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,isomalto-oligosaccharides can overcome the shortcomings of both. It can not only replace antibiotics and produce functional animal products without drug residues, but also reduce feed costs. В настоящее времяre are no incompatibilities when formulating; it can withstand all extreme feed processing conditions such as oxygen and high temperatures processing conditions, and can be used not only for powder production but also for the production of pellets and extruded feed. It can withstand the effects of gastric acid and overcome the defect of exogenous live bacterial preparations with poor intestinal colonization ability by promoting the growth and reproduction of beneficial intestinal bacteria. Therefore, isomalto-oligosaccharides are a new type of green functional feed additive that is expected to replace antibiotics and live bacterial preparations.

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

The sweetness of IMO-500 (containing 50% isomaltose) is 52, and the sweetness of IMO-900 (containing 89% to 90% isomaltose) is 42. Isomaltulose oligosaccharides with low sweetness can replace part of the sucrose to reduce the sweetness of foods and improve the taste.

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% и температура 25 градусов, тоwater activity of isomaltulose is 0.75, which is very similar to sucrose.

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 immune function. Spring (1998) reported that isomalto-oligosaccharides can increase the concentration of immunoglobulins in the intestines and serum of animals, the number of B lymphocytes, the release of cytokines, the concentration of interleukins, and the activity of interferons, thereby enhancing the body'. Юморальные и клеточные иммунные функции.

1.3.3 регулирует микрофлору пищеварительного тракта и способствует формированию здоровых бактерий

Так как молекулы изомалто-олигосахарида моносакшариды связаны грау -1,6 гликозидных связей, а гликозидная гидролаза, выделяемая животным пищеварительным трактом, может только гидролизировать грау -1,4 гликозидных связей, изомалто-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

Before the Функциональные свойства изомальто-олигосахаридов were discovered, these sugars were regarded as undesirable substances in glucose production, because their presence interfered with glucose crystallization, thereby affecting the recovery rate of glucose and reducing its fermentability. It has been found that invertase is prone to inverting in high glucose concentrations, synthesizing oligosaccharides such as isomaltose and maltose from glucose. Yasuda et al. reported in their patent that 65% glucose solution at 60 °C and pH 4.5 with the addition of 0.5% glucoamylase. After 72 h of reaction, a sugar solution with an isomaltose oligosaccharide content of about 34.2% can be obtained. Some people have also tried to produce isomaltose by immobilizing glucoamylase. There have been many patents on the use of the inverting action of glucoamylase to produce isomaltose, but given the disadvantages of this method, such as low yield of isomaltose, complex product, and long production cycle, it is difficult to promote it on an industrial scale.

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

A high-performance capillary zone electrophoresis column and pre-derivatization method were used to determine Функциональные олигосахариды (oligosaccharides and maltotriose) in foods. The sample was diluted, protein removed, and derivatized with ethyl p-aminobenzoate (ABEE) in methanol. The separation was carried out in a fused silica capillary with a 80 mmol/l borate buffer (pH 8.0) as the running buffer at a constant column temperature of 25 °C and a voltage of 30 kV for 30 min. The components were detected at 300 nm using external standard quantification. The linear correlation coefficients of each component in the concentration range of 31.25-1,000 μg/ml are all above 0.998, the detection limits can reach 0.027-0.059 ng, the relative standard deviations are 2.9%-5.0%, and the recoveries are 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.

Испытания показали, чтоfeeding animals with isomalto-oligosaccharide-enriched feed can increase their growth rate, reduce the feed-to-meat ratio, prevent diarrhea, reduce mortality, shorten the estrus cycle of female livestock, and increase the survival rate of fetuses. It can also improve the quality of livestock and poultry products and increase food safety. Adding 0.1% to 0.2% isomalto-oligosaccharides to the feed of 35-day-old piglets resulted in a 3% to 4% increase in daily weight gain and a 3% to 4% decrease in the feed-to-meat ratio (Bolden, 1 993). Tomeokamo (1990) used a feed with 0.25% isomaltooligosaccharides to test 21-day-old piglets, and the daily weight gain increased by 7%, and the ammonia content in the feces decreased. Japanese scholars such as Takato Muniyuki (1991) conducted a trial on 90,000 broilers by adding 0.2% isomalto-oligosaccharides to the broiler feed. The results showed that the growth rate, average weight and feed efficiency  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%.