Betain är en naturligt förekommande förening som är allmänt distribuerad i växter och djur. Som fodertillsats tillhandahålls den i vattenfri eller hydrokloridform.Det kan läggas till djurfoder för olika ändamål.
Först och främst kan dessa syften vara relaterade till betains mycket effektiva metyldonatorförmåga, som huvudsakligen förekommer i levern. På grund av överföringen av instabila metylgrupper främjas syntesen av olika föreningar som metionin, karnitin och kreatin. På så sätt påverkar betain protein-, lipid- och energiomsättningen och förändrar därmed slaktkroppens sammansättning på ett fördelaktigt sätt.
För det andra kan syftet med att tillsätta betain i foder vara relaterat till dess funktion som en skyddande organisk penetrant. I denna funktion hjälper betain celler i hela kroppen att upprätthålla vattenbalans och cellaktivitet, särskilt under perioder av stress. Ett välkänt exempel är den positiva effekten av betain på djur under värmestress.
Hos grisar har olika gynnsamma effekter av betaintillskott beskrivits. Denna artikel kommer att fokusera på betainets roll som fodertillsats i tarmhälsan hos avvanda smågrisar.
Flera betainstudier har rapporterat effekten på smältbarheten av näringsämnen i ileum eller hela matsmältningskanalen hos grisar. Upprepade observationer av ökad ileal smältbarhet av fibrer (råfiber eller neutrala och sura tvättmedelsfibrer) indikerar att betain stimulerar jäsningen av bakterier som redan finns närvarande i tunntarmen, eftersom tarmcellerna inte producerar fibernedbrytande enzymer. Fiberdelen av växten innehåller näringsämnen, som kan frigöras under nedbrytningen av denna mikrobiella fiber.
Därför observerades också förbättrad smältbarhet av torrsubstans och råaska. På total matsmältningskanalsnivå har det rapporterats att smågrisar kompletterade med 800 mg betain/kg diet har förbättrat råprotein (+6,4 %) och torrsubstans (+4,2 % Dessutom visade en annan studie att genom att komplettera med 1 250 mg/kg betain förbättrades den skenbara totala smältbarheten av råprotein (+3,7 %) och eterextrakt (+6,7 %).
En möjlig orsak till den observerade ökningen av näringssmältbarheten är effekten av betain på enzymproduktionen. I en nyligen genomförd in vivo-studie om tillsats av betain till avvanda smågrisar, aktiviteten hos matsmältningsenzymer (amylas, maltas, lipas, trypsin och kymotrypsin) i chyme utvärderades (Figur 1). Alla enzymer utom maltas visade ökad aktivitet, och effekten av betain var mer uttalad vid 2 500 mg betain/kg foder än vid 1 250 mg/kg. Ökningen i aktivitet kan vara resultatet av en ökning vid enzymproduktion, eller så kan det vara resultatet av en ökning av enzymets katalytiska effektivitet.
Figur 1-Tarmmatsmältningsenzymaktivitet hos smågrisar kompletterade med 0 mg/kg, 1 250 mg/kg eller 2 500 mg/kg betain.
I in vitro-experiment visades det att genom att tillsätta NaCl för att producera högt osmotiskt tryck, hämmades trypsin- och amylasaktiviteter. Genom att tillsätta olika nivåer av betain till detta test återställdes den hämmande effekten av NaCl och ökade enzymaktiviteten. Men när NaCl inte är tillsatt till buffertlösningen påverkar inte betain enzymaktiviteten vid en lägre koncentration, men uppvisar en hämmande effekt vid en högre koncentration.
Inte bara den ökade smältbarheten kan förklara den rapporterade ökningen av tillväxtprestanda och foderomvandlingshastighet för grisar som kompletterats med dietbetain. Att lägga till betain i grisfoder minskar också djurets underhållsenergibehov. Hypotesen för denna observerade effekt är att när betain kan användas för att upprätthålla intracellulärt osmotiskt tryck minskas efterfrågan på jonpumpar, vilket är en process som kräver energi. Vid begränsat energiintag förväntas effekten av att komplettera betain bli mer uttalad genom att öka energitillförseln för tillväxt snarare än underhåll.
Epitelcellerna som kantar tarmväggen måste klara av mycket varierande osmotiska förhållanden som genereras av det luminala innehållet under näringsmatsmältningen. Samtidigt måste dessa tarmceller kontrollera utbytet av vatten och olika näringsämnen mellan tarmens lumen och plasma. För att skydda cellerna från dessa utmanande förhållanden är betain en viktig organisk penetrant. När man observerar koncentrationen av betain i olika vävnader är halten av betain i tarmvävnaderna ganska hög. Dessutom har det observerats att dessa nivåer påverkas genom betainkoncentration i kosten.Välbalanserade celler kommer att ha bättre spridning och bättre återhämtningsförmåga.Därför fann forskarna att en ökning av betainnivån hos smågrisar ökar höjden på duodenal villi och djupet av ilealkrypterna, och villi är mer enhetliga.
