Fruktooligosacharidy – význam ve výřivě. Pig Nutr., 5/3
Oligosacharidy – základní (bio)chemikálie Definice a vymezení Sacharidy se mohou vyskytovat jako samostatné cukry (monosacharidy) nebo jako stavební bloky oligomerních nebo polymerních struktur (polysacharidů a oligosacharidů). Pojem oligosacharidy se zejména používá pro označení skupiny složené z 2 -10 jednotek cukru. Oligosacharidy můžou obsahovat podobné nebo odlišné cukry, propojené různými konstrukcemi a můžou být lineární, nebo větvené. Některé oligosacharidy jsou rozpustné ve vodě, nebo fyziologickém roztoku. Tento dokument se zaměřuje na oligosacharidy, které mají specifické fyziologické účinky, pokud jsou obsaženy v potravinách pro monogastrická zvířata a člověka. Většina těchto účinků se vztahuje k odolnosti těchto oligosacharidů proti selhání vylučování enzymů gastro-intestinálním traktem, v kombinaci s jejich vlastnostmi jako rozpustný substrát pro specifické mikrobiální populace v zažívacím traktu monogastrů.
Monomerní složení a propojení struktury některých oligosacharidů Oligosacharidy jsou přírodní složky rostlin a potravinářské výrobky rostlinného původu. Byly objeveny např. v cibuli, chřestu a lopuchách, v artyčokách, pšenici, soje a dalších rostlinách. Ukazuje se také, že některé produkty živočišného původu (např. mléko) obsahují jeden, nebo i více typů oligosacharidů. Oligosacharidy mohou být charakterizovány jako: - totožné s monosacharidy - typ vazby mezi monomerními cukry - struktura řetězce (lineární, rozvětvené, substituční) - vazby na „nesacharidy“ Fruktoso-oligosacharidy (FOS), bývají obvykle směsi složené převážně z molekul fruktózy, ale v závislosti na původu, mohou některé obsahovat i glukózu. Molekuly fruktósy jsou spojeny Beta (2-1) glykosidickou vazbou. Fruktóza, hlavně insulin z Jeruzalémských artyčoků se odlišuje svým vysokým stupněm polymerie (DP). Fruktoso-oligosacharidy mikrobiálního původu obsahující Beta fruktosy jsou 2-6 řetězové. Komerčně přístupné xylo-olygosacharidy, se skládající hlavně z 2-7 (1-4) Beta-D řetězců získávané enzymatickou hydrolýzou z variant xylan polymerů obsahují například materiály jako kukuřičný klas, cukrová třtina, bavlna, slad a překapávané obilí. Teoreticky mohou být xylo oligomery vyprodukované touto cestou podstatně důležité, díky jejich odlišnému enzymatickému působení. Disacharid laktulóza, skládající se z galaktózy a fruktózy, bývá také často popisována jako oligosacharid protože sdílí některé vlastnosti a možnosti využití jako oligosacharidy. Laktulóza je produkována laktózou za pomocí izomerace a je také tvořena během tepelného ošetření mléčných produktů. Iso-malto-oligosacharidy jsou 1-6 a 1-4 řetězcové gluko-oligosacharidy vznikající ze škrobu, při enzymatickém narušení malrózy, s následující transglukosidovou reakcí. Komerční produkty obsahují směs glukóz, panoz, izomaltóz a vícevětých oligomerů. N-acetyl-glukosamin a N-acetyl-galaktosamin jsou přirozeně přítomné v bakteriálních a buněčných stěnách, chitinu a dalších funkčních glykoproteidech. Ostatní oligosacharidy mohou být přítomny, nebo být odvozeny z rostlinných produktů, které neobsahují škrob. Fyzické a chemické vlastnosti oligosacharidů jsou závislé na jejich chemickém složení. Mnoho z nich je rozpustných ve vodě, nebo fyziologickém roztoku, snášejí fyziologické podmínky pH a jsou dostatečně termo stabilní pro přežití v obvyklých podmínkách v potravinářské výrobě a jejích procesech.
