Энзимы, разрушающие НПС, оказывают положительное

Энзимы, разрушающие НПС, оказывают
положительное воздействие на
образование пребиотиков.
В общем птица не способна потреблять
существенные количества энергии от
ферментационных процессов, которые
происходят в её дальнем отделе кишечника. Тем
не менее, контроль ферментации в кишечнике и
регулирование популяции бактерий, отвечающих за
неё, даёт явную выгоду. Таким образом, кормовая
клетчатка и пребиотики рассматриваются сейчас
как многообещающий кормовой компонент.
Ронни Момбаертс, Курт ван де Миероп, Нутрекс нв, Бельгия
Los prebióticos son carbohidratos
Пребиотики – углеводные структуры,
которые противостоят пищеварению
и абсорбции в тонком кишечнике,
но которые частично или полностью
подвергаются ферментации в дальнем
отделе кишечника. Эта избирательная
ферментация может изменить активность
и состав кишечной микрофлоры,
что ведет к увеличению выработки
коротко-цепочных жирных кислот
(КЦЖК) и снижению протеолитической
ферментации. Снижение протеолитической
ферментации важно, поскольку она ведет
к созданию потенциально токсичных
метаболитов, таких как аммиак, другие
амины, фенолы, индолы и пр. Такой
сдвиг в микробиоте способен вести к
макро-эффектам, таким как увеличение
сопротивляемости патогенам и повышение
производительности.
Арабиноксилан-олигосахариды
(АXOS)
Ранее для получения промышленного
метода производства AXOS было
затрачено немало усилий. Энзимное
преобразование природных
арабиноксиланов из зерновых в
AXOS может стать интересным
производственным процессом и
может быть достигнуто in vitro путем
инкубирования очищенных от крахмала и
протеина пшеничных отрубей ксиланазой
бактериального происхождения Bacillus
subtillus (Swennen et al., 2006). Эта
ксиланаза конвертирует фракции
арабиноксиланов пшеничных отрубей
в AXOS. После характеристики AXOS,
полученных энзимным путем из пшеничных
отрубей, было оценено их воздействие на
рост и конверсию корма бройлеров при
включении в корм в различных дозировках.
До настоящего времени инулин или
инулин-производные олигосахариды
являются лидерами рынка в этой сфере
и широко используются в пищевой
индустрии как бифидогенный фактор.
Однако кроме инулина еще некоторые
молекулы вызывают интерес. Поскольку
арабиноксиланы присутствуют в
достаточных количествах в кормовой
клетчатке большинства зерновых, они
могут быть достаточно интересной
альтернативой.
В эксперименте использовали кукурузносоевый рацион. Конверсия корма была
улучшена при добавлении AXOS. (Рисунок
1). Добавление в рацион бактериального
энзимного препарата показало результаты
аналогичные как в лучшей группе с
добавлением AXOS, но по не известным
причинам энзим был сдозирован лишь
на 20% от рекомендуемого практического
уровня.
Van Craeyveld et al. (2008) оценили
влияние принимаемых внутрь AXOS
на метаболиты ферментации в слепой
и толстой кишке крыс. Ученные
заключили, что AXOS со средней длинной
полимеризации 5 и средней степенью
замещения арабинозы 0,27 (AXOS
5-0,27) проявили наилучшую комбинацию
требуемых эффектов на характеристики
здоровья кишечника. Добавление AXOS
5-0,27 в рацион привело к увеличению
уровней ацитата и бутирата, снижению
концентрации аммиака и разветвленных
коротко-цепочных жирных кислот и
большему количеству бифидобактерий
в слепой кишке. Это свидетельствует об
увеличении ферментации углеводов и
снижении ферментации протеинов.
Кормовой энзим – бактериальная
эндо-ксиланаза
При рассмотрении практических
рецептов корма для моногастричных
животных очевидно, что уровень
арабиноксиланов составляет около 6%
и 5% соответственно для пшеницы и
кукурузы с преобладанием нерастворимых
фракций для обоих типов рецептов.
Бактериальная эндо-ксиланаза (Нутразе
Ксила, эндо-ксиланаза происхождение
Bacillus subtilis, Nutrex nv, Бельгия)
предлагает более значительный потенциал
в формировании AXOS, чем грибковые
ксиланазы. Во-первых, благодаря тому,
что её оптимальный рабочий рН совпадает
с рН условиями в кишечнике, время
прохождения которого длиннее, чем
желудка и второго желудка, и во-вторых
благодаря большему превосходству
в расщеплении водонерастворимых
арабиноксиланов, которые преобладают
во всей фракции арабиноксиланов
(Courtin, 2001). Manfredo (2011) в своем
эксперименте показал, что добавление
Нутразе Ксила в кукурузный рацион
бройлеров имеет значительное влияние
на кишечную микрофлору. Количество
фирмикутов, известные своими
противовоспалительными действиями
и выработкой бутирата, возрастает
тогда как число бактероидов (являются
протеин-ферментирующими бактериями)
снижается.
