Prebiotica

Inleiding: Het is algemeen bekend dat de darmgezondheid effect heeft op de gezondheid en het welzijn van dieren. Naast het absorberen van voedingstoffen spelen de darmen ook een belangrijke rol in de bescherming van het immuunsysteem van het dier. Het microbioom is een integraal onderdeel van het darmkanaal. Pre- en probiotica kunnen gebruikt worden om het microbiële evenwicht in de darmen te verbeteren. Prebiotica zijn onverteerbare voedingsstoffen die groei en activiteit van gunstige micro-organismen in de darmen bevorderen. Ze vormen een essentieel onderdeel van een gezond dieet en dragen bij aan een evenwichtige darm.

Definitie: Prebiotica zijn niet-verteerbare voedingsstoffen die gunstig effect hebben op de gezondheid van de gastheer, door het selectief stimuleren van de groei en/of activiteit van één of meerdere soorten gunstige bacteriën in de dikke darm.

Wetgeving: Wetgeving voor voedermiddelen.

Soorten: Er zijn veel verschillende soorten prebiotica. Veel prebiotica zijn een combinatie van koolhydraatgroepen en ze bevatten meestal een oligosaccharide koolhydraat (Davani-Davari et al. 2019). Voorbeelden van prebiotica zijn inuline, fructo-oligosacchariden (FOS), galacto-oligosacchariden (GOS), mannose-oligosacchariden (MOS) en lactulose.

Biologische activiteit/Werkingsmechanisme:

Het microbioom is een integraal onderdeel van het darmkanaal van dieren. Het microbioom van het darmstelsel bestaat uit een complexe populatie van micro-organismen die belangrijk zijn bij gezondheid en ziekte. Het microbioom heeft talrijke functies die de gastheer ten goede komen, zoals de fermentatie van complexe koolhydraten en proteïnen, het behoud en bescherming van de darmvilli, de regulering van immuunreacties, de productie van vitaminen en de bescherming tegen pathogene bacteriën (Anadón et al. 2019). Het is aangetoond dat bacteriesoorten van de geslachten Lactobacillus en Bifidobacterium een gunstig effect leveren op hun gastheer door hun metabolische functie en eindproducten. Deze bacteriën bieden gezondheidsvoordelen door de productie van SCFA (short chain fatty acids) uit non starch polysacchariden, zoals lactaat, boterzuur en propionzuur, die als energiebron functioneren in het koolhydraatmetabolisme.

Het microbioom van dieren is afhankelijk van factoren zoals voeding, voerstrategie, locatie, leeftijd, productiviteit en diverse management factoren zoals soort strooisel. Dit heeft ook weer effect op de voerefficiëntie, spijsvertering en het dierenwelzijn.

Pro- en prebiotica kunnen gebruikt worden om het microbiële evenwicht in de darmen te verbeteren. Probiotica zijn levende microbiële voedingssupplementen die een gunstig effect hebben op de gastheer door de samenstelling van de colonmicrobiota te veranderen en daarmee het microbiële evenwicht in de darmen te verbeteren. Dergelijke verandering zijn echter niet permanent, waardoor de implementatie beperkt is. Prebiotica zijn onverteerbare voedingsstoffen die de groei en/of activiteit van probiotica in de darmen stimuleren. Ze fungeren als voedselbron voor deze gunstige bacteriën, waardoor ze de darmgezondheid bevorderen. De inname van prebiotica kan de colonmicrobiota aanzienlijk moduleren door het aantal specifieke bacteriën te verhogen en zo de samenstelling van de microbiota te veranderen.

Een prebioticum moet aan een aantal voorwaarden voldoen. Ten eerste mag het niet gehydrolyseerd of geabsorbeerd worden in de maag en dunne darm (Manning and Gibson, 2004). Het moet onverteerbaar zijn en weerstand bieden tegen maagzuur met een lage pH en enzymatische vertering. Ten tweede moet het gefermenteerd kunnen worden in het darmkanaal en ten derde moet het selectief groei en activiteit van gunstige darmbacteriën zoals Bifidobacteriën en Lactobacillus bevorderen.

Prebiotica zijn niet verteerbare koolhydraten, zoals inuline, galacto-oligosacchariden (GOS), fructo-oligosacchariden (FOS), lactulose en mannan-oligosaccharides (MOS), die de groei en metabolische activiteit van gunstige darmflora, zoals de bacteriesoorten Bifidobacteriën en Lactobacillus, bevorderen (Anadón et al. 2019). Hiernaast kunnen prebiotica ook andere voordelen leveren, zoals een toename in hoogte van de darmvilli en daarmee een efficiëntere voederconversie. Mannan-oligosachharides zorgen voor gezondheidsvoordelen door te binden aan pathogene bacteriën waardoor deze niet meer aan de darmwand kunnen hechten (Spring et al. 2000).

Prebiotica kunnen van nature aanwezig zijn in voeders en voedingsmiddelen, zo bevatten bananen, asperges, graanproducten en uien FOS, bevatten noten en peulvruchten GOS en bevatten wortels van bepaalde planten inuline (Manning and Gibson, 2004). MOS kan teruggevonden worden in gistcelwanden (Stewart, 2017). Prebiotica kunnen ook geproduceerd worden, bijvoorbeeld met enzymen en door middel van hydrolyse (Manning and Gibson, 2004).

