Betain er en naturligt forekommende forbindelse, der er vidt udbredt i planter og dyr. Som fodertilsætningsstof findes det i vandfri form eller hydrochloridform. Det kan tilsættes dyrefoder til forskellige formål.
Først og fremmest kan disse formål være relateret til betains meget effektive methyldonorevne, som hovedsageligt forekommer i leveren. På grund af overførslen af ​​ustabile methylgrupper fremmes syntesen af ​​forskellige forbindelser såsom methionin, carnitin og kreatin. På denne måde påvirker betain protein-, lipid- og energimetabolismen og ændrer dermed slagtekroppens sammensætning gavnligt.
For det andet kan formålet med at tilsætte betain i foder være relateret til dets funktion som et beskyttende organisk penetrant. I denne funktion hjælper betain celler i hele kroppen med at opretholde vandbalancen og celleaktivitet, især i perioder med stress. Et velkendt eksempel er den positive effekt af betain på dyr under varmestress.
Hos grise er der beskrevet forskellige gavnlige virkninger af betaintilskud. Denne artikel vil fokusere på betains rolle som fodertilsætningsstof i tarmsundheden hos fravænnede pattegrise.
Adskillige betainstudier har rapporteret effekten på fordøjeligheden af ​​næringsstoffer i ileum eller den samlede fordøjelseskanal hos svin. Gentagne observationer af øget ileal fordøjelighed af fibre (råfiber eller neutrale og sure vaskefibre) indikerer, at betain stimulerer fermenteringen af ​​bakterier, der allerede er til stede i tyndtarmen, fordi tarmceller ikke producerer fibernedbrydende enzymer. Plantens fiberdel indeholder næringsstoffer, som kan frigives under nedbrydningen af ​​denne mikrobielle fiber.
Derfor blev der også observeret forbedret fordøjelighed af tørstof og råaske. På det samlede fordøjelseskanalniveau er det blevet rapporteret, at pattegrise suppleret med 800 mg betain/kg diæt har forbedret fordøjelighed af råprotein (+6,4%) og tørstof (+4,2%). Derudover viste en anden undersøgelse, at ved at supplere med 1.250 mg/kg betain blev den tilsyneladende samlede fordøjelighed af råprotein (+3,7%) og etherekstrakt (+6,7%) forbedret.
En mulig årsag til den observerede stigning i næringsstoffordøjelighed er betains effekt på enzymproduktion. I et nyligt in vivo-studie af tilsætning af betain til fravænnede pattegrise blev aktiviteten af ​​fordøjelsesenzymer (amylase, maltase, lipase, trypsin og chymotrypsin) i chym evalueret (Figur 1). Alle enzymer undtagen maltase viste øget aktivitet, og effekten af ​​betain var mere udtalt ved 2.500 mg betain/kg foder end ved 1.250 mg/kg. Stigningen i aktivitet kan være et resultat af en stigning i enzymproduktionen, eller den kan være et resultat af en stigning i enzymets katalytiske effektivitet.
Figur 1 - Tarmaktivitet af fordøjelsesenzymer hos pattegrise suppleret med 0 mg/kg, 1.250 mg/kg eller 2.500 mg/kg betain.
I in vitro-forsøg blev det bevist, at trypsin- og amylaseaktiviteten blev hæmmet ved at tilsætte NaCl for at producere et højt osmotisk tryk. Tilsætning af forskellige niveauer af betain til denne test gendannede den hæmmende effekt af NaCl og øgede enzymaktiviteten. Når NaCl ikke tilsættes bufferopløsningen, påvirker betain imidlertid ikke enzymaktiviteten ved en lavere koncentration, men viser en hæmmende effekt ved en højere koncentration.
Ikke blot den øgede fordøjelighed kan forklare den rapporterede stigning i vækstydelse og foderudnyttelsesrate hos grise suppleret med betain. Tilsætning af betain til grisefoder reducerer også dyrets vedligeholdelsesenergibehov. Hypotesen for denne observerede effekt er, at når betain kan bruges til at opretholde intracellulært osmotisk tryk, reduceres behovet for ionpumper, hvilket er en proces, der kræver energi. I tilfælde af begrænset energiindtag forventes effekten af ​​at supplere med betain at være mere udtalt ved at øge energiforsyningen til vækst snarere end vedligeholdelse.
Epitelcellerne, der beklæder tarmvæggen, skal kunne håndtere meget variable osmotiske forhold, der genereres af indholdet i tarmlumen under fordøjelsen af ​​næringsstoffer. Samtidig skal disse tarmceller kontrollere udvekslingen af ​​vand og forskellige næringsstoffer mellem tarmlumen og plasma. For at beskytte celler mod disse udfordrende forhold er betain en vigtig organisk penetrant. Når man observerer koncentrationen af ​​betain i forskellige væv, er indholdet af betain i tarmvævet ret højt. Derudover er det blevet observeret, at disse niveauer påvirkes af betainkoncentrationen i kosten. Velafbalancerede celler vil have bedre proliferation og bedre restitutionsevner. Derfor fandt forskerne, at en forøgelse af betainniveauet hos pattegrise øger højden af ​​duodenale tarmtotter og dybden af ​​ileumkrypter, og tarmtotterne er mere ensartede.
