Es el polvo isomaltooligosacárido beneficio para la alimentación Animal?

Los antibióticos como aditivos alimentarios han contribuido indeleblemente al desarrollo de la industria de piensos y de la ganadería. Sin embargo, con la profundización de la comprensión científica, se ha encontrado que el uso de antibióticos puede causar infección endógena o superinfección en animales, la producción de cepas resistentes a los medicamentos, una disminución en las funciones inmuncelulares y humorales del ganado y las aves de corral, y residuos en el ganado y los productos avícolas. Aunque los preparados bacterianos vivos pueden superar las deficiencias mencionadas de los antibióticos, después de la aplicación real, se ha encontrado que también tienen muchas deficiencias extremadamente difíciles de superar, como el hecho de que la mayoría de los preparados bacterianos vivos son bacterias anaerobias, la producción de fermentación es muy difícil, las normas de calidad del producto son difíciles de unificar y la gestión de la calidad del producto por parte de la industria es casi imposible; El oxígeno, las altas temperaturas y otras condiciones durante el almacenamiento, transporte y procesamiento lo inactivan en grandes cantidades; Hay incompatibilidades con los antibióticos en la formulación; El ácido estomacal lo inactiva y no coloniza bien el intestino animal.

Por otro lado, isomalto-oligosacáridos pueden superar las deficiencias de ambos. No sólo puede reemplazar a los antibióticos y producir productos animales funcionales sin residuos de drogas, sino también reducir los costos de alimentación. No hay incompatibilidades al formular; Puede soportar todas las condiciones extremas de procesamiento de alimento, tales como oxígeno y condiciones de procesamiento de altas temperaturas, y se puede utilizar no sólo para la producción de polvo, sino también para la producción de pellets y alimento extru. Puede soportar los efectos del ácido gástrico y superar el defecto de las preparaciones bacterianas vivas exógenas con la capacidad de colonización intestinal pobre mediante la promoción del crecimiento y la reproducción de bacterias intestinales beneficiosas. Por consiguiente,Los isomaltooligosacáridos son un nuevo tipo de aditivo green functional feedQue se espera que sustitua a los antibióticos y las preparaciones bacterianas vivas.

1. Características físicas y químicas de los isomalto-oligosacáridos

1.1 estructura química

Isomaltooligosacáridos (IMO) son también conocidos como isomaltooligosacáridos, oligoisomaltosa, y oligosacáridos rami. Se forman por la combinación de dos o más moléculas de glucosa a través de un enlace glicosídico − 1,6. Los principios activos son isomaltosa, panosa, isomaltotriosa, etc. La estructura se muestra en la figura 1.

1.2 propiedades físicas y químicas

1.2.1 dulzura

La dulzura de IMO-500 (que contiene 50% de isomaltosa) es de 52, y la dulzura de IMO-900 (que contiene 89% a 90% de isomaltosa) es de 42. Los oligosacáride de isomalulosa con baja dulzura pueden reemplazar parte de la sacarosa para reducir la dulzura de los alimentos y mejorar el sabor.

1.2.2 viscosidad

La viscodel jarabe de isomalta es similar a la de una solución de sacarosa de la misma concentración. No tiene efectos adversos sobre la estructura y las propiedades físicas de los alimentos y piensos.

1.2.3 resistencia al calor y resistencia al ácido

Isomalt tiene una excelente resistencia al calor y al ácido. Un jarabe de isomalta al 50% no se descompone cuando se calienta A pH 3 y 120 °C durante mucho tiempo.

1.2.4 retención de humedad y prevención del envejecimiento del almidón

Isomalto-oligosacáridos son eficaces para retener la humedad y mantener la calidad de varios alimentos. Pueden inhibir la formación de sacarosa y cristales de glucosa. La adición de jarabe isomalto-oligosacárido también puede prevenir el envejecimiento del almidón y extender la vida útil de los alimentos.

1.2.5 coloración

Las moléculas de azúcar en la isomaltulosa tienen grupos reducen los extremos, y cuando se calientan con proteínas o aminoácidos, se produce una reacción de Maillard y se produce un oscurecimiento. El grado de coloración está relacionado con la concentración de azúcar, y también está relacionado con el tipo de proteína o aminoácido que se calienta juntos, el valor de pH, la temperatura de calentamiento y la duración de tiempo.

