Полезно ли фруктоолигосахариды для здоровья кишечника?

При производстве аквакультуры нерациональное использование антибиотиков может привести к бактериальной устойчивости, повредить кишечник и иммунитет животных, а его остатки в мясных продуктах и окружающей среде в конечном счете влияют на здоровье человека- да. Китай полностью запретил добавлять стимулирующие рост антибиотики для питания. Поэтому поиск кормовых добавок с тем же эффектом, что и антибиотики, для снижения производительности животноводства и птицеводства и увеличения смертности стал в настоящее время горячей точкой исследований. Благотворное влияние пробиотиков на здоровье кишечника подтверждено, но из-за тяжелых условий хранения, эффект их использования в корме нестабилен, и пребиотика считается хорошей альтернативой. Эта статья начинается с репрезентативного вещества пребиотики, олигофруктозы, и рассматривает его роль в поддержании кишечного здоровья животных и птицы, описывая его физико-химические свойства и физиологические эффекты.

1. Физико-химические свойства олигофруктозы

Oligofructose hПо состоянию на 31 декабряВ настоящее времяmolecular formulA/данные отсутствуют.G-F-Fn (G-glucose, F-fructose, n=1-3), иis a general term for a class Соединенные Штаты америкиcarbohydrates formed by В настоящее времяβ-1,2 glycosidic bond Соединенные Штаты америкиsucrose molecules сseveral D-fructose (Организация < < фанаро > >et al., 2010). It is resistant to high temperatures, has good solubility, иis stable В случае необходимостиneutral solutions at 120 °C. However, its stability decreases with increasing acidity иtemperature. Its sweetness is slightly lower than that Соединенные Штаты америкиsucrose. Between 0 и70 °C, the viscosity Соединенные Штаты америкиfructooligosaccharides is similar to that of high-fructose corn syrup, иdecreases with increasing temperature. It also inhibits starch aging, is not easily colored, is alkali-resistant, retains water, has poor moisture absorption, иhas good mold resistance. These physical иchemical properties make fructooligosaccharides suitable for use as excellent feed additives (Vandana et al., 2015).

2 физиологические эффекты фруктоолигосахаридов

Кишечник животных является домом для большого числа микроорганизмов. В соответствии с взаимоотношениями между микроорганизмами и их хозяевами микроорганизмы в кишечнике могут быть разделены на семенные бактерии, условно патогенные бактерии и патогенные бактерии. При нормальных условиях бактериальная флора поддерживает баланс, благоприятный для организма, однако в условиях интенсивного ведения сельского хозяйства условно патогенные бактерии иногда могут стать инвазивными, а количество патогенных бактерий может превышать нормальные уровни, нарушая этот баланс и приводя к бактериальным заболеваниям (Zhang R.J., 2003). Fructooligosaccharides может предотвратить колонизацию экзогенных патогенов в кишечнике и избыточный рост эндогенных условно патогенов, тем самым поддерживая микроэкологический баланс кишечника.

Этот эффект обусловлен главным образом бактериостатическим эффектом короткоцепных жирных кислот, производимых бифидобактериями (уксусная кислота: соотношение молочной кислоты 3:2). Грау -1,2 гликозидные связи олигофруктозы не могут быть гидролизированы различными пищеварительными ферментами, выделяемыми животными, поэтому большая часть олигофруктозы может проходить через желудок и тонкую кишку без проблем. В толстой кишки полезные бактерии, такие как lactobacilli и бифидобактерии могут выделять ферменты, чтобы разорвать гравитационные -1,2 гликоцидные связи и размножаться, в то время как вредные бактерии не могут выделять эти ферменты. После благотворного распространения бактерий, они образуют фильм на слизистой оболочке кишечника, что делает его трудным для патогенных бактерий колонизировать. В то же время полезные бактерии могут также ферментируют большое количество жирных кислот, таких как уксусная кислота, пропионовая кислота и молочная кислота, получаемая фруктоолигосахаридами, что повышает кислотность кишечника и непосредственно препятствует росту патогенных бактерий (Munoz et al., 2012); Rober- froid et al., 2010; Callaway et al., 2009.

