Estudio sobre la utilización del polvo de cúrcuma en aditivos alimentarios

curcumina is a yellow acidic phenolic substance extracted from elrhizomes deturmeric, ginger, turmeric, ytulip. It is elmaenactive ingredient enturmeric that exerts pharmacological effects. It is mainly produced in tropical ysubtropical countries such as Japan, India, yChina, and its applicatielhistory has more than 6,000 years. Turmeric extract has various physiological functions such as protecting the intestinal mucosa, anti-oxidation, anti-inflammation, antibacterial, lipid-lowering and Inmune inmune inmuneregulation. At the same time, due aits stable color and low toxicity, it is widely used in food additives, cosmetics, medicine and textile dyeing. In recent years, curcuminahas achieved certain results as a natural feed additive. This article mainly reviews the physical and chemical properties, physiological functions and application of curcumin in animal feed.

1. Propiedades fisicoquímicas de la curcumina

Curcumin is a yellow, slightly acidic diphenylheptane substance that is a collective term for the yellow pigments in turmeric. It is a mixture of curcumin, demethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin. It is composed of approximately 70% curcumin, 10% to 20% demethoxycurcumin and 10% bisdemethoxycurcumin [1]. Curcumin is an orange-yellow crystalline powder with a slightly bitter taste. Its molecular formula is C21H20O6, relative molecular mass 368.39, melting point 180~ 183 ℃. It is insoluble in water, soluble in ethanol and propylene glycol, easily soluble in glacial acetic acid and alkali solution, reddish brown under alkaline conditions, and yellow under neutral and acidic conditions. Its chemical structure contains two o-methylated phenols and a β-diketone functional group. This structural feature is highly related to its various biological activities and even toxic effects [2].

2. Curcumin's funciones fisiológicas

Efecto protector sobre la barrera mucosa intestinal

La barrera de la mucosa intestinal consiste en barreras mecánicas, biológicas, químicas e inmun. inmun. Una barrera mucosa intestinal completa puede prevenir eficazmente la invasión de patógenos y mantener el ambiente interno del cuerpo relativamente estable [3]. Las causas de los daños incluyen principalmente la disminución del soporte de la mucosa intestinal, la destrucción de la estructura del tejido de la mucosa intestinal (estrés, inflamación, trauma grave, infección, lesión, etc.) y el aumento de la permeabilidad. La curcumina, como una sustancia activa natural, puede mejorar eficazmente la barrera de la mucosa intestinal.

Wang's investigación muestra que la curcumina puede mejorar el daño a las uniones estrechas y la función de barrera mucosa intestinal mediada por H2O2, y reducir la expresión de Occlu − DIN y ZO-1 proteínas [4]. Además, los estudios han encontrado que la curcumina tiene un efecto protector sobre la enterocolitis necrotizen ratas recién nacimediante la inhibición de la expresión del factor proinflamtnf - - y el mediador inflamcox-2, y el aumento de la expresión de IL-10 [5-6]. Hou Hongtao encontró que la curcumina tiene un efecto protector sobre la pequeña barrera de la mucosa intestinal en ratas al inhibir la expresión de NF- - B y TNF- -, reduciendo así la expresión de mediadores inflamatorios TNF- -, IL-6, y ICAM-1 en la ictericia obstructiva [7]. En la actualidad, la mayoría de la investigación sobre el efecto protector de la curcumina en la barrera de la mucosa intestinal se centra en la investigación básica farmacológica en ratones. Por lo tanto, la aplicación de la curcumina como aditivo alimentario en la producción ganad, especialmente en el síndrome de lechón de destete precoz, es de importancia práctica y a largo plazo.

2.2 efecto antioxidante

La curcumina es un importante donante de hidrógeno con dos sitios activos: el grupo hidroxilo fenóy el grupo -dicetona. Estos dos grupos pueden bloquear reacciones de radicales libres. El lugar de acción de curcumin's la actividad antioxidante está estrechamente relacionada con el medio de reacción [8]. Wang Shuran et al. encontraron que la curcumina puede reducir el contenido de peróxidos de lípidos en la sangre y el hígado de ratas con un modelo de alta grasa, mientras que también aumenta la capacidad antioxidante total de los homogenados del hígado, la actividad de la superóxido dismutasa y glutatión peroxid, reduciendo así el daño al sistema cardiovascular causado por los peróxidos de lípidos [9]. Se ha informado de que la curcumina puede directamente eliminar los radicales libres in vivo, inhibir la peroxidlipí, y mantener la actividad de las enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), y glutatión peroxid(GSH-Px). La curcumina inhila la peroxidlipípor eliminación de radicales libres reactivos involucrados en la reacción de peroxid[10]. Un gran número de experimentos han demostrado que la adición de la cantidad correcta de curcumina para alimentar puede mejorar efectivamente las propiedades antioxidantes de los animales.

