¿Cuál es el uso del betacaroteno en la alimentación Animal?

Celel rápido desarrollo de la ganadería y la expansión gradual de la cría de rumiantes, los consumidores están prestando más atención a la producción de productos animales de alta calidad, el valonutricional de los productos y el impacaen su salud [1]. En los últimos años, el uso creciente de piensos concentrados no sólo ha ejercido una enorme presión sobre el medio ambiente, sino que también ha aumentado los riesgos para la seguridad de los productos de origen animal debido al uso excesivo de aditivos alimentarios. Como estrategia de desarrollo sostenible, ampliar el uso de forraje es un medio eficaz. Senembargo, para lograr este objetivo, es necesario explorar y aprovechar mejor sus potenciales recursos funcionales, mejorando así el valor nutricional de la fibra. El forraje verde es una importante fuente de alimenapara los rumiantes. Es rico en pigmentos fotosintéticos de plantas, tales como clorofila y beta-caroten. Después de que los animales lo comen, estos pigmentos pueden afectar el metabolismo nutricional de los rumiantes y la calidad de los productos animales [2-3].

El betacaroteno es uno de los pigmentos fotosintéticos más importantes en lasplantas y se encuentra ampliamente en la naturaleza [4]. Tiene fuertes propiedades antioxidantes, puede eliminar los radicales libres del cuerpo, reducir la producción de productos de oxidlipíy tiene un efecto positivo en la salud animal [5]. También es la principal materia prima para los rumiantes para sintetizar la vitamina A [6], y puede satisfacer las necesidades de vitamina A de bovinos y ovinos [7]. Además, el -carotenjuega un papel importante en la diferenciación celular, crecimiento, expresión génica y función inmune en animales rumiantes [8]. El − -caroteno se encuentra principalmente en el hígado de animales rumiantes, donde se convierte y almacena [9], y el contenido en bovinos es significativamente mayor que en cabras y ovejas [10]. Un estudio encontró que después de que el ganado en pastofue alimentado celuna dieta basada en pastos templdurante 105 días y luego se cambió A una dieta basada en granos, el contenido sérico de − -caroteno disminuyó de 20,1 − g/mL A 0, lo que indica que el contenido sérico de − -caroteno de la dieta y las condiciones de alimentación afectan el contenido sérico de − -caroteno [11].

Además, algunos estudios han demostrado que el contenido de beta-carotenen el suero animal también se ve afectado por la estación y el género [12-13]. − -caroteno no sólo tiene el efecto de mejorar el cuerpo#39;s capacidad reproductiva [14], pero también es uno de los importantes aditivos alimentarios [15]. Cuando se usa como aditivo, afecta el costo de alimentación y el valor de los productos animales hasta cierto punto [16]. Por lo tanto, es necesario hacer pleno uso de los recursos naturales del caroteno en el forraje, alimentar el forraje verde de manera eficiente y así regular el cuerpo animal y producir productos animales de alta calidad.

En resumen, este artículo se centra en los recursos de → -caroteno en el forraje verde, y revisa los cambios dinámicos, los factores que influyen y los efectos en el cuerpo de los rumiantes y los productos del contenido de → -caroteno en los pastos, combinados celel progreso actual de la investigación en el país y el extranjero.

1. Metabolismo y absorción de − -caroteno en rumiantes

Los rumiantes pueden obtener − -carotenal comer forraje verde. Después de β -caroteno entra en el animal's cuerpo, reacciona celenzimas digestivas en el tracto gastroIntestinal intestinaly se separa de complejos proteicos. Cuando pasa a través del duoden, forma micropartículas de quilo junto celotras sustancias lipídicas bajo la emulsificación de la bili, y es finalmente absorbido por las células epitelide la mucosa del intestino delgado [17]. El caroteno absorbido se transfiinmediatamente A un lado de las células epiteliales intestinales, donde se convierte en vitamina A por una reacción de escisión simétrica bajo la acción de enzimas, satissatisasí las necesidades del cuerpo animal [18-19].