3 фруктоолигосахариды и здоровье кишечника

Отсутствует четкое определение здоровья кишечника животных, которое обычно включает эффективное пищеварение и усвоение питательных веществ, нормальную и стабильную флору кишечника, хороший иммунный статус и общее здоровое состояние. Она определяется главным образом тремя факторами: составом кормов, кишечным барьером и микробиоты (Pluske et al., 2018); Celi et al., 2017; Когут и арсено, 2016; Бишофф, 2011.

3.1 фруктоолигосахариды и кишечная флора

Fructooligosaccharides избирательно стимулирует рост бифидобактерий и лактобацилли, сдерживая при этом распространение вредных бактерий, таких как Escherichia coli, Clostridium perfringens и Streptococcus (Howard et al., 1995); FishbeВ случае необходимостиet al., 1988; Mitsuoka et al., 1987. В настоящее время большинство анализов кишечной микробной флоры основаны на методах, которые культивируют специфические бактерии. У свиней 4% олигофруктозы, добавленной к корму свиней, увеличило количество бифидобактерий в кишечнике (Modesto et al., 2009). Миккельсен и др. (- микельсен.et al., 2003) проанализировали фекалии отнятых свиней после добавления 4% олигофруктозы, и результаты показали, что это оказывает незначительное воздействие на физические и химические свойства и не оказывает существенного воздействия на другие микроорганизмы, за исключением стимулирования роста дрожжей. Однако они не анализировали микрофлору. Корм отнятых свиней с 5% олигофруктозой увеличил количество бифидобактерий и сократил количество эшерихической коли в проксимальной толстой кишке (1. Геббинкet al., 1999). Корм кур-бройлеров с 0,4% олигофруктозой в течение 14 дней не изменил общее количество бактерий в цекке, но выборочно увеличил количество бифидобактерий и бактерий (Цао (Cao)et al., 2005); Добавление 0,2%, 0,4% и 0,8% олигофруктозы в бройлеры, из которых 0,4% олигофруктозы может значительно способствовать росту бифидобактерий и лактобацилли в содержании тонкого кишечника и секи и препятствовать распространению Escherichia coli (Сюй (Xu)et al., 2003).

С быстрым развитием количественного флюоресценции, денатурансирующим градиентным гелевым электрофорезом и высокопроизводительными технологиями секвенирования она обеспечивает техническую поддержку углубленных исследований микробного разнообразия кишечника. Анализ воздействия олигофруктозы в размере 0,5% на илеальную микрофлору бройлеров с использованием градиентного градиентного геля электрофореза показал, что микрофлора изменилась (Geier et al., 2009). Добавление 0,25% олигофруктозы в корм бройлеров и анализ микрофлоры кишечника с использованием количественного флюоресцирующих ПЦР показали, что это увеличивает количество лактобацилли и уменьшает количество Clostridium perfringens и Escherichia coli (Kim et al., 2011). В исследовании Chen Fengmei et al. (2020) для изучения воздействия ежедневного обогащения 5 г олигофруктозы в сочетании с пробиотикой на кишечник лактующих телят используется генная последовательность 16С. SrRNA/данные отсутствуют.и базовый анализ альфа-разнообразия микробного сообщества. Результаты показали, что он оказал значительное влияние на изобилие кишечных микроорганизмов, значительно увеличив относительное изобилие рода бактериальных и значительно снизив относительное изобилие клостридиальных спорогенов, что в свою очередь значительно снизило частоту диареи.