2.3 regulación del metabolismo

Curcumin ejerce su efecto de la regulación del metabolismo principalmente mediante la reducción de los lípidos de la sangre y los lípidos del hígado. Los estudios han encontrado que la curcumina puede inhibir la expresión de la sintasa de ácidos grasos (FAS) gen, regulando así la distribución de grasa en los tejidos y la reducción de la deposición de grasa. La leptpuede estimular la expresión de la proteína de choque térmico (HSP) y aumentar la actividad de la proteína quinasa activpor monofosfato de adenosina (AMPK), induciendo así la expresión de genesrelacionados con la deposición de grasa y aumentar el nivel de grasa en los vasos sanguíneos. La curcumina puede reducir los lípidos sanguíneos y la deposición de grasa mediante la eliminación de esta estimulación [11]. También tiene el efecto de proteger el hígado y promover el flujo de bilis. Hu Zhongze et al. creen que la curcumina regula el metabolismo de los lípidos mediante el cambio de la actividad de las enzimas relacionadas con el metabolismo de las grasas en pollos de color amarillo Wanjiang, reduciendo así la deposición de grasa [12].

2.4 efectos antibacterianos y antiinflamatorios

La curcumina tiene un buen efecto inhibidor on most bacteria, especially Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Similar to non-steroidal anti-inflammatory drugs, curcumin can inhibit the production of inflammatory cells and pro-inflammatory cytokines by reducing the infiltration of neutrophils in inflamed tissues, thereby achieving an inhibitory effect on acute, subacute and chronic inflammation. Yarru et al. added 0.5% turmeric (i.e., 74 mg·kg-1 curcumin) to a diet containing 1.0 mg·kg-1 aflatoxin for broilers, which significantly improved the negative effects of aflatoxin on the rendimientoof broilers (P<0.05).

3 aplicación de cúrcuma en alimentación

3.1 aplicación en alimentación acuática

According to the physiological functions of turmeric, it has been used as a feed additive in aquaculture with good economic benefits. A large number of experiments have proved that turmeric has a good effect on promoting fish growth, improving the antioxidant capacity and digestive enzyme activity of fish, enhancing immunity and improving the color of fish, especially in the prevention of fish liver disease. Hu Zhongze et al. added curcumin at 0.02%, 0.04% and 0.06% to the basic feed of grass carp, which significantly promoted the growth of grass carp (P<0.05), and also significantly improved the feed utilization rate and the activity of intestinal protease and amylase (P<0.05)[15].

Wang Jinbo et al. found that the same method of testing large yellow croaker with the addition of 0.04% turmeric can significantly increase the average final weight, average weight gain rate and survival rate of large yellow croaker (P<0.05); it was also found that as the amount of turmeric added gradually increases, the effect on improving the body color of large yellow croaker is better [16]. At present, the prevention and control of fish liver disease is still mainly the application of antibiotics. However, the long-term use of antibiotics as feed additives not only kills pathogenic bacteria, but also kills beneficial intestinal bacteria. The abuse of antibiotics also seriously threatens food safety, and China is also gradually banning the use of antibiotics. Xiang Chaolin established a TAA liver injury grass carp model, and added yeast, curcumin, and silymarin as protective agents to the feed. The results showed that the three groups of feed had a certain repairing effect on the liver and pancreas of grass carp, but they could not completely restore the physiological state of the control group of grass carp [17]. In recent years, curcumin has been widely used as an antibiotic alternative in feed additives, and a number of patents have been applied for.

3.2 aplicación en piensos para pollos

En los últimos años, como people's requirements for food safety and the ecological environment continue to improve, the use of antibiotics has been strictly restricted. Therefore, the emergence of turmeric as an antibiotic alternative has brought hope for the production of green and safe chicken products. Studies have found that adding the right amount of curcumin to broiler feed can not only improve the production performance, immunity, and antioxidant capacity of broilers, but also improve lipid metabolism and improve the quality of chicken meat. Li Wanyan et al. added 1.00, 2.00, and 5.00 g·kg-1 of turmeric powder to the basic diet of fast-growing Lingnan yellow broilers, It was found that 5.00 g. kg-1 turmeric powder can significantly increase the weight gain of Lingnan yellow chickens throughout the period and reduce the feed conversion ratio and mortality rate (P<0.05). The immune organ index and the activity of SOD, CAT and GSH-Px in the serum of the test chickens were also improved, and the content of malondialdehyde (MDA) in the serum decreased [18].

