Abstract

Ang pinakamalaking pag-unlad ng pananaliksik sa carbohydrate sa nutrisyon at kalusugan ng baboy ay ang mas malinaw na pag-uuri ng carbohydrate, na hindi lamang nakabatay sa istrukturang kemikal nito, kundi batay din sa mga katangiang pisyolohikal nito.Bilang karagdagan sa pagiging pangunahing mapagkukunan ng enerhiya, ang iba't ibang uri at istruktura ng carbohydrates ay kapaki-pakinabang sa nutrisyon at kalusugan ng mga baboy.Kasangkot sila sa pagtataguyod ng pagganap ng paglaki at paggana ng bituka ng mga baboy, pag-regulate ng komunidad ng microbial ng bituka, at pag-regulate ng metabolismo ng mga lipid at glucose.Ang pangunahing mekanismo ng carbohydrate ay sa pamamagitan ng mga metabolite nito (short chain fatty acids [SCFAs]) at higit sa lahat sa pamamagitan ng scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk at scfas-ampk-g6pase / PEPCK pathways upang ayusin ang taba at metabolismo ng glucose.Sinuri ng mga bagong pag-aaral ang pinakamainam na kumbinasyon ng iba't ibang uri at istruktura ng carbohydrates, na maaaring mapabuti ang pagganap ng paglago at pagkatunaw ng nutrisyon, itaguyod ang paggana ng bituka, at pataasin ang kasaganaan ng butyrate na gumagawa ng bacteria sa mga baboy.Sa pangkalahatan, ang mapanghikayat na ebidensya ay sumusuporta sa pananaw na ang carbohydrates ay may mahalagang papel sa nutrisyon at kalusugan ng mga baboy.Bilang karagdagan, ang pagpapasiya ng komposisyon ng karbohidrat ay magkakaroon ng teoretikal at praktikal na halaga para sa pagbuo ng teknolohiya ng balanse ng karbohidrat sa mga baboy.

1. Paunang Salita

Ang mga polymeric carbohydrates, starch at non starch polysaccharides (NSP) ay ang mga pangunahing bahagi ng mga diyeta at ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya ng mga baboy, na nagkakahalaga ng 60% - 70% ng kabuuang paggamit ng enerhiya (Bach Knudsen).Ito ay nagkakahalaga ng noting na ang iba't-ibang at istraktura ng carbohydrates ay napaka-kumplikado, na may iba't ibang epekto sa mga baboy.Ipinakita ng mga nakaraang pag-aaral na ang pagpapakain ng starch na may iba't ibang amylose sa amylose (AM / AP) ratio ay may malinaw na pisyolohikal na tugon sa pagganap ng paglaki ng mga baboy (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Ang dietary fiber, higit sa lahat ay binubuo ng NSP, ay pinaniniwalaan na nagpapababa ng nutrient utilization at net energy value ng monogastric na hayop (NOBLET at le, 2001).Gayunpaman, ang paggamit ng hibla ng pagkain ay hindi nakaapekto sa pagganap ng paglaki ng mga biik (Han & Lee, 2005).Parami nang parami ang ebidensya na nagpapakita na ang dietary fiber ay nagpapabuti sa morpolohiya ng bituka at barrier function ng mga biik, at binabawasan ang insidente ng pagtatae (Chen et al., 2015; Lndberg，2014； Wu et al., 2018).Samakatuwid, ito ay kagyat na pag-aralan kung paano epektibong gamitin ang mga kumplikadong carbohydrates sa diyeta, lalo na ang feed na mayaman sa fiber.Ang istruktura at taxonomic na mga katangian ng carbohydrates at ang kanilang nutritional at health function para sa mga baboy ay dapat ilarawan at isaalang-alang sa mga feed formulation.Ang NSP at resistant starch (RS) ay ang pangunahing hindi natutunaw na carbohydrates (wey et al., 2011), habang ang bituka na microbiota ay nagbuburo ng hindi natutunaw na carbohydrates sa short chain fatty acids (SCFAs);Turnbaugh et al., 2006).Bilang karagdagan, ang ilang mga oligosaccharides at polysaccharides ay itinuturing bilang mga probiotics ng mga hayop, na maaaring magamit upang pasiglahin ang proporsyon ng Lactobacillus at Bifidobacterium sa bituka (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al. , 2008).Ang suplemento ng oligosaccharide ay naiulat upang mapabuti ang komposisyon ng bituka microbiota (de Lange et al., 2010).Upang mabawasan ang paggamit ng mga antimicrobial growth promoters sa paggawa ng baboy, mahalagang humanap ng iba pang paraan upang makamit ang mabuting kalusugan ng hayop.May pagkakataong magdagdag ng iba't ibang uri ng carbohydrates sa feed ng baboy.Parami nang parami ang ebidensya na nagpapakita na ang pinakamainam na kumbinasyon ng starch, NSP at MOS ay maaaring magsulong ng pagganap ng paglago at pagkatunaw ng sustansya, dagdagan ang bilang ng mga bakterya na gumagawa ng butyrate, at pagbutihin ang metabolismo ng lipid ng mga natanggal na baboy sa isang tiyak na lawak (Zhou, Chen, et al. ., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020).Samakatuwid, ang layunin ng papel na ito ay suriin ang kasalukuyang pananaliksik sa pangunahing papel ng carbohydrate sa pagtataguyod ng pagganap ng paglago at paggana ng bituka, pag-regulate ng komunidad ng microbial ng bituka at kalusugan ng metabolic, at upang galugarin ang kumbinasyon ng carbohydrate ng mga baboy.