I en annan studie kunde en ökning av höjden av villi i tolvfingertarmen, jejunum och ileum observeras, men det fanns ingen effekt på krypternas djup. Som observerats hos slaktkycklingar infekterade med koccidier, var betainets skyddande effekt på tarmstrukturen kan vara ännu viktigare under vissa (osmotiska) utmaningar.
Tarmbarriären består huvudsakligen av epitelceller, som är förbundna med varandra genom tight junction-proteiner. Integriteten hos denna barriär är väsentlig för att förhindra inträngning av skadliga ämnen och patogena bakterier, som annars skulle orsaka inflammation.För grisar är det negativa påverkan av tarmbarriären anses vara resultatet av mykotoxinförorening i fodret, eller en av de negativa effekterna av värmestress.
För att mäta påverkan på barriäreffekten används ofta in vitro-tester av cellinjer för att mäta transepitelial elektrisk resistans (TEER). Med applicering av betain kan förbättrad TEER observeras i flera in vitro-experiment.När batteriet är exponeras för hög temperatur (42°C), kommer TEER att minska (Figur 2). Tillsatsen av betain till tillväxtmediet för dessa värmeexponerade celler motverkade den minskade TEER, vilket tyder på ökad värmebeständighet.
Figur 2-In vitro effekter av hög temperatur och betain på cell transepitelial resistens (TEER).
Dessutom, i en in vivo-studie på smågrisar, mättes det ökade uttrycket av tight junction-proteiner (occludin, claudin1 och zonula occludens-1) i jejunumvävnaden hos djur som fick 1 250 mg/kg betain jämfört med kontrollgruppen. Dessutom, som en markör för skada på tarmslemhinnan, reducerades diaminoxidasaktiviteten i plasman hos dessa grisar avsevärt, vilket tyder på en starkare tarmbarriär. När betain tillsattes till foder hos växande grisar, ökade tarmens draghållfasthet mättes vid tidpunkten för slakten.
Nyligen har flera studier kopplat betain till antioxidantsystemet och beskrivit minskade fria radikaler, minskade nivåer av malondialdehyd (MDA) och förbättrad aktivitet av glutationperoxidas (GSH-Px).
Betain fungerar inte bara som ett osmoskyddande medel hos djur. Dessutom kan många bakterier ackumulera betain genom de novo syntes eller transport från miljön. Det finns tecken på att betain kan ha en positiv effekt på antalet bakterier i mag-tarmkanalen hos avvanda smågrisar .Det totala antalet ilealbakterier, särskilt bifidobakterier och laktobaciller, har ökat. Dessutom hittades lägre mängder Enterobacter i avföring.
Slutligen observeras att effekten av betain på tarmhälsan hos avvanda smågrisar är minskningen av diarréfrekvensen. Denna effekt kan vara dosberoende: kosttillskottet 2 500 mg/kg betain är mer effektivt än 1 250 mg/kg betain i minska frekvensen av diarré. Men prestandan hos avvanda smågrisar vid de två tilläggsnivåerna var likartade. Andra forskare har visat att när 800 mg/kg betain tillsätts är frekvensen och förekomsten av diarré hos avvanda smågrisar lägre.
Betain har ett lågt pKa-värde på cirka 1,8, vilket leder till dissociation av betain HCl efter intag, vilket leder till magsurning.
Den intressanta maten är den potentiella försurningen av betainhydroklorid som en källa till betain. Inom humanmedicin används betain HCl-tillskott ofta i kombination med pepsin för att stödja personer med magproblem och matsmältningsproblem. I detta fall kan betainhydroklorid användas som en säker källa till saltsyra. Även om det inte finns någon information om denna egenskap när betainhydroklorid ingår i smågrisfoder, kan det vara mycket viktigt.
Det är välkänt att pH i magsaften från avvanda smågrisar kan vara relativt högt (pH>4), vilket kommer att påverka aktiveringen av pepsinprekursorn till dess prekursor pepsinogen. Optimal proteinnedbrytning är inte bara viktig för att djur ska få god tillgänglighet av detta näringsämne. Dessutom kan protein med matsmältningsbesvär orsaka skadlig spridning av opportunistiska patogener och öka problemet med diarré efter avvänjning. Betain har ett lågt pKa-värde på cirka 1,8, vilket leder till dissociering av betain-HCl efter intag, vilket leder till magsäcken försurning.
Denna kortvariga återsurning har observerats i en preliminär studie på människor och studier på hundar. Efter en engångsdos på 750 mg eller 1 500 mg betainhydroklorid sjönk pH i magsäcken hos hundar som tidigare behandlats med magsyrareducerande medel kraftigt från cirka 7 till pH 2. Hos obehandlade kontrollhundar var emellertid magsäckens pH cirka 2, vilket inte var relaterat till betain HCl-tillskott.
Betain har en positiv effekt på tarmhälsan hos avvanda smågrisar. Denna litteraturöversikt belyser olika möjligheter för betain att stödja matsmältning och absorption av näringsämnen, förbättra fysiska skyddsbarriärer, påverka mikrobiotan och förbättra försvarsförmågan hos smågrisar.