Các tinh bột kháng trong khẩu phần có thể có lợi cho sức khỏe đường ruột và giảm tỷ lệ tiêu chảy trên heo. Ảnh hưởng đáng kể của tinh bột kháng đến tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy đã được nhận thấy ở heo ăn khẩu phần có tinh bột kháng so với khẩu phần đối chứng.

Giới thiệu

Cai sữa là một trong những giai đoạn căng thẳng và khó khăn nhất trong cuộc đời của heo (1). Heo con mới cai sữa thường bị stress do các yếu tố dinh dưỡng, tâm l‎‎‎ý, môi trường, sinh l‎ý,… (2,3). Do các yếu tố stress trên, heo con thường có các đặc điểm là giảm năng suất tăng trưởng và gia tăng tỷ lệ tiêu chảy sau cai sữa (4,5). Khi trải qua quá trình chuyển đổi từ sữa mẹ sang thức ăn cai sữa, heo con bị giảm lượng ăn vào một cách nghiêm trọng trong vài ngày đầu sau khi cai sữa (6). Hơn nữa, để thích nghi với môi trường mới, thành phần hệ vi sinh đường tiêu hóa của heo con cũng bị thay đổi do thay đổi cách ăn và thành phần thức ăn (6). Giai đoạn này thường gắn liền với thách thức về tăng trưởng vì tỷ lệ mắc các rối loạn đường tiêu hóa cao, chẳng hạn như Tiêu chảy Sau Cai sữa (TCSCS) (7).

Tiêu chảy sau cai sữa được coi là một vấn đề sức khỏe quan trọng và có tỷ lệ mắc bệnh và tỷ lệ chết đáng kể (8,9). TCSCS đã được chứng minh là một bệnh tiêu hóa đa nguyên nhân, và thiếu dinh dưỡng là một trong những nguyên nhân chính (10-12). Đường tiêu hóa là một hệ sinh thái phức tạp và cân bằng (4,13). Thành phần khẩu phần là yếu tố ảnh hưởng chính đến hệ vi sinh vật đường ruột (14, 15). Do đó, khi xét đến sự cân bằng giữa hệ vi sinh đường ruột và thành phần khẩu phần, thì TCSCS là một vấn đề lớn trong suốt giai đoạn sau cai sữa. (11,16).

Cách hiệu quả nhất để giảm mức độ TCSCS là điều chỉnh thành phần dinh dưỡng khẩu phần (15,17). Nhiều biện pháp dinh dưỡng khác nhau nhằm cải thiện giai đoạn chuyển tiếp cai sữa và giảm các bệnh đường ruột đã được nghiên cứu trong nhiều năm qua (11,18). Bằng chứng cho thấy rằng các can thiệp cụ thể về khẩu phần, như kiểm soát protein (19,20), xơ (21), tinh bột (22), cân bằng điện giải (23) và các thành phần khác trong khẩu phần ăn hàng ngày có thể giúp giảm sự gia tăng của TCSCS (11,24,25). Mục đích của bài tổng quan này là tóm tắt một số loại TCSCS phổ biến để làm rõ hơn vai trò của dinh dưỡng trong việc gây ra và kiểm soát TCSCS.

1. Ảnh hưởng của Tinh bột Kháng đến khả năng tiêu hóa ở ruột non của heo con sau cai sữa.

Tinh bột là nguồn carbohydrate chính trong khẩu phần của động vật và là nguồn năng lượng chính cần thiết cho cả động vật và con người (156, 157). Nó gồm 2 loại polymer α-glucan: amylose và amylopectin (158, 259). Tinh bột đã được chứng minh là có ảnh hưởng đáng kể đến thành phần và hoạt động của hệ vi sinh đường ruột, thông qua việc cải thiện sự phát triển của vi khuẩn có lợi và giảm sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh trong ruột (160, 161). Dựa trên khả năng tiêu hóa, tinh bột có thể được phân loại thành Tinh bột tiêu hóa nhanh (RDS), Tinh bột tiêu hóa chậm (SDS) và Tinh bột kháng (RS) (162, 163). RS không thể hấp thu ở ruột non, nhưng nó sẽ được chuyển đến ruột già và điều chỉnh hệ vi sinh đường ruột theo hướng có lợi (164,165).