3.2 фруктоолигосахариды и ферментация кишечника

Фруктоолигосахариды ферментируются полезными бактериямиВ индукте производить молочную кислоту и уксусную кислоту, пропионовую кислоту, масляную кислоту и другие короткоцепные жирные кислоты, а также двуокись углерода и метан. Большая часть органических кислот может быть поглощена, что означает, что fructooligosaccharides также может косвенно обеспечить часть энергии для хозяина. Органические кислоты также создают потенциально токсичные ионы аммиака, протонированные до образования NH4+, а молочная кислота повышает кислотность цекиты, что благотворно сказывается на росте молочных кислотных бактерий и бифидобактерий. Эти бактерии могут также использовать аммиак в качестве источника азота, тем самым уменьшая содержание аммиака в кишечнике и крови. При кормлении индюков-мужчин различные уровни олигофруктозы (0,5%, 1%, 2%) привели к уменьшению pH/ч.содержания илея и секи по мере увеличения содержания олигофруктозы, в то время как содержание жирных кислот не было подвержено воздействию, но накопление жирных кислот в илее увеличилось (Jus&.)#39; киевич и др., 2007 год. Добавление 8 г/д и 24 г/д олигофруктозы в рацион плода значительно увеличило общий объем летучих летучих жирных кислот, уксусной кислоты, масляной кислоты, пропионовой кислоты и молочной кислоты в фекалиях (Berg et al., 2005); Олигофруктоза может увеличить содержание короткоцепных жирных кислот в свиных фекалиях и мышечных кишках (Anthony et al., 2009; Ли сун юнг и др., 2003 год; Добавление 5% олигофруктозы в корм мыши может значительно увеличить содержание пропионовой и масляной кислот, но не влияет на общий летучих 020.

3.3 фруктоолигосахариды и кишечный барьер

Пребиотика, такая как fructooligosaccharides, может регулировать морфологию, структуру и функции слизистой оболочки кишечника, такие как высота кишечного вилли, глубина склепов, толщина эпителиального слоя, количество эпителиальных клеток, количество митозных клеток, слизистых клеток и клеток гоблита. Эти изменения кишечника могут способствовать пищеварению и усвоению питательных веществ. Механизм этих изменений может исходить из следующих аспектов: (1) ферментируемые сахара могут влиять на уровень глюкагона кишечника для регулирования распространения криптоклеток в тонком кишечнике (Gee et al., 1996); (2) пребиотика способствует синтезу полиамина, который может позитивно регулировать рост и развитие кишечной и кишечной слизистой (- делзенн.et al., 2000); (3) пребиотика может повысить активность пищеварительного фермента, что может способствовать росту и трансформации тонкой слизистой оболочки кишечника (Yang et al., 2005); (4) увеличение синтеза короткоцепного жирного кислотного синтеза также способствует распространению больших и малых кишечных клеток, что может улучшить пищеварение и усвоение питательных веществ кистью границы путем регулирования высоты кишечного волокна и глубины склепов.

Добавление 10.25% oligofructose to pig feed can increase the height of the villi В случае необходимостиthe proximal small intestine иthe ratio of villus height to crypt depth (Shim, 2005); 0.4% и0.6% oligofructose can increase the height of the villi in the porcine jejunum иthe ratio of villus height to crypt depth (Сюй (Xu)et al., 2002); oligofructose can increase the proliferatiПо состоянию наrate of mucosal epithelial cells in the cecum and colПо состоянию наof suckling piglets and prevent atrophy of mucosal epithelial cells (Howard et al., 1995); adding 0.4% oligofructose to - диета.was found to significantly increase the villus height and the ratio of villus height to crypt depth in the jejunum and ileum of chicks, while the crypt depth was significantly reduced. However, adding 0.8% oligofructose did not achieve this effect (Xu et al., 2003); 0.5% oligofructose can significantly improve the villus height, crypt depth and epithelial thickness of the broiler ileum, but has no effect По состоянию наthe duodenum and jejunum (Shang et al., 2014); the additiПо состоянию наof 0.4% and 0.6% oligofructose significantly increased the crypt depth and and cell density increased significantly (Zhan et al., 2003); adding 4 g/d and 6 g/d oligofructose to the feed of early weaned calves can increase - кишечник.villus height and the thickness of the intestinal mucosa (Tai et al., 2009).

3.4 олигофруктоза и иммунитет

Животный кишечник-это место, где взаимодействуют кишечные микроорганизмы, иностранные антигены и иммунная система. Влияние пребиотики, такой как олигофруктоза, на иммунную функцию домашнего скота еще не до конца изучено. Возможные механизмы включают: (1) прямую связь с воздействием молочных кислотных бактерий или их продуктов на иммунные клетки; (2) продукты ферментации короткоцепных жирных кислот могут стимулировать увеличение количества т лимфоцитов в желудочно-кишечном тракте; (3) путем регулирования производства слизистых веществ увеличить количество клеток гоблет (Schley and Field, 2009). Пребиотика может регулировать функцию и тип кишечной лимфоидной ткани, особенно Peyer's пятна, вторичные лимфоидные фолликулы и клетки в периферической циркуляции (Организация < < самал > >et al., 2009). У свиноматок, питавшихся 10 г/д fructooligosaccharides, наблюдалась тенденция к увеличению коэффициента роста β1 в молозиме, что привело к увеличению концентрации ига, увеличению интерфероновой гравитационной концентрации, выделяемой Peyer' пятна и брыжеечные лимфоциты, а также увеличение ига, скрываемой Peyer's patch cells. InterferПо состоянию наγ is associated with activated T lymphocytes (Cindy et al., 2014). Adding 0.5% oligosaccharide in broiler feed can reduce the proportion of B.lymphocyte in the Организация < < секал > >tonsil and increase the blood IgС. О.and IgG. Г.content (Janardhana et al., 2009).