Trávení a metabolismus Činnost karbohydrázových enzymů, dekretovaných trávicím traktem savců je omezena na štěpení Alfa (1-4) glukosidických vazeb na původní typ řetězců mezi molekulami glukózy škrobu. Vyjma maltodextrinů, odvozených ze škrobu má mnoho oligosacharidů takové složená, které nemůže být těmito trávicími enzymy narušeno. Tato odolnost proti savčím trávicím enzymům je vyjádřena jako „nondigestible“ (nestravitelné) oligosacharidy (NDO). Stravitelnost průmyslově vyráběných fruktóz-oligosacharidů (FOS), zmíněných výše byla testována na in vitro a in vivo modelech. To ukázalo, že FOS jsou déle odolné vůči acidické a enzymatické hydrolýze zažívacího systému savců, ale jsou méně odolné vůči mikrobům které používají FOS jako živnou půdu.
Jak již bylo detailněji zmíněno dříve, přednostní využití fruktózo a xylo-olygosacharidů bifidobakteriemi v tenkém střevě může mít za následek značné zvýšení užitečnosti populace bifidobakterií v této části zažívacího traktu. Využité střevních bakterií má za následek zvýšení produkce těkavých mastných kyselin, zejména v tlustěm střevě. Xyloso olygomery jsou stabilní v podmínkách pH, které jsou v žaludku. Pankreatická šťáva neobsahuje xylany. Tudíž tyto xylo-oligomery je možné využít i jako živnou půdu pro bakterie které jsou schopné takový substrát využít. Schopnosti řady organismů metabolizovat různé xylo-olygosacharidy přítomné v komerčních produktech, mohou být potvrzeny in vitro. Fruktos a xylo-oligosacharidy jsou převáděny na kyseliny z vyšší řady Bifidobakterií adolescents, B. infants a B. longum na nižší řadu Laktobacily, střevní bacily a pepto-streptokokky, ale nejsou využívány Eubakteriemi mnoha z Klostridií, E. coli a Staphylokokky. In vivo efekty xylo-oligosacharidů jsou porovnatelné s fruktozooligosacharidy. Metabolismus fruktóz-oligosacharidů pro bakterie Dobré prostředí pro: Bifidobakterium Laktobacillus acidophylus Laktobacillus (některé jiné druhy) Bakterie
Nevhodné prostředí pro: Clostridium Eubakterium Fusobakterium Peptostreptokokkus Veillonella Citrobacter E. colli Salmonella
Příliš vysoký příjem oligosacharidů, může mát za následek nadměrnou segmentaci v tlustém střevě, zvýšení rychlosti průchodu a suché výkaly.
Japonské zkušenosti s funkčností potravy Oligosacharidy a funkce jako přísady v krmivu Fruktóz-oligosacharidy se v krmivu pro zvířata využívají jako stimulanty vegetace Lactobacillus bifidus. Výrobek se užívá ve směsi FOS z GF2, GF3 a GF4 s názvem „necukr“. Účinné dávky jsou v rozmezí 0,1 - 0,5% denního příjmu sušiny. Krátce nato bylo objeveno využití galacto-oligosacharidů jako krmiva pro hospodářská zvířata. Dávkování v rozmezí od 1 do 20 g (podle potřeby) galaktos-oligosacharidů (galaktosylaktóza + digalaktosyl-laktóza) na jeden kg mléka v mléčné náhražce nahradí diety obsahující až 500 g sušené mléčné náhražky, což má velký účinek při prevenci průjmových onemocnění telat. Dnes je jednou z hlavních složek dětských mlék v Japonsku jeden, nebo více typů oligosacharidů psán na etiketách a dokumentech k produktům. Cílem je udržet Bifidobakterní vegetaci u miminek krmených z lahví a odložit tak vytvoření střevní mikroflóry po odstavení miminka od mateřského mléka. Zařazení funkčních potravin se stalo společnou praxí v Japonsku, a roste v Evropě a USA. Dnes jsou oligosacharidy běžnou přísadou v potravě odstavených selat i ostatních mladších mláďat v Japonsku. Využívání fruktóz-oligosacharudů v potravě hospodářských zvířat v Evropě a USA má stále rostoucí tendenci.
