Sa makabagong sistema ng produksyon ng hayop, mahalaga na mabawasan ang epekto ng chronic na pamamaga at labis na stress upang magamit ng mga manok ang kanilang enerhiya para sa paglaki kaysa sa depensa.
Bagaman wala pang “magic ball” upang maiwasan ang mga multifactorial na kondisyon na kaugnay ng chronic na stress, maraming pag-aaral ang nagpakita na ang mga alternatibong produkto, tulad ng probiotics, targeted microbes, prebiotics, at phytochemicals, ay makakatulong upang mapabuti ang balanse ng mikrobyo sa bituka, metabolismo, at integridad ng bituka.
PROBIOTICS
Ang probiotics sa tamang dosage ay nagpapabuti ng balanse ng mikrobyo sa bituka, resistensya ng kolonalisasyon sa impeksyon, at ng immune system.
Ang Lactobacillus spp., Streptococcus thermophilus, Enterococcus faecalis, at Bifidobacterium spp. ay ang mga pinakaginagamit na lactic acid bacteria (LAB) sa mga probiotic formulation. Ang mga posibleng mekanismo ng aksyon ay kabilang ang:
Pagpapanatili ng isang malusog na balanse ng mga bacteria sa bituka sa pamamagitan ng competitive exclusion, isang proseso kung saan ang mga kapaki-pakinabang na bacteria ay nagtatanggal ng mga posibleng pathogenic na bacteria sa pamamagitan ng kompetisyon sa adherance sites sa bituka at mga nutrisyon.
Pag-iwas sa labis na paglago ng bacteria sa bituka.
Mayroong sapat na ebidensya na ang probiotics ay nakakaapekto sa immune system sa pamamagitan ng pagbabalanse ng mga pro- at anti-inflammatory cytokines. Ang ilang probiotics ay may kakayahang magbigay ng antioxidant at pinapalakas ang integridad ng barrier.
Ang ilang probiotic strains ay nakapagpa-improve ng performance ng mga hayop at maaaring gamitin bilang mga potensyal na alternatibo sa antibiotics.
Larawan 1. Mekanismo ng aksyon ng probiotics laban sa presensya ng mga pathogens sa bituka.
Magpapatuloy pagkatapos ng patalastas.
Iniulat ni Higgins et al. na ang probiotics ay nakapagpababa ng idiopathic diarrhea sa mga commercial turkey rearing houses batay sa mga na-publish na eksperimento at mga komersyal na trials. Bukod pa rito, ipinakita ng probiotic blend na mapabubuti ang ani at mababawasan ang mga gastos sa produksyon sa malakihang komersyal na eksperimento.
Ang mga ibon na binigyan ng probiotics ay nagpakita ng mga pagbabago sa gene expression na may kaugnayan sa nuclear factor kappa B (NF-κB) complex, ayon sa mga kamakailang microarray na pananaliksik.
Ipinapakita ng mga findings ito na ang mga partikular na probiotic cultures ay maaaring maging isang kaakit-akit na alternatibo sa tradisyunal na antibiotic therapy.
Pangmahabang panahon na priobiotic requirement
Ang mga komersyal na probiotics na nagtatagal, cost-effective, at matibay sa heat pelleting process ay kinakailangan upang itaguyod ang pagsunod at mas malawak na paggamit.
Ang ilang probiotic na produkto ay naglalaman ng mga bacterial spore formers, karaniwang mula sa genus na Bacillus. Ang ilan (pero hindi lahat) ay napatunayan na nakakapagpigil ng ilang gastrointestinal na problema.
Ang iba’t ibang species na ginagamit at ang kanilang mga maraming gamit ay kamangha-mangha.
Ipinapakita ng mga ito na ang ilang Bacillus spore isolates ay ang pinaka heat-toletant spores na kilala at maaari ring magamit sa mga sitwasyon ng matinding init.
Kaya’t ang mga spores ng mga napiling Bacillus strains ay ginagamit bilang maaasahang direct feeding microorganisms (DFMs) sa produksyon ng hayop dahil sa kanilang kakayahang tiisin ang mga hindi kanais-nais na kondisyon ng kapaligiran at matagal na panahon ng imbakan.
Pagpapahusay ng amplification at sporulation efficiency
Ipinakita ng mga field trials na ang spore isolate ng Bacillus subtilis ay epektibo bilang isang komersyal na probiotic batay sa mga lactic acid bacteria sa pagbawas ng Salmonella spp. Ang karagdagang pananaliksik ay maaaring magtukoy ng mas malalakas na isolates o kombinasyon ng mga isolates.
