Betain er en naturlig forekommende forbindelse som er vidt distribuert i planter og dyr. Som et fôrtilsetningsstoff leveres det i vannfri eller hydrokloridform.Det kan tilsettes dyrefôr for ulike formål.
For det første kan disse formålene være relatert til den svært effektive metyldonorevnen til betain, som hovedsakelig forekommer i leveren. På grunn av overføringen av ustabile metylgrupper, fremmes syntesen av forskjellige forbindelser som metionin, karnitin og kreatin. På denne måten påvirker betain protein-, lipid- og energimetabolismen, og endrer dermed slaktesammensetningen på en fordelaktig måte.
For det andre kan hensikten med å tilsette betain i fôr være relatert til dets funksjon som en beskyttende organisk penetrant. I denne funksjonen hjelper betain celler i hele kroppen med å opprettholde vannbalansen og celleaktivitet, spesielt i perioder med stress. Et velkjent eksempel er den positive effekten av betain på dyr under varmestress.
Hos griser er forskjellige gunstige effekter av betaintilskudd blitt beskrevet. Denne artikkelen vil fokusere på rollen til betain som fôrtilsetning i tarmhelsen til avvente smågriser.
Flere betainstudier har rapportert effekten på fordøyelighet av næringsstoffer i ileum eller den totale fordøyelseskanalen til griser. Gjentatte observasjoner av økt ileal fordøyelighet av fiber (råfiber eller nøytral og sur vaskemiddelfiber) indikerer at betain stimulerer gjæringen av bakterier som allerede er tilstede. i tynntarmen, fordi tarmcellene ikke produserer fibernedbrytende enzymer. Fiberdelen av planten inneholder næringsstoffer, som kan frigjøres under nedbrytningen av denne mikrobielle fiberen.
Derfor ble det også observert forbedret fordøyelighet av tørrstoff og råaske. På totalnivå i fordøyelseskanalen er det rapportert at smågriser tilsatt 800 mg betain/kg diett har forbedret råprotein (+6,4 %) og tørrstoff (+4,2 %). ) fordøyelighet.I tillegg viste en annen studie at ved å tilsette 1250 mg/kg betain, ble den tilsynelatende totale fordøyeligheten av råprotein (+3,7%) og eterekstrakt (+6,7%) forbedret.
En mulig årsak til den observerte økningen i næringsfordøyelighet er effekten av betain på enzymproduksjonen. I en fersk in vivo-studie om tilsetning av betain til avvente grisunger, aktiviteten til fordøyelsesenzymer (amylase, maltase, lipase, trypsin og chymotrypsin) i chyme ble evaluert (figur 1). Alle enzymer unntatt maltase viste økt aktivitet, og effekten av betain var mer uttalt ved 2500 mg betain/kg fôr enn ved 1250 mg/kg. Økningen i aktivitet kan være et resultat av en økning i enzymproduksjon, eller det kan være et resultat av en økning i den katalytiske effektiviteten til enzymet.
Figur 1-Tarm fordøyelsesenzymaktivitet hos smågriser supplert med 0 mg/kg, 1250 mg/kg eller 2500 mg/kg betain.
I in vitro-eksperimenter ble det bevist at ved å tilsette NaCl for å produsere høyt osmotisk trykk, ble trypsin- og amylaseaktiviteter hemmet. Ved å tilsette forskjellige nivåer av betain i denne testen gjenopprettet den hemmende effekten av NaCl og økt enzymaktivitet. Men når NaCl ikke er tilsatt bufferløsningen påvirker ikke betain enzymaktiviteten ved lavere konsentrasjon, men viser en hemmende effekt ved høyere konsentrasjon.
Ikke bare den økte fordøyeligheten kan forklare den rapporterte økningen i vekstytelse og fôrkonverteringshastighet for griser supplert med diettbetain. Tilsetning av betain til grisefôr reduserer også dyrets vedlikeholdsenergibehov. Hypotesen for denne observerte effekten er at når betain kan brukes for å opprettholde intracellulært osmotisk trykk reduseres etterspørselen etter ionepumper, som er en prosess som krever energi. Ved begrenset energiinntak forventes effekten av å supplere betain å være mer uttalt ved å øke energitilførselen for vekst i stedet for vedlikehold.
Epitelcellene i tarmveggen må takle svært varierende osmotiske forhold generert av det luminale innholdet under næringsfordøyelsen. Samtidig må disse tarmcellene kontrollere utvekslingen av vann og ulike næringsstoffer mellom tarmens lumen og plasma. for å beskytte cellene mot disse utfordrende forholdene, er betain en viktig organisk penetrant.Når man observerer konsentrasjonen av betain i forskjellige vev, er innholdet av betain i tarmvevet ganske høyt.I tillegg har det blitt observert at disse nivåene påvirkes ved betainkonsentrasjon i kosten.Velbalanserte celler vil ha bedre spredning og bedre restitusjonsevner.Derfor fant forskerne at økende betainnivå i smågriser øker høyden på duodenale villi og dybden av ileale krypter, og villi er mer ensartede.