1.2.6 actividad hídrica

Cuando la concentración es de 75% y la temperatura es de 25 °C, la actividad de agua de la isomaltulosa es de 0,75, que es muy similar a la sacarosa.

1.2.7 fermentabilidad

Isomalto-oligosacáridos no son utilizados por las bacterias de levadura y ácido lác. Permanecen en los alimentos después de la fermentación por levaduras y bacterias del ácido lácen el pan y la leche fermentada, donde ejercen diversas funciones fisiológicas y características, al tiempo que promueven el desarrollo de bifidobacterias en la leche fermentada.

1.2.8 lucha contra la fiebre aftosa

Los isomaltooligosacáridos no son fácilmente fermentados por mutans streptococci, la causa de la caries dental, por lo que producen menos ácido y no corroen fácilmente los dientes. Cuando se usan junto con sacarosa, también pueden prevenir que la sacarosa sea actuada por los estreptococos mutans para producir glucan de alto peso molecular insoluble en agua, inhibiendo la cariogenide la sacarosa.

1.2.9 seguridad nuclear

La cantidad máxima segura de isomaltooligosacáridos es de 2 g por kg de peso corporal. La toxicidad aguda de los isomaltooligosacáridos administrados por vía oral a ratas es LD50 de más de 44 g por kg de peso corporal, que es más seguro que la sacarosa (29,8 g por kg de peso corporal) y la maltosa (26,7 g por kg de peso corporal). Cuando este azúcar en polvo fue añadido al agua potable y consumido libremente por las ratas (ingestión diaria de 2,7-5,0 g por kg de peso corporal) durante un período de un año, no se encontraron anomalías en los resultados de la autopsia ni en los análisis de sangre. Las pruebas de mutación inversa bacteriana y las pruebas de detección de anomalías cromosómicas en células cultivadas no mostraron mutagenicidad.

1.3 mecanismo de acción de los isomalto-oligosacáridos

1.3.1 promueve la síntesis y absorción de nutrientes

Los isomaltooligosacáridos pueden promover la síntesis y absorción de nutrientes, y esta función se logra principalmente mediante la promoción de la proliferación de bifidobacterias. Numerosos experimentos han demostrado que las bifidobacterias pueden promover la síntesis de aminoácidos, VB1, VB2, VB6, VK, niacina, ácido fólico, etc, y también puede promover la absorción de aminoácidos, Ca2+, Mg2+, Fe2+, y otros nutrientes. Por lo tanto, los animales también tienen este efecto después de comer isomalto-oligosacáridos.

1.3.2 reglamentación del cuerpo y del cuerpo#39;s sistema inmune

Isomalto-oligosacáridos regulan el animal#39;s principalmente a través de tres vías.

(1) Mejorar el cuerpo y#39;s función inmune al promover la proliferación de bifidobacterias. Isomalto-oligosacáridos pueden promover la proliferación de bifidobacterias, que puede promover el crecimiento mitótico de los linfob y la producción de anticuerpos, inducir la expresión de ARNm para una variedad de sustancias inmunológicamente activas como la interleucina y el interferón, y mejorar la actividad fagocíde los macrófagos.

(2) como un adyuvinmune y antígeno, realbody's función inmune. Los isomaltooligosacáridos pueden unirse a ciertas toxinas y virus, y después de unirse, actuar como adyuvpara estos antígenos, lo que puede retrasar la absorción de antígeno y aumentar la eficacia de antígeno. Además, los isomaltooligosacáridos también tienen un efecto antigénico y pueden causar una respuesta directa de anticuerpos.

③ activa el body's humoral y celular sistema inmune y mejora el cuerpo's función inmune. Spring (1998) informó que los isomalto-oligosacáridos pueden aumentar la concentración de inmunoglobulinas en los intestinos y suero de los animales, el número de linfob, la liberación de citocinas, la concentración de interleucinas y la actividad de interferones, mejorando así el organismo#39;s funciones inmuninmunhumoral y celular.