Průmyslová výroba oligosacharudů Výroba oligosacharidů pro využití jako přísady v lidské i zvířecí potravě bylo vyvinuto v Japonsku a stalo se významným průmyslovým segmentem. Potravinářské výrobky obsahující oligosacharidy dosahují ročního obratu až 275 milionů amerických dolarů. Odhaduje se, že roční produkce je alespoň 80 000 tun. Výroba v ostatních asijských zemích, Kanadě a Evropě se neustále zvyšuje. Řada enzymatických procesů používaných v potravinářském průmyslu k výrobě technologicky funkčních výrobků ze skladovaných sacharidů nebo komponenty obilovin a dalších semen neobsahujících škrob, mohou vést k tvorbě některých nestravitelných oligosacharidů, které mohou být přítomné ve významných koncentracích v produktech nebo vedlejších produktech výroby. Využívání NSP-degradující enzymy v krmivu mají za výsledek v in situ produkci široké škály oligosacharidů, díky kterým můžeme pozorovat široké fyziologické účinky těchto produktů ve výživě zvířat.
Oligosacharidy a střevní mikrobiální ekosystém. Střevní mikrobiální ekosystém monogastrů (včetně člověka). Střevní mikrobiální populace je u různých druhů monogastrů velmi podobná, ale má i mnohé odlišnosti. Gastrointestinální trakty monogastrů mohou obsahovat celkový bakteriální počet 1012 až 1014, a mezi 200 a 400 různých mikrobiálních kmenů. Odlišná morfologie gastrointestinálního traktu drůbeže je základem větších rozdílů mezi drůbeží a prasaty, než mezi prasaty a člověkem, nebo prasaty a krysami. Tyto rozdíly je třeba vzít v úvahu při interpretaci mikrobiálního pozorování v souvislosti se změnami ve stravě, včetně oligosacharidů. Normální střevní mikroflóra drůbeže byla diskutována do detailů Bartošem (1992). Zde budou uvedeny jen některé významné vlastnosti oligosacharidů, přímo související s výživou drůbeže. Ačkoliv je zažívací trakt průběžný systém, v němž existuje efekt přenesení z jedné části do druhé, je důležité zvážit konkrétní podmínky v každé z nich. Smith (1965) představil úzký přehled čísel hlavních skupin bakterií, životaschopných v těchto prostorech. Žaludku a velké části tenkého střeva dominují různé typy Lactobacillů, přítomné v počtu 108 až 109 g. Střevní mikrobiologie prasat byla zhodnocena Johnsnem a Conwayem (1992) a Stewartem et al. (1993). Mikrobiální populace v tenkém střevě je také především aerobní, v menší míře i anaerobní, převládájí zde Lactobacilly a Streptokoky, s hustotou v rozmezí 107-109 / g. Význam a mechanismus připevnění k epitelu nebo k povrchové vrstvě sliznici je stále předmětem výzkumu, ale je s největší pravděpodobností významným faktorem stability ekosystému. Bifidobacterie jsou přítomny v celém střevním traktu selete, v rozmezí 104 – 106 / g v žaludku až 108 / g v distální části tenkého střeva. U zdravých prasat, je tento epitel hustě kolonizován Lactobacilly. To může být velmi důležité, pro průchod v proximální části střeva prasete který je velmi dlouhý (cca 2,5 h času průchodu) a připevnění je rozhodující, aby se Lactobacilly znásobily před vyplavením ven. Pravděpodobnou roli epitheliárníchm receptorů v neonatálním vývoji diskutujeme podrobněji později. Flóra ve slepém střevě a tlustém střevě obsahuje stejné množství Lactobacillů, Bifidobacterií a Enterococců, ale v součtu srovnatelné množství Bacteroidů a Eubacterií a variabilní částky E. coli. Borg Jensen (1993) má shrnul hustotu osazení v různých částech trávicího traktu prasat, jakož i některé charakteristické rozdíly mezi jednotlivými druhy zvířat v těchto grafech.
