Является ли порошковое преимущество изомалтуолигосахарида для кормления животных?

Антибиотики как кормовые добавки внесли неизгладимый вклад в развитие кормовой промышленности и животноводства. Однако с углублением научного понимания было установлено, что применение антибиотиков может вызывать эндогенную инфекцию или сверхинфекцию у животных, производство штаммов, устойчивых к лекарственным препаратам, снижение клеточных и гумовых иммунных функций скота и птицы, а также остатков в животноводстве и птицеводстве. Хотя живые бактериальные препараты могут преодолеть вышеупомянутые недостатки антибиотиков, после фактического применения, установлено, что они также имеют много чрезвычайно сложных недостатков, чтобы преодолеть, такие как тот факт, что большинство живых бактериальных препаратов анаэробные бактерии, ферментация производства очень трудно, стандарты качества продукции трудно объединить, а отраслевое управление качеством продукции почти невозможно; Кислород, высокие температуры и другие условия хранения, транспортировки и переработки-все это отключает его в больших количествах; Существуют несовместимости с антибиотиками при формулировании; Желудочная кислота не активирует его и не колонизирует животный кишечник хорошо.

С другой стороны, изомальто-олигосахариды могут преодолеть недостатки обоих. Он может не только заменить антибиотики и производить функциональные продукты животного происхождения без остатков лекарственных средств, но и снизить затраты на корм. При формулировании не допускается никаких несоответствий; Он может выдерживать все экстремальные условия обработки кормов, такие как кислород и высокие температуры обработки, и может использоваться не только для производства порошка, но и для производства окатышей и экструдированных кормов. Он может противостоять воздействию желудочной кислоты и преодолеть дефект экзогенных живых бактериальных препаратов с низкой способностью кишечника к кишечной колонизации путем содействия росту и воспроизводству полезных кишечных бактерий. Таким образом,Изомальто-олигосахариды — это новый вид зеленой функциональной кормовой добавкиЭто, как ожидается, заменит антибиотики и живые бактериальные препараты.

1. Физические и химические характеристики изомальто-олигосахаридов

1.1 химическая структура

Изомальто-олигосахариды (IMO) также известны как изомальту-олигосахариды, олигосахариды и разветвленные олигосахариды. Они образуются сочетанием двух или более молекул глюкозы через гравитационную -1,6 глюкосидическую связь. Активными ингредиентами являются изомальтоза, паноса, изомальтотриоза и т.д. Структура показана на рис. 1.

1.2 физические и химические свойства

1.2.1 сладость продукта

Сладость IMO-500 (содержит 50% изоомалозы) составляет 52, а сладость IMO-900 (содержит 89% - 90% изоомалозы) - 42. Изомальтулозы олигосахариды с низкой сладостью могут заменить часть сахарозы, чтобы уменьшить сладость продуктов питания и улучшить вкус.

1.2.2 вязкость

Вязкость изомального сиропа аналогична вязкости сукроза-раствора той же концентрации. Она не оказывает негативного воздействия на структуру и физические свойства продуктов питания и кормов.

1.2.3 теплостойкость и кислотность

Изомальт обладает отличной теплостойкостью и кислотной устойчивостью. 50% изомальный сироп не разлагается при нагреве при pH 3 и 120 °C в течение длительного времени.

1.2.4 удержание влаги и предотвращение старения крахмала

Изомальто-олигосахариды эффективны в сохранении влаги и поддержании качества различных пищевых продуктов. Они могут препятствовать образованию сукроза и глюкозы. Добавление сиропа изомальто-олигосахарида может также предотвратить крахмальное старение и продлить срок годности продуктов питания.

1.2.5 окраска

Молекулы сахара в изомальтулозах имеют уменьшающие группы в конце, а при нагревании белками или аминокислотами происходит реакция майяра и вырабатывается браунг. Степень окраски зависит от концентрации сахара, а также от типа совместно нагреваемого белка или аминокислоты, значения pH, температуры нагрева и продолжительности времени.