I en annen studie kunne en økning i høyden av villi i tolvfingertarmen, jejunum og ileum observeres, men det var ingen effekt på dybden av kryptene. Som observert hos slaktekyllinger infisert med koksidier, var den beskyttende effekten av betain på tarmstruktur kan være enda viktigere under visse (osmotiske) utfordringer.
Tarmbarrieren består hovedsakelig av epitelceller, som er koblet til hverandre ved hjelp av tight junction-proteiner. Integriteten til denne barrieren er avgjørende for å forhindre inntrengning av skadelige stoffer og patogene bakterier, som ellers ville forårsake betennelse.For griser er det negative påvirkning av tarmbarrieren anses å være et resultat av mykotoksinforurensning i fôret, eller en av de negative effektene av varmestress.
For å måle innvirkningen på barriereeffekten, brukes ofte in vitro-tester av cellelinjer for å måle transepitelial elektrisk motstand (TEER). Med påføring av betain kan forbedret TEER observeres i flere in vitro-eksperimenter.Når batteriet er eksponert for høy temperatur (42°C), vil TEER avta (Figur 2). Tilsetningen av betain til vekstmediet til disse varmeeksponerte cellene motvirket den reduserte TEER, noe som indikerer økt varmemotstand.
Figur 2-In vitro effekter av høy temperatur og betain på celle transepitelial motstand (TEER).
I tillegg, i en in vivo-studie på smågris, ble det økte uttrykket av tight junction-proteiner (occludin, claudin1 og zonula occludens-1) i jejunumvevet til dyr som fikk 1250 mg/kg betain målt sammenlignet med kontrollgruppen. I tillegg, som en markør for skade på tarmslimhinnen, ble diaminoksidaseaktiviteten i plasmaet til disse grisene betydelig redusert, noe som indikerer en sterkere tarmbarriere. Når betain ble tilsatt dietten til griser i vekst, økte tarmens strekkstyrke. ble målt på tidspunktet for slakting.
Nylig har flere studier knyttet betain til antioksidantsystemet og beskrevet reduserte frie radikaler, reduserte nivåer av malondialdehyd (MDA) og forbedret glutationperoksidase (GSH-Px) aktivitet.
Betain virker ikke bare som et osmobeskyttende middel hos dyr. I tillegg kan mange bakterier akkumulere betain gjennom de novo syntese eller transport fra miljøet. Det er tegn på at betain kan ha en positiv effekt på antall bakterier i mage-tarmkanalen til avvente smågriser .Det totale antallet ileale bakterier, spesielt bifidobakterier og laktobaciller, har økt. I tillegg ble det funnet lavere mengder Enterobacter i avføring.
Til slutt er det observert at effekten av betain på tarmhelsen til avvente grisunger er reduksjonen av diaréfrekvensen. Denne effekten kan være doseavhengig: kosttilskuddet 2500 mg/kg betain er mer effektivt enn 1250 mg/kg betain i redusere frekvensen av diaré. Imidlertid var ytelsen til avvente smågriser på de to tilskuddsnivåene lik. Andre forskere har vist at når 800 mg/kg betain tilsettes, er frekvensen og forekomsten av diaré hos avvente smågriser lavere.
Betain har en lav pKa-verdi på ca. 1,8, noe som fører til dissosiasjon av betain HCl etter inntak, noe som fører til magesyreforsuring.
Den interessante maten er den potensielle forsuringen av betainhydroklorid som en kilde til betain. I humanmedisin brukes betain HCl-tilskudd ofte i kombinasjon med pepsin for å støtte personer med mageproblemer og fordøyelsesproblemer. I dette tilfellet kan betainhydroklorid brukes som en sikker kilde til saltsyre. Selv om det ikke er informasjon om denne egenskapen når betainhydroklorid er inneholdt i smågrisfôr, kan det være svært viktig.
Det er velkjent at pH i magesaften til avvente grisunger kan være relativt høy (pH>4), noe som vil påvirke aktiveringen av pepsinforløperen til forløperen pepsinogen. Optimal proteinfordøyelse er ikke bare viktig for at dyr skal oppnå god tilgjengelighet av dette næringsstoffet.I tillegg kan fordøyelsesprotein forårsake skadelig spredning av opportunistiske patogener og øke problemet med diaré etter avvenning.Betain har en lav pKa-verdi på ca. 1,8, noe som fører til dissosiasjon av betain-HCl etter inntak, noe som fører til gastrisk forsuring.
Denne kortsiktige forsuringen er observert i en foreløpig studie på mennesker og studier på hunder. Etter en enkeltdose på 750 mg eller 1500 mg betainhydroklorid, falt pH i magen til hunder som tidligere var behandlet med magesyrereduserende midler kraftig fra ca. 7 til pH 2. Hos ubehandlede kontrollhunder var imidlertid pH i magen ca. 2, noe som ikke var relatert til betain HCl-tilskudd.
Betain har en positiv effekt på tarmhelsen til avvente smågriser. Denne litteraturgjennomgangen fremhever ulike muligheter for betain til å støtte næringsfordøyelse og absorpsjon, forbedre fysiske beskyttende barrierer, påvirke mikrobiotaen og forbedre forsvarsevnen til smågriser.