Časově závislý vývoj; stárnutí, dávka/čas Stále existují značné vědecké diskuse o způsobu, jak se mikrobiální ekosystému ve střevním traktu rozvíjí. Je jasné, že se jedná o velmi dynamický proces, začíná po narození a pokračuj ještě nejméně několik dalších týdnů. U prasat to například ukázal Fuller et al. (1993), že L. fermentum je běžným druhem u mladých selat, ale flora se mění postupně s věkem. Tento proces je ještě výraznější ve vývoji ekosystému v tlustém střevě prasat a slepém střevě drůbeže. Tento proces je ovlivňován mnoha vnitřními a vnějšími faktory, včetně mikrobiálního prostředí a složení stravy. Po počáteční inokulaci, pouze několik druhů střevních bakterií kolonizují v prvních několika dnech. Postupně nové druhy vstupují do ekosystému a bojují za jejich niku, přičemž
potlačují dřívější druhy. Aby se stala dominantní, populace musí dosáhnout úrovně mezi 5 x108 a lx 1010 / g. Pod úrovní přibližně lx 107 / g, pojednotlivý organismus nehraje významnou roli v ekosystému, za předpokladu, že nebude vyvíjet specifické toxigenicity díky uchycení na střevní stěně. Změny ve stravě můžou mít hluboký dopad na relativní pozice dominantních a sub-dominantních druhů. Působením přidružení se střevní stěnou, může být strava spouštěčem dramatického nárůstu potenciálních otrav kmenů, které mohou tímto sdružením vybudovat místní dominance. Odlišné prostorové uspořádání v průřezu střevní lumen, z centra na střevní sliznici, je důležitým aspektem v populační dynamice střevního ekosystému. Hlavními prvky jsou doba průchodu, difúze živin a kyslíku a slizniční sdružení.
Vliv stravy na střevní ekosystém: s důrazem na oligosacharidy Borg Jensen (1993) odkazuje na složení stravy, které je pravděpodobně nejdůležitějším faktorem kontroly pro ovládání mikrobiální aktivity v trávicím traktu monogastrických zvířat, protože velkou měrou určuje množství a druh substrátu který má být k dispozici pro střevní mikroflóru. Mnoho výživářů, zohledňují tento aspekt podrobně při formulování dávky pro přežvýkavce, ale mnohem méně pro většinu monogastrických zvířat. Jak Millard a Chenson (1984)udávají, že činnostbakteriálních enzymů může být odpovědná za úbytek až 20% z celulózy, 40% z arabinozy a galaktózy z polysacharidů neobsahujících škrob. Přidáním poly a oligosacharidů neobsahujících škrob do krmiva pro selata která jsou ještě na mléčné výživě navodíme hemicelulární produkci Laktobacilů a Bakteroidů a dalších specifických organismů střevní mikroflóry. Jakou reakci vyvolá výměna mikroflóry v tenkém a tlustém střevě zařazení oligosacharidů do stravy závisí na mikroflóře v počáteční situaci a na typu a množství, která je uvedena ve stravě. Po odstavu stále v mikroflóře převládá Lactobacillus a Bifidobacter a adaptují se na využití olygosacahridů a glukokonjugátů přítomných v mateřském mléce. Hlavním cílem zařazení oligosacharidů do krmné dávky odstavených selat, je vyrovnat trávící trakt mladých zvířat se změnami ve střevě a udržet dominanci Bifidobacterií tak dlouho, jak je možné a to zejména během stresujícího období odstavu. Příliš vysoká úroveň nestravitelných, ale snadno zkvasitelných sacharidů ve stravě je ne vždy prospěšná. Negativní účinky na účinnost má na efektivitu bílkovin a denním přírustku, je možné, že zvláště při zvýšené dostupnosti substrátu všeobecné zvýšení bakterií nebo dominance určitých kmenů Lactobacillu, to vůbec nezjistíme.
