¿Cuáles son los usos del polvo de Galacto oligosacáridos en la alimentación Animal?

En los últimos años, los prebióticos se han convertido en un foco de investigación como posibles aditivos antimicrobianos alternativos. Gibson et al. [1] definilos prebióticos como sustancias que no son degradadas por las enzimas digestivas humanas, pero que promueven el crecimiento de bacterias beneficiosas en el intestino, beneficiando así la salud del huésped. Los prebióticos incluyen principalmente varios oligosacáridos, también conocidos como oligosacáridos funcionales. Cardelle-Cobas et al. [2] encontraron que entre los muchos oligosacáridos,galacto-oligosaccharide (GOS) has received the most recognition, also known as “bifidus factor”, and is the only non-synthetic functional oligosaccharide found in animal milk. Galacto-oligosaccharides are oligosaccharides with 2 to 10 monosaccharides linked to one side of galactose by glycosidic bonds.

Son producidos por la reacción enzimde − -galactosidasa que convierte la galactosa, y son una mezcla de oligosacáridos [3]. En 2008, China aprobó galacto-oligosacáridos como un nuevo aditivo alimentario. Galacto-oligosacáridos tienen las funciones de regular el metabolismo de los lípidos, reduciendo la proliferación de bacterias intestinales dañinas, ablande las heces, mejorar la inmunidad y la función antioxidante. Este trabajo revisa las propiedades fisicoquímicas, las funciones biológicas y la aplicación de los galacto-oligosacáridos en la producción animal, con la esperanza de que los galacto-oligosacáridos puedan ser mejor aplicados en la práctica de la producción.

1 propiedades fisicoquímicas y funciones biológicas de los oligosacáridos

Los oligosacáridos no se degradan incluso a un pH de 3,0 y un ambiente de 160 °C. Dado que el cuerpo humano no contiene enzimas que descomponen enlaces glicosídicos − (1 − 3), − (1 − 4) y − (1 − 6), los oligosacáridos no pueden ser descompuestos por el cuerpo humano; Por lo general no sufren la reacción de Maillard, son altamente estables, y tienen un valor calórico de sólo 8 kJ/g, que es inferior al de la sacarosa. Por lo tanto, los oligosacárise utilizan actualmente principalmente como edulcorantes para desarrollar alimentos bajos en calorías [4].

Galacto-oligosaccharides are beneficial to host health. Gibson et al. [5] found that galacto-oligosaccharides are conducive to the proliferation of intestinal bacteria such as bifidobacteria and lactobacilli, which have a beneficial effect on host health [6]. In addition, galacto-oligosaccharides also have a positive effect on the immune system of infants [7-8]. Souza et al. [9] showed that intestinal probiotics such as Bifidobacterium and Lactobacillus can use galacto-oligosaccharides as a carbon source for preferential fermentation and become dominant intestinal bacteria, producing short-chain fatty acids (SCFAs) including lactic acid, propionic acid, and butyric acid, etc., to maintain an acidic environment in the intestine. These intestinal probiotics can also secrete extracellular polysaccharides, which have an adhesion effect on harmful intestinal bacteria, inhibiting their growth and thus maintaining intestinal health. In addition, oligosaccharides are good water-soluble dietary fibres with good water retention capacity, and the short-chain fatty acids produced by the metabolism of intestinal probiotics can stimulate intestinal function, so oligosaccharides also have the function of moistening the intestines and promoting bowel movements [10].

Hay dos mecanismos por los que los galacto-oligosacáridos promueven la proliferación de bacterias intestinales benefici: uno es si las especies de bacterias tienen la enzima − -galactosidasa que hidroliza los galacto-oligosacáridos. La enzima − -galactosidasa puede unirse al grupo galactosa de los galacto-oligosacáricon un enlace covalente y transferir el grupo galactosa al agua, hidrolizando una molécula de galactosa y reduciendo el si reducido [11-12], y finalmente los monosacáridos se forman y absorben por el epitelidel intestino delgado y participan en el cuerpo#39;s metabolismo.

La mayoría de los estudios han encontrado que los oligosacáridos inhila la proliferación de Escherichia coli, pero la lactosa puede promover la proliferación de Escherichia coli [12]. Dado el mismo mecanismo de oligosacárido e hidrólide de lactosa, los oligosacáridos también pueden inducir a las bacterias beneficiintestpara sintetizar un gran número de moléculas de − -galactosidasa. Segundo, el grado de polimerización. En comparación con los oligosacáridos o la lactosa con un grado de polimeride 2, los oligosacáridos con un grado de polimeride 3 o 4 son más fácilmente utilizados por las bifidobacterias. Todas las especies de Bifidobacterium y Lactobacillus pueden utilizar oligosacáricon un grado de polimeride 2 [13]. Los oligosacáridisponibles comercialmente son mezclas de diferentes grados de polimeriy por lo tanto no son homogé. Por lo tanto, su efecto beneficioso sobre los probióticos intestinales no puede atribuirse simplemente a un determinado grado de polimeride los oligosacáridos [14].