Để giảm TCSCS và cải thiện chức năng tiêu hóa của heo con, một giải pháp hữu ích là sử dụng nguyên liệu prebiotic, chẳng hạn như Tinh bột kháng (RS) (166, 167). Các đặc tính của các prebiotic như RS có thể hoạt động như các chất nền carbohydrate cho hệ vi sinh manh tràng và kết tràng, và ảnh hưởng đến sức khỏe vật chủ, như được thể hiện trong các nghiên cứu trên động vật và con người (161, 162). Quá trình tiêu hóa tinh bột bắt đầu trong miệng. Enzyme α-amylase bắt đầu tiêu hóa tinh bột thành oligosaccharide và maltose. Tinh bột không được tiêu hóa trong dạ dày mà được vận chuyển xuống ruột non và được phân giải thành glucose và maltose bởi enzyme amylase của tuyến tụy (161, 168). Sau đó, ruột non hấp thụ glucose bằng cách vận chuyển chủ động, và phần còn lại được khuếch tán thụ động qua nhung mao (169, 170). Quá trình tiêu hóa tinh bột bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như sự hiện diện của lipid, protein và khoáng; tỷ lệ amylose : amylopectin, và các điều kiện tiêu hóa (171,172). RS bắt đầu bị lên men ở ruột già bởi hệ vi sinh kết tràng và sau đó bị tiêu hóa thành hydrogen, methan và các axit béo mạch ngắn (SCFAs), như là axit acetic, axit propionic và axit butyric (173). Ngoài ra các nghiên cứu đã cho thấy rằng các SCFA tăng lên đáng kể trong ruột già sau khi tiêu thụ RS (174, 175). SCFA đóng vai trò tích cực đối với các cơ kết tràng và sự hấp thu canxi, magie và nước, và chúng cũng kích thích hệ vi sinh kết tràng theo hướng tích cực (176, 177). Tuy nhiên theo một thí nghiệm, khẩu phần có chứa tỷ lệ RS thấp hơn sẽ làm giảm thách thức tăng trưởng ở heo con sau cai sữa (178). Điều này có khả năng là heo con ăn khẩu phần có hàm lượng RS cao (14%) có nhiều tinh bột không tiêu hóa được ở hồi tràng so với heo con ăn khẩu phần không bổ sung RS (179). Có báo cáo rằng RS có thể bị thủy phân bởi một số chủng Bifidobacterium, chẳng hạn như B. adolescentis, B. bifidum, B. breve, B. infantis, B. lactis, và B. longum (180). Tóm lại, các tác dụng có lợi của RS trong ruột già chủ yếu là do sự xuất hiện của các SCFA được hình thành từ quá trình lên men vi khuẩn đã đề cập trước đó (181). Các vi khuẩn ruột già lên men RS thành các SCFA, chủ yếu là acetate, propionate và butyrate, và có lợi cho ruột già của heo con sau cai sữa (166, 182).

