अमूर्त

सूअरों के पोषण और स्वास्थ्य में कार्बोहाइड्रेट अनुसंधान की सबसे बड़ी प्रगति कार्बोहाइड्रेट का अधिक स्पष्ट वर्गीकरण है, जो न केवल इसकी रासायनिक संरचना पर आधारित है, बल्कि इसकी शारीरिक विशेषताओं पर भी आधारित है। मुख्य ऊर्जा स्रोत होने के अलावा, कार्बोहाइड्रेट के विभिन्न प्रकार और संरचनाएँ सूअरों के पोषण और स्वास्थ्य कार्यों के लिए लाभकारी हैं। ये सूअरों के विकास और आंतों के कार्य को बढ़ावा देने, आंतों के सूक्ष्मजीव समुदाय को विनियमित करने और लिपिड व ग्लूकोज के चयापचय को विनियमित करने में शामिल हैं। कार्बोहाइड्रेट का मूल तंत्र इसके चयापचयों (लघु श्रृंखला फैटी एसिड [SCFAs]) और मुख्य रूप से scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk और scfas-ampk-g6pase / PEPCK मार्गों के माध्यम से वसा और ग्लूकोज चयापचय को विनियमित करता है। नए अध्ययनों ने कार्बोहाइड्रेट के विभिन्न प्रकारों और संरचनाओं के इष्टतम संयोजन का मूल्यांकन किया है, जो विकास प्रदर्शन और पोषक तत्वों की पाचनशक्ति में सुधार कर सकते हैं, आंतों के कार्य को बढ़ावा दे सकते हैं और सूअरों में ब्यूटिरेट उत्पादक बैक्टीरिया की प्रचुरता बढ़ा सकते हैं। कुल मिलाकर, ठोस प्रमाण इस बात का समर्थन करते हैं कि कार्बोहाइड्रेट सूअरों के पोषण और स्वास्थ्य संबंधी कार्यों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसके अलावा, कार्बोहाइड्रेट संरचना का निर्धारण सूअरों में कार्बोहाइड्रेट संतुलन तकनीक के विकास के लिए सैद्धांतिक और व्यावहारिक महत्व रखता है।

1. प्रस्तावना

पॉलिमर कार्बोहाइड्रेट, स्टार्च और गैर स्टार्च पॉलीसेकेराइड (एनएसपी) आहार के मुख्य घटक और सूअरों के मुख्य ऊर्जा स्रोत हैं, जो कुल ऊर्जा सेवन का 60% - 70% हिस्सा है (बाख नुडसन)। यह ध्यान देने योग्य है कि कार्बोहाइड्रेट की विविधता और संरचना बहुत जटिल है, जिसका सूअरों पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि अलग-अलग एमाइलोज से एमाइलोज (एएम / एपी) अनुपात वाले स्टार्च के साथ खिलाने से सूअरों के विकास प्रदर्शन पर स्पष्ट शारीरिक प्रतिक्रिया होती है (डोटी एट अल।, 2014; विसेंट एट अल।, 2008)। आहार फाइबर, जो मुख्य रूप से एनएसपी से बना होता है, माना जाता है कि यह मोनोगैस्ट्रिक जानवरों के पोषक तत्व उपयोग और शुद्ध ऊर्जा मूल्य को कम करता है (नोबलेट एंड ले, 2001 अधिक से अधिक सबूत दिखाते हैं कि आहार फाइबर पिगलेट की आंतों की आकृति विज्ञान और बाधा कार्य में सुधार करता है, और दस्त की घटनाओं को कम करता है (चेन एट अल।, 2015; लंडबर्ग, 2014; वू एट अल।, 2018)। इसलिए, यह अध्ययन करना जरूरी है कि आहार में जटिल कार्बोहाइड्रेट का प्रभावी ढंग से उपयोग कैसे किया जाए, विशेष रूप से फाइबर से भरपूर फ़ीड। कार्बोहाइड्रेट की संरचनात्मक और वर्गीकरण विशेषताओं और सूअरों के लिए उनके पोषण और स्वास्थ्य कार्यों का वर्णन किया जाना चाहिए और फ़ीड फॉर्मूलेशन में विचार किया जाना चाहिए। एनएसपी और प्रतिरोधी स्टार्च (आरएस) मुख्य गैर-पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट हैं (वे एट अल।, 2011), जबकि आंतों के माइक्रोबायोटा गैर-पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट को शॉर्ट चेन फैटी एसिड (एससीएफए) में किण्वित करते हैं; टर्नबॉघ एट अल।, 2006)। इसके अलावा, कुछ ओलिगोसैकेराइड और पॉलीसैकेराइड को पशुओं के प्रोबायोटिक्स माना जाता है, जिनका उपयोग आंत में लैक्टोबैसिलस और बिफीडोबैक्टीरियम के अनुपात को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है (मिकेलसन एट अल., 2004; एम ø एलबीएके एट अल., 2007; वेलॉक एट अल., 2008)। ओलिगोसैकेराइड अनुपूरण से आंत के माइक्रोबायोटा की संरचना में सुधार होने की सूचना मिली है (डी लांगे एट अल., 2010)। सूअर उत्पादन में रोगाणुरोधी वृद्धि प्रवर्तकों के उपयोग को कम करने के लिए, अच्छे पशु स्वास्थ्य को प्राप्त करने के अन्य तरीके खोजना महत्वपूर्ण है। सूअर के चारे में अधिक विविध कार्बोहाइड्रेट मिलाने का अवसर है। अधिक से अधिक प्रमाण दर्शाते हैं कि स्टार्च, एनएसपी और एमओएस का इष्टतम संयोजन वृद्धि प्रदर्शन और पोषक तत्वों की पाचनशक्ति को बढ़ावा दे सकता है, ब्यूटिरेट उत्पादक जीवाणुओं की संख्या बढ़ा सकता है, और कुछ हद तक वीन किए गए सूअरों के लिपिड चयापचय में सुधार कर सकता है (झोउ, चेन, एट अल., 2020; झोउ, यू, एट अल., 2020)। इसलिए, इस पत्र का उद्देश्य वृद्धि प्रदर्शन और आंतों के कार्य को बढ़ावा देने, आंतों के माइक्रोबियल समुदाय और चयापचय स्वास्थ्य को विनियमित करने में कार्बोहाइड्रेट की महत्वपूर्ण भूमिका पर वर्तमान शोध की समीक्षा करना और सूअरों के कार्बोहाइड्रेट संयोजन का पता लगाना है।