Další účinky Stres při odstavu je definován jako syndrom nemoci, ale je známo že má stres velký vliv na stabilitu střevního mikrobiálního ekosystému. Účinky mohou být zprostředkované několika různými systémy, které mají vliv na biochemii a mikrobiologii trávicího traktu. Některé z nich jsou: -
půst, nebo špatné krmění pankreatická enzymatická sekrece výrůstek ve střevě a poškození povrchu mukózní sekrece a složení sekrece IgA a lymfocytární aktivita sekrece vody a minerálních látek pozměněná motilita
Čistý výsledek stresu je těžko předvídatelný, ale je pravděpodobné, že bude negativní. Podle Gedek (1990), by střevní stěna měla být považována za důležitou součást imunitního systému těla. Interakce střevní mikroflóry s mukózním povrchem je považována za velmi významnou z hlediska účinnosti slizniční imunitní bariéry, a to jak lokálně, tak systémově. V pojetí chemických probióz, Pusztai a kol. (1990) navrhl,že se manipulace se substrátem růstu bakterií a dalších faktorů by mohla být efektivnějším způsobem ovládání střevního ekosystému. Lactobacilům a Bifidobacteriím patří v organismu dominantního postavení, které je narušeno nejsnáze malými změnami v poskytování substrátu, například v důsledku změny ve stravě. Když tyto změny nastanou v kombinaci s jinými stresy, jako je odstav,přeprava, změna ustájení, kastrace nebo řezání zubů, je riziko pro velkou nestabilitu střevní mikroflóry reálné.
Průběžné dodávky substrátu pro ochranu střevní flóry, a to ve formě specifických oligosacharidů, pomáhájí citlivým druhům v ochraně dominantní mikroflóry přežít během stresujících epizod a minimalizujír riziko rozvoje podmínek, v nichž oportunní patogeny vzkvétají. Krmení oligosacharidy také může zvýšit produkci kyseliny mléčné v tenkém střevě, a zejména krátké řetězce mastných kyselin v tlustém střevě.
Glykobiologie: porozumění interakcí mezi buňkami Glykobiologie, nová éra Oligosacharidy působí jako receptory na glykoplazmatické membráně. Velký počet specifických lectin-sacharidů je opatřeno klíčem k mnoha mezibuněčným interakcím, imunitním mechanismům a patologickým stavům. Specifičnost tkání bakteriální adheze savčích tkání lze nyní vysvětlit, pomoví konkrétních lectinů ulpělých na specifické glykoproteiny na povrchu buněk, které působí jako receptory sacharidů.U oligosacharidů a glykoproteinů přítomných v potravinách a krmivech, lze očekávat jejich vliv na zprostředkovaní interakcí na střevní sliznici.
Oligosacharidy jako receptory: interakce lektin – cukry Lectin sacharidový receptorové interakce jsou hlavním mechanismem v adhezi patogenů na kartáčekovou hranici střevního epitelu. Stejně tak se niní předpokládá, že vazba patogenních bakterií na povrchu hostitelské buňky je zásadním krokem k infekci a vzniku patologických stavů. Ofek a Sharon (1990) uvedely všechny existující důkazy o specifičnostech cukru na bakteriální povrch lectinu, aglutininu virů, kvasinek, prvoků a hub. Široké spektrum mono a oligosacharidů je spletité ale existuje podobnost s konstrukcí hlavních typů glykoproteinů uvedených výše. Typ lectin-l fimbriae E. coli byl charakterizován. Bylo prokázáno, že tento lectin se váže přednostně na manósu obsahující glykoproteiny na povrchu buněk savců a také kvasinky. Stejný mechanismus může být platný pro některé druhy bakterií rodu Salmonella. Specifické sérotypy enteropathogenních E. coli, jsou K88, K99 a 987P.Každý z těchto typů má svůj specifický typ lectinu, který je základní pro druh a tkáňovou specifičnost těchto patogenů. Receptor pro K88 typu E. coli pravděpodobně obsahuje smrtelné galactosylové skupiny nebo D-galactosaminy. Práce v Rowettském Výzkumném ústav potvrdily, že se selaty, která geneticky nemají K88 specifický glykoprotein na povrchu svých střevních endotheliálních buněk, jsou rezistentní na průjem