¿Qué son los oligosacáride de manano (MOS)?

Eloligosacáridoes un polímero formado por deshidraty condensde 2~10 monosacáridos, que se pueden dividir en dos categorías: oligosacáridos comunes y oligosacáridos funcionales. Entre los oligosacáridos comunes, las personas están familiarizadas con la sacarosa, la maltosa, la lactosa, la maltotriosa, el alginato y así sucesivamente, que puede ser digeriy absorbido por los animales, y no tienen ningún efecto promocional sobre las bacterias intestinales beneficiosas. Los oligosacárifuncionales incluyen principalmente oligosacáridos de manosa, oligofructosa, isomaltooligosacáridos, lactul, xilo-oligosacáridos, etc., que no pueden ser digeridos y absorbidos por los animales, y son sustancias eficaces para promover la proliferación de bifidobacterias y otros probióticos.

Mientras tanto, los oligosacárifuncionales tienen las características de baja dulzura, baja en calorías, alta estabilidad y buen rendimiento en la retención de humedad, resistencia al ácido, resistencia al calor y la precipitación anti-cristalización. Teniendo en cuenta el buen rendimiento de los oligosacáridos, nuestro país ha trabajado mucho en los últimos 10 años en el desarrollo de la tecnología de oligosacáridos funcionales, y ha desarrollado nuevos productos como oligosacáridos dietéticos, oligosacáridos aditivos para piensos, oligosacáridos pesticidas, etc., que han obtenido buenos resultados de aplicación. Entre ellos, el manano oligosacárido es uno de los principales focos de investigación, y se considera uno de los oligosacáridos más valiosos.

1 fuente, estructura y principales propiedades fisicoquímicas de manno-oligosacáridos

1.1 origen y estructura   

Los manosoligosacáridos (MOS) están compuestos de manosa y glucosa o residuos de galactosa Unidos por enlaces glicosídicos − (1-6), − (1-2), − (1-3), − (1-4), o − (1-3) en la cadena principal. Los manmano-oligosacáridos se encuentran ampliamente en la harina de konjac, goma guar, goma de nab, y las paredes celulares de muchos microorganismos (oligosacáridos de glucomanano). Los manno-oligosacáridos son producidos principalmente por enzimas. Los mannooligosacáridos para piensos también pueden derivarse de extractos de células de levadura (Mul et al., 1994).

1.2 propiedades físicas y químicas 

Debido a las diferencias estructurales de los oligosacáridos de manano de diferentes fuentes, sus propiedades fisicoquímicas también son muy diferentes. Los manno-oligosacáridos son solubles en agua y otros solventes polares. Cuando se añaden disolventes orgánicos a la solución, se precipo o crist, y su dulzor es menor que el de la sacarosa. Su viscodisminuye con la temperatura y sube de nuevo después de enfri. Cuando PH 1.5~3.0, la viscoaumenta rápidamente; Cuando PH 3.0~9.0, la viscoes estable. Además, algunos oligosacáridos de manano, como el glucomande de konjac, tienen propiedades de gelación únicas, y pueden formar geles terrereversibles y terirreversibajo ciertas condiciones. Manno-oligosacáridos son capaces de soportar la alta temperatura de la peletización de alimentación y mantener su integridad estructural y funcional intacta.

2 mecanismos de acción de manno-oligosacáridos

2.1 regulación de los mecanismos de defensa no inmunes 

El sistema de defensa no inmune del tracto gastrointestinal de los animales está dominado por la microbiota endógena. Los microorganismos normales están presentes en el tracto gastrointestinal cuando el animal está sano. Estos microorganismos normales son una parte indispensable del tracto gastrointestinal, que se divide en microorganismos beneficiosos (por ejemplo, Bifidobacterium SPP., Lactobacillus SPP.) y microorganismos nocivos (por ejemplo, E. coli SPP., Staphylococcus SPP.). Los manno-oligosacáridos, como nutrientes metabólicos, pueden promover el crecimiento y la reproducción de algunas bacterias beneficiosas e inhibir algunas bacterias patógenas (Mirelman et al., 1980) (ver tabla 1).

