동물성 사료에서 베타글루칸 분말의 용도는?

Beta-glucan is 한natural polysaccharide 그리고a “generally recognized 로safe” (GRAS) product th에서h로received widespread attenti에그리고응용 프로그램에서이fields 의food 그리고health products [1-2]. Beta-glucanis found 에서microorganisms 그리고plants, 그리고의structure is stable 그리고highly biologically active. Beta-glucanh로various biological functions such as antioxidant, immunomodulatory, antitumor, hypoglycemic, repairing 장barrier 그리고규제하는장microecology [3-4], 그리고can enhance 이활동의intracellular antioxidant enzymes [such as superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) 그리고catalase (GSH-Px)], 그리고reduce 이수준의oxygen free radicals 그리고oxidative 스트레스products [such as reactive oxygen species (ROS) 그리고malondialdehyde (MDA)] [5].

신경염증의 생쥐 모델에서 베타글루칸은 pro-inflammatory cell의 과잉 활성화를 효과적으로 차단하고, pro-inflammatory cytokine의 상승작용을 억제하며, 뇌를 염증성 손상으로부터 보호하였다 [6].또한, 베타글루칸은 마우스 복막강 내 대식세포의 증식을 촉진하고, 면역 반응을 유발하며, 흑색종 세포의 성장과 전이를 억제했다 [7].비만의 마우스 모델에서 고지 방에 의해, low-fiber 식단, β-glucan복원 장내 기능과 장벽이 수정의 불균형 microbiota불건전 한 다이어트 [8]에 의해 발생 한다.동물에서 농업, β-glucan 항생제의 대안으로 사용 할 수 있고 [9] 동물 성장 성능을 개선시 킬 수 있는 것으로 예상 된다.이 기사의 생물학적 기능을 리뷰 β-glucan와 동물 생산에의 응용, 사료 첨가물로 개발을 위해 참고를 제공하려고 한다.

1의 특성 β-glucan

베타글루칸은 베타-글리코시드 결합으로 연결된 d-포도당 단량체로 구성된 다당류이다.효모, 곰팡이, 특정 세균, 해조류, 곡물 (귀리, 보리)에 널리 분포한다.주로 선형 구조로 되어 있으며 분리된 베타-(1,3) 결합 또는 베타-(1,4) 결합으로 연결된 d-포도당 단위로 구성되어 있다.

Beta-glucansdiffer 에서terms 의side cha에서branching, solubility, viscosity, gelati에properties, glycosidic bond connections 그리고molecular weight [10]. For example, shiitake mushroom β-glucan (trisaccharide, β-1, 6-branched chain, β-1, 3-glucan, 400–800 kDa), cereal β-glucan (mixed-linked β-1, 3 그리고β-1, 4 glucan, 130–410 kDa), β-glucan 에서Schizophyllum (reversible curl or randomly coiled , β-1, 6-branched , β-1, 3-glucan, 100~10 000 kDa), yeast β-glucan (ma에서cha에서is β-1, 3-glucan , branched cha에서is β-1, 6-glucan , triple super-micro spiral structure, 20~4 000 kDa) [10 -11]. β-Glucan와a linear structure 와β-1, 3-D-포도당units as 이core is the most comm에form. β-Glucan exists 에서both soluble and insoluble forms. Commercially available β-glucan is mostly derived 에서yeast and is usually an insoluble crystalline powder that is white or light yellow 에서color. Its molecular formula is [C6H10O5]n.

2의 생물학적 기능 β-glucan

2. 1 항 산화

동물사육은 환경, 식단, 운송, 질병, 사육 등 여러 가지 요소로부터 산화적 스트레스에 직면하게 되며, 이는 인체의 건강과 생산성을 위협하게 된다.산화적 스트레스는 ROS의 생성으로 이어져 산화적 손상을 일으킨다 [12-13].연구결과는 β들이-glucan을 효과적으로 감소시 킨 산화 스트레스에 의해 RAW264.7 세포에서 lipopolysaccharide (lp) 함 으로써 쥐의 한 산화 스트레스 모델에서 활성화 씨 형태 렉틴 domain-containing 7한(Dectin-1)/핵 요인 E2-related 요인 2 (Nrf2)/heme oxygenase-1 (HO-1) 신호 경로, 항 산화 효소의 활동 시키고고 ROS의 생산과 MD한[14].비슷하게, β-glucan 놈들의 활동이 상당히 증가, 고양이와 GSH-Px, 및 ROS감소 및 MDA 수준 양 림프 구 유도 lp 판에 의해 효과적으로 억제 산화 림프 구 [15]을 손상시 킨다.게다가, 예 쁜 꼬마 선 충에서 β-glucan ROS 수준을 현저히 감소시 킨, 항 산화 효소의 활동을 향상시 킵 (SOD,고양이),의 insulin-like 수용체를 규제하는고 수명을 연장 시키는 βsubunit (daf-2)/forkhead-containing 도메인 단백질 (daf-16) 경로, 전시 강 한 항 산화 용량 [16]다.