způsobující typ E. coli K88. Typ K88 je vysoce specifický pro selata. Typ enteropathogenního K99 účinkuje na telata, jehňata a velmi mladá selata, ale není entero-patogenní pro člověka. Důvodem je, že specifický sacharidy obsahující receptor obsahující Nglycoloylneuraminikové kyseliny, chybí u střevní epiteliální buňky dospělého člověka a selat. Jak již bylo řečeno Pustzaiem (1991), zvláštní adhezí patogenů pomocí lectin-receptorového mechanismu lze zabránit blokování bakteriálního lectinu se správným typem sacharidů nebo sacharidových receptorů, které mají správný typ lectinu. Stejné princip byl také prokázán Mouricoutem et al. (1990), který byl schopen výrazně snížit přilnavost tupu K99 E. coli na receptory v tenkém střevu telat. Ačkoli je myšlenka správná, bude potřeba mnoho výzkumů před uvedením do praxe. Taktéž je prokázáno, že malé rozdíly ve struktuře karbohydrátový receptorů sacharudů, můžou mít velký vlev na rozdíl v afinitě k určitému lecitinu. Nicméně ne všechny plochy intestinálních organismů jsou s receptory spojené. Řada organismů (Lactobacillus, Campylobacter, Spirochaeta) se jenom zdájí být ukryté v mucose pokrývající kartáčekovou sliznicii, aby unikli rychlému toku v tenkém střevě a používají mucin jako zdroj energie. Jako takovou lze mucózní vrstvu chápat jako mikro-prostředí nebo výklenek ve střevě, v němž probíhá samostatný bakteriální proces.
Přilnavost (soudržnost?), bakteriální konkurenceschopnost, nadmětný růst patogenu Odstav u savců vede k náhlé a dramatické změně v morfologii klků na střevě. Během několika hodin, se změní z dlouhých štíhlých klků ve střevě, které jsou charakteristické pro zvířata na mléčné výživě, na klky do tvaru listu s různým stupněm atrofie.
Důsledky aplikace oligosacharidů do krmiv Rozpustnosté oligosacharidy Principy aplikace rozpustných, volných oligosacharidů do krmiv by měly být snadno aplikovatelné v praxi. Přednostně by měly být vybírány oligosacharidy které: - jsou komerčně dostupné za přijatelnou cenu - náležící do skupiny nestravitelných oligosacharudů - jsou selektivně využívány prospěšnými organismy a metabolisovatelné kyselinou mléčnou - zabraňují útoku patogenů na střevní mucózu Testy ve změněných podmínkách byly provedeny s laktózou a mannosou. Zatímco některé pozitivní účinky na střevní náchylnost k Salmonelle bylo zjištěno, že je nejisté, zda to bylo vyvolané specifickými mechanismy. Vysoké dávky, kterými je samozřejmě možné získat požadovaný efekt, mohou docela dobře vést k hyperkvašení a mohou mít negativní účinky na účinnost krmiva, což samozřejmě úzce souvisí s růstem. Výrobky s dostatečnou afinitou by měli být účinný v nízkých dávkách, pokud je nám známo, nejsou však dnes komerčně přístupné. Nerozpustné oligosacharidy Buněčné stěny hub a kvasinek se skládájí především z polysacharidů. Ty mohou být homo-, nebo heteropolymerní. Proteiny jsou také významnou složkou buněčné stěny a často jsou spojeny s jednou nebo více polysacharidovými složkami. Skelet buněčné stěny všech kvasinek se skládá z 1 až 3-beta-D-glukanu s (1-6)-beta-vazbou. Tyto plísňové glukany jsou schopni posílit místní a nespecifickou slizniční imunitu. Některé komerční produkty jsou používány pro tento účel jako funkční složky krmiv, a to zejména ve výrobě krmiv pro ryby. Vazba E. coli na povrchu konkrétních kvasinek byla prokázána pomocí skenové elektronové mikroskopie. Struktura buněčné stěny kvasinek je kmenově specifická, ale může se měnit v průběhu různých fází růstu buněk. Navíc je ovlivněna vnějšími faktory růstu v růstovém médiu. Vlastnosti povrchu lze také měnit přidáním s enzymů nebo chemikálií, jako jsou sodík dodecyl sulfát, močovina a alkalické rozpustné složky. Funkčnost výsledné receptorové plochy musí být stanoven empiricky. Způsob činnosti v in vivo podmínkách se dosud osvědčil.