Ang ilan sa mga environmental Bacillus isolates ay nasubukan In vitro para sa antibiotic activity, tibay sa init, at paglago ng populasyon.
Ang pagpapabuti ng amplification at sporulation efficiency ay mahalaga upang makuha ang approval ng industriya para sa isang probiotic na nakabase sa pagkain para sa ante mortem intervention ng mga pathogens na dulot ng pagkain.
Ang pinahusay na vegetative growth at rate ng sporulation ay maaaring magdulot ng mga bagong efficiencies para sa komersyal na commercial amplification at paglikha ng mga cost-effective na produkto na may napakataas na bilang ng spores.
Mataas na konsentrasyon ng NSP
Ang pagtaas ng viscosity ng digesta at mas mahabang oras ng pagdaan ng pagkain na dulot ng mataas na konsentrasyon ng soluble non-starch polysaccharides (NSP) sa mga diyeta ng manok ay nakakaapekto sa populasyon ng bacteria sa bituka.
Dahil dito, ang mga exogenous carbohydrases (xylanase, glucanase, mannanase, galactosidase, at pectinase) ay ginagamit bilang mga additives sa pagkain upang subukang mabawasan ang negatibong epekto ng mga anti-nutritional na factor na ito.
Direct feeding microorganisms
Ipinakita rin na ang Bacillus-DFM ay nakakatulong upang maiwasan ang mga karamdaman sa gastrointestinal tract at nagbibigay ng iba’t ibang benepisyo sa nutrisyon para sa parehong mga hayop at tao. Ang mga in vitro at in vivo na pag-aaral ay nagpapakita na 90% ng spores ng B. subtilis ay tumutubo sa iba’t ibang bahagi ng GIT sa loob ng 60 minuto kapag mayroong pagkain.
Dagdag pa, gamit ang iba’t ibang in vitro na diyeta para sa manok (mga diyeta na batay sa rye, trigo, barley, at oats).
Kung saan ang pagdagdag ng mga napiling Bacillus-DFM candidates ay nagpo-produce ng iba’t ibang set ng extracellular enzymes.
Nagresulta ito sa isang makabuluhang pagbawas sa parehong viscosity ng digesta at sa pagdami ng Clostridium sa pagitan ng control at mga diyeta na may Bacillus-DFM na supplements.
Kawili-wiling ipinakita na ang suplementasyon gamit ang Bacillus-based na DFM ay nakapagpabuti ng performance sa paglaki, viscosity ng digesta, bacterial translocation, komposisyon ng microbiota, at mineralisasyon ng buto sa mga broiler at pabo na pinapakain ng diyeta na batay sa rye.
Ang mga pagkakaiba na ito ay maaading dahil sa mas mababang halaga ng mga substrate na available para sa paglago ng bacteria, na nagresulta sa mas kaunting pamamaga sa bituka at bacterial translocation nang nabawasan ang viscosity ng bituka sa pamamagitan ng pagdagdag ng candidate DFM, na nagpapahiwatig na ang mga grupong may supplement ay mas maraming na-absorb na nutrisyon sa brush border ng bituka.
Ang makabuluhang pagpapabuti sa performance na naobserbahan sa mga pabo at broiler na pinapakain ng Bacillus-DFM supplemented diets kumpara sa grupong walang suplemento ay nagpapahiwatig na:
Ang produksyon ng enzyme mula sa pinagsamang Bacillus spp. strains na ginamit bilang DFM ay maaaring:
Pataasin ang nutrient absorption;
Magpataas ng performance sa paglaki at mas epektibong rate ng conversion ng pagkain;
Bilang karagdagan sa pagpapabuti ng integridad ng bituka.
Ipinakita rin na ang DFM ay makabuluhang nakapagpababa ng tindi ng eksperimental na Salmonella enterica subspecies enterica serotype Enteritidis at mga impeksyon ng aflatoxicosis.
Sa isang pag-aaral, ipinakita na ang bacterial translocation, intestinal viscosity, komposisyon ng microbiota, at mineralisasyon ng buto sa mga broiler ay naapektuhan ng paggamit ng enerhiya mula sa rye. Gayunpaman, binabaligtad ng Bacillus-DFM ang mga negatibong epekto ng mataas na NSP na diyeta sa mga manok.
Bilang karagdagan, ang performance ng broiler at poult ay nag-improve sa pagdagdag ng DFM sa mga reduced-fat na diyeta, na kaugnay ng mas mataas na digestibility ng enerhiya na nasusukat sa pamamagitan ng apparent metabolizable energy at corrected nitrogen.
