Glucidele. Lignina * Celuloza Hemiceluloză Pectină Oligozaharide

Scurta descriere

1 2 Revizuirea literaturii 2.1 Polizaharide non-amidon (NSP) Organismul mamifer este capabil.

Descriere

Revizuirea literaturii a polizaharidelor fără amidon (NSP)

Organismul mamifer este capabil să descompună amidonul până la glucoză, dar nu are enzime endogene care să descompună așa-numitele polizaharide care nu sunt amidon. Din motive de simplitate, acele polizaharide care apar în pereții celulelor vegetale și care nu pot fi defalcate de organismul animal sau uman sunt rezumate ca polizaharide care nu sunt amidon (Jeroch și colab. 1999). Figura 1 de mai jos oferă o prezentare generală a grupului de polizaharide care nu sunt amidon.

Polizaharide non-amidon

Figura 1: Clasificarea carbohidraților modificați conform G.C.M. Bakker și colab. (1998) (* Notă: Lignina nu este un carbohidrat. A se vedea și p. 5 de mai jos)

Definiția exactă a polizaharidelor non-amidon prezintă unele dificultăți deoarece aceste polizaharide care apar în substanțele structurale ale plantelor reprezintă un grup foarte eterogen din punct de vedere structural. Acestea sunt i.a. la celuloză, (1-3, 1-4) ß-glucani, arabinoxilani (pentozani), manani, galactani, xiloglucani și pectine (lanțuri de acid poligalacturonic) (Jeroch și colab. 1999). O clasificare uniformă, în general valabilă, a polizaharidelor sau a fibrelor dietetice non-amidon nu există încă (Choct 1997; DeVries și colab. 1999; Pluske și colab. 1999; Wenk 2001; Wenk și Zurcher 1990). În legătură cu polizaharidele fără amidon, în special în literatura de limbă engleză, se folosește termenul de fibre dietetice (DF), deși foarte imprecis. Și aici

Revizuirea literaturii, există puncte de vedere diferite asupra substanțelor care aparțin fibrei dietetice (Noblet și Le Goff 2001). În funcție de dacă definiți acest lucru din punct de vedere fiziologic sau dacă vă concentrați

compoziția chimică direcționează, se ajunge la

Revizuirea literaturii Cert este că toate definițiile pot reprezenta vreodată un compromis pentru a descrie grupul complex de polizaharide non-amidon.

Structura chimică și apariția NSP

Revizuirea literaturii Tabelul 1 oferă o privire de ansamblu aproximativă asupra apariției și distribuției polizaharidelor non-amidon

cele mai comune tipuri de cereale folosind exemplul

de ß-glucani și arabinoxilani

(Pentosani). Polizaharidele fără amidon alcătuiesc 700-900 g kg-1 din peretele celular al plantei (Bach Knudsen 2001b). În acest context, trebuie menționat că informațiile despre acest lucru în literatură variază adesea foarte mult, ceea ce se datorează probabil diferiților factori care influențează, cum ar fi varietatea, originea regională, climatul și stadiul de maturitate a cerealelor la momentul recoltării (Bach Knudsen 1997; Dusel et al. 1997; Steenfeldt 2003). La grâu, de exemplu, conform unui studiu realizat de Dusel și colab. (1997) conținutul de NSP de la 7.45 la 11.45 ca procent de substanță uscată.

Tabelul 1: Conținutul de ß-glucani și arabinoxilani (pentozani) în unele tipuri de boabe (boabe) în g/kg substanță uscată, modificat din Jeroch și colab. (1999) NSP ß-glucani arabinoxilani (pentozani)

Grâul, porumbul, secara și triticale (hibrid din genurile de grâu și secară) au un conținut relativ ridicat de arabinoxilani, care sunt în cea mai mare parte sub formă insolubilă (a se vedea tabelul 2), în timp ce orzul, pe lângă un conținut foarte mare de pentosan, are o proporție mare are ß-glucan cu greutate moleculară mare.

Revizuirea literaturii Figura 2 prezintă compoziția tipică a unui perete celular în cereale în ceea ce privește NSP, folosind exemplul ovăzului.

