Апстрактан

Највећи напредак истраживања угљених хидрата у исхрани и здрављу свиња је јаснија класификација угљених хидрата, која се не заснива само на њиховој хемијској структури, већ и на физиолошким карактеристикама.Осим што су главни извор енергије, различите врсте и структуре угљених хидрата су корисне за исхрану и здравствене функције свиња.Они су укључени у промовисање перформанси раста и цревне функције свиња, регулишу цревну микробну заједницу и регулишу метаболизам липида и глукозе.Основни механизам угљених хидрата је кроз његове метаболите (кратколанчане масне киселине [СЦФАс]) и углавном путем сцфас-гпр43 / 41-пии / ГЛП1, СЦФАс амп / атп-ампк и сцфас-ампк-г6пасе / ПЕПЦК путева за регулацију масти и метаболизам глукозе.Нове студије су процениле оптималну комбинацију различитих врста и структура угљених хидрата, које могу побољшати перформансе раста и сварљивост хранљивих материја, промовисати функцију црева и повећати обиље бактерија које производе бутират код свиња.Све у свему, убедљиви докази подржавају гледиште да угљени хидрати играју важну улогу у нутритивним и здравственим функцијама свиња.Поред тога, одређивање састава угљених хидрата имаће теоријску и практичну вредност за развој технологије баланса угљених хидрата код свиња.

1. Предговор

Полимерни угљени хидрати, скроб и нескробни полисахариди (НСП) су главне компоненте исхране и главни извори енергије свиња, чинећи 60% - 70% укупног енергетског уноса (Бацх Кнудсен).Вреди напоменути да су разноликост и структура угљених хидрата веома сложени, који имају различите ефекте на свиње.Претходне студије су показале да храњење скробом са различитим односом амилозе и амилозе (АМ / АП) има очигледан физиолошки одговор на перформансе раста свиња (Доти ет ал., 2014; Виценте ет ал., 2008).Верује се да дијететска влакна, углавном састављена од НСП, смањују искоришћеност хранљивих материја и нето енергетску вредност моногастричних животиња (НОБЛЕТ и ле, 2001).Међутим, унос дијеталних влакана није утицао на перформансе раста прасади (Хан & Лее, 2005).Све више доказа показује да дијетална влакна побољшавају морфологију црева и баријерну функцију прасади и смањују учесталост дијареје (Цхен ет ал., 2015; Лндберг, 2014; Ву ет ал., 2018).Због тога је хитно потребно проучити како ефикасно искористити сложене угљене хидрате у исхрани, посебно храну богату влакнима.Структурне и таксономске карактеристике угљених хидрата и њихове нутритивне и здравствене функције за свиње морају бити описане и узети у обзир у формулацијама хране за животиње.НСП и резистентни скроб (РС) су главни несварљиви угљени хидрати (веи ет ал., 2011), док цревна микробиота ферментира несварљиве угљене хидрате у кратколанчане масне киселине (СЦФА);Турнбаугх ет ал., 2006).Поред тога, неки олигосахариди и полисахариди се сматрају пробиотицима животиња, који се могу користити за стимулацију удела Лацтобациллус и Бифидобацтериум у цревима (Миккелсен ет ал., 2004; Мø ЛБАК ет ал., 2007; Веллоцк ет ал. , 2008).Пријављено је да додатак олигосахарида побољшава састав цревне микробиоте (де Ланге ет ал., 2010).Да би се смањила употреба антимикробних промотора раста у производњи свиња, важно је пронаћи друге начине за постизање доброг здравља животиња.Постоји прилика да се у храну за свиње дода више различитих угљених хидрата.Све више и више доказа показује да оптимална комбинација скроба, НСП и МОС може подстаћи раст и сварљивост хранљивих материја, повећати број бактерија које производе бутират и побољшати метаболизам липида код одбијених свиња до одређене мере (Зхоу, Цхен, ет ал. ., 2020. Зхоу, Иу, ет ал., 2020.);Стога је сврха овог рада да се осврне на тренутна истраживања о кључној улози угљених хидрата у промоцији раста и функције црева, регулацији цревне микробне заједнице и метаболичког здравља, као и да истражи комбинацију угљених хидрата код свиња.

