Abstraktaĵo

La plej granda progreso en la esplorado pri karbonhidratoj rilate al la nutrado kaj sano de porkoj estas la pli klara klasifiko de karbonhidratoj, kiu baziĝas ne nur sur ilia kemia strukturo, sed ankaŭ sur iliaj fiziologiaj karakterizaĵoj. Krom esti la ĉefa energifonto, malsamaj tipoj kaj strukturoj de karbonhidratoj estas utilaj por la nutrado kaj sanfunkcioj de porkoj. Ili partoprenas en la antaŭenigo de la kreskokapablo kaj intesta funkcio de porkoj, reguligo de la intesta mikroba komunumo, kaj reguligo de la metabolo de lipidoj kaj glukozo. La baza mekanismo de karbonhidratoj estas per iliaj metabolitoj (mallongĉenaj grasacidoj [SCFAoj]) kaj ĉefe per la vojoj scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAoj amp / atp-ampk kaj scfas-ampk-g6pase / PEPCK por reguligi grasan kaj glukozan metabolon. Novaj studoj taksis la optimuman kombinaĵon de malsamaj tipoj kaj strukturoj de karbonhidratoj, kiuj povas plibonigi kreskokapablon kaj nutraĵdigesteblon, antaŭenigi intestan funkcion, kaj pliigi la abundon de butirat-produktantaj bakterioj en porkoj. Ĝenerale, konvinkaj pruvoj subtenas la vidpunkton, ke karbonhidratoj ludas gravan rolon en la nutraj kaj sanfunkcioj de porkoj. Krome, la determinado de karbonhidrata konsisto havos teorian kaj praktikan valoron por la evoluigo de karbonhidrata ekvilibroteknologio en porkoj.

1. Antaŭparolo

Polimeraj karbonhidratoj, amelo kaj ne-amelo polisakaridoj (NSP) estas la ĉefaj komponantoj de dietoj kaj la ĉefaj energifontoj de porkoj, respondecaj pri 60% - 70% de la totala energia konsumado (Bach Knudsen). Indas rimarki, ke la diverseco kaj strukturo de karbonhidratoj estas tre kompleksaj, kio havas malsamajn efikojn sur porkoj. Antaŭaj studoj montris, ke nutrado per amelo kun malsama amilozo al amilozo (AM/AP) proporcio havas evidentan fiziologian respondon al la kreska rendimento de porkoj (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Manĝofibroj, ĉefe konsistantaj el NSP, supozeble reduktas nutraĵan utiligon kaj netan energian valoron de monogastraj bestoj (NOBLET kaj le, 2001). Tamen, manĝfibra konsumado ne influis la kreskan rendimenton de porkidoj (Han & Lee, 2005). Pli kaj pli da evidenteco montras, ke manĝfibroj plibonigas la intestan morfologion kaj barierfunkcion de porkidoj, kaj reduktas la incidencon de diareo (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018). Tial, estas urĝe studi kiel efike utiligi la kompleksajn karbonhidratojn en la dieto, precipe la furaĝon riĉan je fibro. La strukturaj kaj taksonomiaj karakterizaĵoj de karbonhidratoj kaj iliaj nutraj kaj sanaj funkcioj por porkoj devas esti priskribitaj kaj konsiderataj en furaĝformuloj. NSP kaj rezistema amelo (RS) estas la ĉefaj nedigesteblaj karbonhidratoj (wey et al., 2011), dum la intesta mikrobioto fermentas nedigesteblajn karbonhidratojn en mallongĉenajn grasacidojn (SCFA-ojn); Turnbaugh et al., 2006). Krome, iuj oligosakaridoj kaj polisakaridoj estas konsiderataj kiel probiotikoj de bestoj, kiuj povas esti uzataj por stimuli la proporcion de Lactobacillus kaj Bifidobacterium en la intesto (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al., 2008). Oligosakarida suplementado laŭdire plibonigas la konsiston de la intesta mikrobioto (de Lange et al., 2010). Por minimumigi la uzon de antimikrobaj kreskostimulantoj en porkproduktado, gravas trovi aliajn manierojn atingi bonan bestan sanon. Ekzistas ŝanco aldoni pli da diverseco de karbonhidratoj al porknutraĵo. Pli kaj pli da indicoj montras, ke la optimuma kombinaĵo de amelo, NSP kaj MOS povas antaŭenigi kreskokapablon kaj nutraĵdigesteblon, pliigi la nombron de butirataj produktantaj bakterioj, kaj plibonigi la lipidan metabolon de demamigitaj porkoj ĝis ia grado (Zhou, Chen, et al., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020). Tial, la celo de ĉi tiu artikolo estas revizii la nunan esploradon pri la ŝlosila rolo de karbonhidratoj en antaŭenigado de kreskefikeco kaj intesta funkcio, reguligado de intesta mikroba komunumo kaj metabolan sanon, kaj esplori la karbonhidratan kombinaĵon de porkoj.