PREBIOTICS
Ang prebiotics ay isang medyo bagong konsepto, na nagmula sa ideya na ang mga hindi natutunaw na elemento ng pagkain (halimbawa, mga hindi natutunaw na oligosaccharides) ay pinipiling i-ferment ng mga bacteria na kilala sa pagbibigay benepisyo sa intestinal function.
Ang pagdami ng endogenous na lactic acid bacteria at bifidobacteria sa bituka ay ipinakita na napakikinabangan ng kalusugan ng host.
Ang mga prebiotics ay makakatulong sa pagdami ng bifidobacteria at lactobacilli sa bituka, na nagpapabuti sa microbial balance ng host.
Ang mga prebiotics, hindi tulad ng probiotics, ay nagpapanatili ng intestinal bacteria na naka-akma na sa kondisyon ng gastrointestinal tract.
Ang malusog na gut microbiota ay maaaring magpataas ng absorption, metabolismo ng protina, metabolismo ng enerhiya, pagtunaw ng fiber, at pag-mature ng bituka sa mga leptin-resistant na daga.
Ipinakita rin na ang mga prebiotics ay nagpapalakas ng depensa ng host at nagpapababa ng pathogen-induced na pagkamatay sa mga ibon.
Pagkabawas ng mga pathogen
Ang kakayahan ng mga prebiotics na dagdagan ang dami ng LAB sa bituka ay makakatulong sa competitive exclusion ng mga pathogens mula sa gastrointestinal tract ng mga ibon.
Samantala, ang pagtaas ng acidity ng bituka na dulot ng mga prebiotics ay maaari ring makatulong upang mabawasan ang mga impeksyon sa bituka ng mga manok.
Ipinakita rin na ang mga prebiotics ay nagpapataas ng immune response sa mga manok, na nagreresulta sa mas mabilis na paglilinis ng impeksyon.
Halimbawa, ang mga prebiotics ay maaaring makipag-interact nang direkta sa mga immune cells ng bituka o makipag-interact nang hindi direkta sa mga immune cells sa pamamagitan ng kolonisasyon ng mga kapaki-pakinabang na bacteria at mga kanais-nais na microbial metabolites.
Ang mga prebiotics ay maaaring mag-function katulad ng mga probiotics upang suportahan ang kalusugan ng bituka sa mga manok. Ang pinakakaraniwang ginagamit na mga prebiotics sa poultry ay ang mga sumusunod:
Inulin;
Fructooligosaccharides (FOS);
Mananooligosaccharides (MOS);
Galactooligosaccharides (GOS);
Soy oligosaccharides (SOS);
Xylooligosaccharides (XOS);
Pyrodextrins;
Isomaltooligosaccharides (IMO); at
Lactulose.
Ang pananaliksik tungkol sa mga prebiotics sa poultry ay isinagawa mula pa noong 1990, na nagresulta sa isang malawak na koleksyon ng mga pag-aaral. Ipinakita na ang mga prebiotics sa mga feed ng broiler ay nakapagpapataas ng antas ng lactobacillus.
Ang ilang pag-aaral tungkol sa microbial effect ng prebiotic supplementation ay nakakita ng pagtaas ng bifidobacteria at pagbaba ng clostridia. Sa iba pang mga pag-aaral, ang Salmonella at coliforms ay nabawasan.
Ipinakita rin na ang paggamit ng mga prebiotics ay nakapagpapataas ng taas ng intestinal villus sa mga diyeta ng broiler, depende sa morphology ng bituka. Samantala, ang mga proseso ng detoxification at elimination ay pinapalakas ng isang malusog na populasyon ng mga kapaki-pakinabang na bakterya sa digestive tract.
Ipinakita rin na ang mga prebiotics ay nagpapabuti ng kalidad ng shell at buto, nagpapataas ng utilization ng mineral, at nagpapabuti ng performance sa mga nangingitlog na manok.
Benepisyo ng paggamit ng prebiotics
Isang madalas na ginagamit na prebiotic ay ang Aspergillus oryzae, na ibinibenta bilang Aspergillus meal (AM). Ang AM ay may 16% protina at 44% fiber at maaaring gamitin upang mapabuti ang performance ng mga manok sa mga komersyal na diyeta na mababa ang protina.