2. Pag-uuri ng carbohydrates

Ang mga karbohidrat sa pandiyeta ay maaaring maiuri ayon sa kanilang laki ng molekular, antas ng polimerisasyon (DP), uri ng koneksyon (a o b) at komposisyon ng mga indibidwal na monomer (Cummings, Stephen, 2007).Kapansin-pansin na ang pangunahing pag-uuri ng carbohydrates ay batay sa kanilang DP, tulad ng monosaccharides o disaccharides (DP, 1-2), oligosaccharides (DP, 3-9) at polysaccharides (DP, ≥ 10), na binubuo ng starch, NSP at glycosidic bond (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et aL., 2007; Talahanayan 1).Kinakailangan ang pagsusuri ng kemikal upang maunawaan ang mga epekto sa pisyolohikal at kalusugan ng mga carbohydrate.Sa mas komprehensibong pagkakakilanlan ng kemikal ng mga carbohydrates, posibleng pagsama-samahin ang mga ito ayon sa kanilang mga epekto sa kalusugan at pisyolohikal at isama ang mga ito sa pangkalahatang plano ng pag-uuri (englyst et al., 2007).Ang mga karbohidrat (monosaccharides, disaccharides, at karamihan sa mga starch) na maaaring matunaw ng host enzymes at masipsip sa maliit na bituka ay tinukoy bilang natutunaw o magagamit na carbohydrates (Cummings, Stephen, 2007).Ang mga carbohydrate na lumalaban sa panunaw ng bituka, o mahinang naa-absorb at na-metabolize, ngunit maaaring masira ng microbial fermentation ay itinuturing na lumalaban na carbohydrates, gaya ng karamihan sa NSP, hindi natutunaw na oligosaccharides at RS.Mahalaga, ang mga lumalaban na carbohydrates ay tinukoy bilang hindi natutunaw o hindi nagagamit, ngunit nagbibigay ng medyo mas tumpak na paglalarawan ng pag-uuri ng carbohydrates (englyst et al., 2007).