1.2.6 активность по воде

Когда концентрация 75%, а температура 25 градусов, водная активность изомальтулозы составляет 0,75, что очень похоже на сукроуз.

1.2.7 ферментируемость

Изомальто-олигосахариды не используются дрожжами и молочными кислотными бактериями. Они остаются в продуктах питания после ферментации дрожжей и молочных кислотных бактерий в хлебе и ферментированном молоке, где они выполняют различные физиологические функции и характеристики, а также способствуют развитию бифидобактерий в ферментированном молоке.

1.2.8 антикариес

Изомалтуолигосахариды не легко ферментируются мутанцами стрептококчи, что является причиной кариевого распада, поэтому они производят меньше кислоты и не легко разъедают зубы. При использовании вместе с сукроуз, они также могут предотвратить сукроуз от воздействия мутанов стрептокочи для производства воды нерастворимый глюкан с высоким молекулярным весом, препятствуя кариогенности сукроуз.

1.2.9 безопасность

Максимальное безопасное количество изомальтуолигосахаридов составляет 2 г на кг массы тела. Острая токсичность изомальтуолигосахаридов, перорально вводимых крысам, составляет лд50 более 44 г на кг массы тела, что является более безопасным, чем сукроза (29,8 г на кг массы тела) и солода (26,7 г на кг массы тела). Когда этот порошковый сахар добавлялся в питьевую воду и свободно потреблялся крысами (ежедневное потребление 2,7-5,0 г на кг массы тела) в течение одного года, никаких аномалий в результатах вскрытия или анализа крови обнаружено не было. Бактериальные тесты обратной мутации и тесты на хромосомные аномалии в клетках культуры не показали никакой мутагенности.

1.3 механизм действия изомалто-олигосахаридов

1.3.1 содействует синтезу и абсорбции питательных веществ

Изомальто-олигосахариды могут способствовать синтезу и усвоению питательных веществ, и эта функция достигается главным образом путем распространения бифидобактерий. Многочисленные эксперименты показали, что бифидобактерии могут способствовать синтезу аминокислот, VB1, VB2, VB6, VK, ниацина, фолиевой кислоты и т.д., а также могут способствовать абсорбции аминокислот, Ca2+, Mg2+, Fe2+ и других питательных веществ. Таким образом, животные также имеют этот эффект после поедания изомальто-олигосахаридов.

1.3.2 регулировка кузова и#39. Иммунная система

Изомалто-олигосахариды регулируют анимацию#39. Иммунная система в основном тремя путями.

(1) я Повышение кузова и#39;s иммунная функция путем содействия распространению бифидобактерий. Изомальто-олигосахариды могут способствовать распространению бифидобактерий, которые могут способствовать митозному росту лимфоцитов б и производству антител, стимулировать выражение mRNA для различных иммуноактивных веществ, таких как интерлейкин и интерферон, и повысить фагоцитную активность макрофагов.

(2) как иммунный адъювант и антиген, это укрепляет тело и#39;s иммунная функция. Изомальто-олигосахариды могут связывать с определенными токсинами и вирусами, а после связывания выступать в качестве адрегувантов для этих антигенов, которые могут замедлить поглощение антигена и повысить его эффективность. Кроме того, изомальто-олигосахариды также оказывают антигенное действие и могут вызывать прямую антител-реакцию.

③ активирует тело и#39; с гумральной и клеточной иммунной системы и укрепляет тело и#39;s иммунная функция. Весна (1998) сообщила, что изомальто-олигосахариды могут увеличивать концентрацию иммуноглобулинов в кишечнике и сыворотке животных, количество лимфоцитов B, высвобождение цитокинов, концентрацию интерлейкинов и активность интерферонов, тем самым повышая эффективность организма и организма#39. Юморальные и клеточные иммунные функции.