4. Резюме

At present, research on the application of oligofructose in - на животных.feed mainly focuses on pigs and chickens, and there are not many reports on its application in other livestock and poultry such as cattle, sheep, and rabbits. Basic and mechanistic research on them is also lacking. Therefore, it is necessary to further study the application effect and mechanism of oligofructose in livestock and poultry feed. В настоящее времяfurther development of molecular biology techniques such as high-throughput sequencing has introduced Новая версия сайтаideas into the study of oligofructose.

Ссылки на статьи

[1] чэнь фенгмей, чэн гуанмин, гу тиантиан и др. Влияние сложного микробного препарата в сочетании с олигофруктозой на показатели роста, скорость диареи и микробиоту кишечника лактующих телят [J]. Журнал питания животных, 2020, 32 (8): 3896 ~ 3905.

[2] гао шиян, ван йиру, ван янбо. Исследования по применению пробиотики в аквакультуре [J]. Feed Research, 2011, 5: 21 — 23.

[3] он чен. Исследование пребиотического эффекта четырех функциональных сахаров у мышей [D]. Хэбэйский инженерный университет, 2020.

[4] тай сюлин, лонг сян, сян чжао и др. Влияние олигофруктозы на слизистую оболочку кишечника и иммунные показатели ранних отнятых телят [J]. Китайский журнал животноводства, 2009, 45(7): 36-39.

[5] тан ли, лей мин, се сяохонг и др. Прогресс в исследованиях и перспективы применения пребиотики в кроличьем корме [J]. Современное животноводство, 2018, 428(24): 17-19.

[6] чжан сюань, ху кайхун, сюй зиронг. Влияние фруктоолигосахаридов на рост, кишечную флору и морфологию кишечника бройлеров [J]. Китайский журнал ветеринарной медицины, 2003, 23 (2): 196 ~ 196.

[7] чжан р. исследования по абсорбции и метаболизму питательных веществ микроорганизмами и хозяевами пищеварительного тракта [J]. China Feed, 2003, 2: 11 ~ 14.

[8] Энтони р, птица. Сравнительный эффект крахмала с высоким амилозом a   фруктуолигосахарид on  По категории общего обслуживания Бифидобактерии (бифидобактерии) 1. Число 1  И короткоцепные жирные кислоты у свиней скармливают бифидобактерии animalis[J]. Ди - - Гестические заболевания и Наука,2009,54(5):947 ~ 954.

[9] Berg E L,Fu CJ,Porter J H,et al.fr [J]. Журнал о животных Пси - - Енс,2005,83(7):1549 ~ 1553.

[10] Bischoff с.' кишечное здоровье и#39; новая цель в медицине [J]. BMC. C.Medicine,2011,9:24.

[11] Callaway T R - дауд с и ,Wolcott R D, и др. оценка С помощью бактерий Разнообразие в системе организации cecal  - содержание Кур-несушек кормили по-разному Литые диеты с использованием бактериального кодированного FLX X X Xamplicon pyrosequ[J].Poult,2009,88(2):298 ~ 302.

[12] Cao  B  H/ч.  По городу, г. карасава у  - привет, го. у С. О.  .эффекты  of  - зеленый цвет Чай полифенолы и Fructo-oligosaccharides в полуочищенных диетах на производительности бройлеров and  Организация < < кэкал > > 1. Микрофлора and  Метаболиты [J]. Asian Australasian Журнал по теме- на животных.Sciences,2005,18 (1):85 ~ 89.

