Betain adalah senyawa alami yang tersebar luas pada tumbuhan dan hewan. Sebagai aditif pakan, betain tersedia dalam bentuk anhidrat atau hidroklorida. Betain dapat ditambahkan ke pakan ternak untuk berbagai keperluan.
Pertama-tama, tujuan-tujuan ini mungkin terkait dengan kemampuan donor metil yang sangat efektif dari betaine, yang terutama terjadi di hati. Karena pemindahan gugus metil yang tidak stabil, sintesis berbagai senyawa seperti metionina, karnitina, dan kreatin ditingkatkan. Dengan cara ini, betaine memengaruhi metabolisme protein, lipid, dan energi, sehingga mengubah komposisi karkas secara menguntungkan.
Kedua, tujuan penambahan betaine dalam pakan mungkin terkait dengan fungsinya sebagai penetran organik pelindung. Dalam fungsi ini, betaine membantu sel-sel di seluruh tubuh menjaga keseimbangan air dan aktivitas sel, terutama selama periode stres. Contoh yang terkenal adalah efek positif betaine pada hewan yang mengalami stres panas.
Pada babi, berbagai efek menguntungkan dari suplementasi betaine telah dijelaskan. Artikel ini akan berfokus pada peran betaine sebagai aditif pakan dalam kesehatan usus anak babi yang disapih.
Beberapa penelitian betaine telah melaporkan efeknya pada daya cerna nutrisi di ileum atau seluruh saluran pencernaan babi. Pengamatan berulang kali terhadap peningkatan daya cerna serat di ileum (serat kasar atau serat deterjen netral dan asam) menunjukkan bahwa betaine merangsang fermentasi bakteri yang sudah ada dalam usus halus, karena sel-sel usus tidak menghasilkan enzim penghancur serat. Bagian serat dari tanaman mengandung nutrisi, yang dapat dilepaskan selama degradasi serat mikroba ini.
Oleh karena itu, peningkatan daya cerna bahan kering dan abu kasar juga diamati. Pada tingkat saluran pencernaan total, telah dilaporkan bahwa anak babi yang diberi suplemen 800 mg betaine/kg makanan mengalami peningkatan daya cerna protein kasar (+6,4%) dan daya cerna bahan kering (+4,2%). Selain itu, studi berbeda menunjukkan bahwa dengan pemberian suplemen 1.250 mg/kg betaine, daya cerna total protein kasar (+3,7%) dan ekstrak eter (+6,7%) meningkat.
Salah satu kemungkinan alasan untuk peningkatan yang diamati dalam kecernaan nutrisi adalah efek betaine pada produksi enzim. Dalam studi in vivo baru-baru ini tentang penambahan betaine pada anak babi yang disapih, aktivitas enzim pencernaan (amilase, maltase, lipase, tripsin dan kimotripsin) dalam chyme dievaluasi (Gambar 1). Semua enzim kecuali maltase menunjukkan peningkatan aktivitas, dan efek betaine lebih jelas pada 2.500 mg betaine/kg pakan daripada pada 1.250 mg/kg. Peningkatan aktivitas mungkin merupakan hasil dari peningkatan produksi enzim, atau mungkin merupakan hasil dari peningkatan efisiensi katalitik enzim.
Gambar 1-Aktivitas enzim pencernaan usus anak babi yang diberi suplemen betaine 0 mg/kg, 1.250 mg/kg atau 2.500 mg/kg.
Dalam percobaan in vitro, terbukti bahwa dengan menambahkan NaCl untuk menghasilkan tekanan osmotik tinggi, aktivitas tripsin dan amilase terhambat. Penambahan betaine pada tingkat yang berbeda pada pengujian ini mengembalikan efek penghambatan NaCl dan meningkatkan aktivitas enzim. Namun, ketika NaCl tidak ditambahkan ke larutan penyangga, betaine tidak memengaruhi aktivitas enzim pada konsentrasi yang lebih rendah, tetapi menunjukkan efek penghambatan pada konsentrasi yang lebih tinggi.