I et andet studie kunne der observeres en stigning i højden af ​​tarmtotter i tolvfingertarmen, jejunum og ileum, men der var ingen effekt på krypternes dybde. Som observeret hos slagtekyllinger inficeret med coccidier, kan betains beskyttende effekt på tarmstrukturen være endnu vigtigere under visse (osmotiske) udfordringer.
Tarmbarrieren består hovedsageligt af epitelceller, som er forbundet med hinanden via tight junction-proteiner. Denne barrieres integritet er afgørende for at forhindre indtrængen af ​​skadelige stoffer og patogene bakterier, som ellers ville forårsage betændelse. For svin anses den negative påvirkning af tarmbarrieren for at være et resultat af mykotoksinforurening i foderet eller en af ​​de negative virkninger af varmestress.
For at måle effekten på barriereeffekten anvendes ofte in vitro-tests af cellelinjer til at måle transepitelial elektrisk modstand (TEER). Ved anvendelse af betain kan forbedret TEER observeres i flere in vitro-forsøg. Når batteriet udsættes for høj temperatur (42 °C), vil TEER falde (figur 2). Tilsætning af betain til vækstmediet for disse varmeeksponerede celler modvirkede det reducerede TEER, hvilket indikerer øget varmeresistens.
Figur 2 - In vitro-effekter af høj temperatur og betain på celletransepitelial resistens (TEER).
Derudover blev den øgede ekspression af tight junction-proteiner (occludin, claudin1 og zonula occludens-1) i jejunumvævet hos dyr, der modtog 1.250 mg/kg betain, målt sammenlignet med kontrolgruppen. Derudover blev diaminoxidaseaktiviteten i plasmaet hos disse grise signifikant reduceret som en markør for tarmslimhindeskade, hvilket indikerer en stærkere tarmbarriere. Når betain blev tilsat kosten til slagtegrise, blev stigningen i tarmtrækstyrken målt på slagtetidspunktet.
For nylig har adskillige undersøgelser forbundet betain med antioxidantsystemet og beskrevet reducerede frie radikaler, reducerede niveauer af malondialdehyd (MDA) og forbedret glutathionperoxidase (GSH-Px) aktivitet.
Betain virker ikke kun som et osmobeskyttende middel hos dyr. Derudover kan mange bakterier akkumulere betain gennem de novo-syntese eller transport fra miljøet. Der er tegn på, at betain kan have en positiv effekt på antallet af bakterier i mave-tarmkanalen hos fravænnede pattegrise. Det samlede antal ileumbakterier, især bifidobakterier og lactobaciller, er steget. Derudover blev der fundet lavere mængder af Enterobacter i afføring.
Endelig observeres det, at betains effekt på fravænnede grises tarmsundhed er en reduktion af diarréforekomsten. Denne effekt kan være dosisafhængig: kosttilskuddet 2.500 mg/kg betain er mere effektivt end 1.250 mg/kg betain til at reducere forekomsten af ​​diarré. Fravænnede grises præstation ved de to tilskudsniveauer var dog ens. Andre forskere har vist, at når der tilsættes 800 mg/kg betain, er forekomsten og forekomsten af ​​diarré hos fravænnede grise lavere.
Betain har en lav pKa-værdi på omkring 1,8, hvilket fører til dissociation af betain HCl efter indtagelse, hvilket fører til mavesyredannelse.
Den interessante fødevare er den potentielle forsuring af betainhydrochlorid som en kilde til betain. I humanmedicin bruges betainhydrochlorid-tilskud ofte i kombination med pepsin til at støtte mennesker med maveproblemer og fordøjelsesproblemer. I dette tilfælde kan betainhydrochlorid bruges som en sikker kilde til saltsyre. Selvom der ikke er nogen information om denne egenskab, når betainhydrochlorid er indeholdt i pattegrisefoder, kan det være meget vigtigt.
Det er velkendt, at pH-værdien i mavesaften hos fravænnede grise kan være relativt høj (pH>4), hvilket vil påvirke aktiveringen af ​​pepsin-forløberen til dens forløber pepsinogen. Optimal proteinfordøjelse er ikke kun vigtig for dyr for at opnå god tilgængelighed af dette næringsstof. Derudover kan protein fra fordøjelsesbesvær forårsage skadelig spredning af opportunistiske patogener og øge problemet med diarré efter fravænning. Betain har en lav pKa-værdi på omkring 1,8, hvilket fører til dissociation af betain HCl efter indtagelse, hvilket fører til mavesyredannelse.
Denne kortvarige reacception er blevet observeret i et indledende studie på mennesker og studier på hunde. Efter en enkelt dosis på 750 mg eller 1.500 mg betainhydrochlorid faldt mavens pH-værdi hos hunde, der tidligere var blevet behandlet med mavesyrereducerende midler, kraftigt fra ca. 7 til pH 2. Hos ubehandlede kontrolhunde var mavens pH-værdi dog ca. 2, hvilket ikke var relateret til betainhydrochloridtilskud.
Betain har en positiv effekt på tarmsundheden hos fravænnede pattegrise. Denne litteraturgennemgang fremhæver forskellige muligheder for betain til at understøtte fordøjelse og absorption af næringsstoffer, forbedre fysiske beskyttelsesbarrierer, påvirke mikrobiotaen og forbedre pattegrisenes forsvarsevne.