2. कार्बोहाइड्रेट का वर्गीकरण

आहारीय कार्बोहाइड्रेट को उनके आणविक आकार, बहुलकीकरण की डिग्री (डीपी), कनेक्शन प्रकार (ए या बी) और व्यक्तिगत मोनोमर्स की संरचना के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है (कमिंग्स, स्टीफन, 2007)। यह ध्यान देने योग्य है कि कार्बोहाइड्रेट का मुख्य वर्गीकरण उनके डीपी पर आधारित है, जैसे मोनोसैकेराइड या डिसैकेराइड (डीपी, 1-2), ओलिगोसैकेराइड (डीपी, 3-9) और पॉलीसैकेराइड (डीपी, ≥ 10), जो स्टार्च, एनएसपी और ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से बने होते हैं (कमिंग्स, स्टीफन, 2007; एंगलिस्ट एट अल।, 2007; तालिका 1)। कार्बोहाइड्रेट के शारीरिक और स्वास्थ्य प्रभावों को समझने के लिए रासायनिक विश्लेषण आवश्यक है। कार्बोहाइड्रेट की अधिक व्यापक रासायनिक पहचान के साथ, उन्हें उनके स्वास्थ्य और शारीरिक प्रभावों के अनुसार समूहीकृत करना और उन्हें समग्र वर्गीकरण योजना में शामिल करना संभव है (एंग्लिस्ट एट अल।, 2007)। कार्बोहाइड्रेट (मोनोसैकेराइड, डाइसैकेराइड और अधिकांश स्टार्च) जिन्हें मेज़बान एंजाइमों द्वारा पचाया जा सकता है और छोटी आंत में अवशोषित किया जा सकता है, उन्हें सुपाच्य या उपलब्ध कार्बोहाइड्रेट कहा जाता है (कमिंग्स, स्टीफ़न, 2007)। वे कार्बोहाइड्रेट जो आंत्र पाचन के प्रति प्रतिरोधी होते हैं, या जिनका अवशोषण और उपापचय ठीक से नहीं होता, लेकिन सूक्ष्मजीवी किण्वन द्वारा अपघटित हो सकते हैं, उन्हें प्रतिरोधी कार्बोहाइड्रेट माना जाता है, जैसे कि अधिकांश एनएसपी, अपाच्य ओलिगोसैकेराइड और आरएस। मूलतः, प्रतिरोधी कार्बोहाइड्रेट को अपाच्य या अनुपयोगी के रूप में परिभाषित किया जाता है, लेकिन ये कार्बोहाइड्रेट के वर्गीकरण का अपेक्षाकृत अधिक सटीक विवरण प्रदान करते हैं (एंग्लिस्ट एट अल., 2007)।

