Abstraktné

Najväčším pokrokom výskumu sacharidov vo výžive a zdraví ošípaných je jasnejšia klasifikácia sacharidov, ktorá nie je založená len na ich chemickej štruktúre, ale aj na ich fyziologických vlastnostiach.Okrem toho, že sú hlavným zdrojom energie, rôzne druhy a štruktúry sacharidov sú prospešné pre výživu a zdravotné funkcie ošípaných.Podieľajú sa na podpore rastu a črevnej funkcie ošípaných, regulácii črevnej mikrobiálnej komunity a regulácii metabolizmu lipidov a glukózy.Základný mechanizmus uhľohydrátov spočíva v ich metabolitoch (mastné kyseliny s krátkym reťazcom [SCFA]) a hlavne prostredníctvom dráh scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk a scfas-ampk-g6pase / PEPCK na reguláciu tukov a metabolizmus glukózy.Nové štúdie hodnotili optimálnu kombináciu rôznych typov a štruktúr uhľohydrátov, ktoré môžu zlepšiť rastový výkon a stráviteľnosť živín, podporiť funkciu čriev a zvýšiť početnosť baktérií produkujúcich butyrát u ošípaných.Celkovo možno povedať, že presvedčivé dôkazy podporujú názor, že sacharidy hrajú dôležitú úlohu vo výživových a zdravotných funkciách ošípaných.Okrem toho bude mať stanovenie uhľohydrátového zloženia teoretickú a praktickú hodnotu pre vývoj technológie rovnováhy uhľohydrátov u ošípaných.

1. Predslov

Polymérne sacharidy, škrob a neškrobové polysacharidy (NSP) sú hlavnými zložkami potravy a hlavnými zdrojmi energie ošípaných, ktoré tvoria 60 % - 70 % celkového energetického príjmu (Bach Knudsen).Stojí za zmienku, že rozmanitosť a štruktúra uhľohydrátov sú veľmi zložité, ktoré majú na ošípané rôzne účinky.Predchádzajúce štúdie ukázali, že kŕmenie škrobom s rôznym pomerom amylózy k amylóze (AM / AP) má zjavnú fyziologickú reakciu na rast ošípaných (Doti a kol., 2014; Vicente a kol., 2008).Predpokladá sa, že diétna vláknina, zložená hlavne z NSP, znižuje využitie živín a čistú energetickú hodnotu monogastrických zvierat (NOBLET a le, 2001).Príjem vlákniny v potrave však neovplyvnil rastovú výkonnosť prasiatok (Han & Lee, 2005).Čoraz viac dôkazov ukazuje, že vláknina zlepšuje črevnú morfológiu a bariérovú funkciu prasiatok a znižuje výskyt hnačky (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014, Wu et al., 2018).Preto je nevyhnutné študovať, ako efektívne využiť komplexné sacharidy v strave, najmä v krmive bohatom na vlákninu.Štrukturálne a taxonomické vlastnosti uhľohydrátov a ich nutričné ​​a zdravotné funkcie pre ošípané musia byť opísané a zohľadnené v kŕmnych zmesiach.NSP a rezistentný škrob (RS) sú hlavné nestráviteľné sacharidy (wey et al., 2011), zatiaľ čo črevná mikroflóra fermentuje nestráviteľné sacharidy na mastné kyseliny s krátkym reťazcom (SCFA);Turnbaugh a kol., 2006).Okrem toho sa niektoré oligosacharidy a polysacharidy považujú za probiotiká zvierat, ktoré možno použiť na stimuláciu podielu Lactobacillus a Bifidobacterium v ​​čreve (Mikkelsen et al., 2004; Mø LBAK et al., 2007; Wellock et al. , 2008).Bolo hlásené, že suplementácia oligosacharidmi zlepšuje zloženie črevnej mikrobioty (de Lange et al., 2010).Aby sa minimalizovalo používanie antimikrobiálnych rastových stimulátorov pri produkcii ošípaných, je dôležité nájsť iné spôsoby dosiahnutia dobrého zdravia zvierat.Je tu možnosť pridať do krmiva ošípaných viac rôznych uhľohydrátov.Stále viac dôkazov ukazuje, že optimálna kombinácia škrobu, NSP a MOS môže podporiť rast a stráviteľnosť živín, zvýšiť počet baktérií produkujúcich butyrát a do určitej miery zlepšiť metabolizmus lipidov u odstavených ošípaných (Zhou, Chen, et al. ., 2020; Zhou, Yu, a kol., 2020);Účelom tohto článku je preto preskúmať súčasný výskum kľúčovej úlohy sacharidov pri podpore rastu a črevnej funkcie, regulácii črevnej mikrobiálnej komunity a metabolického zdravia a preskúmať kombináciu sacharidov ošípaných.