1.3.3 регулирует микрофлору пищеварительного тракта и способствует формированию здоровых бактерий

С тех порМолекулы изомалто-олигосахаридов моносакшаридовСвязаны грау -1,6 гликозидных связей, а гликозидная гидролаза, секретная животным пищеварительным трактом, может только гидролизировать грау -1,4 гликозидных связей, изомальто-олигосахариды входят в индукгут в недеградированной форме и используются микроорганизмами в нем. Однако различные виды бактерий используют изомальто-олигосахариды по-разному. Полезные бактерии, особенно бифидобактерии, могут распространяться с использованием изомальто-олигосахаридов в качестве питательного субстрата, в то время как вредные бактерии, такие как Escherichia coli и Salmonella, не могут использовать его; Кроме того, используя изомальто-олигосахариды, бифидобактерии и другие бактерии производят кислотные вещества, такие как молочная кислота, что снижает рн кишечника. Таким образом, рост и размножение вредных бактерий, таких как кишечная палочки, сдерживается, что позволяет здоровой флоре формироваться в animal' с кишечником.

1.3.4 связывание и адсорбция кишечных патогенов

Исследования последних десятилетий показали, что связывание белков на поверхности стенок бактериальных клеток с сахарными остатками гликолипидов или гликобелков на поверхности эпителиальных клеток кишечника способствует колонизации и распространению бактерий на стенках кишечника, что приводит к возникновению заболеваний. Когда определенное количество изомальто-олигосахаридов присутствует в кишечнике, он связывается с бактериями, тем самым уменьшая вероятность того, что бактерии связываются с мышечными эпителиальными клетками кишечника и препятствуя росту и размножению бактерий в стенке кишечника. Иногда изомальто-олигосахариды могут даже заменить гликозиловую группу кишечных мукозальных эпителиальных клеток, которые связаны с бактериями, тем самым заменяя кишечные патогенные бактерии.

2 производство изомальто-олигосахаридов

2.1 использование обратного действия глюкоамилазы

До обнаружения функциональных свойств изомальто-олигосахаридов эти сахары рассматривались в качестве нежелательных веществ при производстве глюкозы, поскольку их присутствие мешало кристаллизации глюкозы, тем самым влияя на скорость восстановления глюкозы и снижая ее ферментоспособность. Установлено, что инвертаза подвержена инвертазу в высоких концентрациях глюкозы, синтезируя олигосахариды, такие как изоомалоза и солода из глюкозы. Ясуда и др. сообщили в своем патенте, что 65% глюкозы раствор при 60 °C и pH 4.5 с добавлением 0,5% глюкоамилазы. После 72 часов реакции может быть получен сахарный раствор с содержанием изоомалозы олигосахарида около 34,2%. Некоторые люди также пытались производить изомальтозу путем иммобилизации глюкоамилазы. Существует много патентов на использование обратного действия глюкоамилазы для производства изомальтозы, но с учетом недостатков этого метода, таких как низкая урожайность изомальтозы, сложный продукт и длительный производственный цикл, его трудно продвигать в промышленном масштабе.

2.2 трансгликсидация гранат-д-глюкозидазы

Солода гидролизируется гравитационной глюкозидазой для получения глюкозы с содержанием 2- мономера; Свободный остаток глюкозы затем переносится ферментом в другую молекулу глюкозы для формирования изоомалозы через гравационную -1,6 глюкозидную связь (как показано на рис. 2). В настоящее время несколько крупных производителей изоомалозы в японии используют технологический маршрут, показанный на рис. 3.

3. Обнаружение изомальтулозы олигосахаридов

Широко используются такие методы, как бумажная хроматография, тонкослойная хроматография, капиллярный электрофорез и высокопроизводительная жидкостная хроматография.

3.1. Тонкослойная хроматография

Используя этилацетат: метанол: уксусная кислота: вода = 12,3:2,2:2 в качестве развивающегося агента, смешанная стандартная проба подвергается двум разработкам, а цвет развивается путем распыления лакета разработчиком. После окраски образец сканируется и оценивается с помощью тонкослойного хроматографического сканера.