3.1 pagganap ng paglago

Ang starch ay binubuo ng dalawang uri ng polysaccharides.Ang Amylose (AM) ay isang uri ng linear starch α（ 1-4) na naka-link na dextran, ang amylopectin (AP) ay isang α（ 1-4) na naka-link na dextran, na naglalaman ng humigit-kumulang 5% dextran α（ 1-6) upang bumuo ng isang branched molecule (tester et al., 2004).Dahil sa iba't ibang mga pagsasaayos at istruktura ng molekular, ang mga rich starch ng AP ay madaling matunaw, habang ang mga mayaman na starch ay hindi madaling matunaw (Singh et al., 2010).Ipinakita ng mga nakaraang pag-aaral na ang pagpapakain ng starch na may iba't ibang mga ratio ng AM / AP ay may makabuluhang mga tugon sa pisyolohikal sa pagganap ng paglaki ng mga baboy (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Bumaba ang paggamit ng feed at kahusayan ng feed ng mga inawat na baboy sa pagtaas ng AM (regmi et al., 2011).Gayunpaman, ang mga umuusbong na ebidensya ay nag-uulat na ang mga diyeta na may mas mataas na am ay nagpapataas ng average na pang-araw-araw na pakinabang at kahusayan sa pagpapakain ng mga lumalaking baboy (Li et al., 2017; Wang et al., 2019).Bilang karagdagan, ang ilang mga siyentipiko ay nag-ulat na ang pagpapakain ng iba't ibang mga AM / AP ratio ng almirol ay hindi nakakaapekto sa pagganap ng paglago ng mga inawat na biik (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), habang ang mataas na AP diet ay nagpapataas ng nutrient digestibility ng weaned. baboy (Gao et al., 2020A).Ang dietary fiber ay isang maliit na bahagi ng pagkain na nagmumula sa mga halaman.Ang isang pangunahing problema ay ang mas mataas na dietary fiber ay nauugnay sa mas mababang paggamit ng nutrient at mas mababang halaga ng netong enerhiya (noble & Le, 2001).Sa kabaligtaran, ang katamtamang paggamit ng hibla ay hindi nakakaapekto sa pagganap ng paglago ng mga baboy na naalis sa suso (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013).Ang mga epekto ng dietary fiber sa paggamit ng nutrient at netong halaga ng enerhiya ay apektado ng mga katangian ng fiber, at maaaring ibang-iba ang iba't ibang pinagmumulan ng fiber (lndber, 2014).Sa mga inawat na baboy, ang supplementation na may pea fiber ay may mas mataas na rate ng conversion ng feed kaysa sa pagpapakain ng corn fiber, soybean fiber at wheat bran fiber (Chen et al., 2014).Katulad nito, ang mga inawat na biik na ginagamot sa corn bran at wheat bran ay nagpakita ng mas mataas na kahusayan sa feed at pagtaas ng timbang kaysa sa mga ginagamot sa soybean hull (Zhao et al., 2018).Kapansin-pansin, walang pagkakaiba sa pagganap ng paglago sa pagitan ng wheat bran fiber group at ng inulin group (Hu et al., 2020).Bilang karagdagan, kumpara sa mga biik sa pangkat ng selulusa at pangkat ng xylan, ang suplemento ay mas epektibo β-Glucan ay nakakapinsala sa pagganap ng paglaki ng mga biik (Wu et al., 2018).Ang oligosaccharides ay mababang molekular na timbang na carbohydrates, intermediate sa pagitan ng mga asukal at polysaccharides (voragen, 1998).Mayroon silang mahalagang physiological at physicochemical properties, kabilang ang mababang calorific value at pagpapasigla sa paglaki ng mga kapaki-pakinabang na bakterya, kaya maaari silang magamit bilang dietary probiotics (Bauer et al., 2006; Mussatto at mancilha, 2007).Ang suplemento ng chitosan oligosaccharide (COS) ay maaaring mapabuti ang pagkatunaw ng mga sustansya, bawasan ang saklaw ng pagtatae at mapabuti ang bituka morpolohiya, kaya pagpapabuti ng pagganap ng paglaki ng mga natanggal na baboy (Zhou et al., 2012).Bilang karagdagan, ang mga diyeta na pupunan ng cos ay maaaring mapabuti ang reproductive performance ng mga sows (ang bilang ng mga live na biik) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) at growth performance ng lumalaking baboy (wontae et al., 2008) .Ang suplemento ng MOS at fructooligosaccharide ay maaari ding mapabuti ang pagganap ng paglaki ng mga baboy (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).Ang mga ulat na ito ay nagpapahiwatig na ang iba't ibang carbohydrates ay may iba't ibang epekto sa pagganap ng paglaki ng mga baboy (talahanayan 2a).

