Trong cuộc tìm kiếm không ngừng để tìm ra các chất thay thế kháng sinh trong dinh dưỡng cho lợn, các oligosaccharides chức năng có thể đóng một vai trò tiềm năng trong trường hợp này. Do các oligosaccharides không dễ bị phân hủy, nên chúng sẽ kết thúc quá trình ở ruột sau - tại đây, các oligosaccharides sẽ bị phân huỷ bởi vi khuẩn và chuyển thành các axit béo chuỗi ngắn – một loại axit béo mà thành tế bào rất thích.
Có những loại oligosaccharides nào và tại sao chúng lại có ích?
Việc sử dụng kháng sinh trong khẩu phần đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống chăn nuôi lợn nhằm mục đích phòng bệnh và thúc đẩy tăng trưởng. Kháng sinh được phát hiện là luôn có mặt trong ruột lợn ở hàm lượng thấp và dưới mức gây chết người. Ngoài ra, tình trạng kháng kháng sinh là mối quan tâm chung gây ra chi phí tích lũy lên tới 100 nghìn tỷ đô la Mỹ mỗi năm cho lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, và số ca tử vong trên toàn cầu lên tới 10 triệu người vào năm 2050. Do các vi khuẩn kháng kháng sinh phát triển gây ra các tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe của cộng đồng, nên Liên minh Châu Âu đã cấm sử dụng tất cả các loại kháng sinh trong thức ăn cho mục đích kích thích tăng trưởng. Vì vậy, việc phát triển và sử dụng các chất phụ gia thức ăn xanh, mới, không chứa kháng sinh là điều cần thiết nhằm giảm thiểu hoặc thay thế cho kháng sinh trong thức ăn cho lợn.
Các oligosaccharides chức năng là các chất thay thế kháng sinh tiềm năng giúp tăng năng suất của lợn, giảm tỷ lệ chuyển đổi thức ăn thành thịt, cải thiện sức khỏe đường ruột và khả năng phòng chống bệnh tật, giảm tỷ lệ tử vong ở lợn. Sở dĩ các oligosaccharides này được gọi là "chức năng" vì chúng có các chức năng sinh lý đặc biệt, nhưng chúng lại không dễ bị hấp thụ ở ruột non. Rõ ràng là cũng có một nhóm các oligosaccharides có thể dễ bị tiêu hoá ở ruột - như sucrose và maltose – chúng được biết đến là các oligosaccharides "thông thường" và chúng hiện không phải là chủ đề của bài viết này.
Định nghĩa
Các oligosaccharides chức năng là những hợp chất không dễ bị phân huỷ trong ruột lợn do bị thiếu men tiêu hóa. Do đó, các oligosaccharides này sẽ đi thẳng đến ruột sau - nơi chúng được hệ vi sinh vật đường ruột phân giải và tận dụng, sau đó chúng sẽ được chuyển hóa thành các axit béo chuỗi ngắn.
Các oligosaccharides chức năng được định nghĩa là một polymer saccharides phân tử thấp có chứa từ 02 đến 10 nhóm monosacarit được kết nối bằng các liên kết glycosid giống hoặc khác nhau. Chuỗi của chúng được liên kết với lipid hoặc với các chuỗi phụ axit amin tương thích trong protein; các đặc tính vật lý và hóa học của chúng bao gồm giá trị nhiệt thấp, ổn định, không độc hại, độ nhớt cao và hút ẩm mạnh.
Tầm quan trọng của các oligosaccharides chức năng
Các oligosaccharides chức năng giúp tăng cường sự phát triển của vi khuẩn có lợi và ngăn chặn các vi sinh vật có hại trong ruột lợn. Ngoài ra, chúng giúp làm giảm giá trị pH của ruột, giảm cholesterol huyết thanh và chất béo trung tính, cải thiện lượng đường trong máu, tăng hấp thu khoáng chất, cải thiện hiệu quả chuyển hóa thức ăn, duy trì cân bằng nội môi cấu trúc hệ vi sinh vật đường ruột, và cải thiện chức năng hệ thống miễn dịch. Các chức năng khác bao gồm nhận dạng tế bào, tương tác tế bào và bám dính tế bào. Sau đây, chúng ta sẽ cùng thảo luận về các loại oligosaccharides chức năng phổ biến nhất trong dinh dưỡng của lợn :
1. Xylo-oligosaccharides
- Được tìm thấy tự nhiên trong các nguồn thực phẩm khác nhau như sữa, mật ong, các loại rau, trái cây, măng, lõi ngô, rơm, cám gạo, cám lúa mì, vỏ trấu, vỏ hạt bông và các chất thải nông nghiệp khác.
- Là một oligosaccharides chức năng có độ nhớt thấp, chủ yếu cấu tạo từ 02 đến 10 xylose, xylobiose, xylotriose và/hoặc xylan được liên kết với nhau bằng các liên kết glycosid.
- Xylo-oligosaccharides rắn có màu vàng nhạt hoặc màu nâu nhạt, dạng bột, có khả năng chịu nhiệt và axit cao, có tính ổn định tốt. Sử dụng phương pháp nấu ở nhiệt độ cao, tách chiết bằng axit và liên kết hóa học với enzyme để chiết xuất và điều chế xylo-oligosaccharides.
- Xylo-oligosaccharides giúp thúc đẩy hệ vi sinh vật đường ruột có lợi, ngăn chặn sự bám dính của vi khuẩn có hại vào đường ruột, cải thiện chức năng của hệ thống miễn dịch, thúc đẩy quá trình tiêu hóa và tận dụng các chất dinh dưỡng, đồng thời giúp cải thiện năng suất tăng trưởng và khả năng chống oxy hóa.