2. Класификација угљених хидрата

Дијететски угљени хидрати се могу класификовати према њиховој молекуларној величини, степену полимеризације (ДП), врсти везе (а или б) и саставу појединачних мономера (Цуммингс, Степхен, 2007).Вреди напоменути да се главна класификација угљених хидрата заснива на њиховом ДП, као што су моносахариди или дисахариди (ДП, 1-2), олигосахариди (ДП, 3-9) и полисахариди (ДП, ≥ 10), који се састоје од скроб, НСП и гликозидне везе (Цуммингс, Степхен, 2007; Енглист ет ал., 2007; Табела 1).Хемијска анализа је неопходна да би се разумели физиолошки и здравствени ефекти угљених хидрата.Свеобухватнијом хемијском идентификацијом угљених хидрата могуће их је груписати према њиховом здравственом и физиолошком дејству и укључити у општи план класификације (енглист ет ал., 2007).Угљени хидрати (моносахариди, дисахариди и већина скробова) који се могу варити ензимима домаћина и апсорбовати у танком цреву дефинишу се као сварљиви или доступни угљени хидрати (Цуммингс, Степхен, 2007).Угљени хидрати који су отпорни на пробаву у цревима, или се слабо апсорбују и метаболишу, али се могу разградити микробном ферментацијом, сматрају се резистентним угљеним хидратима, као што је већина НСП, несварљиви олигосахариди и РС.У суштини, резистентни угљени хидрати се дефинишу као несварљиви или неупотребљиви, али дају релативно тачнији опис класификације угљених хидрата (енглист ет ал., 2007).

3.1 учинак раста

Скроб се састоји од две врсте полисахарида.Амилоза (АМ) је врста линеарног скроба α（ 1-4) повезаног декстрана, амилопектин (АП) је α (1-4) везани декстран, који садржи око 5% декстрана α (1-6) да би формирао разгранати молекул (тестер ет ал., 2004).Због различитих молекуларних конфигурација и структура, скробови богати АП су лаки за варење, док ам богати скробови нису лаки за варење (Сингх ет ал., 2010).Претходне студије су показале да храњење скробом са различитим омјерима АМ/АП има значајне физиолошке одговоре на учинак раста свиња (Доти ет ал., 2014; Виценте ет ал., 2008).Унос хране и ефикасност исхране одбијених свиња опадали су са повећањем АМ (регми ет ал., 2011).Међутим, нови докази показују да исхране са већим ам повећавају просечни дневни прираст и ефикасност исхране свиња које расту (Ли ет ал., 2017; Ванг ет ал., 2019).Поред тога, неки научници су известили да храњење скроба у различитим омјерима АМ/АП није утицало на перформансе раста одбијених прасади (Гао ет ал., 2020А; Ианг ет ал., 2015), док је исхрана са високим АП повећала сварљивост хранљивих материја код одбића. свиње (Гао ет ал., 2020А).Дијетална влакна су мали део хране који долази из биљака.Велики проблем је то што је више дијететских влакана повезано са мањим коришћењем хранљивих материја и нижом нето енергетском вредношћу (нобле & Ле, 2001).Напротив, умерени унос влакана није утицао на учинак раста одбијених свиња (Хан & Лее, 2005; Зханг ет ал., 2013).На ефекте дијететских влакана на искоришћеност хранљивих материја и нето енергетску вредност утичу карактеристике влакана, а различити извори влакана могу бити веома различити (лндбер, 2014).Код одбијених свиња, суплементација влакнима грашка имала је већу стопу конверзије хране него храњење кукурузним влакнима, сојиним влакнима и влакнима пшеничних мекиња (Цхен ет ал., 2014).Слично, одбијена прасад третирана кукурузним и пшеничним мекињама показала су већу ефикасност исхране и повећање телесне тежине од оних третираних сојином љуском (Зхао ет ал., 2018).Занимљиво је да није било разлике у перформансама раста између групе влакана пшеничних мекиња и групе инулина (Ху ет ал., 2020).Поред тога, у поређењу са прасадима у групи целулозе и ксиланској групи, суплементација је била ефикаснија. β-глукан умањује учинак раста прасади (Ву ет ал., 2018).Олигосахариди су угљени хидрати мале молекуларне тежине, средњи између шећера и полисахарида (вораген, 1998).Имају важна физиолошка и физичко-хемијска својства, укључујући ниску калоријску вредност и стимулисање раста корисних бактерија, па се могу користити као дијететски пробиотици (Бауер ет ал., 2006; Муссатто и манцилха, 2007).Додатак хитозан олигосахарида (ЦОС) може побољшати сварљивост хранљивих материја, смањити учесталост дијареје и побољшати морфологију црева, чиме се побољшава учинак раста одбијених свиња (Зхоу ет ал., 2012).Поред тога, исхрана са додатком цос може побољшати репродуктивни учинак крмача (број живих прасади) (Цхенг ет ал., 2015; Ван ет ал., 2017) и учинак раста свиња у развоју (вонтае ет ал., 2008) .Додатак МОС и фруктоолигосахарида такође може побољшати перформансе раста свиња (Цхе ет ал., 2013; Дуан ет ал., 2016; Ванг ет ал., 2010; Веннер ет ал., 2013).Ови извештаји показују да различити угљени хидрати имају различите ефекте на раст свиња (табела 2а).