2. Klasifiko de karbonhidratoj

Manĝkarbonhidratoj povas esti klasifikitaj laŭ ilia molekula grandeco, grado de polimerigo (DP), tipo de konekto (a aŭ b) kaj konsisto de individuaj monomeroj (Cummings, Stephen, 2007). Indas rimarki, ke la ĉefa klasifiko de karbonhidratoj baziĝas sur ilia DP, kiel ekzemple monosakaridoj aŭ disakaridoj (DP, 1-2), oligosakaridoj (DP, 3-9) kaj polisakaridoj (DP, ≥ 10), kiuj konsistas el amelo, NSP kaj glikozidaj ligoj (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; Tabelo 1). Kemia analizo estas necesa por kompreni la fiziologiajn kaj sanajn efikojn de karbonhidratoj. Kun pli ampleksa kemia identigo de karbonhidratoj, eblas grupigi ilin laŭ iliaj sanaj kaj fiziologiaj efikoj kaj inkluzivi ilin en la ĝenerala klasifikplano (englyst et al., 2007). Karbonhidratoj (monosakaridoj, disakaridoj, kaj plej multaj ameloj), kiuj povas esti digestitaj per gastigaj enzimoj kaj absorbitaj en la maldika intesto, estas difinitaj kiel digesteblaj aŭ haveblaj karbonhidratoj (Cummings, Stephen, 2007). Karbonhidratoj, kiuj estas rezistemaj al intesta digestado, aŭ malbone absorbitaj kaj metaboligeblaj, sed povas esti degraditaj per mikroba fermentado, estas konsiderataj rezistemaj karbonhidratoj, kiel ekzemple plej multaj NSP-oj, nedigesteblaj oligosakaridoj kaj RS. Esence, rezistemaj karbonhidratoj estas difinitaj kiel nedigesteblaj aŭ neuzeblaj, sed provizas relative pli precizan priskribon de la klasifiko de karbonhidratoj (englyst et al., 2007).