2. Mannan oligosaccharides
- Thường được tìm thấy trong guar gum từ cây họ đậu, sesbania gum, bột konjac và thành tế bào vi sinh vật nấm men.
- Cấu tạo từ các phân tử carbohydrate phức tạp, bao gồm các phân tử mannose hoặc mannose-glucose được kết nối bằng liên kết glycosid.
- Mannan oligosaccharides tan trong nước nhưng không tan trong ethanol, acetone, ether và các dung môi hữu cơ khác; chúng có khả năng chống lại nhiệt độ cao và dễ dàng hấp thụ độ ẩm.
- Mannan oligosaccharides giúp lợn cải thiện năng suất, ngăn chặn sự tích tụ lactate trong đường tiêu hóa, ổn định độ pH của ruột, giảm sản xuất và hấp thụ các phân tử độc hại, cải thiện khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng, tăng cường sức khỏe đường ruột và chức năng hệ thống miễn dịch của lợn.
3. Chitosan oligosaccharides
- Có trong vỏ tôm và vỏ cua.
- Được hình thành bởi 02 đến 10 glucosamine được liên kết bởi các liên kết glycosid.
- Chitosan oligosaccharides là các saccharides cơ bản mang điện tích dương tự nhiên có khối lượng phân tử nhỏ hơn 3.000 đơn vị. Chúng có khả năng hòa tan tốt trong nước và có thể hòa tan một phần trong metanol, nhưng không hòa tan trong etanol. Các chất chuyển hóa của chitosan oligosaccharides không độc và không chứa kháng nguyên, không bị phân hủy trong ruột lợn nên dễ dàng được các tế bào ruột hấp thụ vào tuần hoàn máu.
- Chitosan oligosaccharides có chức năng kháng khuẩn, ngăn chặn khối u và chống oxy hóa; cải thiện mức tăng trọng bình quân hàng ngày, lượng ăn vào bình quân hàng ngày, và tỷ lệ tăng trọng so với lượng thức ăn tiêu thụ; điều hòa môi trường vi sinh vật đường ruột; cải thiện tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng; tăng khả năng vận chuyển axit amin của nhau thai; và cải thiện chức năng hệ thống miễn dịch.
4. Fructo-oligosaccharides
- Được tìm thấy tự nhiên trong các loại thực vật như hành tây, rau diếp xoăn, tỏi, măng tây, chuối, atisô, và nhiều loại khác.
- Cấu tạo từ các chuỗi tuyến tính của các đơn vị fructose trên cơ sở các phân tử sucrose được liên kết bởi các liên kết glycosid.
- Fructo-oligosaccharides rắn có dạng bột màu trắng hòa tan trong nước, ít ngọt và ít năng lượng.
- Fructo-oligosaccharides giúp thúc đẩy sự phong phú của vi khuẩn đường ruột có lợi; ức chế sự phát triển và sinh sản của vi khuẩn có hại; tăng cường tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng; cải thiện môi trường vi sinh và chức năng hệ thống miễn dịch; cải thiện mức tăng trọng bình quân hàng ngày, lượng ăn vào bình quân hàng ngày và khả năng tiêu hóa vật chất khô, ni-tơ; và làm giảm căng thẳng oxy hóa ở lợn.
Ứng dụng của các oligosaccharides chức năng
Tác dụng của phụ gia oligosaccharides chức năng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm: môi trường cho ăn, giai đoạn sinh lý, loại và liều lượng của oligosaccharides chức năng, và mức độ bổ sung của oligosaccharides trong thức ăn. Khi lợn ở trong môi trường cho ăn kém, các chất oligosaccharides chức năng sẽ điều chỉnh sức khỏe đường ruột và ảnh hưởng đến chức năng của hệ thống miễn dịch. Cấu trúc và chức năng đường ruột khác nhau ở các giai đoạn sinh lý khác nhau của lợn.
Ví dụ, các oligosaccharides chức năng sẽ cải thiện năng suất tăng trưởng và hệ vi sinh vật đường ruột của lợn con cai sữa đáng kể hơn so với lợn ở giai đoạn tăng trưởng.
Các oligosaccharides chức năng được sản xuất bởi các loại và các nhà sản xuất khác nhau nên chúng sẽ có tác dụng khác nhau đáng kể.
Sử dụng liều lượng cao các oligosaccharides chức năng sẽ làm tăng chi phí thức ăn và chi phí cho ăn, điều này không làm tăng vi khuẩn có lợi hoặc giảm vi khuẩn có hại, và dẫn đến tiêu chảy. Ngoài ra, hàm lượng tự nhiên của các oligosaccharides chức năng có trong khẩu phần ăn cũng làm ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm của việc bổ sung này.
Kết luận
Các oligosaccharides chức năng có tiềm năng trở thành những chất thay thế xanh cho kháng sinh và không gây ô nhiễm môi trường. Những yếu tố như môi trường cho ăn, giai đoạn sinh lý, loại và liều lượng sử dụng của oligosaccharides chức năng và mức độ bổ sung của các oligosaccharides trong thức ăn sẽ làm ảnh hưởng đến chức năng của các oligosaccharides chức năng.
Các oligosaccharides chức năng giúp cải thiện năng suất tăng trưởng, chức năng hệ thống miễn dịch và sức khỏe đường ruột của lợn. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu tập trung vào các yếu tố liên quan ảnh hưởng đến chức năng của các oligosaccharides chức năng. Ngoài ra, cần thăm dò thêm để tìm ra vai trò ổn định của các oligosaccharides chức năng trong việc sử dụng chúng để làm chất phụ gia thức ăn chăn nuôi.
Sưu tầm và biên dịch: Acare VN Team