3.2 функција црева

Скроб са високим ам/ап односом може побољшати здравље црева (трибиринможе се заштитити за свиње) промовисањем цревне морфологије и регулацијом цревне функције у вези са експресијом гена код свиња које се одбијају (Хан ет ал., 2012; Ксианг ет ал., 2011).Однос висине ресица према висини ресица и дубина удубљења илеума и јејунума био је већи када се хранио високом прехраном, а укупна стопа апоптозе танког црева била је нижа.Истовремено, повећао је и експресију блокирајућих гена у дванаестопалачном цреву и јејунуму, док је у групи са високим АП повећана активност сахарозе и малтазе у јејунуму одбијених свиња (Гао ет ал., 2020б).Слично томе, претходни рад је открио да исхрана богата храном смањује пХ, а исхрана богата АП повећава укупан број бактерија у цекуму одбијених свиња (Гао ет ал., 2020А).Дијетална влакна су кључна компонента која утиче на развој црева и функцију свиња.Акумулирани докази показују да дијететска влакна побољшавају морфологију црева и баријерну функцију код свиња које се одбијају и смањују учесталост дијареје (Цхен ет ал., 2015; Лндбер，2014； Ву ет ал., 2018).Недостатак дијететских влакана повећава осетљивост патогена и нарушава баријерну функцију слузокоже дебелог црева (Десаи ет ал., 2016), док исхрана са високо нерастворљивим влакнима може спречити патогене повећањем дужине ресица код свиња (Хедеманн ет ал., 2006). ).Различите врсте влакана имају различите ефекте на функцију баријере дебелог црева и илеума.Влакна пшеничних мекиња и грашка побољшавају функцију баријере црева регулацијом експресије ТЛР2 гена и побољшањем цревних микробних заједница у поређењу са влакнима кукуруза и соје (Цхен ет ал., 2015).Дуготрајно узимање влакана грашка може регулисати експресију гена или протеина повезаних са метаболизмом, чиме се побољшава баријера дебелог црева и имунолошка функција (Цхе ет ал., 2014).Инулин у исхрани може да избегне цревне сметње код одбијених прасади повећањем цревне пермеабилности (Авад ет ал., 2013).Вреди напоменути да је комбинација растворљивих (инулин) и нерастворљивих влакана (целулозе) ефикаснија него сама, што може побољшати нутритивну апсорпцију и функцију цревне баријере код одбијених свиња (Цхен ет ал., 2019).Ефекат дијететских влакана на цревну слузокожу зависи од њихових компоненти.Претходна студија је открила да ксилан подстиче функцију цревне баријере, као и промене у спектру бактерија и метаболита, а глукан подстиче функцију цревне баријере и здравље слузокоже, али додатак целулози није показао сличне ефекте код свиња које се одбијају (Ву ет ал. , 2018).Олигосахариди се могу користити као извори угљеника за микроорганизме у горњим цревима уместо да се варе и користе.Додатак фруктози може повећати дебљину цревне слузокоже, производњу бутирне киселине, број рецесивних ћелија и пролиферацију епителних ћелија црева код свиња које су одбиле (Тсукахара ет ал., 2003).Пектински олигосахариди могу побољшати функцију цревне баријере и смањити оштећење црева узроковано ротавирусом код прасади (Мао ет ал., 2017).Поред тога, утврђено је да цос може значајно да подстакне раст цревне слузокоже и значајно повећа експресију блокирајућих гена код прасади (ВАН, Јианг, ет ал. на свеобухватан начин, они указују на то да различите врсте угљених хидрата могу побољшати рад црева). функција прасади (табела 2б).

Суммари анд Проспецт

Угљени хидрати су главни извор енергије свиња, који се састоји од различитих моносахарида, дисахарида, олигосахарида и полисахарида.Термини засновани на физиолошким карактеристикама помажу у фокусирању на потенцијалне здравствене функције угљених хидрата и побољшавају тачност класификације угљених хидрата.Различите структуре и врсте угљених хидрата имају различите ефекте на одржавање перформанси раста, промовисање функције црева и микробне равнотеже, и регулисање метаболизма липида и глукозе.Могући механизам регулације угљених хидрата метаболизма липида и глукозе заснива се на њиховим метаболитима (СЦФА), које ферментише цревна микробиота.Конкретно, угљени хидрати у исхрани могу регулисати метаболизам глукозе путем сцфас-гпр43 / 41-глп1 / ПИИ и ампк-г6пасе / ПЕПЦК путева, и регулисати метаболизам липида путем сцфас-гпр43 / 41 и амп / атп-ампк путева.Поред тога, када су различите врсте угљених хидрата у најбољој комбинацији, учинак раста и здравствена функција свиња могу бити побољшани.

Вреди напоменути да ће потенцијалне функције угљених хидрата у експресији протеина и гена и метаболичкој регулацији бити откривене коришћењем функционалних протеомских, геномских и метабономских метода високе пропусности.На крају, али не и најмање важно, процена различитих комбинација угљених хидрата је предуслов за проучавање разноврсне исхране угљених хидрата у производњи свиња.

Извор: часопис за науку о животињама