2. Ảnh hưởng của Tinh bột Kháng đến tỷ lệ TCSCS

Theo một nghiên cứu, khẩu phần chứa 0.5-1% tinh bột kháng khoai tây giúp giảm tỷ lệ TCSC và cải thiện năng suất sinh trưởng ở heo cai sữa (169). Như đã đề cập trước đó, nồng độ của các SCFA tăng đáng kể trong ruột già sau khi tiêu thụ tinh bột kháng (183). Ngược lại tỷ lệ mol của các BCFA giảm. Tất cả các kết quả này là do một lượng lớn cơ chất khả dụng cho các vi sinh vật sử dụng tinh bột trong kết tràng của heo ăn khẩu phần chứa tinh bột kháng (184). Các BCFA là sản phẩm của quá trình lên men có hại và cũng là yếu tố làm tăng nguy cơ mắc TCSCS (185). Ngoài ra, khẩu phần heo con chứa tinh bột kháng làm giảm mạnh pH dịch tiêu hóa hồi tràng và manh tràng (186). Theo như những gì chúng ta biết, thì vi khuẩn lên men chất hữu cơ trong ruột già, bao gồm lên men tinh bột kháng thành các axit hữu cơ mạch ngắn (SCFA), và do đó làm giảm pH đường tiêu hóa. Có một mối quan hệ tích cực giữa lượng tinh bột kháng ăn vào và lượng phân thải ra (187, 188). Nói một cách đơn giản, heo con sau cai sữa ăn khẩu phần có hàm hàm lượng tinh bột kháng thấp dẫn đến tăng nồng độ SCFA, như acetate, propionate và butyrate, cũng như là tăng nồng độ của các sản phẩm lên men khác, như lactate, ethanol, succinate, carbon dioxide, hydro và methane (165, 189). Sự gia tăng nồng độ của các SCFA giúp giảm pH ruột; tăng nhu động ruột; cải thiện hấp thu các chất dinh dưỡng, như canxi, magie và sắt; và cung cấp năng lượng cho biểu mô kết tràng và vật chủ (190, 191). Quan trọng là, khẩu phần chứa nồng độ thấp tinh bột kháng giúp giảm nồng độ của các BCFA, các sản phẩm lên men có hại cũng như là yếu tố tăng nguy cơ TCSCS (165, 192).

Chúng ta đã biết rằng khẩu phần chứa các chất giúp tăng quá trình lên men ở ruột già, chẳng hạn như tinh bột kháng cũng có tác động nổi bật đến thành phần của hệ vi sinh đường ruột nhằm tăng các vi khuẩn có lợi và giảm các vi khuẩn có hại (193, 194). Theo một nghiên cứu trước đây, lactobacilli và bifidobacteria được xem là các vi khuẩn có lợi và được phát hiện là gia tăng số lượng trong ruột già với khẩu phần có tinh bột kháng (195). Tóm lại, khẩu phần được bổ sung ít nhất 0.5% tinh bột kháng giúp tăng số lượng các vi khuẩn có lợi, như lactobacilli và bifidobacteria (197), do đó giúp giảm các vi khuẩn có hại. Cuối cùng, điều này giúp giảm tỷ lệ TCSCS (198, 199) (Hình).

Kết luận

Cai sữa là một thách thức lớn đối với ngành chăn nuôi heo, thường gây ra các rối loạn đường ruột và các bệnh đường ruột nghiêm trọng, gây ra những lo ngại về kinh tế và sức khỏe cộng đồng. Ngoài ra, sự thay đổi của hệ vi sinh đường ruột do những thay đổi trong khẩu phần của heo trong giai đoạn cai sữa là nguyên nhân trực tiếp nhất gây ra TCSCS. Mặc dù đã có những tiến bộ trong chăn nuôi hiện đại trong thập kỷ qua nhằm ngăn chặn các bệnh truyền nhiễm và tăng sức khỏe động vật toàn cầu, TCSCS vẫn là vấn đề gây thiệt hại kinh tế trầm trọng trong ngành chăn nuôi heo. Tuy nhiên, hiện nay chúng ta cũng đã biết các nguyên nhân chính dẫn đến TCSCS chính là thành phần của các khẩu phần cai sữa. Như đã được mô tả, tỷ lệ protein, xơ và tinh bột kháng trong khẩu phần cũng như là sự cân bằng điện giải có thể ảnh hưởng đến các sản phẩm lên men, do đó làm thay đổi thành phần của hệ vi sinh đường ruột và dẫn đến tiêu chảy sau cai sữa. Rõ ràng, chúng ta kiểm soát tốt các nghiên cứu để hiểu rõ hơn các tác động của dinh dưỡng đến sự phát triển của heo con trong giai đoạn cai sữa. Việc kiểm soát dinh dưỡng khẩu phần là chiến lược tiềm năng nhất để phòng ngừa TCSCS. Tuy nhiên, sự tương tác của dinh dưỡng dọc theo đường ruột và ảnh hưởng của nó đối với vật chủ vẫn còn cần được xác định rõ hơn để có thể xây dựng công thức khẩu phần “lành mạnh” cho heo.

Biên dịch: Ecovet Team

theo Biomed Research International 

Nguồn: Ecovet