2 aplicación de oligosacáridos en la producción animal

Los galacto-oligosacáridos son beneficiosos para la salud animal, pueden regular la flora intestinal, y tienen la función de proteger la barrera intestinal [15-16].

2.1 investigación sobre la aplicación de galacto-oligosacáridos en la producción porcina

El destete temprano de lechones conduce al subdesarrollo del sistema inmune [17]. La separación de cerdas y lechones priva a los lechones de los nutrientes e inmunoglobulinas que necesitan para crecer de la leche materna. Además, los cambios en el medio ambiente y la dieta también pueden causar estrés en los lechones, lo que puede conducir a una serie de problemas tales como un bajo consumo de alimento, desequilibrio de la flora intestinal, diarrea, crecimiento lento y supresión de la función inmune. Los galacto-oligosacáridos (GOS) tienen el efecto de mejorar el equilibrio de la flora intestinal en lechones, optimizar la estructura intestinal y activar el mecanismo de defensa intestinal [18]. Li Kenan [19] encontró que los oligosacáridos pueden mejorar el aumento de peso diario promedio de los lechones, aumentar las concentraciones séride IL-4, sCD3 y CAT, y reducir las concentraciones séride TNF- - y MDA. Alizadeh et al. [20] agregoligosacáridos a la dieta basal de lechones recién nacidos y encontraron que el número de

Lactobacillus y Bifidobacterium en el ciego de lechones en el grupo oligosacárido Lactobacillus y Bifidobacterium aumentaron, y la concentración de ácido butírico aumentó significativamente. El ácido butírico ha demostrado prevenir la colonización de varias bacterias patógenas como Escherichia coli [21], y el butirato inhilas respuestas inflamatorias y mejora la función de la barrera intestinal [22].

In addition, the addition of oligosaccharides to the piglets' diet resulted in an upregulation of mRNA expression of tight junction proteins in the intestine. Intestinal epithelial cells are connected by tight junction proteins, and the intestinal epithelium not only digests and absorbs nutrients, but also acts as a physical barrier against potential harmful factors in the intestine, such as bacteria, toxins and viruses [20]. Tian et al. [23] studied the effect of oligosaccharides administered to newborn piglets on the development of the jejunum and found that that the oligosaccharide group can reduce the depth of the crypts in the jejunum, enhance the functional development of the jejunum in suckling pigs, and improve the growth performance of suckling pigs.

Tzortzis et al. [24] usaron sondas dirigidas in vitro 16S rRNA para la fluorescin situ para estudiar los cambios en el grupo oligosacárido en bacterias totales, bifidobacterias, lactobacilos, pseudomonadas y grupo Clostridium. La prueba mostró que el número de bifidobacterias en el fermentador, que representa el colon, aumentó. Además, los oligosacáriinhisignificativamente la Unión de Escherichia coli y Salmonella typhimurium a las células HT29. Tzortzis et al. [24] mostraron en un estudio en cerdos que la adición de oligosacáridos 4% aumentó la densidad bifidobacteriana y la concentración de acetato en el intestino y redujo el pH, lo que indica que los oligosacáridos tienen un gran potencial probiótico.

Rajauria et al. [25] evaluaron el efecto de los oligosacáridos sobre el estado antioxidante del músculo longissimus dorsi mediante la adición de oligosacáridos a la dieta de los cerdos 5 semanas antes del sacrificio. Los resultados mostraron que la adición de oligosacáridos mejoró significativamente la capacidad antioxidante del músculo, lo que puede estar relacionado con el efecto prebiótico de los oligosacáridos. Broekaert et al. [26] mostraron que el potencial antioxidante de los prebióticos se relaciona con su contenido ferúlico. El ácido ferúlico tiene fuertes propiedades antioxidantes in vitro [27]. Las muestras del músculo longissimus dorsi en la bolsa de envasado al vacío fueron analizadas después de ser almacena 4 °C durante 15 d. En comparación con el grupo control, la actividad microbiana total del músculo longissimus dorsi se redujo, indicando un efecto antibacteriano significativo.