1.3.3 regula la microflora del tracto digestivo y promueve la formación de bacterias saludables

desdeMoléculas isomalto-oligosacáride monosacárideEstán Unidos por enlaces glicosídicos − -1,6, y la glucósido hidrolasa secretada por el tracto digestivo animal sólo puede hidrolizar enlaces glicosídicos − 1,4, los isomaltooligosacárientran en el intestino posterior en una forma no degrady son utilizados por los microorganismos en él. Sin embargo, diferentes especies de bacterias utilizan isomalto-oligosacáridos de manera diferente. Las bacterias beneficiosas, especialmente las bifidobacterias, pueden proliferutilizando isomalto-oligosacáridos como sustrnutriente, mientras que las bacterias nocivas como Escherichia coli y Salmonella no pueden utilizarlo; Además, después de usar isomalto-oligosacáridos, las bifidobacterias y otras bacterias producen sustancias ácidas como el ácido lác, que disminuye el pH de los intestinos. El crecimiento y la reproducción de bacterias dañinas como E. coli es así inhibido, permitiendo una flora saludable para formar en el animal' intestinos.

1.3.4 Unión y adsorción de los agentes patógenos intestinales

Estudios realizados en las últimas décadas han demostrado que la Unión de proteínas en la superficie de las paredes celulares bacterianas a los residuos de azúcar de glicolípidos o glicoproteínas en la superficie de las células epitelide la mucosa intestinal promueve la colonización y proliferación de bacterias en la pared intestinal, lo que conduce a la aparición de enfermedades. Cuando una cierta cantidad de isomalto-oligosacáridos está presente en el intestino, se une a las bacterias, lo que reduce la posibilidad de que las bacterias se unan a las células epiteliales de la mucosa intestinal y obstaculizar el crecimiento y la reproducción de las bacterias en la pared intestinal. A veces isomalto-oligosacáridos puede incluso reemplazar el grupo glicosil de las células epitelide la mucosa intestinal que se han unido a las bacterias, reemplaza las bacterias patógenas intestinales.

2 producción de isomalto-oligosacáridos

2.1 utilizar la acción inversora de la glucoamilasa

Antes de que se descubrieran las propiedades funcionales de los isomalto-oligosacáridos, estos azúcares eran considerados como sustancias indeseables en la producción de glucosa, porque su presencia interfería con la cristalización de la glucosa, afectando así a la tasa de recuperación de la glucosa y reduciendo su fermentabilidad. Se ha encontrado que la invertasa es propensa a invertir en altas concentraciones de glucosa, sintetizoligosacáridos como la isomaltosa y la maltosa de la glucosa. Yasuda et al. informaron en su patente que el 65% de solución de glucosa a 60 °C y pH 4,5 con la adición de 0,5% de glucoamilasa. Después de 72 h de reacción, se puede obtener una solución de azúcar con un contenido de oligosacárido de isomaltosa de aproximadamente 34,2%. Algunas personas también han intentado producir isomaltosa inmovilizando glucoamilasa. Ha habido muchas patentes sobre el uso de la acción inversora de la glucoamilasa para producir isomaltosa, pero dadas las desventajas de este método, como el bajo rendimiento de isomaltosa, producto complejo y ciclo de producción largo, es difícil promoverlo a escala industrial.

2.2 la transglicosidación de − -d-glucosidasa

La maltosa es hidrolizpor − -d-glucosidasa para producir 2-monómero de glucosa; El residuo de glucosa libre es entonces transferido por la enzima a otra molécula de glucosa para formar isomaltosa a través de un enlace glicosídico − 1,6 (como se muestra en la figura 2). Actualmente, varios fabricantes importantes de isomaltosa en Japón utilizan la ruta de proceso que se muestra en la figura 3.

3. Detección de oligosacáride isomaltulosa

Los métodos comúnmente utilizados incluyen cromatode papel, cromatode capa fina, electroforesis capilar y cromatolíquida de alto rendimiento.

3.1. Cromatografía de capa fina

Usando acetato de etilo: metan: ácido acético: agua = 12: 3: 2: 2 como agente revel, la muestra estándar mixta se somete a dos desarrollos, y el color se desarrolla rociando el revellaccase. Después de colorear, la muestra es escaneada y cuantificada usando un escáner de cromatode capa delgada.