Además, el -caroteno ingeripor el hígado se almacena en el hígado o se secreta en lipoproteínas de muy baja densidad, y el -caroteno unido a proteínas es absorbido y almacenpor los tejidos extrahepáticos [20]. El metabolismo, la absorción y la distribución del beta-carotenen los rumiantes también se ve afectada por las especies animales [21]. Por ejemplo, en bovinos, la mayor parte del beta-carotense encuentra en el suero y el tejido adiposo, mientras que en ovinos y capr, se almacena más en el hígado [22]. Se ha reportado que el exceso de beta-carotenpuede afectar la absorción de fósforo, dificultando el metabolismo normal de los huesos y la mineralización [23]. La fosfatasa alcalina sérica (AKP) es una de las enzimas importantes de importancia clínica diagnóstica [24]. La administración Oral de altas dosis de beta-carotena a vacas lechpuede interferir celel metabolismo normal de AKP[25].

Hay muchos factores que afectan la absorción de beta-carotenen los rumiantes. Debido a la naturaleza soluble en grasa del beta-caroten, el contenido de grasa del alimento afecta su absorción. Se ha encontrado que el contenido de ácido oleico en bovinos está correlacionado positivamente celel contenido de beta-caroten[26]. La adición de ácidos grasos libres a la solución de infusión puede promover significativamente la absorción de − -caroteno [27]. Lee et al. [28] mostraron que la falta de vitamina a puede conducir a un aumento en la tasa de absorción de → -caroteno, y que las sales biliares en animales también pueden afectar indirectamente la absorción de → -caroteno [29]. Además, los niveles de nutrientes como fibra y proteína en el alimento también pueden afectar a su absorción [30]. Debido a la composición compleja de los microorganismos del rumeny los muchos factores que afectan el mecanismo del metabolismo de nutrientes, se necesita más investigación sobre la absorción de − -caroteno.

2. The Efecto efectodeβ -caroteno on ruants (en inglés)

2.1. El efecto del -caroteno en el rumen de rumiantes

El rumen es un importante órgano digestivo de los rumiantes, y su función afecta directamente al animal#39;s metabolismo fisiológico. Algunos estudios han demostrado que el beta-carotenpuede promover el crecimiento de bacterias celulolíen el rumen de rumiantes, promoviendo así la absorción de ácidos grasos en el rumen [31]. Después de que los rumiantes ingi→ -caroteno, no sólo puede reducir efectivamente el contenido de nitrógeno amónico volátil en el líquido ruminal, sino que también puede aumentar el contenido de proteína microbiana [32].

Liu Liling et al. [33] estudiaron en detalle los efectos del -caroteno en el ambiente ruminal. Sus resultados mostraron que el pHdel rumen no se vio afectado por la adición de -caroteno, pero como la cantidad de -caroteno añadido aumentó, el contenido de proteína microbiana en el rumen disminuyó, y el contenido total de ácidos grasos volátiles aumentó significativamente. Aunque el informe anterior aclara más o menos la relación entre el ambiente ruminal y el beta-caroten, su mecanismo de acción y algunos factores de influencia aún no están claros. Por ejemplo, es necesario seguir investigando los efectos interactivos de los diferentes entornos ruminales y los diferentes contenidos de caroteno en el entorno ruminal.

2.2 efecto del beta-carotensobre la capacidad antioxidante en rumiantes

− -caroteno es un antioxidante eficaz que puede prevenir eficazmente la fotooxidy la oxidde lípidos [34]. El sistema antioxidante en rumiantes consiste en agentes de reacción en cadena y enzimas antioxidantes. Los indicadores que pueden reflejar la capacidad antioxidante son superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatión peroxid(GSH-Px) actividad y capacidad antioxidante total (T-AOC).

Estudios han demostrado que la suplementación de -caroteno en la dieta de rumiantes aumenta significativamente los niveles de estas sustancias en el suero [35]. Aunque algunos informes han demostrado que la capacidad antioxidante del cuerpo aumenta con el aumentoSuplementación con − -carotenoSe han observado resultados negativos a dosis más altas [36]. Por lo tanto, se necesita más investigación para determinar la dosis de suplementación más efectiva. En rumiantes, el − -caroteno se convierte en vitamina A. Zhang et al. [37] revelaron el papel del − -caroteno y la vitamina A en las propiedades antioxidantes. El experimento mostró que el caroteno en sí mismo tenía un efecto directo sobre las propiedades antioxidantes del suero de carne, y su metabolito vitamina a tenía poco efecto sobre las propiedades antioxidantes.