3.1 विकास प्रदर्शन

स्टार्च दो प्रकार के पॉलीसैकराइड से बना होता है। एमाइलोज (एएम) एक प्रकार का रैखिक स्टार्च α（1-4) लिंक्ड डेक्सट्रान है, एमाइलोपेक्टिन (एपी) एक α（1-4) लिंक्ड डेक्सट्रान है, जिसमें लगभग 5% डेक्सट्रान α（1-6) होता है जो एक शाखित अणु बनाता है (टेस्टर एट अल., 2004)। विभिन्न आणविक विन्यास और संरचनाओं के कारण, एपी समृद्ध स्टार्च पचाने में आसान होते हैं, जबकि एएम समृद्ध स्टार्च पचाने में आसान नहीं होते हैं (सिंह एट अल., 2010)। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि विभिन्न एएम/एपी अनुपातों के साथ स्टार्च खिलाने से सूअरों के विकास प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण शारीरिक प्रतिक्रियाएं होती हैं (डोटी एट अल., 2014 हालांकि, उभरते सबूत बताते हैं कि उच्च am वाले आहार बढ़ते सूअरों के औसत दैनिक लाभ और फ़ीड दक्षता को बढ़ाते हैं (ली एट अल., 2017; वांग एट अल., 2019)। इसके अलावा, कुछ वैज्ञानिकों ने बताया कि स्टार्च के विभिन्न AM/AP अनुपातों को खिलाने से वीन किए गए पिगलेट के विकास प्रदर्शन पर कोई असर नहीं पड़ा (गाओ एट अल., 2020A; यांग एट अल., 2015), जबकि उच्च AP आहार ने वीन किए गए सूअरों की पोषक पाचनशक्ति को बढ़ा दिया (गाओ एट अल., 2020A)। आहार फाइबर भोजन का एक छोटा सा हिस्सा है जो पौधों से आता है। एक बड़ी समस्या यह है कि उच्च आहार फाइबर कम पोषक तत्व उपयोग और कम शुद्ध ऊर्जा मूल्य (नोबल एंड ले, 2001) से जुड़ा हुआ है। पोषक तत्वों के उपयोग और शुद्ध ऊर्जा मूल्य पर आहार फाइबर के प्रभाव फाइबर विशेषताओं से प्रभावित होते हैं, और विभिन्न फाइबर स्रोत बहुत भिन्न हो सकते हैं (lndber, 2014)। दूध छुड़ाए गए सूअरों में, मटर फाइबर के साथ पूरकता में मकई फाइबर, सोयाबीन फाइबर और गेहूं की भूसी फाइबर खिलाने की तुलना में उच्च फ़ीड रूपांतरण दर थी (चेन एट अल।, 2014)। इसी तरह, मकई चोकर और गेहूं की भूसी के साथ इलाज किए गए वीन किए गए पिगलेट ने सोयाबीन हल (झाओ एट अल।, 2018) के साथ इलाज किए गए लोगों की तुलना में उच्च फ़ीड दक्षता और वजन में वृद्धि दिखाई। दिलचस्प बात यह है कि गेहूं के चोकर फाइबर समूह और इनुलिन समूह (हू एट अल।, 2020) के बीच विकास प्रदर्शन में कोई अंतर नहीं था। इसके अलावा, सेल्यूलोज समूह और ज़ाइलान समूह के पिगलेट की तुलना में ओलिगोसैकेराइड कम आणविक भार वाले कार्बोहाइड्रेट होते हैं, जो शर्करा और पॉलीसैकेराइड के बीच मध्यवर्ती होते हैं (वोरागेन, 1998)। इनमें महत्वपूर्ण शारीरिक और भौतिक-रासायनिक गुण होते हैं, जिनमें कम कैलोरी मान और लाभकारी जीवाणुओं की वृद्धि को प्रोत्साहित करना शामिल है, इसलिए इन्हें आहार प्रोबायोटिक्स के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है (बाउर एट अल., 2006; मुसाट्टो और मैनसिल्हा, 2007)। चिटोसन ओलिगोसैकेराइड (COS) के पूरक से पोषक तत्वों की पाचनशक्ति में सुधार हो सकता है, दस्त की घटनाओं में कमी आ सकती है और आंतों की आकृति विज्ञान में सुधार हो सकता है, जिससे दूध छुड़ाए गए सूअरों के विकास प्रदर्शन में सुधार होता है (झोउ एट अल., 2012)। इसके अलावा, COS से युक्त आहार सूअरों के प्रजनन प्रदर्शन (जीवित पिगलेट की संख्या) (चेंग एट अल., 2015; वान एट अल., 2017) और बढ़ते सूअरों के विकास प्रदर्शन (वोंटे एट अल., 2008) में सुधार कर सकते हैं। एमओएस और फ्रुक्टूलिगोसैकेराइड के पूरक से सूअरों के विकास प्रदर्शन में भी सुधार हो सकता है (चे एट अल., 2013; डुआन एट अल., 2016; वांग एट अल., 2010; वेनर एट अल., 2013)। ये रिपोर्टें दर्शाती हैं कि विभिन्न कार्बोहाइड्रेट सूअरों के विकास प्रदर्शन पर अलग-अलग प्रभाव डालते हैं (तालिका 2a)।