3.2 electroforesis capilar

Se utilizó una columna de electroforesis de zona capilar de alto rendimiento y un método de prederivatización para determinar oligosacáridos funcionales (oligosacáridos y maltotriosa) en los alimentos. La muestra fue diluida, proteína extray derivada con etil-p-aminobenzoato (ABEE) en metanol. La separación se llevó a cabo en un capilar de sílice fundido con un tampón de borato de 80 mmol/l (pH 8.0) como tampón de funcionamiento a una temperatura de columna constante de 25 °C y un voltade 30 kV durante 30 min. los componentes se detectaron a 300 nm utilizando la cuantificación estándar externa. Los coeficientes de correlación lineal de cada componente en el rango de concentración de 31.25-1.000 μg/ml están todos por encima de 0.998, los límites de detección pueden alcanzar 0.027-0.059 ng, las desviaciones estándar relativas son de 2.9%-5.0%, y las recuperaciones son de 100.4%-101.2%.

3.3 cromatografía líquida de alto rendimiento

Zorbax C18 se utilizó como la fase estacionaria, el agua como la fase móvil, y el método estándar externo para el análisis cuantitativo. Este método es simple, tiene una buena separación, y es adecuado para las pruebas del producto durante el proceso de producción.

4 aplicación de isomalto-oligosacáridos

Los isomaltooligosacáridos fueron descubiertos por primera vez por Tomitaru Mitsuoka de Japón. En 1982, el Instituto de investigación de bioquímica Hayashibara los desarrolló con éxito, y en 1985 Showa Sangyo Co. se convirtió en la primera compañía en comercializarlos. Actualmente, algunos países y regiones de Europa están investigando y desarrollando la aplicación de isomaltooligosacáridos. Los isomaltooligosacáridos también se producen en el país, pero su aplicación en la industria de piensos está todavía en fase de investigación. Los isomaltooligosacáridos fueron ampliamente utilizados por primera vez en la industria alimentaria como un sustituto del azúcar saludable y aditivo alimentario. A mediados y finales de la década de 1980, Japón fue el primero en desarrollarlos en un aditivo alimenticio para su uso en la industria de piensos. A mediados de la década de 1990, un tercio de Japón#La producción de 39;s se utilizó como aditivo alimentario, y el 40% de la alimentación porcina se añadió con esta sustancia. Actualmente, los isomalto-oligosacáridos están de moda en algunos países y regiones de Europa, pero la aplicación de este producto en China comenzó relativamente tarde y actualmente se limita a la industria alimentaria. Su aplicación en la industria de piensos se encuentra todavía en fase exploratoria e investigación.

Las pruebas han demostrado que la alimentación de animales con alimento enriquecido con isomalto-oligosacáridos puede aumentar su tasa de crecimiento, reducir la relación entre la alimentación y la carne, prevenir la diarrea, reducir la mortalidad, acortar el ciclo de celo de las hembras de ganado, y aumentar la tasa de supervivencia de los fetos. También puede mejorar la calidad de los productos ganaderos y avícolas y aumentar la seguridad alimentaria. La adición de 0,1 % a 0,2 % de isomalto-oligosacáridos al pienso de lechones de 35 días de edad resultó en un aumento del 3% al 4% en el aumento de peso diario y una disminución del 3% al 4% en la relación entre el pienso y la carne (Bolden, 1 993). Tomeokamo (1990) utilizó un alimento con 0,25% de isomaltooligosacáridos para probar lechones de 21 días de edad, y el aumento de peso diario aumentó en un 7%, y el contenido de amoníaco en las heces disminuyó. Académicos japoneses como Takato Muniyuki (1991) llevaron a cabo un ensayo en 90.000 pollos de engormediante la adición de 0,2% de isomalto-oligosacáridos a la alimentación de polde de engor. Los resultados mostraron que la tasa de crecimiento, peso promedio y eficiencia alimenticia Mejoró, y el promedio de la pierna, pecho, lomo de pecho y partes comestibles después del corte de la canal aumentó. Se mejoró la flora bacteriana intestinal, se mejoró la seguridad de la carne de pollo y los beneficios podrían aumentar los ingresos y reducir los gastos. Según un informe de I.N.R.A (1992), añadir un 0,15% de isomalto-oligosacáridos a la alimentación de los terneros puede aumentar el aumento de peso diario en 20 g y reducir el consumo de pienso en un 2%.