2.2 investigación sobre la aplicación de oligosacáridos en la producción avícola

Research on the application of oligosaccharides in poultry productionSe ha centrado principalmente en los efectos sobre los tipos de microorganismos intestinales y los indicadores antioxidantes séricos. Azcarate-Peril et al. [28] usaron pollas Bresse de 1 día de edad como objeto de investigación y evaluaron el efecto sobre los tipos de microorganismos intestinales mediante un ensayo de 9 semanas. Los resultados mostraron que después de ser desafiado con una fuerte cepa de Salmonella typhimurium en la quinta semana del ensayo, el número de Christensenellaceae y Lactobacillus reuteri en los intestinos de los animales enel grupo oligosacárido aumentó Christensenellaceae y Lactobacillus reuteri aumentó, y la tasa de aclarde Salmonella enel intestino también se mejoró. Christensenellaceae flora se ha demostrado que está relacionado con el índice de masa corporal (IMC) [29], y Lactobacillus reuteri es una cepa que contiene muchas propiedades probióticas reconocidas. Li Yanming et al. [30] estudiaron el efecto de agregar 0,1% de oligosacáridos al alimento sobre la función antioxidante de los patos. Los resultados mostraron que la actividad de T-AOC, GSH-PX, T-SOD y POD en suero en el grupo con oligosacáridos agregados fue mayor que en el grupo de control, pero la actividad de MDA fue menor que en el grupo de control; El T-SOD muscular fue significativamente mayor que en el grupo de control, lo que indica que la adición de galactan oligosacárido puede mejorar la capacidad antioxidante de los patos en diferentes grados.

2.3 investigación sobre la aplicación del oligosacárido galactan en la producción de rumiantes

There have been relatively few studies on the use of galacto-oligosaccharides in ruminant production. Wang Zhihang et al. [31] alimentaron terneros de ganado amarillo Yanbian con galacto-oligosacáridos y los resultados mostraron que las concentraciones séride IgG y la expresión de ARNm de IL-2 estaban elevadas, lo que indica que los galacto-oligosacáridos pueden mejorar la función inmunitaria de los terneros.

2.4 aplicación investigación sobre el uso de galacto-oligosacáridos en la producción de roedores

Zhang Dongjie et al. [32] encontraron que los oligosacáripueden mejorar el nivel inmunitario de los ratones. Zheng Shan et al. [33] administraron ratones con gavaged con diferentes dosis de oligosacáridos y los resultados mostraron que los oligosacáridos pueden mejorar la concentración inmunitaria de los ratones. Leforestier et al. [34] evaluaron los efectos de la ingesta de galacto-oligosacáridos sobre la morfode la mucosa del intestino delgado, la actividad de la enzima de la membrana del borde del cepillo y el contenido de mucina en ratones. Los resultados mostraron que los ratones que consumieron galacto-oligosacáridos durante 4 semanas fueron capaces de aumentar el contenido de mucina de la mucosa del intestino delgado y la actividad de sucrasa en las células epiteliales intestinales sin cambiar la altura de las vellosidades.

Dai et al. [35] studied the preventive effect of a newly synthesized α-galactooligosaccharide mixture On the Prevention of sodium dextran sulfate-induced colitis in mice (en inglés). Los resultados mostraron que la mezcla de − -galactooligosacárido puede reducir significativamente los niveles de hemoglobina fecal, prevenir el acortar de la longitud del colon, reducir la respuesta inflamcolónica, y aliviar la regulación de la ciclooxigen2 inducida por sulfato de dextransódico. Yanahira et al. [36] encontraron que los galacto-oligosacáridos no pueden ser utilizados por el homogenato de la mucosa intestinal, pero pueden ser utilizados selectivamente por bacterias beneficiosas en el intestino. Cheng et al. [37] usaron análisis 16S rRNA y metabolómica para analizar los efectos de los galacto-oligosacáridos en los microorganismos y metaboli. Los resultados mostraron que en comparación con el grupo de control, la síntesis de ácidos grasos y los niveles de triglicéridos en sangre de los ratones alimentados con galacto-oligosacáridos fueron significativamente más bajos, lo que indica que los galacto-oligosacáridos pueden mejorar el metabolismo lipídico en ratones. Fueron significativamente menores, lo que indica que los oligosacáridos pueden mejorar el metabolismo lipídico en ratones.

3 conclusión

Galacto-oligosaccharides have many prebiotic functions in animals. Studies on their application in animal production have shown that adding an appropriate dose of galacto-oligosaccharides to the feed can promote animal growth, improve the intestinal flora, regulate the immune function of the body, and activate the intestinal defense mechanism. Given the many prebiotic functions of galacto-oligosaccharides, they have broad prospects for application in animal production.

referencia

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