Ang mycelium o A. oryzaeay naglalaman din ng beta-glucans, FOS, chitosan, at MOS. Ang substance na ito ay napakikinabangan din ng mga manok sa pamamagitan ng pagpapaganda ng paglaki, na malamang ay nagpapabuti ng absorption at digestibility ng mga sangkap ng pagkain.
Ang beta-glucan ay isang malakas na immunity booster. Ang natatanging substance na ito ay nakakaapekto sa intestinal villi at tumutulong sa katawan upang labanan ang mga viral at bacterial na invaders.
Ang MOS ay kumakapit sa mga active site ng toxins at ipinagtatanggol ang GIT laban sa invasion.
Ang FOS at chitosan ay mga hindi natutunaw na carbohydrates na madaling ma-ferment ng intestinal flora.
Ipinakita na ang dietary Aspergillus meal (AM) ay nagbago ng intestinal morphometry sa mga pabo. Pinataas nito ang bilang ng acid mucin cells, neutral mucin cells, at sulfomucin cells sa duodenum at ileum.
Bilang karagdagan, pinataas nito ang taas at surface area ng villi sa duodenum at ileum ng mga bagong hatch na poults kumpara sa control.
Ang isa pang pag-aaral ay natuklasan na ang pagpapakain ng MA prebiotics sa loob ng 30 araw sa mga turkey chicks na bagong pisa ay nagdulot ng pagtaas ng timbang ng katawan at pagpapabuti ng feed conversion kumpara sa pagpapakain ng basal control diet.
Kawili-wili na ang mga chicks na pinapakain ng MA prebiotics sa diyeta ay may mas mababang protein at energy content sa ileum kumpara sa mga control chicks, na nagpapahiwatig ng pinahusay na pagtunaw at pagsipsip ng mga nutrients na iyon.
Ipinakita na ang Fructooligosaccharides (FOS) ay nagpapabuti ng intestinal absorption ng calcium at magnesium, pati na rin ng konsentrasyon ng mineral sa buto.
Ilang mga pag-aaral ang nagpapakita na ang probiotics ay maaaring magpababa ng kolonisasyon ng Salmonella sa mga manok.
At panghuli, ang chitosan ay isang natural na biopolymer na nilikha sa pamamagitan ng deacetylation ng chitin, ang pangunahing bahagi ng fungal cell walls at exoskeletons ng arthropods. Gaya ng nabanggit kanina, ang chitosan ay may ilang benepisyo, kabilang ang mga antimicrobial at antioxidant na katangian.
Bukod pa rito, ang chitosan ay nagpakita ng mga potensyal na aplikasyon sa agrikultura, horticulture, agham pangkalikasan, industriya, microbiology, at medisina. Dagdag pa, maraming mga pag-aaral ang gumamit ng chitosan bilang mucosal adjuvant, na nagpapataas ng mga antas ng IgA.
Sa isa pang pag-aaral, ang bisa ng 0.2% AM sa diyeta laban sa horizontal transmission ng Salmonella spp. ay sinuri sa mga pabo at manok. Natuklasan sa pag-aaral na ang pagpapakain ng 0.2% AM sa mga pabo at broiler ay nakapagpababa ng horizontal transmission ng Salmonella Enteritidis at Typhimurium sa pamamagitan ng pagpapababa ng kabuuang colonization levels.
Ang pagbabawas ng Salmonella colonization ay maaaring maiugnay sa isang synergistic effect ng beta-glucan, MOS, chitosan, at FOS na matatagpuan sa mycelium ng Aspergillus oryzae.
Ipinahayag ni Yalçın et al. na ang cell wall ng yeast na nagmula sa baker’s yeast ay isang epektibong prebiotic feed additive para sa mga broiler chickens dahil sa pagtaas ng growth performance, tumaas na humoral immune response, at nabawasang abdominal fat.
Sa isa pang pag-aaral na isinagawa sa mga nangingitlog na manok, tinukoy ni Yalçın et al. na ang yeast cell wall ay may mga kapaki-pakinabang na epekto sa produksyon ng mga itlog na mababa ang kolesterol at pagpapabuti ng humoral immune response.
Larawan 2. Ang papel ng synbiotics sa digestive physiology.
SYMBOTICS
Kapag ang kombinasyon ng prebiotics at probiotics ay ginagamit, tinatawag itong synbiotics at may kakayahang higit pang palakasin ang bisa ng probiotics. Ang probiotics, prebiotics, at synbiotics ay malawak nang ginagamit sa buong mundo. Sa susunod na bahagi, tatalakayin natin ang papel ng synbiotics sa digestive physiology at produksyon ng poultry.