3.2 капиллярный электрофорез

Для определения функциональных олигосахаридов (олигосахаридов и мальтотриозы) в продуктах питания использовались высокопроизводительный электрофорез капиллярной зоны и метод предварительной дериватизации. Проба была разбавлена, белок удален и производная этила p- аминобензоата (ABEE) в метаноле. Разделение производилось в расплавленном силикатном капилляре с боратным буфером 80 ммоль/л (pH 8,0) в качестве рабочего буфера при постоянной температуре колонны 25 ° и напряжении 30 кв в течение 30 мин. компоненты были обнаружены при температуре 300 нм с использованием внешней стандартной количественной оценки. Линейные коэффициенты корреляции каждого компонента в диапазоне концентрации 31,25-1000 градиентов/мл все выше 0,998, пределы обнаружения могут достигать 0,027-0,059 нг, относительные стандартные отклонения составляют 2,9% - 5,0%, а восстановления - 100,4-101,2%.

3.3 высокопроизводительная жидкостная хроматография

Zorbax C18 использовался в качестве стационарной фазы, воды в качестве подвижной фазы и внешнего стандартного метода количественного анализа. Этот метод прост, имеет хорошее разделение и подходит для тестирования продукта в процессе производства.

4 применение изомальто-олигосахаридов

Изомалтуолигосахариды были впервые обнаружены томитару мицуока (Япония). В 1982 году научно-исследовательский институт биохимии имени хаяшибара успешно разработал их, а в 1985 году компания Showa Sangyo Co. стала первой компанией, которая вывела их на рынок. В настоящее время некоторые европейские страны и регионы активно исследуют и развивают применение изомальтуолигосахаридов. Изомальтуолигосахариды также производятся внутри страны, однако их применение в кормовой промышленности все еще находится на стадии исследований. Изомалтуолигосахариды впервые широко использовались в пищевой промышленности в качестве здорового заменителя сахара и пищевой добавки. В середине-конце 80 - х годов Япония первой разработала их в качестве кормовой добавки для использования в кормовой промышленности. В середине 1990 - х годов одна треть японских и#39; производство s использовалось в качестве кормовой добавки, и 40% свиного корма было добавлено с этим веществом. В настоящее время изомальто-олигосахариды широко распространены в некоторых европейских странах и регионах, однако применение этого продукта в китае началось относительно поздно и в настоящее время ограничивается пищевой промышленностью. Его применение в кормовой промышленности все еще находится на стадии изучения и исследования.

Тесты показали, что кормление животных обогащенным изомально-олигосахаридом кормом может повысить темпы их роста, снизить соотношение корма к мясу, предотвратить диарею, снизить смертность, сократить цикл теструса женского скота и повысить выживаемость плода. Это также может улучшить качество продукции животноводства и птицеводства и повысить продовольственную безопасность. Увеличение содержания от 0,1% до 0,2% соломовых олигосахаридов в рационе 35- дневных свиней привело к увеличению суточного прироста веса на 3% до 4% и снижению соотношения корма к мясу на 3% до 4% (Bolden, 1 993). В работе Tomeokamo (1990) использовался корм с 0,25% изомальтуолигосахаридов для тестирования 21- дневных свиней, ежедневный прирост веса увеличился на 7%, а содержание аммиака в фекалиях снизилось. Японские ученые, такие как Takato Muniyuki (1991) провели суд над 90 000 бройлеров, добавив 0,2% изомальто-олигосахаридов к бройлеру питания. Результаты показали, что темпы роста, средний вес и эффективность кормов Улучшены, и средняя длина ноги, груди, мясистой части груди и съедобных частей после разрезания тушки увеличилась. Улучшена кишечная бактериальная флора, повышена безопасность куриного мяса, что может увеличить доходы и сократить расходы. Согласно отчету I.N.R.A (1992), добавление 0,15% изомальто-олигосахаридов к корму телят может увеличить ежедневный прирост веса на 20 г и сократить потребление корма на 2%.