3.2 आंत्र कार्य

उच्च am/ap अनुपात स्टार्च आंतों के स्वास्थ्य में सुधार कर सकता है(ट्राइबिरिनआंतों की आकृति विज्ञान को बढ़ावा देकर और वीनिंग सूअरों में जीन अभिव्यक्ति से संबंधित आंतों के कार्य को विनियमित करके इसे सूअर के लिए सुरक्षित किया जा सकता है (हान एट अल।, 2012; जियांग एट अल।, 2011)। उच्च एएम आहार खिलाए जाने पर विली की ऊंचाई और इलियम और जेजुनम ​​की अवकाश गहराई का अनुपात अधिक था, और छोटी आंत की कुल एपोप्टोसिस दर कम थी। साथ ही, इसने ग्रहणी और जेजुनम ​​में अवरोधक जीन की अभिव्यक्ति को भी बढ़ाया, जबकि उच्च एपी समूह में, वीनिंग सूअरों के जेजुनम ​​में सुक्रोज और माल्टेज की गतिविधियों में वृद्धि हुई (गाओ एट अल।, 2020बी)। इसी तरह, पिछले काम में पाया गया कि एएम समृद्ध आहार ने पीएच को कम किया और एकत्रित साक्ष्य दर्शाते हैं कि आहारीय फाइबर, दूध छुड़ाए गए सूअरों की आंतों की आकृति विज्ञान और अवरोधक कार्य में सुधार करता है और दस्त की घटनाओं को कम करता है (चेन एट अल., 2015; लंडबर, 2014; वू एट अल., 2018)। आहारीय फाइबर की कमी रोगाणुओं के प्रति संवेदनशीलता को बढ़ाती है और बृहदान्त्र म्यूकोसा के अवरोधक कार्य को ख़राब करती है (देसाई एट अल., 2016), जबकि अत्यधिक अघुलनशील फाइबर आहार खिलाने से सूअरों में विली की लंबाई बढ़ाकर रोगाणुओं को रोका जा सकता है (हेडेमैन एट अल., 2006)। विभिन्न प्रकार के फाइबर बृहदान्त्र और इलियम अवरोधक के कार्य पर अलग-अलग प्रभाव डालते हैं। गेहूँ का चोकर और मटर के फाइबर, मकई और सोयाबीन फाइबर की तुलना में TLR2 जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करके और आंतों के सूक्ष्मजीव समुदायों में सुधार करके आंत अवरोधक कार्य को बढ़ाते हैं मटर के रेशे का दीर्घकालिक सेवन चयापचय संबंधी जीन या प्रोटीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित कर सकता है, जिससे बृहदान्त्र अवरोध और प्रतिरक्षा कार्य में सुधार होता है (चे एट अल., 2014)। आहार में इनुलिन, दूध छुड़ाए गए सूअरों में आंतों की पारगम्यता बढ़ाकर आंतों की गड़बड़ी से बचा सकता है (अवाद एट अल., 2013)। यह ध्यान देने योग्य है कि घुलनशील (इनुलिन) और अघुलनशील रेशे (सेल्यूलोज) का संयोजन अकेले की तुलना में अधिक प्रभावी है, जो दूध छुड़ाए गए सूअरों में पोषण अवशोषण और आंतों के अवरोध कार्य में सुधार कर सकता है (चेन एट अल., 2019)। आंतों के म्यूकोसा पर आहारीय रेशे का प्रभाव उनके घटकों पर निर्भर करता है। एक पिछले अध्ययन में पाया गया कि ज़ाइलान ने आंतों के अवरोध कार्य को बढ़ावा दिया, साथ ही जीवाणु स्पेक्ट्रम और मेटाबोलाइट्स में परिवर्तन किया, और ग्लूकेन ने आंतों के अवरोध कार्य और म्यूकोसल स्वास्थ्य को बढ़ावा दिया, लेकिन सेल्यूलोज के पूरक ने दूध छुड़ाए गए सूअरों में समान प्रभाव नहीं दिखाया (वू एट अल., 2018)। ओलिगोसेकेराइड्स को पचाने और उपयोग करने के बजाय ऊपरी आंत में सूक्ष्मजीवों के लिए कार्बन स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। फ्रुक्टोज अनुपूरण से दूध छुड़ाए गए सूअरों में आंतों की म्यूकोसा की मोटाई, ब्यूटिरिक एसिड का उत्पादन, अप्रभावी कोशिकाओं की संख्या और आंतों की उपकला कोशिकाओं का प्रसार बढ़ सकता है (त्सुकाहारा एट अल., 2003)। पेक्टिन ओलिगोसेकेराइड्स आंतों की अवरोधक कार्यक्षमता में सुधार कर सकते हैं और पिगलेट्स में रोटावायरस से होने वाली आंतों की क्षति को कम कर सकते हैं (माओ एट अल., 2017)। इसके अलावा, यह पाया गया है कि कार्बोहाइड्रेट आंतों की म्यूकोसा की वृद्धि को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ावा दे सकते हैं और पिगलेट्स में अवरोधक जीन की अभिव्यक्ति को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं (WAN, जियांग, एट अल., व्यापक रूप से, ये संकेत देते हैं कि विभिन्न प्रकार के कार्बोहाइड्रेट पिगलेट्स की आंतों की कार्यक्षमता में सुधार कर सकते हैं (तालिका 2b)।