[13] сили п Ковисон а джей - фру-нджи F,et и Желудочно-кишечный фанк in  animal  Питание и питание and  Охрана здоровья: new  Возможности для есз - Доступное животноводство [J]. Наука о кормах для животных и Технологии, 2017,234:88 ~ 100.

[14] синди л би, феррет-Бернард стефани, Лоренс л н, и др. ма Влияние короткоцепных фруктоолигосахаридных добавок - кишечник. Иммунитет от болезней В системе организации объединенных наций Созревание (созревание) in  - свиньи!  [J]. 2. Ноо  Один, 2014,9(9):e107508.

[15] Delzenne  N. П. С. О. Москва, Москва, Россия N. П. - привет, делойер. P,et и Аль.диетическое питание Фруктаны модулируют концентрацию полиамина в цексе крыс [J]. Журнал питания,2000,130(10):2456 ~ 2460.

[16] Fanaro  С. S - привет, гюнтер. Бом, гарссен. Привет J,et и Al.Galacto -oligosac- колесницы и длинноцепные fructo -oligosaccharides как 6. Пребиотикаin in-fant формулы: обзор [J]. Acta Paediatrica,2010,94(s449):22 ~ 26.

[17] фишбейн л, каплан м, гоф м Fr. Uctooligosaccharides :a re- вид.[J]. Ветеринарная и токсикология человека,1988,30(2):104 ~ 107.

[18] Gebbink  G  - привет, саттон. - а, ричер B, и др. эффекты добавления Fructooligosaccharide (FOS) и сахарной свеклы от целлюлозы до отнятой свиньи di- В наличии:  Представление, микрофлора  and   intestinal    В области здравоохранения   [J]. Acess, 1999,12:53 ~ 59.

[19] джи джей м - лефиглас W - привет, уортли. G W, и др С высоты над уровнем моря Плазма и плазма Энтероглюкагон, но высокая вязкость необходима также для стимулирования небольшого распространения слизистых клеток кишечника у крыс [J]. Журнал питания,1996,126(2):373.

[20] Geier С. О.S,Torok V. Категория VA,Allison G E,et al.Indigestible carbo- Гидраты изменяют микробиоту кишечника, но не влияют на per- 3. Форма - в бройлере. - цыплята.  [J]. Журнал по теме Прикладной микробиологии, 2009,106(5): 1540 ~ 1548.

[21] Gibson G R,- роберфруа.С. О.B.диетаmodulation of the human 1. Колония 1microbiota: представление концепции пребиотики. [J]. Журнал питания,1995,125(6):1401 ~ 1412.

[22] Howard С. О.D,Gordon D T,Pace 1. ОW и др with  Фруктовые туолигосахариды on  colonic  Микробиоты и распространение эпителиальных клеток у новорожденных свиней [J]. J Pe - Гастроэнтерол нутр,1995,21(3):297 ~ 303.

[23] джанардхана V  - на бродвее. M M M ,Bruce M P,et al.Prebiotics модулируют иммунную реакцию при связанном с гутом лимфоидном тисе-гусеница кур [J]. Журнал питания,2009,139(7):1404 ~ 1409.

[24] до свидания#39; киевич дж., янковский и др. Влияние диеты с различным содержанием олигофруктозы на продуктивность и желудочно-кишечную и метаболическую систему индюшек [J]. Feed Expo: техническое издание, 2007, 3: 62.

[25] Kim G B,Seo Y M,Kim C. C.H,et al.Effect of food prebiotic on  the  Производительность, кишечник Микрофлора, и Im-реакция муна бройлеров [J]. Наука о птице,2011,90(1):75.

[26] когут м - арсено, Р п. .редакция: кишки Охрана здоровья: The  Новая парадигма в пищевом животноводстве [J]. Границы в ветеринарии Sci-ence,2016,3:71.

Ли сун юн, чо чон хва, ли кён э. Последствия для окружающей среды Из фрукта-туолигосахарида и фруктоолигосахарида содержащие губку торт На липидах крови, функции кишечника и короткоцепной жирной кислоте Pro- duction у крыс [J]. Корейский журнал "Journal" Питание,2003,36(4): 344 - 351 год.