2.2 면역조절 (Immune regulation)

β-glucan can bind 을specific receptors 에the 셀wall, such as integr에서αM (CR3) and Dectin-1, activate macrophages, enhance antibody secretion and natural killer 셀activity [17]. 왕et알다.[18] found that β-glucan has anti-inflammatory activity 반대LPS-유도cells 에 의해inhibiting NF-κB and activating the JNK/MAPK signaling pathway, significantly reduced the production of nitric oxide (NO) and 종양네 크 로시 스factor-α (TNF-α), and had anti-inflammatory activity 반대LPS-induced cells. In addition, β-glucan is an effective 면역inducer that 향상the host's는"훈련 면역"메커니즘을 통해 2차 감염에 대한 반응입니다.결핵균 감염 (Mtb)의 경우에, β-glucan 면역 력 강화 훈련을 보조 면역 반응, 항염증 인자 생성을 촉진하고 Mtb [19]의 성장을 억제한다.마찬가지로, β-glucan 항균 용량 훈련시 킴 으로써 대식 세포, 지속적으로 향상시 킬 수 있는 세균을 강화, 염증과 chemokine 생산 [20]이다.그러므로, β-glucan 면역 체계를 자극 할 수 있고, 규제 cytokines,하고 항균과 항 염증 용량을 높 입니다.

2. 3 Antitumor

β-glucan 가슴을 억제하는 것으로 나타나, 췌장암, 그리고 직장 암.그것의 항암 효과는 prote에서kinase B (AKT)/mammalian targetof rapamyc에서(mTOR), p38/MAPK 및 기타 신호전달 경로를 조절하고, 오토파지와 세포사멸을 유도한다 [3,21].β-Glucan 암 예방과 치료에서 여러 가지 효과 가 있다.유방암에서 베타글루칸은 AKT/mTOR 신호전달 경로를 억제함으로써 염증세포의 침윤을 감소시키고 [21] 종양세포의 세포사멸을 유도한다.베타글루칸은 난소암 세포에 세포독성 효과가 있으며, p38/MAPK 활성을 활성화시켜 암세포 증식을 억제하고, 세포사멸을 촉진한다 [22].연구들은 또한 다는 것을 발견 β-glucan 억제의 성장과 암세포 전이 유방암 핵 수용체 subfamily 4A 그룹을 통해 회원 1 (Nur77)/hypoxia-inducible factor-1 α (HIF-1 α) 신호 축 [23].β-Glucan antitumor 및 유전자 치료 약물을 제공 할 수 있고, 대상 종양 정확 한 전달, 및에서 시너지 효과 가 한 역할을 한 [24] 부작용을 줄이다.

장벽의 보수와 장내 미생태 조절 2.4

The intestinal barrier can maintain the balance between the internal and external environments of the intestines and protect the body 에서harmful substances. A dose of 500 mg/kg of β-glucan had no 효과on the 성장of piglets attacked 에 의해the enterotoxin Escherichiacoli, but it reduced intestinal epithelial damage, increased intestinal villus height and expression of tight junction proteins, strengthened intestinal 면역 력and antioxidant capacity, and increased the abundance 장내의lactobacilli, there에 의해reducing intestinal damage [25-26]. In a model of ulcerative colitis, β-glucan reduced 질병activity indices, pathological damage and myeloperoxidase (MPO) concentrations in the colon, and improved the intestinal barrier and 미생물이composition [27-28]. Therefore, β-glucan has certain benefits in terms of intestinal barrier repair and microecological regulation.