सारांश और संभावना

कार्बोहाइड्रेट सूअरों का मुख्य ऊर्जा स्रोत है, जो विभिन्न मोनोसैकेराइड, डिसैकेराइड, ओलिगोसैकेराइड और पॉलीसैकेराइड से बना होता है। शारीरिक विशेषताओं पर आधारित शब्द कार्बोहाइड्रेट के संभावित स्वास्थ्य कार्यों पर ध्यान केंद्रित करने और कार्बोहाइड्रेट वर्गीकरण की सटीकता में सुधार करने में मदद करते हैं। कार्बोहाइड्रेट की विभिन्न संरचनाओं और प्रकारों का विकास प्रदर्शन को बनाए रखने, आंतों के कार्य और माइक्रोबियल संतुलन को बढ़ावा देने और लिपिड और ग्लूकोज चयापचय को विनियमित करने पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। लिपिड और ग्लूकोज चयापचय के कार्बोहाइड्रेट विनियमन का संभावित तंत्र उनके मेटाबोलाइट्स (एससीएफए) पर आधारित है, जो आंतों के माइक्रोबायोटा द्वारा किण्वित होते हैं। विशेष रूप से, आहार में कार्बोहाइड्रेट scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY और ampk-g6pase / PEPCK मार्गों के माध्यम से ग्लूकोज चयापचय को विनियमित कर सकता है इसके अलावा, जब विभिन्न प्रकार के कार्बोहाइड्रेट सर्वोत्तम संयोजन में होते हैं, तो सूअरों के विकास प्रदर्शन और स्वास्थ्य कार्य में सुधार हो सकता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि प्रोटीन और जीन अभिव्यक्ति एवं उपापचयी विनियमन में कार्बोहाइड्रेट के संभावित कार्यों की खोज उच्च-थ्रूपुट कार्यात्मक प्रोटिओमिक्स, जीनोमिक्स और मेटाबोनोमिक्स विधियों का उपयोग करके की जाएगी। अंतिम लेकिन महत्वपूर्ण बात यह है कि सूअर उत्पादन में विविध कार्बोहाइड्रेट आहारों के अध्ययन के लिए विभिन्न कार्बोहाइड्रेट संयोजनों का मूल्यांकन एक पूर्वापेक्षा है।

स्रोत: पशु विज्ञान जर्नल