Cui Yan et al. agregcúrcuma a la dieta básica de los pollos de engorde Aviagen y también obtuvieron resultados que mejoraron el rendimiento de los pollos de engor. También encontraron que la curcumina puede reducir significativamente el contenido de grasa total, colesterol total (TC), triglic(TG), y colesterol de lipoproteína de baja densidad (LDL-C) del suero de polde de engor(P < 0,05), mientras que también reduce el contenido de TC y TG, y la curcumina es más adecuado a una dosis de 200 mg·kg-1[19]. Han Gang et al. prepararon una dispersión sólida de curcumina utilizando polivinilpirrolidona como un portador, y encontraron que la misma dosis de dispersión sólida de curcumina puede producir mejores resultados [20]. Liu Zhaojin et al. aplicaron la curcumina a las gallinas ponedoras y encontraron que no tuvo efecto significativo en su consumo de alimento (P > 0.05), pero podría aumentar significativamente la producción de huevos (P < 0.05). También encontraron que 150 mg·kg-1 podrían lograr mejores beneficios económicos [21].

3.3 aplicación en piensos para cerdos

Oxidde los lípidos es la principal causa de deterioro de carne de cerdo y mal sabor. La adición de antioxidantes sintéticos a la alimentación puede mejorar la capacidad antioxidante de la carne, pero con la creciente conciencia de salud de la gente, estos aditivos compuestos sintéticos están siendo gradualmente prohibidos, y algunos agentes naturales con propiedades antioxidantes (como la curcumina) se están utilizando más y más. Wang Bin et al. alimentaron a los pavos con una dieta de prueba con 200, 300 o 400 mg·kg-1 de curcumina añadidurante 5 semanas. Los resultados mostraron que el aumento de peso diario promedio del grupo de 400 mg·kg-1 fue significativamente mayor (P < 0.05) durante la etapa de engor, la tasa de conversión alimentaria disminuyó y no hubo diferencia significativa en el consumo de alimento entre los grupos (P > 0.05). Las características de la canal también mejoraron significativamente (P < 0.05). La cúrcuma redujo la tasa de grasa y el grosor de la grasa de la espalda, aumentó la tasa de carne magra y el área del músculo ocular, e incrementó significativamente el contenido de proteínas del músculo más largo de la espalda (P < 0.05) y redujo significativamente el contenido de grasa (P < 0.05)[22].

Zhu Guoqiang et al. mostraron que la cúrcuma no sólo mejora el crecimiento de los cerdos y el rendimiento de la matanza, sino que también reduce la pérdida de goteo y mejora la calidad de la carne mediante la reducción de la acumulación de GP en los músculos y el aumento del pH muscular [23]. Además, Zhang Jing et al. encontraron que la curcumina no tenía efectos adversos en la salud de los cerdos y tenía un efecto positivo en el rendimiento de crecimiento de los cerdos de engorcuando se utilizó para reemplazar la quinolona en el alimento de los cerdos de engor. También encontraron que la cantidad adecuada de curcumina añadido a la alimentación de cerdos de engoren en la etapa posterior fue de 300 mg·kg-1 [24]. Ilsley et al. informaron que la adición de 200 mg·kg-1 de curcumina a la dieta basal de lechones destetados de 29 días de edad durante 3 semanas no tuvo un efecto significativo sobre los lechones#39; Desempeño productivo y función inmune (P > 0.05) [25]. Esto está relacionado con la edad del cerdo y la cantidad añadi, y se necesita más investigación.

4 resumen

Turmeric, as a natural pigment, has been widely used in the food industry. However, with the continuous occurrence of diseases and the rising call for the ban of antibiotics, turmeric is playing an important role as a feed additive. Its properties in terms of animal production performance, meat quality, and disease prevention are gradually being recognized by farmers. Therefore, the development and application of turmeric is of great significance for food safety, human health, and the sustainable development of intensive farming. Turmeric can also prevent fatty liver and immune system decline in aquaculture. However, its poor water solubility makes it less effective when used in aquatic animals, which is the biggest limiting factor in its use as a feed additive in aquaculture and also a key issue that researchers need to focus on in the future.

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