Aplikace ve výživě prasat Možnosti nového přístupu k poodstavové výživě prasat byly přezkoumány. Ztráta mateřské imunity, zprostředkovávané mlékem prasnic (IgG, oligosacharidů, glykoproteinů, lactoferrin atd.) v kombinaci se změnami substrátu pro střevní mikroflóru a přímým negativním vlivem poodstvové stravy na střevní stěnu, predisponuje střevní mikrobiální ekosystém nevyvážeností, která může snadno vést k místnímu nebo obecnému narůstání patogenů. Příznivý vliv pokračování dodávek laktózy do střevní flóry, zejména za přítomnosti L. acidophillus byl prokázán. Vliv oligosacharidů je nejlépe demonstrovatelná ve vepřín v praktických podmínkách. Výsledky poskytnuté Japonskými výrobci ukazují zlepšení každodenní živé hmotnosti a konverzi krmiva v poměr mezi 4 a 6%. Nejdůležitější však je, že výskyt a závažnost střevních poruch v období po odstavu (do 22 kg živé hmotnosti), je obvykle podstatně snížen. Zvyšující se rutinní používání fructo-oligosacharidů evropskými producenty selat lze chápat jako potvrzení těchto výsledků v evropských podmínkách. Výsledky v tabulce byly získány v nizozemském vepříně v rámci vysokého standardu praktických podmínek. Použili krmivo obsahující pšenici, ječmen a tapioky krmivo s 50 ppm olachindoxu jako standardní doplňkové látky.Bylo vyzkoušeno rovněž krmivo rovněž obsahující 1,65 kg / tunu FOS a nízkou dávkou (lx 1010 CFU / t) FOS kompatibilní Lactobacillus. Nedávno bylo prokázáno, že použití fructo-oligosacharidů může zabránit rozvoji disbacterióz u rostoucích prasat. Standardní medikace krmiv používaných po odstavu musela být zastavena. Tento poznatek je velmi důležitá pro výrobce, kteří chtějí rozvíjet „green line“ živočišné výroby (viz dále).
Hodnoty vrhu Hmotnost Hmotnost v 7 dnech Hmotnost ve 14 dnech Hmotnost ve 28 dnech (0-28 dní) Přírůstek/den (g) Spotřeba krmiva/den Efektivita výkrmu Četnost průjmů (0-7 den)
FOS 16 7,81 +- 0,85 8,70+- 1,05 11,04+- 1,31 18,70 +- 2,08
Kontrola 16 7,71 +- 0,83 8,50 +- 0,91 10,82 +- 1,12 18,06 +- 1,64
Probability
389 +- 61 583 +- 79 0,667 +- 0,035 n = 23
369 +- 35 563 +- 67 0,659 +- 0,042 n = 23
0,130 0,172 0,424
Budoucí možnosti a omezení Stávajících mikroflóra v zažívacím traktu je přizpůsobena momentální situaci výživy a prostředí. Významné změny lze jen těžko dosáhnout jen podáním požadované mikroflóry. Proto je nesmírně důležité vytvořit správnou mikroflóru už u novorozenců od prvních okamžiku a udržovat ji vhodným dodáváním substrátu. Oligosacchridy mohou působit jako takové. Důležitost prvního osazení trávicího traktu mikroflórou v průběhu prvních dnů života, může mít i zásadní vliv na pozdější vývoj imunitního systému. Tato mikroflóra může fungovat jako imunologický imprinting, rozhodující o rozsahu imunitní odpovědi, kdy se místní a celkový imunitní systém vyvíjí. Objevuje se stále více důkazů o důležitosti imunoglobulinů, jako zástupců kontroly nad střevní mikroflórou. Zdá se, že stojí za to získat vědecký důkaz pro tuto teorii. Praktické výsledky získané u drůbeže a selat, kde byla imprinting zásada uplatňována jsou velmi povzbudivé.
