Condensed tannins at mycotoxins sa genotypically brown sorghums: isang bagong hamon sa produksyon ng manok

Makikita ang content sa: English Indonesia (Indonesian) Melayu (Malay) ไทย (Thai) Tiếng Việt (Vietnamese)

Ang pag-unlad ng mga intensive production systems sa pag-aalaga ng manok at baboy ay sinuportahan ng pagtatag ng isang circuit na naglalaman ng maramihang produksyon ng balanced feed.

Dahil dito, ang mga balanced feeds ay nabalangkas batay sa paggamit ng mais bilang pangunahing energy component ng feed, ay may mga partikular na mga kalamangan sa iba pang mga grains, tulad ng kawalan ng mga anti-nutritional compounds sa mga components nito.

Gayunpaman, mula noong 1970s, ang iba pang mga cereals ay isinasama na sa pormulasyon ng mga commercial diets para sa mga manok at baboy.

• Sa South America, partikular na sa Venezuela, pagkatapos ng mais, ang grain sorghum ang isa pang cereal na ginagamit ng balanced feed industry.
• Ang components ng karamihan sa mga sorghums na ito ay naglalaman ng condensed tannins (CT) na sa mga non-ruminants ay may masamang epekto sa pagtunaw at metabolismo ng mga nutrients.

Binibigyang-pansin ng ulat na ito ang mga mahahalagang konsepto na may kaugnayan sa toxicology ng genotypically brown sorghums (GBS), at binibigyang-diin ang mga aspeto na nauugnay sa kanilang intrinsic at extrinsic toxicities.

Figure 1. Sorghum grain and testa.

TOXICOLOGY NG GENOTYPICALLY BROWN GRAIN SORGHUMS

Ang paglalaang GBS ay ibinibigay batay sa pagkakaroon ng isang tiyak na layer ng mga cells na tinatawag na testa (Rooney at Miller, 1981; Rumbos, 1986). Ang layer na ito ay nakikita at may mataas na pigmentation sa initial grain formation process..

• Bilang isang napakahalagang katangiang istruktural, natukoy na ang mga GBS na may highly developed at highly pigmented na testa ay may maraming total polyphenol at CT contents kumpara sa mga may kaunti o walang pag-unlad ng layer na ito (Doherty et al., 1987; Ciccola, 1989).
• Ipinahihiwatig nito na sa layer na ito matatagpuan ang mga cells na nagpoproduce ng mga compounds na ito. Samakatuwid, ang mga cultivars na walang testa (genotypically white sorghums) ay hindi naglalaman ng CT; ang kanilang nutritional value ay mga 96-98% kumpara sa mais (Sullivan, 1987).

Intrinsic Toxicity: Mga Polyphenolic Compounds

Mula sa isang kemikal na pananaw, ang mga polyphenolic compound ay maaaring pagbukurin sa tatlong grupo:

 

 

Ang mga phenolic acids ay matatagpuan sa lahat ng sorghum cultivars at sa karamihan ng mga flavonoid compounds, habang ang mga tannins, lalo na ang condensed tannins, ay makikita lamang sa GBS, na mayroong pigmented na testa na lumalaban sa bird attack at enzymatic degradation (Hahn et al., 1984).

Mga Tannins

Ang mga tannins ay isang komplikadong uri ng phenolic polymers na bumubuo sa ilan sa mga pinaka-marami at laganap na natural products sa maraming halaman, kabilang ang mga puno, prutas, at damo.

Bihira silang makikita sa mga cereals, at sa kaso ng sorghum, sila ay natatagpuan lamang sa mga genotypically brown cultivars (Mehansho et al., 1987a).

Mga Hydrolyzable na Tannins

Ang pananaliksik nina Hahn et al. (1984) ay nagbigay-daan upang makilala ang dalawang malaking grupo:

Ang pangunahing kinatawan nito ay ang tannic acid, na nahihiwa-hiwalay sa mga characteristic components nito–isang sugar at isang phenolic acid (gallic acid o ellagic acid)–kapag sumailalim sa treatment gamit ang acid o alkaline solutions o mga hydrolytic enzymes tulad ng tannase.

Mga Condensed Tannins

Ito ay mga phenolic polymers na may mataas na molecular weight (500-3000 daltons), natutunaw sa tubig, na nagreresulta mula sa kondensasyon ng flavan-3-ols o catechin units at tinatawag na proanthocyanidins (Salunkhe et al., 1982).

• Ang mga CTs ay may kakayahang mag-precipitate ng mga alkaloids, gelatins, at iba pang mga proteins, na bumubuo ng mga stable tannin-protein complexes; na nagreresulta sa protein inactivation at kasunod na protein precipitation (Aw y Swanson, 1985).
• Ang ganitong uri ng tannin ay siyentipikong nauugnay sa pagbaba ng nutritional value ng GBS at productive response sa manok (Hahn et al., 1984; Jaramillo, 1992).

Figure 2. Structure of the Proanthocyanidin Polymer (Condensed Tannin). Source: Adapted from Gupta and Haslam (1979).

Extrinsic Toxicity: Mga Metabolites ng Mycobiota

Ang pagkakaroon ng amag bilang natural contaminant ng mga sangkap na halaman, partikular sa grain sorghums, ay mahalaga dahil, bukod sa intrinsic toxicity sa grain sorghum na dulot ng pagkakaroon ng CT, nadaragdagan pa ng isang bagong toxic component.

• Ang bagong toxic component na ito ay extrinsic in nature. Kinakatawan ito ng natural na kontaminasyon ng mga mycotoxins kapag ang mga amag ay may genetic capacity na makabuo ng isa or higit pa ng mga chemical compounds na ito.