2.3 efecto del -carotensobre el rendimiento reproductivo de los rumiantes

Los estudios han demostrado que la adición de una cantidad adecuada de -caroteno a la alimentación de las vacas lechno sólo puede aumentar su contenido sanguíneo, mejorar la función de los linfocitos y fagociy por lo tanto mejorar la resistencia a las enfermedades, reducir eficazmente la incidencia de postparto retenido, metritis y mastitis [38], sino también aumentar la tasa de apareamiento y la tasa de embarazo [39-40]; Algunos estudios han confirmado que el tiempo de desprendimiento placentario en vacas lechlechestá correlacionado con el contenido de beta-carotenen el alimento [41]; De Ondarza et al. [42] mostraron que alimentar a las vacas con beta-carotendurante mucho tiempo es más propicio para mejorar su tasa reproductiva. El betacaroteno no solo promueve efectivamente la síntesis de espermatozoides, sino que también mejora la densidad y calidad de los espermatozoides de rumiantes [43]. La adición de una cantidad apropiada de − -caroteno a las vacas lechen en las últimas etapas del embarazo puede acortar el tiempo que tarda el útero en sanar y reducir en gran medida la posibilidad de aborto espontáneo temprano [44]. Los estudios han demostrado que el beta-carotenpuede estimular la producción de progesterona y promover el estro en vacas lech[45], mientras que también aumenta la tasa de éxito de la fertilización [46].

Li Ziyan et al. [47] compararon la cantidad de betacaroteno agregado y los resultados mostraron que la adición de 400 mg/(Head ·d) de betacaroteno puede acortar significativamente el tiempo hasta el primer periodo después del parto y reducir la incidencia de mastitis. Zhou Guiyun et al. [48] y Liu Huifang et al. [49] mostraron que la adición de 300 mg/(Head · d) − -carotenpuede reducir significativamente la incidencia de quistes ováriy mastitis. Zhang Junli et al. [50] mostraron que la adición de 300 mg/(Head ·d) → -carotenpuede aumentar efectivamente la tasa de concepción de las vacas lecheras. Ma Jifeng et al. [51] encontraron que la adición de 200-300 mg/(Head ·d) − -carotena a las vacas lechdespués del parto puede aumentar efectivamente la tasa de apareamiento. En los estudios mencionados anteriormente, bajo diferentes raciones de alimento, diferentes edades de las vacas y diferentes condiciones de alimentación, la cantidad óptima de − -carotenagregado es de 200-400 mg/ cabeza ·d.

Li Qiufeng et al. [52] estudiaron en detalle el efecto del − -caroteno en el rendimiento reproductivo de los toros y mostraron que después de agregar una cantidad apropiada de − -caroteno al alimento, puede mejorar efectivamente la vitalidad del semen fresco, la densidad de espermatozoides, la viabilidad post-congelación, la tasa de integridad del acrosoma y reducir la tasa de defordel esperma. Liu Ruxiang et al. [53] informaron que la adición de una dosis más alta de ≥ -carotenal al alimento afecta el volumen de la eyaculación de los toros, pero a una dosis de 100 mg/kg no se observó diferencia. Los estudios han demostrado que hay una correlación negativa entre el contenido de testosterona del semen y la tasa de deformidad del esperma [54]. En verano, las altas temperaturas pueden causar la supresión del eje hipotalámico-pituittesticular de los rumiantes, lo que resulta en una disminución de la secreción de testosterona sérica. En otro estudio realizado por Li Qiufeng et al. [55] se confirmó que el − -caroteno puede aumentar efectivamente el contenido de testosterona sérica y seminal, lo que muestra una vez más que el − -caroteno tiene un efecto positivo en el rendimiento reproductivo de los toros.