Manno-oligosacáridos modulanDefensas no inmunes mediante el reconocimiento, adhesión y exclusión de microorganismos patógenos. Muchas bacterias patógenas contienen proteínas de Unión a carbohidratos (lectinas exógenas) en sus superficies celulares, que se unen a los receptores en la estructura oligosacáride del tracto digestivo, haciendo que las bacterias se adhia a las paredes de estos tejidos y se multiplic, lo que conduce a lesiones de la mucosa intestinal. Si se añade manano oligosacárido al alimento, puede unirse al receptor de las células epiteliepiteliales de la mucosa intestinal y eliminar competitivamente los microorganismos patógenos, interrumpiendo así la vía de adhesión de bacterias patógenas, reproducción y patogenicidad, de modo que las bacterias patógenas pueden ser eliminadas del cuerpo para proteger la salud de los animales.

2.2 regulación de los mecanismos de defensa inmun. 

Los mannooligosacáridos pueden ser utilizados para la inmunomodulaciónAl interactuar con los receptores de proteínas en la superficie de las células inmunen las vellosidades intesto al interferir con los sistemas de señalización presentes en las células de memoria en los ganglios linfáticos y la lámina propia de la mucosa. Siske (1977) y zennohe (1995) encontraron que los mannooligosacáridos incrementaban la fagocitosis cuando eran alimentados a broilers y ratones, respectivamente. Savage et al. (1996) encontraron que las concentraciones de IgA y IgG en el plasma biliar se incrementen en pavos alimentados con manano oligosacárido.

Manno-oligosacáridos también son conocidos por actuar como coagulque activan la respuesta inmune. Cuando se usan en combinación con algunas vacunas, los mannooligosacáridos prolongan la duración de la estimulación de la vacuna, mejorando así su utilización. La fuerte actividad adyuvde las cadenas laterales de mananos lineales de lipopolisacárido LPs ha sido ampliamente reconocida. Sharon et al. (1993) mostraron que los glico-oligosacáridos se unen no sólo a bacterias, sino también a ciertas toxinas, virus y células eucarióticas en su superficie, actuando así como adyuvpara estos antígenos exógenos, retrasla captación del antígeno, y el aumento de la potencia del antígeno. Spring et al. Spring et al. (1998) mostraron que los manno-oligosacáridos pueden estimular la respuesta de los macrófagos y mejorar la actividad de los macrófagos a través de la vía complementaria del sistema inmune (Spring, 1998).

Janeway et al. (1993) concluyeron que el manano oligosacárido puede estimular la secreción de proteínas de Unión al manano desde el hígado. La proteína de Unión al manano es una lectina dependiente de calcio, que principalmente reconoce y se une a la manosa, y juega un papel regulador y natural de la inmunidad anti-infectiva mediante la activación del sistema del complemento durante el período inmunocomprometido de los animales. El efecto inmunomodulde los oligosacáride de manano se puede mejorar mediante el aumento de la acetilación o fosforilación de los oligosacáridos.

2.3 adsorción de micotoxinas 

Los manno-oligosacáridos pueden eliminar y reducir los efectos tóxicos de las micotoxinas a través de la adsorción física o la Unión directa de las micotoxinas y mejorar la tasa de utilización del alimento.raju (1998) simuló el ensayo in vitro en el tracto digestivo de pollos de engory mostró que las tasas de Unión de manno-oligosacáridos a las aflatoxinas, zearalenona y micotoxinas porcinas fueron de 82,51%, 51,6% y 26,4%, respectivamente, con la capacidad de Unión de las aflatoxinas principalmente dependiente del pH. Concentración de toxinas y dosis de manno-oligosacáridos. La capacidad de Unión a la aflatoxina depenprincipalmente del pH, la concentración de toxinas y la dosis de manano oligosacárido.

3manno-oligosacáridosEn ganadería y avicultura

3.1 aplicación en avicultura 

Los manno-oligosacáridos se utilizan principalmente en pollos de engor, pollos y pavos para aumentar el aumento de peso diario y la conversión del alimento, mejorar la inmunidad, y alterar el estado intestinal de las aves de corral para facilitar la absorción de nutrientes. Otros estudios han demostrado que la adición de manano oligosacárido a las dietas de pavo o pollo de engorpuede ser tan eficaz como la adición de antibióticos.

Sisak et al. (1994) mostraron que la adición de O.1% de oligosacáridos de manano a las dietas redujo Salmonella spp. en el ciego, hígado y bazo, y Pylons et al. (1994) mostraron que la adición de O.2% de oligosacáridos de manano a las dietas de pollos de engoren en las etapas de incub, crecimiento y engorredujo el tiempo para alcanzar el peso corporal de mercado en 1d, lo que resultó en una mejora en la eficiencia económica de los pollos de engor. Los resultados de varios ensayos de alimentación mostraron que la adición de O.2% de manano oligosacárido a los piensos de pollo aumentó la tasa de supervivencia en un O.4% en promedio. Spring et al. (2OOO) concluyeron que el manano oligosacárido podría reducir significativamente la colonización intestinal por Salmonella en pollos y mejorar la integridad de la mucosa intestinal, pero no tuvo efecto sobre el VFA intestinal y el pH, por lo que se dedujo que el manano oligosacárido &#El mecanismo de acción podría ser impedir la Unión de agentes patógenos a la mucosa intestinal por adsorción. Por lo tanto, se infique el mecanismo de acción del manano oligosacárido puede ser prevenir la Unión de bacterias patógenas a la mucosa intestinal por adsorción.