2. Klasifikácia sacharidov

Sacharidy v potrave možno klasifikovať podľa ich molekulovej veľkosti, stupňa polymerizácie (DP), typu spojenia (a alebo b) a zloženia jednotlivých monomérov (Cummings, Stephen, 2007).Stojí za zmienku, že hlavná klasifikácia sacharidov je založená na ich DP, ako sú monosacharidy alebo disacharidy (DP, 1-2), oligosacharidy (DP, 3-9) a polysacharidy (DP, ≥ 10), ktoré sa skladajú z škrob, NSP a glykozidické väzby (Cummings, Stephen, 2007; Englyst a kol., 2007; tabuľka 1).Chemická analýza je potrebná na pochopenie fyziologických a zdravotných účinkov sacharidov.Pri komplexnejšej chemickej identifikácii sacharidov je možné ich zoskupiť podľa ich zdravotných a fyziologických účinkov a zaradiť ich do celkového plánu klasifikácie (englyst et al., 2007).Sacharidy (monosacharidy, disacharidy a väčšina škrobov), ktoré môžu byť trávené hostiteľskými enzýmami a absorbované v tenkom čreve, sú definované ako stráviteľné alebo dostupné sacharidy (Cummings, Stephen, 2007).Sacharidy, ktoré sú odolné voči črevnému tráveniu alebo sa zle vstrebávajú a metabolizujú, ale môžu byť degradované mikrobiálnou fermentáciou, sa považujú za rezistentné sacharidy, ako je väčšina NSP, nestráviteľné oligosacharidy a RS.Rezistentné sacharidy sú v podstate definované ako nestráviteľné alebo nevyužiteľné, ale poskytujú relatívne presnejší popis klasifikácie sacharidov (englyst et al., 2007).