2.5기타 기능

위의 기능 외에, β-glucan의 기능은 또한 혈액 지질을 낮추고, 설탕과 anti-inflammation 피다.마우스 모델에서 고지 방에 의해 비만 식단의, β-glucan 체중을 줄 일 수 있는, 혈액 지질을 개선, 간 지질, 축적을 억제하고 지질을 촉진하는 분해, 잠재적인 비만 효과 [29]을 보여주고 있다.β-Glucan 고지 방 식단으로 인한 비만을 방지 개선 함 으로써 체중, 혈액 지질, 염증, 신진대사, 포도당과 장내 microecological 불균형 [30]다.게다가, β-glucan 또한 저혈 당 효과를 가지고 있다.β-glucan하는 short-chain 지방산을 만들어 낼 발효 된 장에 (SCFAs)의 분비를 자극하는 glucagon-like peptide-1 (glp), 혈당을 조절,고 인슐린 민감도 [31]을 개선시 킬 수 있다.마지막으로, β-glucan 또한 anti-inflammation에 중요 한 역할을 한다.장 β-glucan 장내에 염증을 줄 일 수 있 염증이 생기는 병이 모델, 증가 면역 글 수준, 겁, 질리의 표현을 줄이고 줄이 콜론 [32]이 손상 될 수 있습니다.요약하면, β-glucan을 통해 건강 glycolipid 신진대사를 조절 함 으로써, microecology 규제하는 것하고, 염증을 억제 합니다.

3 응용 프로그램의 β-glucan 동물 먹이에

3. 1의 적용 β-glucan 돼지 먹이에

Studies have found that adding β-glucan 을the feed increases the weight and feed intake of fattening pigs 에 의해7.6% and 5.3% respectively, and the optimal dosage is 50 mg/kg [33]. Weaned piglets fed 200 mg/kg β-glucan showed better 성장성능,with body weight and duodenal villus height and crypt depth ratios from 1 을21 days being 17.58% and 12.81% higher than those of the control group [34]. In addition, β-glucan helps increase the number of beneficial microorganisms. High concentrations of β-glucan can reduce the absorption of nutrients, but stimulate the production of butyrate in the cecum and reduce the ammonia content in the feces [35]. 루오et알다.[36] found that the addition of 100 mg/kg of β-glucan can improve the 성장성능and intestinal morphology of weaned piglets by promoting the increase in the height of the ileal villi and the decrease in the crypt depth, stimulating the up규정of intestinal mucin gene (MUC1  그리고 MUC2)와 맹장 내 유산균의 수를 증가시키고 대장균의 수를 감소시켰다.

In addition, feeding β-glucan 촉진an increase in the number of beneficial bacteria in the pig intestine (such as Bacillus, Lactobacillus, and Bifidobacterium), while reducing Salmonella colonization in the cecum [37]. 리et알다.[38] found that in the LPS model, β-glucan (50 mg/kg) can promote the production of anti-inflammatory factors such as interleukin-6 (IL-6), TNFand interleukin-10 (IL-10) to cope with the inflammatory response. HERMANS et알다.[39] showed that β-glucan can activate 돼지monocytes to produce TNF-α, IL-6 and IL-10, among which the increase in IL-10 triggers an increase in NK cell cytotoxicity. In addition, TRAN et알다.[40] found that β-glucan had a protective effect on porcine alveolar macrophages 감염 된with African swine fever 바이러스(ASFV) under in vitro conditions, and this protective effect persisted for 24 h after infection. High doses of β-glucan pre치료increased the expression of interferon-α (IFN-α) and IL-6, thereby protecting the host from ASFV 감염. Beta-glucan also 을 완화rotavirus 감염in piglets, as well as lung lesions and viral replication rates caused by swine influenza virus infection [41-42]. In summary, beta-glucan has a positive regulatory effect on pig growth, intestinal health and immune response, reducing the risk of viral infection.