Polizaharide fără amidon din peretele celular: ramoză arabinoză xiloză manoză galactoză glucoză acizi uronici lignină

Matricea proteinei amidonului endospermic

Figura 2: Exemplu de structură a peretelui celular al ovăzului modificat în conformitate cu Bach Knudsen (2001b)

Boabele sunt un fruct care se închide și constă în esență din trei părți: -cochilie (coajă de fructe și coajă de semințe), -frunze (endosperm) -răsad (embrion) Endospermul reprezintă 75-90% din boabe, straturile de coajă 7-20% și răsad Reducere de 3-15%. Endospermul conține în esență amidon, care este încorporat într-o matrice proteică. Coaja include coaja de fructe și semințe și, din punct de vedere al măcinării, stratul celular aleuron, care conține proteine, lipide și minerale. Polizaharidele fără amidon sunt componente ale tuturor straturilor peretelui celular al plantei (Klingler 1995). Cojile nu aparțin bobului propriu-zis, dar sunt, de asemenea, foarte bogate în NSP și lignină. Din motive nutriționale și economice, orzul, porumbul și grâul sunt utilizate în principal în hrănirea porcilor, dar și a unora dintre ele. Se folosesc secară, triticale, ovăz și subproduse din cereale. Grâul este mai probabil să fie utilizat la creșterea porcilor, iar orzul este mai probabil să fie utilizat la îngrășare (Böhme 1996). Al 7-lea

Revizuirea literaturii Un furaj complet pentru porci, de exemplu, conține în total aproximativ 550 până la 700g de carbohidrați pe kilogram de substanță uscată, dintre care 40-70g este zahăr cu molecule reduse, aproximativ 250-400g este amidon și 150-250g este reprezentat de așa-numitele polizaharide fără amidon (Bach Knudsen și Johansen 1995; Bakker și colab. 1998).

Proprietăți și degradarea microbiană a NSP

Prezentare generală a literaturii bacterii pe gram Digesta Bacterii anaerobe

109 108 107 Bacterii coliforme 106 Stomac

Figura 3: Tipuri și densitatea microorganismelor din tractul digestiv al porcului în conformitate cu Jörgensen și Just (1988)

Metabolismul general al literaturii organismului gazdă este astfel disponibil (Bakker și colab. 1998; Bergman 1990; Wenk 2001). După cum se știe, fermentarea fibrelor alimentare produce nu numai acizi grași cu lanț scurt, ci și gaze precum dioxidul de carbon, hidrogen și metan, dar și uree și căldură (Bergman 1990; Noblet și Le Goff 2001). Contribuția energetică a acizilor grași volatili la necesarul de energie al animalului gazdă diferă între specii. La rumegătoare este în jur de 70%, la om în jur de 10% și la omnivori precum estimat la aproximativ 20-30% pentru porci și alte erbivore (Bergman 1990). 2.4

Efectele NSP sunt puternic dependente de comportamentul lor de solubilitate. De exemplu, părțile solubile cu proprietățile lor de formare a gelului sunt mai susceptibile de a avea o componentă activă în reglarea digestiei în sensul unei prelungiri a timpului de trecere și a absorbției în tractul digestiv anterior, în timp ce fibrele alimentare insolubile sunt mai susceptibile de a avea efecte în intestinul gros, cum ar fi creșterea cantității de fecale Subțierea conținutului de colon și un timp de trecere redus al tractului digestiv prin tractul gastro-intestinal (Bach Knudsen 2001b). Tabelul 2 arată conținutul de NSP selectat (arabinoxilani și ß-glucani) în unele boabe de cereale, precum și porțiunea solubilă respectivă.

Tabelul 2: Valorile medii ale conținutului total de NSP și ale conținutului de arabinoxilan și ß-glucan al diferitelor cereale (în g/kg DM) și a porțiunii solubile respective, preluate (în extracte) din anuarul păsărilor de curte (2005) conform lui Jeroch și colab. (1999) Cereale tip Grâu1)

solubil 40 8 1) = soiul respectiv de iarnă; 2) = nu este analizat; * Informații preluate de la Ieroh și colab. (1999)