2.4 efecto del beta-carotensobre el rendimiento de producción de rumiantes

− -caroteno es poco soluble en agua e inestableY su estructura es propensa a la rotura después de ser estimulada por la luz y el calor, lo que limita su aplicación efectiva en la producción de productos de rumiantes [56]. Senembargo, el beta-carotentambién tiene un cierto efecto positivo en el rendimiento de producción de los rumiantes. El betacaroteno puede actuar sobre las células de la glándula mamaria y mejorar su capacidad de lactancia. Por lo tanto, la adición de betacaroteno al alimento de vacas lechposparto puede aumentar significativamente la producción de leche y mejorar la calidad de la leche [57]. Además, se ha informado que la adición de 900 mg/(Head · d) β -carotenal alimento puede aumentar significativamente la producción de leche, y el contenido de grasa y proteína de la leche también puede mejorar significativamente [58]. Debido a que el − -carotenpuede promover la respuesta inmune de las citocinas e inducir la proliferación de linfocitos, es muy eficaz en la reducción del recuento de células somáticas (SCC) en la leche [59]. Algunos experimentos han demostrado que la adición de 300 mg/(Head · d) β -carotenal alimento puede reducir significativamente el recuento de células somáticas en la leche y mejorar aún más la calidad de la leche [60].

Li Xinhua [61] probó el efecto de → -caroteno en la calidad de la carne y encontró que la adición de 1.200 mg/(Head ·d) → -carotenreduce significativamente el amarillamiento (b*) brillo (L*) y enrojecimiento (a*) de la carne, lo que indica que → -carotenpuede ejercer un efecto antioxidante, mejorar la saturde color de la carne, mejorando así la calidad de la carne. JenQing et al. [62] mostraron que la suplementación con beta-carotenen el alimento puede mejorar la tasa de matanza y el rendimiento neto de carne del ganado de carne, pero no tiene un efecto significativo en los indicadores de calidad de la canal. Después de que el caroteno es absorbido en el intestino delgado de los rumiantes, parte de él es convertido en vitamina A, mientras que el resto es transportado al hígado para su almacenamiento [63]. El contenido de vitamina A del alimento es un factor importante que afecta la formación de marmoleo de tern[64]. Aunque complementa a − -caroteno en el animal#39; alimentación s no tiene efecto sobre la deposición de mármol de carne y el espesor de grasa [7], la vitamina A sintetizen el animal promueve la distribución de la grasa almacensubcutánea en los músculos [65-66]. Los resultados anteriores muestran que la vitamina A, que se sintetiza A partir del beta-caroten, tiene un efecto limitado en los rumiantes. Esta vitamina A puede promover el metabolismo del ganado vacuno y complementar el cuerpo#39;s necesidades [7], pero no es suficiente para afectar la formación de jaspeo en el ganado de carne.

3. Cambios en el contenido de − -caroteno en forraje y pienso verde y su aplicación

3.1 cambios en el contenido y conservación de -caroteno en forraje verde y ensilado

− -caroteno se encuentra ampliamente en los pastos, y su contenido se ve afectado por la fertiliz, la etapa de cosecha y las especies de pastos. El contenido de → -caroteno es significativamente más alto bajo condiciones de fertilizcon alto nitrógeno, y un mayor contenido de → -carotentambién se puede obtener por cosecha temprana [67]. Después del marchitamiento natural, su contenido también disminuirá significativamente [68]. El contenido de carotenen las legumines generalmente mayor que en el forraje [69]. El − -caroteno se oxioximás fácilmente después de cortar las plantas [70]. Después de que la hierba se cosecha y se prepara en heno, se pierde de 80% a 90% del beta-caroten[71]. En circunstancias normales, después de que el pasto es ensilado, la pérdida de beta-carotenes de 40% a 60%, y sila calidad del ensies es buena, la pérdida puede ser menor del 20% [72].

Lv et al. [73] mostraron que la pérdida de − -carotendespués de enside ryegrass italiano fue menos de 10%. Algunos estudios también han investigado el efecto de los aditivos en la preservación del beta-caroten[73-74]. Los resultados de Lv et al. [73] mostraron que la adición de bacterias de ácido lácal al ryegrass italiano ensipuede preservar mejor el → -caroteno (el pH del ryegrass italiano ensies 3,9), mientras que Liu Qinhua et al. [74] encontraron que la adición de bacterias de ácido láccon una fuerte capacidad de fermentación al pasto elefante puede acelerar la pérdida de → -caroteno (el pH del ensilado de pasto elefante es 5,4). Las diferencias anteriores pueden deberse a diferentes especies forrajeras y temperaturas de almacenamiento (25 y 15 °C, respectivamente) o pH.