Green line systém v živočišné produkci Existuje tendence na vysoce rozvinutých a objemově nasycených trzích rozvíjet značkové výrobky se speciálními atributy jakosti a vyšší přidanou hodnotou. Jako taková, je stále větší poptávka po mase (kuřecí, vepřové, telecí) vyrobeném bez použití antimikrobiálních přídatných látek v potravinách. Organizace producentů vyvinuly speciální režimy, aby zajistily, že další produční nároky v tomto ohledu mohou být zaručeny. Zároveň tyto režimy musí být technicky a ekonomicky schůdné. Zejména rizika ošetření vykonaná za pomoci léčebných antibiotik by měla být snížena a měla by být optimalizována přírodní ochrana zvířat proti infekčním chorobám. Oligosacharidy byly použity v těchto režimech úspěšně. V případě antibiotik byly použity při odstavu nakoupených zvířat, zvláštní pozornost je třeba věnovat rychlé znovu vytvoření ochranného mikrobiálního ekosystému.
Optimální přístup k oligosacharudům? Rozsáhlé využívání různých druhů oligosacharidů v Japonsku během nejméně jednoho desetiletí, a to jak u člověka, tak u zvířat, ukázalo, že požadované účinky mohou být splněny v řadě nestravitelných oligosacharidů, navzdory rozdílům v chemické struktuře. Není mnoho důkazů pro sinergistický účinek kombinace oligosacharidů tohoto typu. Ve skutečnosti potraviny a krmiva, do kterých se oligosacharidy doplňují, často obsahují směs, současných přírodních oligosacharidů. Je třeba vzít do úvahy Také ostatní pomalu stravitelné a odolné, ale zkvasitelné frakce škrobu a NSP přítomné v potravinách nebo krmivech,. Vzhledem k tomu, že analytické metody pro identifikaci těchto látek teprve začaly být k dispozici teprve v nedávné době, správně řízený výzkum v této oblasti teprve začíná. Totéž platí pro kombinované účinky nerozpustných a rozpustných oligosacharidů. Teoreticky by tato kombinace měla být slibnější.
Interakce s antibiotiky Účinky anti-bakteriálních látek používaných terapeuticky nebo jako stimulátory intestinálního mikrobiálního ekosystému jako celku, jsou vysoké. Borg Jensen (1993), shrnul řadu informací o antibiotikech, která se v současnosti používájí jako stimulátory u prasat a drůbeže. Antibiotika často snižují mikrobiální aktivitu trávícího traktu. Jejich účinek může být zcela odlišný v různých oblastech trávicího traktu. Průměrná užitkovost až o 6%
v denním přírustku živé hmotnosti a až 4% v konverzi krmiva,s největší pravděpodobností souvisí s úsporami energe a proteinu, což vyplývá z této snížená mikrobiální aktivity. Mnoho Bifidobakterií je dosti odolných proti řadě antibiotik, zejména gram negativní druhy antibiotik a několik amino-glykosidických antibiotik. Některá jsou dokonce používána ve vybraných mediích pro identifikaci Bifidobacteru. Bifidobakterie jsou citlivé na obsáhlé spektrum antibiotik, jako jsou nitrofurany, tetracyklany a chloramfenikol. Streptomycin, je však jedním z nejúčinnějších antibiotik při snižování kolonizační odolnosti, snadno navozující střevní kolonizaci Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhymurium a Enterococcus faecalis. Podobné pozorování bylo provedeno v souvislosti s kolonizací klostridia po erythromycinu, kanamycinu a metronidazolu.
Závěr Oligosacharidy jsou přírodní složky potravin a krmiv. Jsou významným prvkem při vytváření a udržování probiotického stavu trávicího traktu. Účinky oligosacharidů jsou strukturálně specifické a záleží na velikosti dávek. Pozorované účinky na zdraví, produkci a výkon jsou závislé na stavu střevní mikroflóry před záměrným zařazením oligosacharidů do krmné dávky. Oligosacharidy se používají jako prevence proti střevním patogenům, nebo také poskytují cennou alternativu k používání antibakteriálních látek. Hodnota oligosacharidů, ve spojení s příslušným mikrobiálním očkováním se ukázala být efektivní především pro (znovu) vytvoření střevního mikrobiálního ekosystému s vysokou účinností ochrany proti patogenům.
