A rost bélegészségügyben és az állatok termelésében játszott szerepe újra az érdeklődés középpontjába került azzal párhuzamosan, hogy az Egyesült Államok az antibiotikum-mentes állati termelés felé halad. A rost azonban egy átfogó kifejezés, és számos különböző komponenst foglal magában, amint azt egy, a közelmúltban megjelent, „A rost megértése és a monogasztrikus állatok takarmányozásában játszott szerepének megismerése” című cikk tárgyalja (Van Wyhe és Santos, 2019).
Noha a sejtfalat alkotó rostfrakciók összetétele eltérő, egyesek közülük könnyebben emészthetők, mint mások. Az emészthetetlen rostfrakciókat gyakran nem-keményítő típusú poliszacharidoknak (NSP) nevezik, és számos adat támasztja alá a baromfitakarmányokban kifejtett antinutritív tulajdonságaikat (Bedford és munkatársai, 1991; Bedford és Classen, 1992; Choct és Annison, 1992).
Az irodalomban számos cikk olvasható azonban az állatok teljesítményének az NSP enzimek bevezetése óta megfigyelhető javulásáról is. Ezek az enzimek az arabinoxilánt xilo-oligoszacharidokká (XOS) – kisebb méretű, a baktériumok által fermentált szénhidrát-fragmentumokká – bontják le. A kutatók úgy gondolják, hogy a XOS erjedése olyan változásokat indít meg a gyomor-bél traktus mikrobiómájában, amelyek rövid szénláncú zsírsavak (SCFA-k) termelődése révén javítják az állatok teljesítményét.
Korábbi kutatási eredmények már utaltak arra, hogy a baromfi teljesítménye összefügghet a mikroflórával és az általa termelt anyagcseretermékekkel (Rinttila és Apajalahti, 2013), a rostra és az NSP enzimekre vonatkozó ismereteink bővülésének köszönhetően azonban most már úgy tűnik, hogy végre képesek leszünk a rostot az állat előnyére szolgáló módon kihasználni a mikroflóra „képzése” és fermentációs képességeinek beindítása révén.
A rost előnyei
A baromfitakarmányokban már csaknem 40 éve használnak NSP enzimeket a táplálóanyagok – elsősorban a zsír – felszívódásának javítására, és ezáltal a takarmányköltségek csökkentésére. Ez idő alatt jelentősen bővültek az NSP enzimek hatásmechanizmusára vonatkozó ismereteink.
Bedford (2018) egy nemrég megjelent cikkében tárgyalta az NSP enzimek három fő feltételezett hatásmódját: a viszkozitás csökkentését, a sejtfal lebontását és a prebiotikumok termelését. Szemlecikkében a prebiotikus elmélet egy módosítását javasolta, nevezetesen azt, hogy az NSP enzimek önmagukban nem állítanak elő prebiotikumokat, hanem jelzéseket küldenek a mikrobióma felé, hogy az fejlessze ki rostbontó képességét. Ahogyan az NSP enzimek szubsztrátja kisebb xilo-oligoszacharid fragmentumokra bomlik le, a baktériumok hatékonyabban képesek hasznosítani a szubsztrátot, ami a vakbélben zajló erjedés fokozódását eredményezi (Masey O’Neil és munkatársai, 2014).
Bedford feltevése szerint a takarmányrost erjedése – nem pedig az enzim által generált oligoszacharidok – adja a pluszenergiát a baromfinak és küld visszajelzést a zúzógyomornak, amely révén a zúzógyomor hatékonyabban képes megőrölni a takarmányt, ami a táplálóanyagok jobb emésztését eredményezi. Az elképzelés szerint a XOS keletkezése a mikrobióma összetételének eltolódását eredményezi a vajsavtermelő baktériumok számának növekedése irányába.
Noha a csirkék belében élő mikrobák legnagyobb része ismeretlen, körülbelül 75%-ukat a Firmicutes törzsbe tartozó fajok teszik ki. Az e törzset alkotó legfontosabb fajok a Ruminococcaceae és Lachnospiraceae családokba tartoznak, melyek más néven Clostridium klaszter IV és XIV a néven ismertek – mindkét család tagjairól ismert, hogy erjedési végtermékként vajsavat termelnek (De Maesschalck és munkatársai, 2015).
Ugyanezek a kutatók nemrég kimutatták, hogy 26 napos, XOS-kiegészítést tartalmazó takarmányokkal etetett csirkék vakbelében nőtt a Clostridium klaszter XIVa-ba tartozó és egyéb baktériumok száma, ami összhangban volt a butiráttermelés növekedésével.