De dierlijke systemen waarop ze effect hebben: Immuunsysteem en darmgezondheid

Toepassingen:

Prebiotica spelen een essentiële rol in de optimalisatie van de algehele diergezondheid en daarmee ook in de prestaties van het dier. Prebiotica zijn niet verteerbaar voor het gastdier, maar ze vormen een voedingsbron voor gunstige darmbacteriën. Door de groei van deze gunstige micro-organismen te bevorderen, dragen prebiotica bij aan een gezonde darmflora, verbeterde spijsvertering en een versterkte immuniteit bij dieren. Prebiotica bevorderen de absorptie van voedingsstoffen door het verbeteren van de darmgezondheid. Door aan pathogene bacteriën te binden dragen prebiotica bij aan een betere weerstand tegen pathogene micro-organismen en wordt de immuunrespons van dieren verbeterd. Het gebruik van prebiotica biedt een duurzame benadering om de prestaties van dieren te optimaliseren en tegelijkertijd het gebruik van antibiotica te verminderen.

Onderzoek:

In vleeskuikens is een onderzoek gedaan om het effect van het prebioticum lactulose in het dieet te meten op de groeiprestaties, de histologie van de darmen, de microflora in de blinde darm en de SCFA-concentraties in de darmen (Calik en Ergün 2015). Hiervoor werden 245 kuikens willekeurig toegewezen aan 5 verschillende behandelingen. Alle dieren kregen hetzelfde basisdieet aangevuld met 0;0,2;0,4;0,6;0,8% lactulose voor 42 dagen. Van dag 0 tot 21 groeiden de kuikens met lactulose beter en hadden ze een lagere FCR. Op het einde van de proef, dag 42, was dit verschil niet meer significant. In de eerste 7 dagen nam de hoogte van de darmvilli in de jejunum en de oppervlakte van de darmvilli toe in de groepen met lactulose in het dieet. Hierna was er in de hoogte van de darmvilli geen significant verschil meer, maar het totale oppervlak van de darmvilli bleef wel significant groter. In de ileum waren het aantal Goblet cellen (epitheelcellen van het darmslijmvlies) kwadratisch toegenomen met een toenemend gehalte van lactulose. Op dag 42 telden de lactulose groepen significant meer Lactobacillus dan de groep zonder lactulose en ook de SCFA concentraties acetaat en propionaat waren hoger in de groepen met lactulose. Concluderend kan worden gesteld dat lactulase in het voer de prestaties en de darmmorfologie van vleeskuikens kan verbeteren door selectief de darmflora te stimuleren en de SCFA concentraties te verhogen.

Een andere studie onderzocht het effect van MOS in het dieet van zeugen en/of hun biggen op de darmbacteriën (Duan et al. 2019). Hiervoor werden 60 zeugen gebruikt die vanaf dag 86 van de dracht tot aan het spenen een controledieet of een dieet met 400mg/kg MOS kregen. De biggen werden in 4 groepen van 15 verdeeld en kregen van dag 7 tot en met 35 een controledieet of een dieet met 800mg/kg MOS. De biggengroepen werden als volgt ingedeeld: zCON-bCON (zeug controle, big controle), zCON-bMOS, zMOS-bCON, zMOS-bMOS. Uit de resultaten bleek dat hoeveelheid Lactobacillus in de ileum significant hoger was in de het biggendieet met MOS (de zCON-bMOS groep). De groep met zowel MOS in het zeugen als biggendieet (zMOS-bMOS) had significant meer Lactobacillus in zowel de ileum als de jejunum. De hoeveelheid E.coli in deze groep was significant lager. Concluderend kan worden gesteld dat de MOS diëten van zeugen en/of biggen de darmmicrobiota kunnen verbeteren en de immuuncompetentie kunnen versterken.

Literatuur:

Anadón, A., Ares, I., Martínez-Larrañaga, M.R., Martínez, M.A. (2019). Prebiotics and Probiotics in Feed and Animal Health. In: Gupta, R., Srivastava, A., Lall, R. (eds) Nutraceuticals in Veterinary Medicine. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-04624-8_19

Calik, A., & Ergün, A. (2015). Effect of lactulose supplementation on growth performance, intestinal histomorphology, cecal microbial population, and short-chain fatty acid composition of broiler chickens. Poultry science, 94(9), 2173-2182.

Davani-Davari, D., Negahdaripour, M., Karimzadeh, I., Seifan, M., Mohkam, M., Masoumi, S. J., ... & Ghasemi, Y. (2019). Prebiotics: definition, types, sources, mechanisms, and clinical applications. Foods, 8(3), 92.

Duan, X., Tian, G., Chen, D., Huang, L., Zhang, D., Zheng, P., ... & Yu, B. (2019). Mannan oligosaccharide supplementation in diets of sow and (or) their offspring improved immunity and regulated intestinal bacteria in piglet. Journal of Animal Science, 97(11), 4548-4556.

Manning, T. S., & Gibson, G. R. (2004). Prebiotics. Best practice & research clinical gastroenterology, 18(2), 287-298.

Stewart, G. G. (2017). The structure and function of the yeast cell wall, plasma membrane and periplasm. Brewing and distilling yeasts, 55-75.

Disclaimer: deze factsheet is samengesteld in 2024.