Betaine adalah senyawa alami yang banyak ditemukan pada tumbuhan dan hewan. Sebagai aditif pakan, betaine tersedia dalam bentuk anhidrat atau hidroklorida. Senyawa ini 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 transfer gugus metil yang tidak stabil, sintesis berbagai senyawa seperti metionin, karnitin, dan kreatin dipromosikan. Dengan cara ini, betaine memengaruhi metabolisme protein, lipid, dan energi, sehingga secara menguntungkan mengubah komposisi karkas.
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 tentang betaine telah melaporkan pengaruhnya terhadap daya cerna nutrisi di ileum atau seluruh saluran pencernaan babi. Pengamatan berulang tentang peningkatan daya cerna serat di ileum (serat kasar atau serat deterjen netral dan asam) menunjukkan bahwa betaine merangsang fermentasi bakteri yang sudah ada di usus halus, karena sel-sel usus tidak menghasilkan enzim pengurai serat. Bagian serat dari tanaman mengandung nutrisi, yang dapat dilepaskan selama penguraian 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 betaine 800 mg/kg pakan memiliki peningkatan daya cerna protein kasar (+6,4%) dan bahan kering (+4,2%). Selain itu, penelitian lain menunjukkan bahwa dengan pemberian suplemen betaine 1.250 mg/kg, daya cerna total protein kasar (+3,7%) dan ekstrak eter (+6,7%) meningkat.
Salah satu kemungkinan alasan peningkatan daya cerna nutrisi yang diamati adalah efek betaine pada produksi enzim. Dalam sebuah studi in vivo baru-baru ini tentang penambahan betaine pada anak babi yang disapih, aktivitas enzim pencernaan (amilase, maltase, lipase, tripsin, dan kimotripsin) dalam kimus dievaluasi (Gambar 1). Semua enzim kecuali maltase menunjukkan peningkatan aktivitas, dan efek betaine lebih nyata pada 2.500 mg betaine/kg pakan daripada pada 1.250 mg/kg. Peningkatan aktivitas ini mungkin merupakan hasil dari peningkatan produksi enzim, atau mungkin merupakan hasil dari peningkatan efisiensi katalitik enzim.
Gambar 1-Aktivitas enzim pencernaan usus pada 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 berbagai tingkat konsentrasi dalam uji ini mengembalikan efek penghambatan NaCl dan meningkatkan aktivitas enzim. Namun, ketika NaCl tidak ditambahkan ke dalam larutan penyangga, betaine tidak memengaruhi aktivitas enzim pada konsentrasi yang lebih rendah, tetapi menunjukkan efek penghambatan pada konsentrasi yang lebih tinggi.
Peningkatan daya cerna saja tidak cukup untuk menjelaskan peningkatan kinerja pertumbuhan dan rasio konversi pakan pada babi yang diberi suplemen betaine. Penambahan betaine pada pakan babi juga mengurangi kebutuhan energi pemeliharaan hewan. 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 membutuhkan energi. Dalam kasus asupan energi yang terbatas, efek suplementasi betaine diharapkan lebih terasa 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 lumen selama pencernaan nutrisi. Pada saat yang sama, sel-sel usus ini perlu mengontrol pertukaran air dan berbagai nutrisi antara lumen usus dan plasma. Untuk melindungi 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 dalam makanan. Sel yang seimbang akan memiliki kemampuan proliferasi dan 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 menjadi 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 broiler yang terinfeksi koksidia, efek perlindungan betaine pada struktur usus mungkin bahkan lebih penting dalam tantangan (osmotik) tertentu.
Sawaran usus terutama terdiri dari sel-sel epitel, yang terhubung satu sama lain oleh protein sambungan ketat. Integritas sawaran ini sangat penting untuk mencegah masuknya zat berbahaya dan bakteri patogen, yang jika tidak akan menyebabkan peradangan. Bagi babi, dampak negatif sawaran 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 transepithelial (TEER). Dengan aplikasi betaine, peningkatan TEER dapat diamati dalam beberapa percobaan in vitro. Ketika baterai terpapar suhu tinggi (42°C), TEER akan menurun (Gambar 2). Penambahan betaine ke media pertumbuhan sel yang terpapar panas ini menetralkan penurunan TEER, menunjukkan peningkatan ketahanan panas.
Gambar 2-Efek in vitro suhu tinggi dan betaine pada resistensi transepithelial sel (TEER).
Selain itu, dalam studi in vivo pada anak babi, peningkatan ekspresi protein tight junction (occludin, claudin1, dan zonula occludens-1) pada jaringan jejunum hewan yang menerima 1.250 mg/kg betaine diukur dibandingkan dengan kelompok kontrol. Selain itu, sebagai penanda kerusakan mukosa usus, aktivitas diamine oxidase dalam plasma babi-babi ini secara signifikan berkurang, menunjukkan penghalang usus yang lebih kuat. Ketika betaine ditambahkan ke dalam pakan babi yang sedang tumbuh dan digemukkan, peningkatan kekuatan tarik usus diukur pada saat penyembelihan.
Baru-baru ini, beberapa penelitian telah mengaitkan betaine dengan sistem antioksidan dan menggambarkan pengurangan radikal bebas, penurunan kadar malondialdehyde (MDA), dan peningkatan aktivitas glutathione peroxidase (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 di saluran pencernaan anak babi yang disapih. Jumlah total bakteri ileum, terutama bifidobacteria dan lactobacilli, telah meningkat. Selain itu, ditemukan jumlah Enterobacter yang lebih rendah dalam feses.
Terakhir, diamati bahwa efek betaine pada kesehatan usus anak babi yang disapih adalah penurunan angka diare. Efek ini mungkin bergantung pada dosis: suplemen makanan 2.500 mg/kg betaine lebih efektif daripada 1.250 mg/kg betaine dalam mengurangi angka diare. Namun, kinerja anak babi yang disapih pada kedua tingkat suplemen tersebut serupa. Peneliti lain telah menunjukkan bahwa ketika 800 mg/kg betaine ditambahkan, angka dan kejadian diare pada anak babi yang disapih lebih rendah.
Betaine memiliki nilai pKa yang rendah sekitar 1,8, yang menyebabkan disosiasi betaine HCl setelah dikonsumsi, sehingga menyebabkan pengasaman lambung.
Yang menarik adalah potensi pengasaman betaine hidroklorida sebagai sumber betaine. Dalam pengobatan manusia, suplemen betaine HCl sering digunakan dalam kombinasi dengan pepsin untuk membantu penderita masalah perut dan pencernaan. Dalam hal ini, betaine hidroklorida dapat digunakan sebagai sumber asam klorida yang aman. Meskipun belum ada informasi tentang sifat ini ketika betaine hidroklorida terkandung dalam pakan anak babi, hal ini mungkin sangat penting.
Sudah diketahui bahwa pH cairan lambung anak babi yang disapih mungkin relatif tinggi (pH>4), yang akan memengaruhi aktivasi prekursor pepsin menjadi prekursornya, pepsinogen. Pencernaan protein yang optimal tidak hanya penting bagi hewan untuk mendapatkan ketersediaan nutrisi ini dengan baik. Selain itu, protein yang tidak tercerna dapat menyebabkan proliferasi 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 dikonsumsi, sehingga menyebabkan pengasaman lambung.
Pengasaman ulang 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 penurun 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 literatur ini menyoroti berbagai peluang betaine untuk mendukung pencernaan dan penyerapan nutrisi, meningkatkan penghalang pelindung fisik, memengaruhi mikrobiota, dan meningkatkan kemampuan pertahanan anak babi.