가금류 먹이에 베타글루칸 적용 3.2

adding에 대한 연구 결과가 있습니다1% β-glucan to the feed can increase the body weight of broilers at 14, 30 and 42 days by 10.67%, 10.00% and 10.73% respectively. In addition, the antibody titer against 전염bursal virus increased by 2.23%, 42.85% and 1 3.63% [43]. Qu Kunpeng et알다.[44] found that the addition of 150 g/t β-glucan significantly increased the body weight of 21-day-old broilers by 3.53%. At the same time, the serum immunoglobulin content increased, the number of lactobacilli in the cecum increased, and the number of Salmonella in the intestine decreased. WANG et알다.[45] confirmed that β-glucan significantly improved the  장내 미생물 구성, Bacteroidetes phylum, Firmicutes phylum과 같은 유익균을 증가.습니다 et알다.[46] 외 다는 것을 보여주는 200 명의 mg/kg β-glucan 유산균의 상대적인 풍요를 홍보하는 것을도 왔다, 대장균과 Enterobacter에 창자, 장내 미생 물상의 균형을 향상시 킬 수 있다.

게다가, 오 et 알다.[47]의 immunomodulatory 효과 있 다는 것을 발견 β-glucan를 통해 중재 할 수 MAPK 신호 경로, up규제하는면역의 표현 response-related 유전자 (TGF와 같은-β, IL-6 및 TLR5), G-protein-coupled 수용체, 펩 티 드과 관련 한 메신저 rna histocompatibility의 복잡 한 (MHCI-like), 메신저 rna 식을 줄이고 항균 펩 티 드와 표현 β-메신저 rna과 관련이 있다.

면역 억제 모델에서,의 추가4 mg/kg의 β-glucanbursa 인덱스를 상당히 증가하고 면역의 농도 규제 요인 (IFN-γ, IL-6), 변환 성장 인자의 농도를 줄이고 β1 (TGF-β1), lymphocyte 확산 해서 승진 했다.대조군과 비교하여 닭 우엉의 이학적 변화를 효과적으로 감소시켰고 [48] 닭 맹장 소화관에서 비피dobacterium과 Lactobacillus의 개체수를 개선시켰다.닭 맹장 소화관 [48]에 있는 개체.β-glucan 괴 사 장 염 같은 증상을 완화도 할 수 있고, 열 스트레스, 그리고 살 모 넬라와 가금 류에서 대장균 감염으로 사용 할 수도 있고 면역 보조 전염성 기관지염 바이러스, 뉴캐슬 병 바이러스, 그리고 인플루엔자 바이러스 [47, 49-52].그러므로, β-glucan에 상당 한 영향을 가지고 가금 류의 면역 체계를 규제하는 면역 억제 완화, 백신 효능을 강화, 개선 몸 저항, 그리고 성장 성능 향상과 건강이다.

3. 3의 적용 β-glucan ruminant 먹이에

추가 연구에 10 명의 g/(머리 · d) β-glucan periparturient에 젖소 배급 산후 섭취 건조 한 물질, 크게 증가시 킬 수 있 우유 생산 및 우유 단백질 생산, 증가에 의해 그들 9.66%, 각각 5.50% 및 8.49% [53].늦은 임신부터 수유 년 초까지, β-glucan 보충 (10 g/d)에서 젖소 우유 생산 증가시 킬 수 있다고, 우유 품질을 개선하고 부정적인 에너지 balance-induced 뚱 뚱 한 신진대사 장애, 염증 성 반응,을 줄이고 동시에 면역 력을 개선하고 항 산화 용량 [54]다.

게다가, 루오 et al. [55] 후 송아지로 보충하였 다는 것을 보여주 β-glucan, 그들의 이탈 체중 증가에 의해 4.29 제어 그룹에 비해 kg, 그리고 그것은 혈청 globulin의 증가, 승진 알부민과 항 산화 효소, 장내 미생 물들의 풍부 함, 증가 및 Firmicutes의 비율 감소 Bacteroidetes, 송아지의 성장과 건강을 촉진하 는데 도움 하기 전에 탈피하다.진 et al. [56]에 의하면 β-glucan은의 표현을 유발 한 방어 펩 티 드 (SBD-1)에서 양 rumen 상피세포 TLR2-myeloid 차별화 요인을 통해 88 (MyD88)-NF-κ B/MAPK 신호 경로, 선천적인 면역 력을 강화, NF-κ B 경로와 아마 신호의 주요 규제 되고 있다페드로 et al. [57 다는 것을 발견 했 소 구가 Dectin-1 수용체에 대응하는 beta-glucan 입자, 면역 자극 및 pro-inflammatory의 표현을 증가 시키 강화 cytokines(IL-8, IL-1 β및 IL-6)다.