[28] Mikkelsen  1. О 1. О  Г-н якобсен M  Дженсен би би  .эффекты of  Диетические олигосахариды on  На микробной основе Разнообразие форм собственности and  Fructo -oligosaccharide унизительные бактерии в фекалиях свиней после отъеживания [J]. Наука о кормах для животных и Технологии,2003,109(1 ~ 4):133 ~ 150.

[29] Mitsuoka T,Hidaka H,Eida T.Effect offructooligosaccharides on кишечную микрофлору [J]. Питание/Nahrung,1987,31(5 ~ 6):427 ~ 436.

[30] модесто м, д "Aimmo M R,Stefanini I,et al.A novel strate — gy to Выберите штаммы бифидобактерий and  6. Пребиотика as  По окружающей среде Стимуляторы роста у свиней, недавно отнятых от груди [J]. Наука о животноводстве,2009,122(2 ~ 3):248 ~ 258.

[31] муньос  M   Москва, Москва, Россия A    - сиджей альмесига - диас, и   Al.Fruc - Метаболизм туолигосахаридов и воздействие на бактериологическое производство в штаммах лактобацилла, изолированных от сенсированной кукурузы и мелассы [J]. Анаер — обе,2012,18(3):321 ~ 330.

[32] Pluske J R,Turpin D L,Kim J C Здоровье желудочно-кишечного тракта (кишечника) у молодой свиньи [J]. Корм для животных,2018,4(2):187 ~ 196.

[33] - роберфруа. M   .пребиотика: the  Концепция организации объединенных наций К этому вопросу вернемся. [J]. Журнал Питание,2007,137(2):830.

[34] Roberfroid  - м, гибсон Джи, хойлз, пожалуйста L,et, - аль.пребиотик Воздействие: 3. Метаболизм  and   В области здравоохранения  Преимущества и выгоды   [J]. Великобритании и северной ирландии  Journal   of    Питание, 2010,104:51 ~ 63.

[35] Samal  L  . Пребиотика: ан Новые технологии и технологии Питание и питание Ii. Подход Для улучшения кишечного здоровья домашнего скота и птицы [J]. Журнал < < Азия джорнал > > Животных и ветеринарных достижений,2009,10(11):724 ~ 739.

[36] шли п По программе, поле C C J - укрепление иммунитета Последствия для окружающей среды Ди-с-с Изделия из волокон and  prebiotics   [J]. < < бритиш джорнал > > Питание,2002,87 (S2):S221 ~ S230.

[37] шанг и Г-н ким дж. H  Ким у. К. К. .Dietary  фруктуолигосахарид Добавки в качестве альтернативы антибиотикам по показателям роста, морфологии кишечника и иммунной реакции бройлера Цыплята [A].

Ежегодное совещание участников PSA 2014.

[38] М: Сим (фр.) S  B. последствия Пребиотики, пробиотики and  Синбиотика (synbiotics) in  the diet  По правам человека Пигс. докторская диссертация, животное Питание и питание Группа, вагенин-институт ген of Animal  Наука, вагенинген Университет и другие учебные заведения По-прежнему - Центр поиска, вагенинген, Нидерланды,2005 год.

[39] Вандана, бали, пармджит и др Al.fr. Ucto -oligosaccharides: Продукт-очищение and  B. потенциальные возможности Применение программного обеспечения  [J]. В важнейших проблемных областях Обзоры в Food Science & Питание,2015,55(11): 1475 ~ 1490.

[40] Xu  1. Z Ч, цзоу X  Д, у, у C  H, и др. эффекты В рационе питания Fructooligosaccharide on Digestive Enzyme Activities,Intestinal Microflo- ra и Morphology of Growing Pigs [J]. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences,2002,15(12): 1784 ~ 1789.

[41] Xu   1. Z Ч, ху  C  H,Xia M   С, и, и Al.Effects (аль.эффекты) of  Питание с пищей фруктуолигосахарид on  3. Пищеварение 1. Фермент Деятельность, кишечник 1. Микрофлора И морфология самец 1. Бройлеры   [J]. Мясо птицы и птицы Наука,2003,82(6): 1030 ~ 1036.

[42] янь с ,Chen J Y,Shang H F,et al.Effect of synbiotics На кишечной микрофлоре и деятельности пищеварительного фермента у крыс [J]. 2005,11(47):7413 ~ 7417.