Muller et al. [75] mostraron que existe una cierta correlación entre el contenido de → -caroteno y el contenido de ácido lácen el pasto de festuca después del ensi(pH 5,16), y que un alto contenido de ácido láces es más probable que cause descomposición de → -caroteno. Lindqvist et al. [76] informaron que la tasa de descomposición del beta-carotenen el pasto ensiensise se ve afectada por el ambiente de ensiy los aditivos ácidos. Además, la conservación del -caroteno también se ve afectada por la combinación de forraje, por ejemplo, una mezcla de Timoteo y trébol puede preservar más eficazmente el -caroteno. Además, algunos estudios han observado el efecto de diferentes tiempos de ensisobre el contenido de beta-caroten. Por ejemplo, Liu Qinhua et al. [74] encontraron que el efecto de conservación del enside de pasto elefante durante 35 o 70 días fue significativamente mejor que el de Kala [77] conservado durante 180 días. Se puede observar que el almacenamiento a corto plazo tiene un mejor efecto en la preservación del beta-caroten.

Contenido de 3,2 β de carotenen los piensos para animales de rumiantes

Aunque un gran número de estudios han explorado la cantidad de -caroteno añadido, ha habido relativamente pocos estudios sobre el papel del -caroteno en la alimentación. Zhang et al. [37] probaron el contenido de caroteno de una ración básica de alimento y encontraron que era de aproximadamente 34 g/g DM. Calcula partir de la ingesta de alimento, un ganado de 500 kg de carne consume aproximadamente 500 mg de caroteno de la ración de alimento todos los días.

En muchos experimentos con rumiantes en cautividad, el forraje se compone generalmente de heno y ensi. Como se describió anteriormente, la tasa de pérdida de beta-carotenen el pasto de ensilaje es de 40%-60% [72], y es tan alta como 90% [71] en el heno, lo que reduce en gran medida el animal#39;s ingesta de − -caroteno. Por lo tanto, alimentar a los rumiantes con pasto o pasto puede complementar más eficazmente el − -caroteno. Se comparó el contenido de − -carotende de algunas fibras comunes. El contenido en ryegrass italiano fresco varía de 60 a 230 μg/g DM(dependiendo de la etapa de cosecha y la cantidad de abono) [67]. El contenido de una mezcla de trébol blanco y hierba de Timoteo después de la cosecha es de aproximadamente 56.2 μg/g DM[76]. El trébol rojo mezclado con oryza sativa contenía aproximadamente 35,6 μg/g DM(sentratamiento) [76], alfalfacontenía 179-211 μg/g DM[78], hierba elefante contenía aproximadamente 450 μg/g DM[74]. Los datos anteriores muestran claramente que la alimentación de rumiantes con alto contenido de -caroteno en el forraje puede sustituir eficazmente a los preparados de -caroten. Además, el contenido de acaroteno del forraje tropical es mucho más alto que el de otros forrajes, lo que también proporciona condiciones favorables para la cría saludable de rumiantes en áreas tropicales.

4 resumen

El betacaroteno está ampliamente distribuido en la naturaleza, y la madurez gradual de la tecnología de producción industrial ha acelerado su aplicación en el campo de la nutrición de rumiantes. Este artículo resume la investigación sobre los cambios dinámicos en el contenido de betacaroteno en los pastos y los efectos sobre el metabolismo de los animales rumiantes. El forraje es una importante fuente de alimento para los rumiantes. Explorar la ley de variación en el contenido de → -caroteno en el forraje, su mecanismo de conservación y las posibles asociaciones con otros nutrientes ayudará a mejorar la tecnología de producción de forraje, produciendo productos forrajes o enside de alta calidad con alto contenido de → -caroteno, al tiempo que promoverá la utilización del forraje.

En un gran número de estudios sobre los efectos de − -caroteno en los rumiantes, se encontró que los efectos de diferentes− -caroteno en polvoLas adiciones sobre el rendimiento de la producción y el rendimiento reproductivo de los rumiantes varían mucho en diferentes razas animales, condiciones de alimentación y etapas de producción. China es un país enorme, y las diferencias regionales han llevado a diferencias en los métodos de alimentación y dietas de los rumiantes. Por lo tanto, en futuras investigaciones, es necesario seguir explorando una dosis más razonable y eficiente de -caroteno en la dieta de los rumiantes, y explorar en profundidad los amplios efectos del -caroteno en el metabolismo de los cuerpos de los rumiantes, la calidad de la carne, la calidad de los productos lácteos, etc.

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