3.1 kreska agado

Amelo konsistas el du specoj de polisakaridoj. Amilozo (AM) estas speco de lineara amelo α（1-4) ligita dekstrano, amilopektino (AP) estas α（1-4) ligita dekstrano, enhavanta ĉirkaŭ 5% da dekstrano α（1-6) por formi branĉitan molekulon (tester et al., 2004). Pro malsamaj molekulaj konfiguracioj kaj strukturoj, AP-riĉaj ameloj estas facile digesteblaj, dum AM-riĉaj ameloj ne estas facile digesteblaj (Singh et al., 2010). Antaŭaj studoj montris, ke amelnutrado kun malsamaj AM/AP-proporcioj havas signifajn fiziologiajn respondojn al la kreskkapablo de porkoj (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Manĝaĵkonsumado kaj manĝefikeco de demamigitaj porkoj malpliiĝis kun la pliiĝo de AM (regmi et al., 2011). Tamen, emerĝantaj pruvoj raportas, ke dietoj kun pli alta amelo (AM) pliigas la averaĝan ĉiutagan gajnon kaj nutraĵefikecon de kreskantaj porkoj (Li et al., 2017; Wang et al., 2019). Krome, kelkaj sciencistoj raportis, ke nutrado kun malsamaj AM/AP-proporcioj de amelo ne influis la kreskokapablon de demamigitaj porkidoj (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), dum dieto kun alta AP pliigis la nutraĵan digesteblecon de demamigitaj porkoj (Gao et al., 2020A). Manĝfibroj estas malgranda parto de manĝaĵoj, kiuj devenas de plantoj. Grava problemo estas, ke pli alta manĝfibroj estas asociita kun pli malalta nutraĵutiligo kaj pli malalta neta energia valoro (noble & Le, 2001). Male, modera konsumado de fibroj ne influis la kreskokapablon de demamigitaj porkoj (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013). La efikoj de manĝfibroj sur nutraĵutiligon kaj netan energian valoron estas influitaj de fibrokarakterizaĵoj, kaj malsamaj fibrofontoj povas esti tre malsamaj (Indber, 2014). Ĉe demamigitaj porkoj, suplementado per pizfibroj havis pli altan furaĝkonvertan indicon ol nutrado per maizfibroj, sojfabfibroj kaj tritikbranfibroj (Chen et al., 2014). Simile, demamigitaj porkidoj traktitaj per maizbrano kaj tritikbrano montris pli altan furaĝefikecon kaj pezpliiĝon ol tiuj traktitaj per sojfabŝelo (Zhao et al., 2018). Interese, ne estis diferenco en kreska rendimento inter la tritikbranfibra grupo kaj la inulingrupo (Hu et al., 2020). Krome, kompare kun la porkidoj en la celuloza grupo kaj ksilana grupo, la suplementado estis pli efika. β-Glucano difektas la kreskan rendimenton de porkidoj (Wu et al., 2018). Oligosakaridoj estas malaltmolekulaj karbonhidratoj, mezaj inter sukeroj kaj polisakaridoj (Voragen, 1998). Ili havas gravajn fiziologiajn kaj fizik-kemiajn ecojn, inkluzive de malalta kaloria valoro kaj stimulado de la kresko de utilaj bakterioj, do ili povas esti uzataj kiel manĝoprobiotikoj (Bauer et al., 2006; Mussatto kaj mancilha, 2007). Suplementado de kitosana oligosakarido (COS) povas plibonigi la digesteblon de nutraĵoj, redukti la incidencon de diareo kaj plibonigi la intestan morfologion, tiel plibonigante la kreskokapablon de demamigitaj porkoj (Zhou et al., 2012). Krome, dietoj suplementitaj per cos povas plibonigi la reproduktan efikecon de porkinoj (la nombro de vivaj porkidoj) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) kaj la kreskokapablon de kreskantaj porkoj (wontae et al., 2008). Suplementado de MOS kaj fruktooligosakarido ankaŭ povas plibonigi la kreskokapablon de porkoj (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013). Ĉi tiuj raportoj indikas, ke diversaj karbonhidratoj havas malsamajn efikojn sur la kreskokapablo de porkoj (tabelo 2a).