Au fost publicate publicații (Choct și Annison 1990, 1992a; Dierick 1989; Haberer și Schulz 1998). Accentul se pune aici pe efectul de creștere a vâscozității NSP asupra chimului intestinal. Consecința acestui fapt este că enzimele digestive și acizii biliari proprii ai organismului nu numai că au o rată de difuzie redusă, ci și că este redus contactul pulpei alimentare cu suprafața resorptivă din tractul gastro-intestinal (Förster 2003; Ikegami și colab. 1990). Vâscozitatea chimului intestinului subțire la porci, totuși, nu va atinge niciodată valori la fel de mari pe cât este la păsări din cauza intestinului subțire mai lung combinat cu timpi de trecere mai lungi și niveluri mai ridicate de microbi (Dierick 1989). Prin urmare, una dintre întrebările centrale este dacă s-ar putea să nu existe un efect suplimentar sau diferit decât reducerea vâscozității pure la porci, ceea ce duce la o creștere a performanței prin utilizarea enzimelor care împart NSP. Bartelt și colab. (2002) au constatat că, evident, la porci vâscozitatea în sine nu influențează absorbția nutrienților din intestinul subțire.

În studiul lor, aceștia nu au observat modificări ale digestibilității precececale pentru substanța uscată, proteine brute și aminoacizi în comparație cu grupul martor fără supliment CMC. Mai mult, NSP pare să blocheze substanțele nutritive direct și astfel să reducă sau chiar să prevină absorbția substanțelor nutritive brute. În acest model, se presupune că NSP-ul pereților celulari cuprinde substanțele nutritive din interiorul celulei ca o cușcă și astfel îl îngreunează sau chiar împiedică atacul enzimelor digestive. Acest lucru este cunoscut sub numele de „efect cușcă” (Theander și colab. 1989). Aceste mecanisme au drept consecință faptul că digestibilitatea reală a substanțelor nutritive brute și convertibilitatea energiei pot scădea odată cu creșterea conținutului de NSP. Influența conținutului de polizaharide non-amidon ale diferitelor tipuri de cereale asupra digestibilității energiei este prezentată în Figura 4.

Revizuirea literaturii Pe de altă parte, stratul mucos de pe peretele intestinal luminal oferă protecție împotriva infecțiilor, precum și împotriva deteriorării fizice, chimice și enzimatice. Pentru aceasta, stratul de mucus trebuie să fie intact atât cantitativ (grosime), cât și calitativ (capacitatea de a lega bacteriile). Se știe, în principal din studii efectuate pe șobolani, că dietele bogate în fibre au o influență multifacetică asupra stratului de mucină. Nu numai că este influențată compoziția mucinei în sine, dar poate fi observată și o uzură crescută a stratului de mucină cu alimentarea bogată în fibre. Dar asta se va întâmpla în același timp

Stimulați monofosfații adenozinici (AMPc). AMPc crescut rezultat mediază transferul de apă și electroliți în lumenul intestinal și duce astfel la ceea ce este cunoscut sub numele de diaree secretorie. Reis este cunoscut pentru a bloca acest „răspuns secretor” al enterocitelor la AMPc; În plus, orezul este sărac în fibre. Prin urmare, în studiile lui Hopwood și colab (2002; 2004) orezul este selectat ca bază a rației. În timp ce hrănirea fibrelor solubile poate fi văzută ca un factor predispozant pentru apariția PWC, fibrelor insolubile, pe de altă parte, li se atribuie chiar o proprietate care atenuează evoluția bolii (Bertschinger și Eggenberger 1978). Dar acum hrănirea dietelor cu o proporție mare de 15

Revizuirea literaturii NSP insolubile la purceii înțărcați nu este nicidecum recomandată, deoarece celelalte efecte anti-nutriționale

Creșteri în greutate.

În cele din urmă, ar trebui menționate câteva efecte generale - pozitive și negative - ale dietelor bogate în fibre:

Componentele de alimentare bogate în fibre sunt relativ ieftine (Bakker și colab. 1998).

Un aport crescut de hrană cu o dietă bogată în fibre datorită conținutului relativ scăzut de energie reduce comportamentul stereotip sau tulburările de comportament, cum ar fi Canibalism sau mușcături de băț la animale, deoarece acestea sunt ocupate să mănânce mai mult (Schnippe 2003).

În plus, mai puține boli legate de stres, cum ar fi Ulcere de stomac (Prietenie 2003).

Se poate observa o reducere a excreției de azot cu urina, precum și potențialul obstacol în calea colonizării bacteriilor patogene prin scăderea valorii pH-ului în intestin (Prohaszka 1986)

Acumularea crescută de gunoi de grajd și subproduse în timpul sacrificării este totuși un efect dezavantajos al hrănirii bogate în NSP. (Ca rezultat al hrănirii pe termen lung, dietele bogate în NSP prezintă stomac, creștere în greutate.)