Рисунок 1: Эффект от добавления арабиноксилан-олигосахаридов (AXOS) в различных дозировках на
производственные показатели бройлеров на пшенично-соевом рационе
вес (г)
вес (г)
1,6
860
840
1,55
1,487
820
1,442
1,4
1,35
740
720
802
контроль
802
810
797
788
807
782
0.03%
AXOS
0.06%
AXOS
0.12%
AXOS
0.25%
AXOS
0.50%
AXOS
0.50%
FOS
эксперимента. Снижение энергии,
усваиваемых аминокислот и затрат было
достигнуто путем замены кукурузы и
соевого шрота на продукты вторичной
переработки зерновых.
Помимо компенсации сниженного
уровня питательности и достижения
практически идентичных результатов
в сравнении с позитивным контролем,
Нутразе Ксила был единственным
энзимом, который значительно снизил
падеж до 2,38% в сравнении с 6,19% в
группе «позитивный контроль».
Второй эксперимент (Рисунок 3)
проводили с целью сравнить воздействие
Нутразе Ксила с конкурентным продуктом
– Энзим F (каждый продукт давали в
коммерчески-рекомендуемой дозировке)
на производственные показатели свиней
на откорме весом 20-110кг. Корм №1
был составлен подобно коммерческому
промышленному стандарту. Питательность
Корма №2 была ниже на 40ккал/кг по нетто
энергии без изменения аминокислотного
профиля. Снижение энергии было
конверсия корма
1,946
1,913
2
1,95
1,846
1,85
1,747
1,752
1,8
1,75
1,695
2300
2432
2586
Позит. контроль Негатив. контроль Нутразе Ксила
корм 1
корм 2
корм 2
конверсия корма
среднесуточный привес (г/день)
конверсия корма
3,3
790
3,2
770
3,075
750
730
3,1
3,004
2,968
3
2,9
710
1,7
1,65
2586
Рисунок 3: Эффект от Нутразе Ксила в сравнении с мульти-энзимом,
включающим грибковую ксиланазу и бета-глюконазу, на производственные
показатели свиней на откорме (20-110кг)
1,9
2500
1,3
Заключение
Данные наблюдения подтверждают
значение энзима, расщепляющего НПС,
не только в снижении вязкости в желудке и
высвобождении питательных веществ, но
и его воздействии на здоровье кишечной
микрофлоры, путем формирования
пребиотических субстанций. Это означает,
что эффективность энзима в полевых
условиях (где выше риск для здоровья
кишечника) не полностью соответствует
эффективности энзима в условиях
исследовательной станции, поэтому при
выборе энзима следует учитывать его
влияние не лишь когда анти-питательный
эффект от НПС кажется ограничивающим,
но и его дополнительное влияние на
здоровье кишечника
среднесуточный привес (г/день)
конверсия корма
2,05
819
B subtilis
ксиланаза
достигнуто за счет снижения ввода
жира или замещения кукурузы на более
дешевые продукты вторичной переработки
пшеницы. Оба эксперимента показали
явные преимущества использования
бактериальной эндо-ксиланазы на
производительность животных на
кукурузно-соевых рационах.
скоррект. конверсия корма (2кг)
2,003
1,684
1,45
1,418
760
1,955
2400
1,439
1,413
Рисунок 2: Влияние Нутразе Ксила и двух других коммерческих НПС-энзимов на
производственные показатели бройлеров на кукурузно-соевом рационе.
1,902
1,448
1,449
780
Рецепт корма «позитивный контроль»
(корм 1) рассчитан подобно стандартному
коммерческому промышленному корму и
не включал НПС-энзим. Рецепты корма
«негативный контроль» и «с включением
энзима» (корм 2) были рассчитаны на
100ккал/кг ниже по метаболической
энергии и на 2% ниже по усваиваемым
аминокислотам, что дало 4% экономии
затрат на корм на момент проведения
2600
1,5
1,461
800
Первый эксперимент (Рисунок 2) был
проведен с целью определения влияния
Нутразе Ксила и двух других коммерческих
НПС-деградирующих энзимов в условиях
выращивания бройлеров и сырьевой
базы США. Каждый энзим вводили в
коммерчески-рекомендуемой дозировке.
Энзим F – мульти-энзим, включающий
грибковую ксиланазу и глюконазу, как
основные энзимные активности, энзим Н –
манноназа.
вес (г)
конверсия корма
880
Эффективность in vivo. Кукурузносоевые рационы.
Многие кормленцы до сих пор считают,
что использование ксиланазы в кукурузносоевых рационах дает малый либо не
дает эффекта, в связи с низкими уровнями
растворимых НПС в таких рецептах,
которые считают соответственно имеют
низкие анти-питательные свойства с
точки зрения НПС. Эффективность
уникальных свойств бактериальной
ксиланазы в кукурузно-соевых рационах
продемонстрирована на примере двух
нижеприведенных опытов.
вес (г)
2700
конверсия корма
2559
2525
Энзим H
корм 2
Энзим F
корм 2
1,6
2,8
690
670
748
745
корм 1
Нутразе Ксила
корм 1
Энзим F
768
корм 2
Нутразе Ксила
2,7