3.2 paggana ng bituka

Ang mataas na am/ap ratio na almirol ay maaaring mapabuti ang kalusugan ng bituka(tribyrinmaaaring maprotektahan ito para sa baboy) sa pamamagitan ng pagtataguyod ng morpolohiya ng bituka at pag-regulate ng paggana ng bituka na nauugnay sa pagpapahayag ng gene sa mga baboy na nag-wean (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).Ang ratio ng taas ng villi sa taas ng villi at lalim ng recess ng ileum at jejunum ay mas mataas kapag pinapakain ng high am diet, at mas mababa ang kabuuang rate ng apoptosis ng maliit na bituka.Kasabay nito, nadagdagan din nito ang pagpapahayag ng pagharang ng mga gene sa duodenum at jejunum, habang sa mataas na pangkat ng AP, ang mga aktibidad ng sucrose at maltase sa jejunum ng mga weaned na baboy ay nadagdagan (Gao et al., 2020b).Katulad nito, natuklasan ng nakaraang trabaho na ang mga mayaman na diyeta ay nabawasan ang pH at ang mga mayaman na diyeta sa AP ay nadagdagan ang kabuuang bilang ng mga bakterya sa caecum ng mga inaalis na baboy (Gao et al., 2020A).Ang dietary fiber ay ang pangunahing sangkap na nakakaapekto sa pag-unlad ng bituka at paggana ng mga baboy.Ang naipon na ebidensya ay nagpapakita na ang dietary fiber ay nagpapabuti sa bituka ng morphology at barrier function ng mga inawat na baboy, at binabawasan ang insidente ng pagtatae (Chen et al., 2015; Lndber，2014； Wu et al., 2018).Ang kakulangan sa dietary fiber ay nagpapataas ng susceptibility ng mga pathogen at nakakapinsala sa barrier function ng colon mucosa (Desai et al., 2016), habang ang pagpapakain na may mataas na insoluble fiber diet ay maaaring maiwasan ang mga pathogens sa pamamagitan ng pagtaas ng haba ng villi sa mga baboy (hedemann et al., 2006). ).Ang iba't ibang uri ng mga hibla ay may iba't ibang epekto sa paggana ng colon at ileum barrier.Ang wheat bran at pea fibers ay nagpapahusay ng gut barrier function sa pamamagitan ng pag-regulate ng TLR2 gene expression at pagpapabuti ng bituka microbial na komunidad kumpara sa mga corn at soybean fibers (Chen et al., 2015).Ang pangmatagalang paglunok ng pea fiber ay maaaring mag-regulate ng metabolismo na may kaugnayan sa gene o expression ng protina, at sa gayon ay pagpapabuti ng colon barrier at immune function (Che et al., 2014).Ang inulin sa diyeta ay maaaring maiwasan ang pagkagambala sa bituka sa mga inawat na biik sa pamamagitan ng pagtaas ng permeability ng bituka (Awad et al., 2013).Kapansin-pansin na ang kumbinasyon ng natutunaw (inulin) at hindi matutunaw na hibla (cellulose) ay mas epektibo kaysa sa nag-iisa, na maaaring mapabuti ang nutritional absorption at bituka barrier function sa weaned pigs (Chen et al., 2019).Ang epekto ng dietary fiber sa bituka mucosa ay depende sa kanilang mga bahagi.Nalaman ng isang nakaraang pag-aaral na itinaguyod ng xylan ang function ng bituka na hadlang, pati na rin ang mga pagbabago sa spectrum ng bacterial at metabolites, at ang glucan ay nag-promote ng function ng barrier ng bituka at kalusugan ng mucosal, ngunit ang supplementation ng cellulose ay hindi nagpakita ng mga katulad na epekto sa pag-wean ng mga baboy (Wu et al. , 2018).Ang oligosaccharides ay maaaring gamitin bilang mga mapagkukunan ng carbon para sa mga microorganism sa itaas na bituka sa halip na matunaw at magamit.Ang suplemento ng fructose ay maaaring tumaas ang kapal ng mucosa ng bituka, produksyon ng butyric acid, ang bilang ng mga recessive na mga cell at ang paglaganap ng mga bituka na epithelial cells sa mga inaalis na baboy (Tsukahara et al., 2003).Ang pectin oligosaccharides ay maaaring mapabuti ang paggana ng barrier ng bituka at mabawasan ang pinsala sa bituka na dulot ng rotavirus sa mga biik (Mao et al., 2017).Bilang karagdagan, natagpuan na ang cos ay maaaring makabuluhang magsulong ng paglaki ng bituka mucosa at makabuluhang pataasin ang pagpapahayag ng pagharang ng mga gene sa mga biik (WAN, Jiang, et al. sa isang komprehensibong paraan, ang mga ito ay nagpapahiwatig na ang iba't ibang uri ng carbohydrate ay maaaring mapabuti ang bituka. function ng mga biik (talahanayan 2b).

Buod at Prospect

Carbohydrate ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya ng mga baboy, na binubuo ng iba't ibang monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides at polysaccharides.Ang mga terminong nakabatay sa mga katangiang pisyolohikal ay nakakatulong na tumuon sa mga potensyal na paggana sa kalusugan ng mga carbohydrate at pagbutihin ang katumpakan ng pag-uuri ng carbohydrate.Ang iba't ibang mga istraktura at uri ng carbohydrates ay may iba't ibang epekto sa pagpapanatili ng pagganap ng paglago, pagtataguyod ng paggana ng bituka at balanse ng microbial, at pag-regulate ng metabolismo ng lipid at glucose.Ang posibleng mekanismo ng regulasyon ng carbohydrate ng metabolismo ng lipid at glucose ay batay sa kanilang mga metabolites (SCFAs), na na-ferment ng microbiota ng bituka.Sa partikular, ang carbohydrate sa diyeta ay maaaring mag-regulate ng glucose metabolism sa pamamagitan ng scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY at ampk-g6pase / PEPCK pathway, at mag-regulate ng lipid metabolism sa pamamagitan ng scfas-gpr43 / 41 at amp / atp-ampk pathways.Bilang karagdagan, kapag ang iba't ibang uri ng carbohydrates ay nasa pinakamahusay na kumbinasyon, ang pagganap ng paglaki at paggana ng kalusugan ng mga baboy ay maaaring mapabuti.

Kapansin-pansin na ang mga potensyal na function ng carbohydrate sa protina at gene expression at metabolic regulation ay matutuklasan sa pamamagitan ng paggamit ng high-throughput functional proteomics, genomics at metabonomics na pamamaraan.Panghuli ngunit hindi bababa sa, ang pagsusuri ng iba't ibang mga kumbinasyon ng karbohidrat ay isang kinakailangan para sa pag-aaral ng magkakaibang mga diyeta na karbohidrat sa paggawa ng baboy.

Pinagmulan：Animal Science Journal