Utilizarea enzimelor de scindare a NSP ca aditivi furajeri

Explicați populațiile bacteriene. Doar acele bacterii pot fi detectate pe care este capabilă să le cultive sau pe care le puteți detecta cu ajutorul metodelor biologice moleculare. Diferența dintre aceste metode de examinare și detectare înseamnă că rezultatele nu pot fi comparate direct între ele.

1. Trecere digestivă accelerată: Dezavantajul microorganismelor cu perioade lungi de generație, ca urmare a scurtării fazei de creștere a germenilor luminali 2. Absorbție îmbunătățită a nutrienților prececali sau deplasarea absorbției nutrienților cranian spre matriță

Furnizori de energie) pentru microorganisme spre sfârșitul intestinului subțire. 3. Lungime intestinală redusă Numărul total mai mic de germeni din tractul digestiv, deoarece spațiul de colonizare luminal și asociat peretelui pentru microorganisme devine mai mic. 4. Vâscozitatea redusă în sine și formarea mucinei Ca urmare a modificării condițiilor de atașament și asociere, s-ar putea concepe o modificare a spectrului de specii.

Revizuirea literaturii Microbiota intestinală poate fi influențată de enzimele care împart NSP, indiferent de vâscozitatea predominantă în lumenul intestinal (Simon 1998). Solubilizând NSP insolubil și descompunând NSP solubil în molecule mai mici, substraturile mai ușor degradabile pot fi puse la dispoziția „specialiștilor NSP” spre sfârșitul intestinului subțire. În plus, ar putea apărea și produse finale de descompunere a NSP (monomeri), care ar putea fi apoi utilizate și ca sursă de energie de către microorganisme care nu sunt specializate în descompunerea NSP. Independent

Hidrolazele cu acid biliar determină deconjugarea sărurilor biliare și astfel afectează negativ absorbția grăsimilor din intestinul subțire.

Enzime hidrolizante NSP, digestie a grăsimilor și hidrolaze ale acidului biliar bacterian

Tractul digestiv duce la o reducere semnificativă a enterobacteriilor sau a numărului total de anaerobi și la o reducere a cocilor și enterococilor gram-pozitivi. Cu toate acestea, la animalele cu „dieta cu sebum”, numărul de coci și enterococi gram-pozitivi a crescut semnificativ. Acest lucru arată că atât xilanaza, cât și „grăsimile furajere” interacționează cu microbiota intestinului. Influența asupra duratei de timp în care sistemul digestiv rămâne în tractul digestiv joacă un rol, la fel ca și compoziția grăsimilor în ceea ce privește tiparul de acizi grași și efectele asociate, de exemplu asupra valorii pH-ului din intestin.

Colonizarea microbiană a tractului digestiv la porci

Tractul digestiv anterior (stomacul și intestinul subțire) al porcului monogastric este populat de o microbiotă care este dominată de lactobacili, în principal lactobacili și streptococi. Ambele genuri pot fi detectate atât în Digesta, cât și în asociere cu peretele intestinal. Esofagul pars fără glandă din stomacul porcului este dens populat cu lactobacili (Fuller și colab. 1977). Duodenul și jejunul proximal sunt relativ scăzute în germeni în comparație cu tractul intestinal distal. Numărul de germeni crește treptat spre ileon pentru a crește în cec și 20

Prezentare generală a literaturii Colonul poate obține valori relativ ridicate cu până la 1011 germeni pe gram de conținut intestinal. Anaerobe stricte domină aici, cum ar fi membrii genului Bacteroides (Amtsberg 1984). Microbiota intestinală este o comunitate de microorganisme care, în mod ideal, se află într-un echilibru echilibrat între ele (eubioză). Acest echilibru este supus unor procese complexe de reglare, care pe de o parte emană chiar de la organismul gazdă (factori alogenici), dar pe de altă parte sunt influențați și de interacțiunile dintre bacteriile care apar în intestin (factori autogeni). Tabelul 3 oferă o prezentare generală a acestor factori: Tabelul 3: Factori care, conform lui Fuller (1980) și Savage (1980), au un efect de reglare asupra compoziției organismului gazdă microbiotă (alogenă)