Papel ng Symbiotics sa Produksyon ng Poultry
Kaagad pagkatapos ng pag-hatch, kailangan ng mga ibon na magpalit mula sa endogenous na enerhiya—ang mga lipids sa yolk—patungo sa enerhiya mula sa isang exogenous na diet na mayaman sa carbohydrates. Sa mahalagang yugto na ito, ang laki at morphology ng bituka ay nagbabago nang malaki. Ang mga pagbabago sa mga epithelial cell membranes ay nag-aapekto sa mechanical interface sa pagitan ng panloob na kapaligiran ng host at ang mga nilalaman ng lumen.
Ang mga pag-aaral tungkol sa nutrisyon at metabolismo ng maagang paglaki sa mga sisiw ay makakatulong upang ma-optimize ang nutritional management para sa pinakamainam na paglaki.
Ang mga end products na tinutunaw ng symbiotic intestinal microorganisms ay maaaring baguhin hindi lamang ang dynamics ng bituka, kundi pati na rin ang iba’t ibang physiological systems.
Ang mga iba’t ibang papel ng synbiotics sa digestive physiology ay ipinapakita sa Larawan 2.
PHYTONGENIC ADDITIVES PARA SA BALANSENG PAGKAIN
Ang mga phytogenic feed additives (PFA) ay ikinaklasipika bilang mga sensory at flavoring compounds ayon sa batas ng European Union (EC 1831/2003).
Iminungkahi na ang PFA ay maaaring magpataas ng growth performance, nutrient digestibility, at intestinal health sa poultry.
Sa kasalukuyan, ang PFA ay ginagamit sa mga feeding program ng poultry at swine. Tumaas ang bilang ng Lactobacillus spp. sa cecum nang magdagdag ng 75 mg/kg na red ginseng root powder bilang supplement.
Ilan sa mga komersyal na produkto ay nakabase sa mga halamang gamot tulad ng:
Ang mga phytogenic substances ay isinusulong dahil sa kanilang mga safety profiles at kakayahang mapabuti ang performance at kalusugan ng hayop, sa pamamagitan ng mga sumusunod na epekto:
Pagpapabuti ng digestibility;
Mga antimicrobial activities;
Mga anti-inflammatory at antioxidant effects;
Pag-stabilize ng intestinal microbiota;
Pagpapabuti ng mga katangian ng hayop; at
Pagbaba ng mga environmental emissions.
Bilang karagdagan sa mga pharmacological effects, ang kamakailang mga pag-aaral ay nagpakita na ang mga phytogenic substances ay nagmo-modulate ng intestinal microbiota, ibig sabihin, pinapataas ang Firmicutes, Clostridiales, Ruminococcaceae, at Lachnospiraceae.
Table 1. Epekto ng diyeta sa komposisyon ng microbiome.
Iba’t ibang mga salik ang maaaring magmodulate ng intestinal microbiota na nagdudulot ng positibo o negatibong epekto sa host. Ang mga epekto ng diyeta sa komposisyon ng microbiome ay ipinapakita sa Table 1.Ang suplementasyon ng mga sisiw na isang araw ang gulang gamit ang antibiotics ay negatibong nagmodulate ng gut microbiota at nakasama sa pag-unlad ng immune system.
Natuklasan din na ang pagbabago ng diyeta mula sa mais patungong trigo at barley ay nagdulot ng pagtaas ng Lactobacillus at coliforms. Ang water-soluble non-starch polysaccharides ay nagtaas ng digestive content viscosity at SCFA production, na kapaki-pakinabang na nag-regulate ng ileal motility.
KONKLUSYON
Upang maiwasan ang mga multifactorial na kondisyon na kaugnay ng chronic stress, maraming mga pag-aaral ang nagpakita na ang mga alternatibong produkto, tulad ng probiotics, targeted microbes, prebiotics, at phytochemicals, ay maaaring makatulong upang mapabuti ang gut microbial balance, metabolismo, at intestinal integrity.
Ang mga food additives na ito ay napatunayan na may mga anti-inflammatory, antioxidant, immunomodulatory, at barrier integrity enhancing characteristics.
Upang matugunan ang kanilang mga layunin sa kalusugan at produktibidad, ang mga poultry producers na nagtanggal ng antibiotics mula sa kanilang mga production systems ay maaaring gumamit ng kombinasyon ng mga alternatibong produkto kasama ng pinabuting mga pamamaraan ng pamamahala, mahigpit na biosecurity, at epektibong mga immunization programs.