3.2 aplicación en producción de lechones 

Los manno-oligosacáridos pueden aumentar el aumento de peso diario y el índice de conversión alimenticia de lechones destetados. Vander (1997) informó que la adición de manno-oligosacáridos a las dietas de lechones jóvenes aumentó el índice de conversión alimenticia y el aumento de peso diario del grupo experimental en un 5% y 7%, respectivamente, en comparación con el grupo control. Zhou Hongli et al. (2OO2) encontraron que la adición de oligosacáridos de manano redujo significativamente el número de E. coli en el tracto intestinal de los lechones, y el efecto aumentó con el aumento en la cantidad de la adición de oligosacáridos de manano, y la tasa de diarrea también tendió a disminuir. En un estudio realizado por Che Xiangrong et al. (2OO3), la frecuencia de diarrea en lechones se redujo en un 54% cuando se añadió manano oligosacárido a la dieta basal a 3g/kg, y el número de linfocitos sanguíneos (CD3) y el contenido de LgG en sangre periférica aumentó significativamente en comparación con el del grupo de control, mientras que las actividades de sOD y PsH-PX en suero aumentaron significativamente en comparación con la del grupo de control. El manno-oligosacárido podría reducir significativamente la concentración de E. coli en el ciego y el colon, y aumentar significativamente la concentración de Lactobacillus y Bifidobacterium en el ciego, pero el efecto sobre el número de Lactobacillus y Bifidobacterium en el colon no fue significativo.

Los manno-oligosacáridos también aceleraron la recuperación del sistema inmune suprimido de los lechones y redujeron eficazmente la mortalidad y la diarrea.newman (2OOO) demostró que los niveles de IL-2 y IFN-T se incrementaron en los cerdos suplementados con manno-oligosacáridos.

3.3 aplicación en la producción de jóvenes rumiantes

Newman et al. (1993) informaron que la adición de manan-oligosacáridos a la dieta de terneros de toro de Holstein resultó en un aumento significativo en el peso corporal promedio y una reducción en la enfermedad respiren comparación con el grupo de control a los 35 d. Dildey et al. (1997) encontraron que cuando los terneros fueron alimentados con leche suplementada con manan-oligosacáridos de 1 a 56 días de edad, la ganancia media diaria del grupo de prueba fue significativamente mayor que la del grupo de control, Y el aumento en la tasa de crecimiento se asoció con una reducción en la diarrea en terneros. El aumento en la tasa de crecimiento se relacionó con la reducción de la diarrea de los terneros. El efecto de los manano-oligosacáridos en los rumiantes adultos no es significativo debido al gran número de enzimas que degradan los carbohidratos en el rumen de los rumiantes adultos.

3.4 aplicaciones en la acuicultura 

Los resultados de un estudio sobre crías de trucha mostraron que la adición de manan-oligosacáridos al cebo podría mejorar la inmunidad, y la adición de O.7% manan-oligosacáridos al cebo redujo la tasa de mortalidad de la trucha de 1-7 g de peso corporal hasta en un 25% debido al ataque de bacterias patógenas al 1%. Yoshida et al. (1995) informaron que los manan-oligosacáridos aumentaron significativamente la actividad leucocitaria de la carpa de plata (hipoftalmichthys molitrix), y tuvo el efecto de estimular la respuesta inmune mediada por células. El efecto de los oligosacáride manosa en la inmunidad mediada por células fue reportado por Yoshida et al. Cuando se añadió O.1% de manano oligosacárido a la dieta de bagre africano, y el pez fue inoculado con Aeromonas hydrophila, los recuentos bacterien la sangre y el bazo se examin12 y 28 h después de la inoculación, y se encontró que se redujo significativamente. Además, hubo un efecto de dosis de la adición de manano oligosacárido a la dieta. Adición adecuada de manan-oligosacárido puede mejorar el rendimiento de la carpa. Con el aumento de la cantidad aditiva, la tasa de supervivencia de cultivo primero aumentó y luego disminuyó, cuando la cantidad aditiva se incrementó a O.2%, la tasa de supervivencia alcanzó el 99.40% más alto, y luego disminuyó.

