Patryk pyta: Czy zawarte w paszy włókno wpływa na funkcjonowanie przewodu pokarmowego świń?
Włókno pokarmowe, zwane też błonnikiem, należy do węglowodanów złożonych (polisacharydów) i nie jest przyswajalne przez zwierzęta monogastryczne, tzn. nie ulega trawieniu przez enzymy wydzielane przez te zwierzęta i nie jest wchłaniane w ich przewodzie pokarmowym, przez co nie jest źródłem energii czy innych składników pokarmowych. Pomimo to, włókno może odgrywać bardzo ważną i różnorodną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu przewodu pokarmowego zwierząt monogastrycznych, w tym także świń. Jedną z ważniejszych funkcji włókna jest wiązanie wody znajdującej się w przewodzie pokarmowym.
Włókno wiąże wodę w różny sposób: poprzez wiązania spolaryzowane, interakcje jonowe, słabsze lub mocniejsze wiązania wodorowe, wiązania hydrofobowe lub nasiąkanie kapilarne (rys. 1). Mówiąc obrazowo, włókno może wiązać wodę w mniej lub bardziej trwały sposób, co powoduje, że dla jej oddzielenia potrzebne jest działanie dodatkowej siły zewnętrznej (np. w procesie odwirowania) lub wystarczy działanie tylko sił grawitacji (np. filtrowanie, odsączenie).
Ze względu na sposób wiązania wody włókno dzielimy na rozpuszczalne (pektyny, śluzy roślinne, gumy, β-glukany i niektóre rodzaje hemicelulozy) i nierozpuszczalne (celuloza, lignina i hemicelulozy), przy czym oba rodzaje włókna różnią się między sobą zarówno składem chemicznym, jak i wynikającą z tego różną morfologiczną strukturą przestrzenną.
Włókno rozpuszczalne wiąże wodę trwale w procesie, który praktycznie jest nieodwracalny, tworząc masę podobną do żelu, w wyniku czego treść pokarmowa w przewodzie pokarmowym staje się mniej lub bardziej lepka. Lepkość treści pokarmowej zależy od ilości tego rodzaju włókna w stosunku do całkowitej ilości treści pokarmowej.
Przy niewielkiej ilości włókna rozpuszczalnego w pokarmie poszczególne cząsteczki uwodnionego włókna rozpuszczalnego pozostają wolne i przemieszczają się swobodnie w jelicie w sposób niezależny. Ale jeśli ilość włókna rozpuszczalnego w stosunku do całkowitej ilości treści pokarmowej jest większa niż pewien punkt krytyczny, to wówczas ma miejsce zlepianie się pojedynczych cząsteczek w większe kawałki; zjawisko takie można zaobserwować np. po skarmianiu większych ilości pektyn. Lepkość włókna rozpuszczalnego w treści pokarmowej zależy także od stopnia jego rozdrobnienia i masy cząsteczkowej pojedynczych molekuł tego włókna; przy jednakowej porcji dwóch rodzajów włókna rozpuszczalnego rozdrobnionego do tej samej wielkości porcja zawierająca molekuły o większej masie będzie bardziej lepka od tej zawierającej molekuły o mniejszej masie.
Natomiast włókno nierozpuszczalne zachowuje się inaczej w stosunku do wody znajdującej się w przewodzie pokarmowym. Wprawdzie też ją absorbuje, ale w inny sposób (podsiąkanie kapilarne), i jeśli tylko powstaną odpowiednie warunki, wchłonięta woda z łatwością zostaje uwolniona. Aby lepiej zilustrować ten proces, wyobraźmy sobie papierowy ręcznik, który jest wyprodukowany praktycznie wyłącznie z czystej celulozy (włókno nierozpuszczalne). Papierowy ręcznik łatwo chłonie nawet stosunkowo duże ilości wody, ale po zawieszeniu go na haczyku lub poręczy, nie zatrzymuje tej wody, która po prostu bez potrzeby używania siły zewnętrznej swobodnie z niego ścieknie tworząc kałużę.
Inaczej zachowują się popularne płatki owsiane, też bogate w włókno, ale głównie to rozpuszczalne. Po zalaniu ciepłą wodą włókno rozpuszczalne w płatkach (głównie arabinoksylany i β-glukany) wchłonie wodę, której cząsteczki zostaną trwale związane. Niezależnie od tego, z jaką siłą byśmy ściskali ten owsiany żel, uda się nam uwolnić z niego bardzo niewiele wody.
Jeśli zdamy sobie sprawę z tego, że w ciągu doby organizm wydziela do jelita cienkiego 8-10 litrów wody, z której znaczna część musi zostać z powrotem wchłonięta przez jelito, a jedynie około 500 ml tej wody i pobranej razem z pożywieniem przedostaje się przez jelito kręte do okrężnicy (jelito grube), gdzie również zachodzi proces wchłaniania wody, to ilość poszczególnych rodzajów włókna w paszy odgrywa zasadniczą rolę w prawidłowym funkcjonowaniu przewodu pokarmowego. Włókno odgrywa w przewodzie pokarmowym także inne ważne role, ale to może być tematem kolejnego opracowania.
Opr.: ACONAR
Rys. 1. Włókno wiąże wodę w różny sposób: (a) wiązanie spolaryzowane; (b) słabe wiązanie wodorowe; (c) silne wiązanie wodorowe; (d) interakcja jonowa; (e) hydrofobowe wiązanie wody na powierzchni siatki utworzonej przez cukry proste włókna; (f) wiązanie kapilarne (za: Martin F. Chaplin: Fibre and water binding. Proceedings of the Nutrition Society (2003), 62, 223-227).