3.1 rastový výkon

Škrob sa skladá z dvoch druhov polysacharidov.Amylóza (AM) je druh lineárneho škrobu α（ 1-4) viazaný dextrán, amylopektín (AP) je α（ 1-4) viazaný dextrán, ktorý obsahuje asi 5 % dextránu α（ 1-6) za vzniku rozvetvenej molekuly (tester a kol., 2004).Vďaka rôznym molekulárnym konfiguráciám a štruktúram sú škroby bohaté na AP ľahko stráviteľné, zatiaľ čo škroby bohaté na am nie sú ľahko stráviteľné (Singh et al., 2010).Predchádzajúce štúdie ukázali, že kŕmenie škrobom s rôznymi pomermi AM / AP má významné fyziologické reakcie na rastovú výkonnosť ošípaných (Doti a kol., 2014; Vicente a kol., 2008).Príjem krmiva a účinnosť krmiva u odstavených ošípaných klesali s nárastom AM (regmi et al., 2011).Objavujúce sa dôkazy však uvádzajú, že diéty s vyššou am zvyšujú priemerný denný prírastok a účinnosť krmiva rastúcich ošípaných (Li et al., 2017; Wang et al., 2019).Okrem toho niektorí vedci uviedli, že kŕmenie rôznymi pomermi AM / AP škrobu neovplyvnilo rastovú výkonnosť odstavených prasiatok (Gao a kol., 2020A; Yang a kol., 2015), zatiaľ čo strava s vysokým obsahom AP zvýšila stráviteľnosť živín odstavených prasiatok. ošípané (Gao a kol., 2020A).Diétna vláknina je malá časť potravy, ktorá pochádza z rastlín.Hlavným problémom je, že vyšší obsah vlákniny je spojený s nižším využitím živín a nižšou čistou energetickou hodnotou (noble & Le, 2001).Naopak, mierny príjem vlákniny neovplyvnil rastovú výkonnosť odstavených ošípaných (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013).Účinky vlákniny na využitie živín a čistú energetickú hodnotu sú ovplyvnené charakteristikami vlákniny a rôzne zdroje vlákniny sa môžu veľmi líšiť (lndber, 2014).U odstavených ošípaných mala suplementácia hrachovou vlákninou vyššiu mieru konverzie krmiva ako kŕmenie kukuričnou vlákninou, sójovou vlákninou a vlákninou z pšeničných otrúb (Chen et al., 2014).Podobne odstavené prasiatka ošetrené kukuričnými otrubami a pšeničnými otrubami vykazovali vyššiu účinnosť krmiva a prírastok hmotnosti ako tie, ktoré boli ošetrené sójovými šupkami (Zhao et al., 2018).Je zaujímavé, že medzi skupinou s vlákninou z pšeničných otrúb a skupinou s inulínom nebol žiadny rozdiel v rastovej výkonnosti (Hu et al., 2020).Okrem toho v porovnaní s prasiatkami v skupine s celulózou a xylánovou skupinou bola suplementácia účinnejšia. β-glukán zhoršuje rastovú výkonnosť prasiatok (Wu et al., 2018).Oligosacharidy sú sacharidy s nízkou molekulovou hmotnosťou, medziľahlé medzi cukrami a polysacharidmi (voragen, 1998).Majú dôležité fyziologické a fyzikálno-chemické vlastnosti, vrátane nízkej výhrevnosti a stimulácie rastu prospešných baktérií, takže ich možno použiť ako dietetické probiotiká (Bauer et al., 2006; Mussatto a mancilha, 2007).Suplementácia chitosanovým oligosacharidom (COS) môže zlepšiť stráviteľnosť živín, znížiť výskyt hnačky a zlepšiť črevnú morfológiu, čím sa zlepší rastová výkonnosť odstavených ošípaných (Zhou et al., 2012).Okrem toho diéty doplnené o cos môžu zlepšiť reprodukčnú výkonnosť prasníc (počet živých prasiatok) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) a rastovú výkonnosť rastúcich ošípaných (wontae et al., 2008) .Suplementácia MOS a fruktooligosacharidu môže tiež zlepšiť rastovú výkonnosť ošípaných (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).Tieto správy naznačujú, že rôzne sacharidy majú rôzne účinky na rast ošípaných (tabuľka 2a).