3.2 intesta funkcio

Alta am/ap-proporcio de amelo povas plibonigi intestan sanontribirinopovas protekti ĝin por porkoj) per antaŭenigado de intesta morfologio kaj pliregulado de intesta funkcio rilata al gena esprimo en demamigaj porkoj (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011). La rilatumo inter la alteco de viloj kaj la alteco de viloj kaj la profundo de niĉo de ileo kaj jejuno estis pli alta kiam nutritaj per dieto riĉa je acido, kaj la totala apoptoza indico de la maldika intesto estis pli malalta. Samtempe, ĝi ankaŭ pliigis la esprimon de blokaj genoj en duodeno kaj jejuno, dum en la grupo kun alta apoptozo-nivelo, la aktivecoj de sakarozo kaj maltazo en la jejuno de demamigaj porkoj estis pliigitaj (Gao et al., 2020b). Simile, antaŭa laboro trovis, ke dietoj riĉaj je acido reduktis la pH kaj dietoj riĉaj je acido pliigis la totalan nombron de bakterioj en la cekumo de demamigaj porkoj (Gao et al., 2020A). Manĝfibroj estas la ŝlosila komponanto, kiu influas la intestan disvolviĝon kaj funkcion de porkoj. La akumulita evidenteco montras, ke manĝfibroj plibonigas la intestan morfologion kaj barilfunkcion de demamigitaj porkoj, kaj reduktas la incidencon de diareo (Chen et al., 2015; Lndber, 2014; Wu et al., 2018). Manko de manĝfibroj pliigas la malsaniĝemon al patogenoj kaj difektas la barilfunkcion de la kojla mukozo (Desai et al., 2016), dum nutrado per tre nesolvebla fibra dieto povas preventi patogenojn plilongigante la longon de la viloj en porkoj (hedemann et al., 2006). La malsamaj specoj de fibroj havas malsamajn efikojn sur la funkcion de la kojla kaj ilea bariero. Tritika brano kaj pizfibroj plibonigas la intestan barilfunkcion reguligante la esprimon de la geno TLR2 kaj plibonigante intestajn mikrobajn komunumojn kompare kun maizaj kaj sojfabaj fibroj (Chen et al., 2015). Longtempa konsumado de pizfibroj povas reguligi la metabolrilatan genan aŭ proteinan esprimon, tiel plibonigante la kojlan barieron kaj imunfunkcion (Che et al., 2014). Inulino en dieto povas eviti intestajn perturbojn en demamigitaj porkidoj per pliigo de intesta permeablo (Awad et al., 2013). Indas rimarki, ke la kombinaĵo de solvebla (inulino) kaj nesolvebla fibro (celulozo) estas pli efika ol sola, kio povas plibonigi nutran sorbadon kaj intestan barilfunkcion en demamigitaj porkoj (Chen et al., 2019). La efiko de manĝfibroj sur intesta mukozo dependas de iliaj komponantoj. Antaŭa studo trovis, ke ksilano antaŭenigis la intestan barilfunkcion, same kiel ŝanĝojn en bakteria spektro kaj metabolitoj, kaj glukano antaŭenigis intestan barilfunkcion kaj mukozan sanon, sed la suplementado de celulozo ne montris similajn efikojn en demamigitaj porkoj (Wu et al., 2018). Oligosakaridoj povas esti uzataj kiel karbonfontoj por la mikroorganismoj en la supra intesto anstataŭ esti digestitaj kaj utiligitaj. Fruktoza suplementado povas pliigi la dikecon de la intesta mukozo, la produktadon de buterata acido, la nombron de recesivaj ĉeloj kaj la proliferadon de intestaj epiteliĉeloj en demamigitaj porkoj (Tsukahara et al., 2003). Pektinaj oligosakaridoj povas plibonigi la funkcion de la intesta baro kaj redukti intestan damaĝon kaŭzitan de rotaviruso en porkidoj (Mao et al., 2017). Krome, oni trovis, ke cos povas signife antaŭenigi la kreskon de la intesta mukozo kaj signife pliigi la esprimon de blokaj genoj en porkidoj (WAN, Jiang, et al.). Amplekse, ĉi tiuj indikas, ke malsamaj specoj de karbonhidratoj povas plibonigi la intestan funkcion de porkidoj (tabelo 2b).

Resumo kaj Perspektivo

Karbonhidrato estas la ĉefa energifonto de porkoj, kiu konsistas el diversaj monosakaridoj, disakaridoj, oligosakaridoj kaj polisakaridoj. Terminoj bazitaj sur fiziologiaj karakterizaĵoj helpas fokusiĝi sur la eblaj sanfunkcioj de karbonhidratoj kaj plibonigi la precizecon de karbonhidrata klasifiko. Malsamaj strukturoj kaj specoj de karbonhidratoj havas malsamajn efikojn sur la konservado de kreskefikeco, antaŭenigado de intesta funkcio kaj mikroba ekvilibro, kaj reguligo de lipida kaj glukoza metabolo. La ebla mekanismo de karbonhidrata reguligo de lipida kaj glukoza metabolo baziĝas sur iliaj metabolitoj (SCFA-oj), kiuj estas fermentataj de intesta mikrobioto. Specife, karbonhidratoj en dieto povas reguligi glukozan metabolon per la vojoj scfas-gpr43/41-glp1/PYY kaj ampk-g6pase/PEPCK, kaj reguligi lipidan metabolon per la vojoj scfas-gpr43/41 kaj amp/atp-ampk. Krome, kiam malsamaj specoj de karbonhidratoj estas en la plej bona kombinaĵo, la kreskefikeco kaj sanfunkcio de porkoj povas esti plibonigitaj.

Indas rimarki, ke la eblaj funkcioj de karbonhidratoj en proteina kaj gena esprimo kaj metabola reguligo estos malkovritaj per uzado de alt-trairaj funkciaj proteomikoj, genomikoj kaj metabonomikaj metodoj. Fine, sed ne malplej grave, la taksado de malsamaj karbonhidrataj kombinaĵoj estas antaŭkondiĉo por la studo de diversaj karbonhidrataj dietoj en porkproduktado.

Fonto：Bestoscienca Revuo