बोहायड्रेटची संभाव्य कार्ये उच्च-थ्रूपुट फंक्शनल प्रोटीओमिक्स, जीनोमिक्स आणि मेटाबोनॉमिक्स पद्धती वापरून शोधली जातील.शेवटचे परंतु कमीत कमी, डुकरांच्या उत्पादनातील विविध कार्बोहायड्रेट आहारांच्या अभ्यासासाठी विविध कार्बोहायड्रेट संयोजनांचे मूल्यांकन ही एक पूर्व शर्त आहे.

स्रोत: प्राणी विज्ञान जर्नल