Kapag nabuo sa sorghum grains, maaring ma-ingest ang mga mycotoxins sa pamamagitan ng pakain, at ito’y nagdudulot ng mga organic dysfunctions sa mga ibon na nakaka-kompromiso sa pangkalahatang kalusugan at produksyon.

Sa produksyon ng hayop, lalo na ng mga manok at baboy, ang mga maaring epekto ng pagkonsumo ng GBS na mataas sa CT at kontaminado ng mga mycotoxins ay hindi pa nalalaman dahil ang mga pananaliksik sa ganitong uri ng sorghum ay nakatuon sa pag-aaral ng mga antinutritional effects ng tannins.

 

TOXICOLOGY NG TRINOMIAL CAUSE – EFFECT – RESPONSE

Ang trinomial CAUSE-EFFECT-RESPONSE ay maaaring ituring na aksyon ng causal agent sa mga biological systems, na nagdudulot ng isang epekto na nakikita sa pamamagitan ng isang tugon (response) o mga measurable and/or visible manifestations (Jaramillo, 2005).

Photo 1. Mycobiota in sorghum. Petri dishes in DRBC and MSA media at eight days of incubation. Source: Dr. Marta Jaramillo (1999 – 2018)

 

Sa kasalukuyan, alam na na sa GBS:

• Ang CAUSE component ay kinakatawan ng intrinsic presence ng CT at ng extrinsic presence ng mga metabolites mula sa isang mycobiota na kinokontamina ang loob at labas ng butil sa bukid at kung saan nadadagdag ang isang external mycobiota load sa storage at pagbibiyahe.
• Ang EFFECT component ay kinakatawan ng mga epektong resulta ng CAUSE component sa mga organs at tissues ng iba’t ibang biological systems.
• Ang RESPONSE component ay nauugnay sa mga palatandaan na ipinakikita ng mga hayop bilang resulta ng EFFECT component; Ang mga ito ay maaaring mabilang (Jaramillo, 2005).

MGA CONDENSED TANNINS
Metabolic Toxicity

Ang direktang pag-absorb ng mga CT ay tila hindi posible. Marahil, dahil ito sa mga anatomical barriers, partikular na ang malaking sukat ng mga tannin polymers na hindi nade-degrade sa kanilang mga final products ng mga enzymes ng gastrointestinal tract.

Gayunpaman, ang ilang ebidensya ng metabolic toxicity ay nauugnay sa isang posibleng aksyon ng CT at iba pang mga chemical compounds na nasa sorghum grain, tulad ng:

• Nakita sa mga pag-aaral nina Sell at Rogler (1983) ang posibleng metabolic toxicity ng CT sa pagtaas ng aktibidad ng enzyme na UDP-glucuronyltransferase sa mga ibon na kumonsumo ng sorghum na maraming tannins kumpara sa mga pinakain ng sorghum na kaunti ang tannins.

Ang enzyme na ito ay kilala sa pagiging bahagi ng detoxification processes ng mga phenolic compounds. Batay dito, ang pagtaas ng aktibidad nito ay maaaring magpahiwatig ng absorption ng CTs sa pamamagitan ng intestinal wall.

• Ang hypothesis na ito ay pinapatibay ng mga obserbasyon nina Martin-Tanguy et al. (1976), na nag-ulat na pinabababa ng mga tannins ang metabolic use ng mga amino acid.

Sa larangang ito, ipinakita ng mga pag-aaral ni Jaramillo (1992) ang histological at histochemical alterations ng gastrointestinal tract sa mga broilers na nakatanggap ng mga diyeta na may mataas na tannin sorghums.

• Ang mga findings na ito ay maaaring magpahiwatig ng pagkakaroon ng isang injurious agent na maaaring nauugnay sa aksyon ng mga compounds na ito o sa mga flavonoid oligomers.

MGA MYCOBIOTA METABOLITES

Ang pananaliksik nina Jaramillo at Wyatt (2000ab, 2001ab, 2002ab, 2003ab, 2004ab) ang mga pangunahing pag-aaral ng trinomial ng toxigenicity sa grain sorghums, na binigyang-diin na ang mga elemento ng nasabing trinomial ay kinakatawan ng:

• Condensed Tannin Content (CTC).
• Mycobiota Contamination (MC).
• Toxigenic Potential of the Mycobiota (TPM).

Ang trinomial na ito ay nagbukas ng isang kapana-panabik na larangan ng imbestigasyon.

• Sa kanilang iba’t ibang pag-aaral, tinalakay nina Jaramillo at Wyatt ang mga mahahalagang natuklasan na sa kasalukuyang nagbibigay daan upang maunawaan ang toxigenicity ng GBS sa ilalim ng isang bagong konsepto ng isang integral na sistema ng Condensed Tannins – Mycobiota Metabolites, kung saan binibigyang-diin ang development dynamics nito.
• Ang toxigenicity system na ito ay natural na nangyayari kapag may tannins sa grain at sa internal at external contamination nito ng mycobiota.

KONKLUSYON

Sa pag-aaral ng toxicity ng GBS, isang bagong pamamaraan na kinabibilangan ng trinomyal na CTC – MC – TPM ay nagbibigay-daan para sa mas tumpak at mas kumpletong pagsusuri ng toxicity per se ng mga grains, ng mga contamination events na nagaganap sa bukid at sa imbakan, at ng mga epekto sa mga ibon at baboy kung saan sila nagiging sanhi ng masamang tugon (response) sa paggana ng iba’t ibang mga organs at systems; kung saan ang mga batang hayop ang pinakamalubhang apektado.

Ang pag-unawa sa toxicity nito ay maghahatid sa atin sa mas epektibo at makatuwirang nutrisyon at pagpapakain ng hayop.