3.2 činnosť čriev

Škrob s vysokým pomerom am/ap môže zlepšiť zdravie čriev (tribyrinmožno ho chrániť pre ošípané) podporou morfológie čreva a reguláciou črevnej funkcie súvisiacej s génovou expresiou u ošípaných po odstavení (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).Pomer výšky klkov k výške klkov a hĺbke prehĺbenia ilea a jejuna bol vyšší pri kŕmení stravou s vysokým obsahom dennej dávky a celková miera apoptózy tenkého čreva bola nižšia.Zároveň tiež zvýšil expresiu blokujúcich génov v dvanástniku a jejune, zatiaľ čo v skupine s vysokým AP boli zvýšené aktivity sacharózy a maltázy v jejune odstavených ošípaných (Gao et al., 2020b).Podobne predchádzajúca práca zistila, že diéty bohaté na AP znížili pH a diéty bohaté na AP zvýšili celkový počet baktérií v slepom čreve odstavených ošípaných (Gao et al., 2020A).Vláknina je kľúčovou zložkou, ktorá ovplyvňuje vývoj a funkciu čriev ošípaných.Zhromaždené dôkazy ukazujú, že vláknina zlepšuje črevnú morfológiu a bariérovú funkciu odstavených ošípaných a znižuje výskyt hnačky (Chen et al., 2015; Lndber，2014； Wu et al., 2018).Nedostatok vlákniny v potrave zvyšuje náchylnosť patogénov a zhoršuje bariérovú funkciu sliznice hrubého čreva (Desai et al., 2016), zatiaľ čo kŕmenie vysoko nerozpustnou vlákninovou stravou môže zabrániť patogénom tým, že predĺži dĺžku klkov u ošípaných (hedemann et al., 2006 ).Rôzne typy vlákien majú rôzne účinky na funkciu bariéry hrubého čreva a ilea.Vlákna pšeničných otrúb a hrachu zvyšujú funkciu črevnej bariéry reguláciou expresie génu TLR2 a zlepšením črevných mikrobiálnych spoločenstiev v porovnaní s vláknami kukurice a sóje (Chen et al., 2015).Dlhodobé požívanie hrachovej vlákniny môže regulovať expresiu génov alebo proteínov súvisiacich s metabolizmom, čím sa zlepší bariéra hrubého čreva a imunitná funkcia (Che et al., 2014).Inulín v strave môže zabrániť črevným poruchám u odstavených prasiatok zvýšením črevnej permeability (Awad et al., 2013).Stojí za zmienku, že kombinácia rozpustnej (inulín) a nerozpustnej vlákniny (celulóza) je účinnejšia ako samotná, čo môže zlepšiť nutričnú absorpciu a funkciu črevnej bariéry u odstavených ošípaných (Chen et al., 2019).Účinok vlákniny na črevnú sliznicu závisí od jej zložiek.Predchádzajúca štúdia zistila, že xylán podporuje funkciu črevnej bariéry, ako aj zmeny v bakteriálnom spektre a metabolitoch a glukán podporuje funkciu črevnej bariéry a zdravie slizníc, ale suplementácia celulózy nepreukázala podobné účinky u ošípaných (Wu et al. , 2018).Oligosacharidy môžu byť použité ako zdroje uhlíka pre mikroorganizmy v hornom čreve namiesto toho, aby boli strávené a využité.Suplementácia fruktózy môže zvýšiť hrúbku črevnej sliznice, produkciu kyseliny maslovej, počet recesívnych buniek a proliferáciu črevných epiteliálnych buniek u odstavených ošípaných (Tsukahara et al., 2003).Pektínové oligosacharidy môžu zlepšiť funkciu črevnej bariéry a znížiť poškodenie čriev spôsobené rotavírusom u prasiatok (Mao et al., 2017).Okrem toho sa zistilo, že cos môže výrazne podporiť rast črevnej sliznice a výrazne zvýšiť expresiu blokujúcich génov u prasiatok (WAN, Jiang, et al. komplexným spôsobom naznačujú, že rôzne typy sacharidov môžu zlepšiť črevnú funkcie prasiatok (tabuľka 2b).

Zhrnutie a vyhliadka

Sacharidy sú hlavným zdrojom energie ošípaných, ktorý sa skladá z rôznych monosacharidov, disacharidov, oligosacharidov a polysacharidov.Termíny založené na fyziologických charakteristikách pomáhajú zamerať sa na potenciálne zdravotné funkcie sacharidov a zlepšujú presnosť klasifikácie sacharidov.Rôzne štruktúry a typy uhľohydrátov majú rôzne účinky na udržanie rastovej výkonnosti, podporu funkcie čriev a mikrobiálnej rovnováhy a reguláciu metabolizmu lipidov a glukózy.Možný mechanizmus regulácie sacharidov metabolizmu lipidov a glukózy je založený na ich metabolitoch (SCFA), ktoré sú fermentované črevnou mikrobiotou.Konkrétne, sacharidy v strave môžu regulovať metabolizmus glukózy prostredníctvom dráh scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY a ampk-g6páza / PEPCK a regulovať metabolizmus lipidov prostredníctvom dráh scfas-gpr43 / 41 a amp / atp-ampk.Okrem toho, keď sú rôzne druhy sacharidov v najlepšej kombinácii, môže sa zlepšiť rastová výkonnosť a zdravotná funkcia ošípaných.

Stojí za zmienku, že potenciálne funkcie uhľohydrátov v expresii proteínov a génov a metabolickej regulácii budú objavené pomocou vysoko výkonných funkčných proteomických, genomických a metabonomických metód.V neposlednom rade je hodnotenie rôznych sacharidových kombinácií predpokladom pre štúdium rôznorodej sacharidovej stravy v produkcii ošípaných.

Zdroj: Vedecký časopis o zvieratách