Bukan hanya peningkatan daya cerna saja yang dapat menjelaskan peningkatan kinerja pertumbuhan dan laju konversi pakan yang dilaporkan pada babi yang diberi suplemen betaine dalam makanan. Penambahan betaine pada makanan babi juga mengurangi kebutuhan energi untuk pemeliharaan hewan tersebut. Hipotesis untuk efek yang diamati ini adalah bahwa ketika betaine dapat digunakan untuk mempertahankan tekanan osmotik intraseluler, kebutuhan akan pompa ion berkurang, yang merupakan proses yang memerlukan energi. Dalam kasus asupan energi terbatas, efek suplementasi betaine diperkirakan akan lebih nyata dengan meningkatkan pasokan energi untuk pertumbuhan daripada pemeliharaan.
Sel-sel epitel yang melapisi dinding usus perlu mengatasi kondisi osmotik yang sangat bervariasi yang dihasilkan oleh isi luminal selama pencernaan nutrisi. Pada saat yang sama, sel-sel usus ini perlu mengendalikan pertukaran air dan nutrisi yang berbeda antara lumen usus dan plasma. Untuk melindungi sel-sel dari kondisi yang menantang ini, betaine merupakan penetran organik yang penting. Ketika mengamati konsentrasi betaine di berbagai jaringan, kandungan betaine di jaringan usus cukup tinggi. Selain itu, telah diamati bahwa kadar ini dipengaruhi oleh konsentrasi betaine makanan. Sel-sel yang seimbang akan memiliki proliferasi yang lebih baik dan kemampuan pemulihan yang lebih baik. Oleh karena itu, para peneliti menemukan bahwa peningkatan kadar betaine pada anak babi meningkatkan tinggi vili duodenum dan kedalaman kripta ileum, dan vili lebih seragam.
Dalam penelitian lain, peningkatan tinggi vili di duodenum, jejunum, dan ileum dapat diamati, tetapi tidak ada efek pada kedalaman kripta. Seperti yang diamati pada ayam pedaging yang terinfeksi coccidia, efek perlindungan betaine pada struktur usus mungkin lebih penting dalam tantangan (osmotik) tertentu.
Penghalang usus terutama tersusun atas sel-sel epitel, yang saling terhubung satu sama lain melalui protein sambungan ketat. Integritas penghalang ini penting untuk mencegah masuknya zat-zat berbahaya dan bakteri patogen, yang jika tidak akan menyebabkan peradangan. Bagi babi, dampak negatif dari penghalang usus dianggap sebagai akibat dari kontaminasi mikotoksin dalam pakan, atau salah satu efek negatif dari stres panas.
Untuk mengukur dampak pada efek penghalang, uji in vitro pada lini sel sering digunakan untuk mengukur resistansi listrik transepitel (TEER). Dengan penerapan betaine, peningkatan TEER dapat diamati dalam beberapa percobaan in vitro. Ketika baterai terkena suhu tinggi (42°C), TEER akan menurun (Gambar 2). Penambahan betaine ke media pertumbuhan sel yang terpapar panas ini menangkal penurunan TEER, yang menunjukkan peningkatan resistansi panas.
Gambar 2-Efek in vitro suhu tinggi dan betaine pada resistensi transepitel sel (TEER).
Selain itu, dalam studi in vivo pada anak babi, ekspresi protein tight junction yang meningkat (occludin, claudin1, dan zonula occludens-1) di jaringan jejunum hewan yang menerima 1.250 mg/kg betaine diukur dibandingkan dengan kelompok kontrol. Selain itu, sebagai penanda kerusakan mukosa usus, aktivitas diamina oksidase dalam plasma babi-babi ini berkurang secara signifikan, yang menunjukkan penghalang usus yang lebih kuat. Ketika betaine ditambahkan ke dalam diet babi yang sedang tumbuh-sedang disembelih, peningkatan kekuatan tarik usus diukur pada saat penyembelihan.