4 factores que afectan el efecto de la aplicación del alimento mannan oligosacárido

4.1 adiciones 

La dosis de manano oligosacárido en la dieta de los lechones destetados es generalmente de 0,1% ~ 0,4%, y se puede añadir a diferentes tasas para diferentes etapas de los lechones. La cantidad de manano oligosacárido en la dieta de los pollitos de engores es de 0.5~1.0kg/t. La adición excesiva de oligosacáride de manano puede causar una fermentación excesiva en el intestino posterior, resultando en diarrea leve, afectando la absorción y utilización de nutrientes, y por lo tanto inhibiendo el crecimiento (Chesson'1994). La adición insuficiente de nutrientes no será efectiva.

4.2 ambiente de alimentación, efecto de la edad de manno-oligosacáridos en el rendimiento de la producción

El efecto del manano oligosacárido varía con las condiciones de alimentación y es evidente en condiciones ásperas (Nakamura'1988); Al alimentarse en estabcon antecedentes de enfermedad, el efecto de la adición de manano oligosacárido es evidente (AllteCh'1995). Miguel et al. (2002) informaron que ' manan-oligosacáridos son más eficaces como promotores de crecimiento para lechones destetados en la etapa temprana del destete, cuando los lechones están bajo el mayor estrés#39;.

Composición de la dieta 

Hay pocos informes sobre los efectos de los oligosacáridos naturales en las dietas sobre el rendimiento animal. De hecho, los azúcares no digeribles son muy bajos en maíz, pero altos en cebada, trigo y productos de soya. Por lo tanto, el "efecto enmascaramiento o dilución" Los oligosacáridos en la torta de cebada, trigo y soja pueden haber influido en los resultados de los experimentos.

4.4 sinergias con otros elementos 

Algunos resultados experimentales muestran que ' cuando los oligosacáridos y otros elementos actúan sinérgicamente, el efecto es mejor que la simple adición#39;, por ejemplo, cuando los oligosacárise se utilizan junto con los probióticos, puede prolongar el tiempo de acción de los microorganismos de alimentación, aumentar la tasa de supervivencia de los microorganismos de alimentación en el intestino, y promover el establecimiento y el crecimiento de microorganismos beneficiosos exógenos en el intestino. Puede aumentar la tasa de supervivencia de los microorganismos de alimentación en el intestino posterior, y promover la plantación y el crecimiento de microorganismos beneficiosos exógenos en los intestinos.

Zhou Dingnian (Fritts et al. (2003) informaron que ' la combinación de antibióticos y el 0,1% de manano oligosacárido ' aumentó significativamente la tasa de conversión alimenticia de los pollos#39;. Dvoark et al. (1998) informaron que ' la combinación de Streptococcus faecium (S. faecium) y mannan oligosacáridos ' aumentó la ganancia de peso diaria y la digestibilidad de la fibra de los cerdos#39; Y que había un efecto sinérgico. Waldroup et al. (2003) encontraron que el manano oligosacárido afecta la absorción y utilización de cobre y algunos otros minerales.

En conclusión, ' el uso de mananoligosacáridos como una alternativa a los antibióticos en la producción animal tiene un gran potencial#39;. ' debido a la retención de antibióticos en el ganado y el desarrollo de resistencia en los seres humanos,' Los inconvenientes de su uso como aditivos alimentarios han sido cada vez más enfatizados, ' y la restricción de su uso se ha vuelto irreversible#39;. La restricción del uso de antibióticos es irreversible. Algunos países de Europa han prohibido el uso de antibióticos. Como alternativa a los antibióticos, los glicoligosacáridos tienen las ventajas de no contaminación, no residuos, resistencia a altas temperaturas, etc., y no hay contraindicación para la formulación de fórmulas para piensos, que se pueden utilizar tanto en piensos en polvo como en piensos expandidos, por lo que la perspectiva de aplicación de los glicoligosacáridos como aditivos alimentarios es muy amplia. En la producción de aditivos alimentarios en la producción y uso, todavía tenemos los siguientes problemas por resolver: alta eficiencia y tecnología de bajo costo de producción de oligosacáridos de manano, producción de alta pureza y tecnología de preparación de oligosacáridos de manano, tecnología de efecto de oligosacáride de manano, y el mecanismo fisiológico de la acción de los oligosacáridos de manano.

referencias

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