Jeladás a mikrobiómának
Noha már korábban felvetették, hogy a baromfi és annak bélmikroflórája között alapvetően fontos kapcsolat van, a rost xilo-oligoszacharidokká történő lebomlására és a XOS által a gyomor-bél csatorna mikrobiómájában előidézett kedvező változásokra vonatkozó új ismereteink még inkább alátámasztják e kapcsolat jelentőségét. A xilo-oligoszacharidok által az állatok teljesítményére gyakorolt, az irodalomban leírt kedvező hatások azonban csak a XOS takarmány-kiegészítőként való közvetlen etetésekor voltak kimutathatók, amikor azokat sokkal nagyobb dózisban etették, mint amekkora mennyiségben egyedül egy NSP enzim hozzáadása esetén keletkeznének (De Maesschalck és munkatársai, 2015; Liu és munkatársai, 2018).
A De Maesschalck és munkatársai által végzett vizsgálatban a csirkék teljesítményében XOS etetése esetén megfigyelt javulást a vajsavtermelő baktériumok laktát-keresztetetéssel történő serkentésének, illetve a vajsav gyomor-bél működésre gyakorolt előnyös hatásainak tulajdonították. Az állat gyomor-bél traktusában elő mikrobapopulációk idővel változnak, és az állat életkorának előrehaladásával párhuzamosan egy specializáltabb rosterjesztő mikrobapopuláció alakul ki.
Jóllehet a fiatalabb csirkék belében és vakbelében eleve meglehetősen alacsony a rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) szintje (van der Wielen, 2000; Lee és munkatársai, 2017), a mikrobióma felé történő esetleges jeladási képesség, amely a mikrobióma hatékonyabb rostbontásra és a rövid szénláncú zsírsavak korábbi termelésére való „megtanítását” célozza, még az SCFA szint emelésénél is nagyobb előnyökkel járhat.
Egy nemrég megjelent tanulmány (Bedford és Apajalahti, 2018) felvetette, hogy a baktériumok megtaníthatók arra, hogy korábban megkezdjék a rostbontást (1. ábra). A kísérletet végző kutatók azt a kérdést tették fel, hogy az adott állat ki volt-e téve korábban egy NSP enzim hatásának, és ez megváltoztatja-e a vakbél-mikrobióma későbbi rostemésztő képességét. Csirkékkel egy enzimmentes kontroll tápot vagy egy xilanáz enzimet tartalmazó kísérleti tápot etettek 35 napon át. A 35. napon a csirkéket leölték, majd vakbéltartalmukat és a mikrobiómát összegyűjtötték. A mikrobákat ezt követően egy sor különböző inokulum hatásának tették ki.
A kutatók azt találták, hogy a korábban egy xilanáz enzim hatásának kitett csirkék mikrobiómája a gáztermelés fokozódása mellett nagyobb butiráttermelést is mutatott, mint a xilanázzal nem kezelt kontroll csirkéké (1. ábra). Ezek az adatok azt sugallják, hogy a xilanáz enzimmel való korábbi találkozás hatására a mikrobióma „megtanulta” a xilán hatékony erjesztését és készen állt arra.
Egymást kiegészítő kettős hatás
A legutóbbi néhány évben az AB Vista kutatásokat folytatott annak meghatározására, hogy mi irányítja a mikrobióma rostbontó képességét, és hogy az erre vonatkozó ismeretek optimalizálhatók-e a még hatékonyabb rostbontás elérése érdekében.
E kutatások vezettek egy új, kettős hatásmechanizmusú készítmény kifejlesztéséhez. Az új készítménnyel folytatott kutatások eredményei arra utalnak, hogy a vajsavtermelő baktériumok képesek olyan jelzéseket felfogni, amelyek alapján javul a rostbontó képességük, és egyben saját enzimeket kezdenek termelni a fokozott rostbontás és a rövid szénláncú zsírsavak nagyobb mennyiségű termelése érdekében.
A rostoldhatóság és a táplálóanyag-felszívódás javításából álló kettős hatás egy sor különböző mechanizmus révén valósul meg, amint azt a 2. ábra szemlélteti.
A rövid szénláncú zsírsavak – például a vajsav – fokozott termeléséből és e zsírsavak gyomor-bél egészségre gyakorolt igazoltan előnyös hatásaiból (Brons és munkatársai, 2002) adódó pluszelőnyök, valamint a lelassuló gyomorürülés hatása az állatok életképességének és teljesítményének javulásához vezettek sertés és baromfi esetében egyaránt (3. ábra).