Baru-baru ini, beberapa penelitian telah menghubungkan betaine dengan sistem antioksidan dan menjelaskan berkurangnya radikal bebas, berkurangnya kadar malondialdehid (MDA), dan meningkatnya aktivitas glutathione peroksidase (GSH-Px).
Betaine tidak hanya bertindak sebagai osmoprotektan pada hewan. Selain itu, banyak bakteri dapat mengakumulasi betaine melalui sintesis de novo atau transportasi dari lingkungan. Ada tanda-tanda bahwa betaine dapat memiliki efek positif pada jumlah bakteri dalam saluran pencernaan anak babi yang disapih. Jumlah total bakteri ileum, terutama bifidobacteria dan lactobacilli, telah meningkat. Selain itu, jumlah Enterobacter yang lebih rendah ditemukan dalam tinja.
Akhirnya, diamati bahwa efek betaine pada kesehatan usus anak babi yang disapih adalah pengurangan tingkat diare. Efek ini mungkin bergantung pada dosis: suplemen makanan 2.500 mg/kg betaine lebih efektif daripada 1.250 mg/kg betaine dalam mengurangi tingkat diare. Akan tetapi, kinerja anak babi yang disapih pada kedua tingkat suplemen tersebut serupa. Peneliti lain telah menunjukkan bahwa ketika 800 mg/kg betaine ditambahkan, tingkat dan kejadian diare pada anak babi yang disapih lebih rendah.
Betaine memiliki nilai pKa rendah sekitar 1,8, yang menyebabkan disosiasi betaine HCl setelah dikonsumsi, sehingga menyebabkan pengasaman lambung.
Makanan yang menarik adalah potensi pengasaman betaine hidroklorida sebagai sumber betaine. Dalam pengobatan manusia, suplemen betaine HCl sering digunakan dalam kombinasi dengan pepsin untuk membantu orang dengan masalah perut dan pencernaan. Dalam hal ini, betaine hidroklorida dapat digunakan sebagai sumber asam klorida yang aman. Meskipun tidak ada informasi tentang sifat ini ketika betaine hidroklorida terkandung dalam pakan anak babi, hal itu mungkin sangat penting.
Telah diketahui secara luas bahwa pH cairan lambung anak babi yang disapih mungkin relatif tinggi (pH>4), yang akan mempengaruhi aktivasi prekursor pepsin menjadi prekursornya pepsinogen. Pencernaan protein yang optimal tidak hanya penting bagi hewan untuk memperoleh ketersediaan nutrisi ini dengan baik. Selain itu, gangguan pencernaan protein dapat menyebabkan perkembangbiakan patogen oportunistik yang berbahaya dan meningkatkan masalah diare pasca penyapihan. Betaine memiliki nilai pKa yang rendah sekitar 1,8, yang menyebabkan disosiasi betaine HCl setelah tertelan, sehingga mengakibatkan pengasaman lambung.
Reasidifikasi jangka pendek ini telah diamati dalam studi pendahuluan pada manusia dan studi pada anjing. Setelah dosis tunggal 750 mg atau 1.500 mg betaine hidroklorida, pH lambung anjing yang sebelumnya diobati dengan agen pereduksi asam lambung turun drastis dari sekitar 7 menjadi pH 2. Namun, pada anjing kontrol yang tidak diobati, pH lambung sekitar 2, yang tidak terkait dengan suplementasi betaine HCl.
Betaine memiliki efek positif pada kesehatan usus anak babi yang disapih. Tinjauan pustaka ini menyoroti berbagai peluang betaine untuk mendukung pencernaan dan penyerapan nutrisi, meningkatkan penghalang pelindung fisik, memengaruhi mikrobiota, dan meningkatkan kemampuan pertahanan anak babi.