후 β의 구강 관리-glucan (50 mg/kg), 갓 태어 난 후 염소 향상 된 면역 반응을을 보였 lp 판 도전, 호흡기를 포함 한 파열, 사이토 카인 (IL-1 β, TNF-α와 IL-6)의 생산과 전사 대식 세포 표면 마 커 (CD11b 및 F4/80), 구강 나타내 β-glucan 갓 태어 난 염소 [58]에 훈련 받은 면역 력을 유도 할 수 있다.게다가, β-glucan 면역 세포의 유전자와 단백질 표현을 홍보 할 수 있 분자 SBD-1, IL-6과 IL-10 양 rumen explants, 면역 활동을 강화시 켜 주 며 면책 부 [59] 홍보 한다.요약하면, β-glucan의 이점을 가지고 성장 촉진, 면역 력을 강화, 그리고 반추 동물의 균형을 장내에서 미생물를 조정하고 있다.

34 응용 프로그램의 β-glucan 수산 양식에

Studies have found that adding different levels of β-glucan to feed can significantly increase the daily weight gain and survival rate of golden pomfret, promote the increase of white blood cells, lymphocytes and monocytes, reduce the number of intestinal vibrio, and improve the salt tolerance of fish. The optimal addition amount is 1 g/kg [60]. After zebrafish were infected with Cyprinid Herpesvirus (SVCV), the expression pro-inflammatory의cytokines (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10 and TNF-α) was up-regulated after β-glucan stimulation, which enhanced the 반응to SVCVinfection and increased the survival rate of infected fish by 40% [61]. increased by 40% [61]. LIANG et al. [62] found that the addition of 0.025% β-glucan to zebrafish feed can enhance resistance to SVCV by inhibiting SVCV replication in cells and inducing an autophagy 반응to further enhance the antiviral effect. This effect may be achieved by activating the type I interferon (IFN) signaling pathway, including an increase in the expression of other genes involved in the IFN signaling pathway (MxB,Mx C,TLR7, RIG1, MAVS,IRF3 and IRF7).

또한 베타글루칸은 장내 미생물군을 변화시켜 풍부한 프로테오박테리아를 감소시키고 박테로이데트와 피르미쿠트를 농축시킨다.도스 산토스 볼로스키 (Dos Santos Voloski) 등의 연구 [63]에 따르면 부상당한 은메기를 0.5% 베타글루칸으로 치료하면 상처 주변 과립조직의 침착 증가를 촉진하고 염증 정도를 감소시키며 콜라겐 섬유의 침착 및 진피 회복을 가속화하여 은메기의 상처 치유를 효과적으로 촉진할 수 있다.게다가, 코 흐 et al. [64] 다는 것을 발견 β-glucan의 자연적인 면역 력과 질병 저항을 효과적으로 강화 할 수 있 tilapia 15의 관리 기간 동안 45일이다.투여기간이 길어지면 면역억제가 되지 않고 오히려 성장과 면역공능을 촉진하게 된다.

MU et al. [65]에서 모형 훈련 면역 활성화 teleosts를 확립하고 있 다는 것을 확인 β-glucan 박테리아 감염을 막을 수 있다.단일세포 RNA 염기서열 분석은 IL-1R 신호전달 경로가 경골어류에서 훈련된 면역력 중 박테리아 정리에 중요한 역할을 한다는 것을 더욱 입증했다.게다가, β-glucan 페 스 티 스 라는 무지개 송어로 인해 발생하는 장 염도 치료 할 수 있다고 저항하고 ruckeri 네 크 로시 스 바이러스 [66-67]에 의해 감염 긴장하고 있다.요약하면, β-glucan 다발성 수산 양식에, 긍정적인 효과를 포함 한 면역 력을 강화, 건강 홍보에 저항하는 바이러스, 그리고 장내다.

4 전망

β-Glucan is a good and safe green feed additive. The application of β-glucan powder in animal farming can improve animal health, reduce the damage of oxidative stress to animals, and thus improve production performance. However, different animal species and growth stages may respond differently to β-glucan, so the scope of application and the optimal conditions for use need to be explored in depth. In addition, the production process and extraction methods need to be improved to ensure the purity and stability of β-glucan. At the same time, the synergistic effect of β-glucan with different feed ingredients needs to be further studied in order to achieve better results.

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