Les Fructooligosaccharides sont-ils bénéfiques pour la santé intestinale?

Dans lA AaproductiSur leaquacole, l’utilisatiSur leirrationnelle des antibiotiques peut entraîner une résistance bactérienne, nuire à la santé intestinale et à l’immunité des animaux, et ses résidus dans les produits carnés et l’environnement, en fdansde compte, affecter la santé humaine. La Chine a complètement interdit l’ajout d’antibiotiques favorisant la croissance dans l’alimentation. Par conséquent, la recherche d’additifs alimentaires ayant le même effet que les antibiotiques pour atténuer la baisse des performances de productiSur ledu bétail et de la volaille et l’augmentatiSur lede la mortalité est devenue un point critique de la recherche actuelle. L’effet bénéfique des probiotiques sur la santé intestinale a été confirmé, mais en raisSur ledes conditions difficiles d’entreposage, l’effet de leur utilisation dans l’alimentation est instable, et les prébiotiques sont considérés comme une bonne alternative. Cet article commence par la substance représentative des prébiotiques, l’oligofructose, et passe en revue son rôle dans le maintien de la santé intestinale du bétail et de la volaille en décrivant ses propriétés physico-chimiques et ses effets physiologiques.

1. Propriétés physico-chimiques de l’oligofructose

L’oligofructose a la formule moléculaireG-F-Fn (G-glucose, F-fructose, n=1-3), et est un terme général pour une classe de glucides formés par la liaison glycosidique β-1,2 de molécules de saccharose avec plusieurs D-fructose (À propos de Fanaroet al., 2010). Il est résistant aux hautes températures, a une bonne solubilité et est stable dans les solutions neutres à 120 °C. Cependant, sa stabilité diminue avec l’augmentation de l’acidité et de la température. Sa douceur est légèrement inférieure à celle du saccharose. Entre 0 et 70 °C, la viscosité des fructooligosaccharides est semblable à celle du sirop de maïs à haute teneur en fructose, et diminue avec l’augmentation de la température. Il inhibe également le vieillissement de l’amidon, n’est pEn tant quefacilement coloré, est alcaldansrésistant, retient l’eau, a une mauvaise absorption de l’humidité, eta une bonne résistance aux moisissures. Ces propriétés physiques et chimiques font que les fructooligosaccharides peuvent être utilisés comme d’excellents additifs alimentaires (Vandana et al., 2015).

2 effets physiologiques des fructooligosaccharides

L’intestdansLes animauxabrite un grEt en plusnombre de microorganismes. Selon la relation entre les micro-organismes et leurs hôtes, les micro-organismes dans l’intestin peuvent être divisés en bactéries commensales, bactéries conditionnellement pathogènes et bactéries pathogènes. Dans des circonstances normales, la flore bactérienne maintient un équilibre bénéfique pour l’hôte, mais dans des conditions d’élevage intensif, les bactéries pathogènes conditionnellement peuvent parfois devenir envahissantes, et le nombre de bactéries pathogènes peut dépasser les niveaux normaux, perturbant cet équilibre et menant à des maladies bactériennes (Zhang R.J., 2003).Les Fructooligosaccharidespeuvent empêcher la colonisation d’agents pathogènes exogènesDans l’intestin et la prolifération d’agents pathogènes conditionnels endogènes, maintenant ainsi l’équilibre microécologique intestinal.

Cet effet est principalement dû à l’effet bactériostatique des acides gras à chaîne courte produits par les bifidobactéries (rapport acide acétique: acide lactique de 3:2). La liaison β-1,2 glycosidique de l’oligofructose ne peut pas être hydrolysée par les différentes enzymes digestives sécrétées par les animaux, de sorte que la majeure partie de l’oligofructose peut passer à travers l’estomac et l’intestin grêle sans problème. Dans le gros intestin, les bactéries bénéfiques telles que les lactobacilles et les bifidobactéries peuvent sécréter des enzymes pour briser la liaison β-1,2 glycosidiques et proliférer, tandis que les bactéries nuisibles ne peuvent sécréter ces enzymes. Après la prolifération des bactéries bénéfiques, elles forment un film sur la muqueuse intestinale, ce qui rend difficile la colonisation des bactéries pathogènes. En même temps, les bactéries bénéfiques peuvent également fermenter une grande quantité d’acides gras tels que l’acide acétique, l’acide propionique etL’acide lactique produit par les fructooligosaccharides,Qui augmente l’acidité de l’intestin et inhibe directement la croissance de bactéries pathogènes (muñoz et al., 2012; Rober — froid et coll., 2010; Callaway et coll., 2009).

3 Fructooligosaccharides et santé intestinale

Il n’existe pas de définition claire de la santé intestinale des animaux, qui comprend généralement une digestion efficace des aliments et une absorption des nutriments, un environnement de flore intestinale normal et stable, un bon état immunitaire et un état de santé général. Elle est principalement déterminée par trois facteurs: la composition des aliments, la barrière intestinale et le microbiote (Pluske et al., 2018; Celi et coll., 2017; Kogut et Arsenault, 2016; Bischoff, 2011).

3.1 Fructooligosaccharides et flore intestinale

Fructooligosaccharides Stimuler sélectivement la croissance des bifidobactéries et des lactobacilles, tout en inhibant la prolifération de bactéries nuisibles comme Escherichia coli, Clostridium perfringens et Streptococcus (Howard et al., 1995; Fishbein et coll., 1988; Mitsuoka et al., 1987). Actuellement, la plupart des analyses de la flore microbienne intestinale sont basées sur des méthodes qui cultivent des bactéries spécifiques. Chez les porcs, l’ajout de 4% d’oligofructose dans l’alimentation des porcelets a augmenté le nombre de bifidobactéries dans l’intestin (Modesto et al., 2009). Mikkelsenet al. (2003) ont analysé les selles de porcelets sevrés après avoir ajouté 4% d’oligofructose, et les résultats ont montré que cela avait peu d’effet sur les propriétés physiques et chimiques, et n’avait aucun effet significatif sur les autres microorganismes, sauf pour stimuler la croissance de la levure. Cependant, ils n’ont pas analysé la microflore. L’alimentation des porcelets sevrés avec 5% d’oligofructose a augmenté le nombre de bifidobactéries et réduit le nombre d’escherichia coli dans le côlon proximal («Gebbink»et coll., 1999). L’alimentation de poulets de chair avec 0,4% d’oligofructose pendant 14 jours n’a pas modifié le nombre total de bactéries dans le cecum, mais a augmenté sélectivement le nombre de bifidobactéries et de bactérioïdes (Cao Caoet al., 2005); L’ajout de 0,2%, 0,4% et 0,8% d’oligofructose aux poulets de consommation, dont 0,4% d’oligofructose peut favoriser de façon significative la croissance de bifidobactéries et de lactobacilles dans le contenu de l’intestin grêle et du cecum et inhiber la prolifération d’escherichia coli (Xu:et al., 2003).

Avec le développement rapide de la fluorescence quantitative, de l’électrophorèse par gel à gradient dénaturant et des technologies de séquençage à haut débit, il apporte un soutien technique à des recherches approfondies sur la diversité microbienne intestinale. Analyse des effets des0,5 % d’oligofructoseSur la microflore iléale des poulets de chair, l’électrophorèse sur gel à gradient dénaturant a montré que la microflore avait changé (Geier et al., 2009). L’ajout de 0,25 % d’oligofructose dans l’alimentation des poulets de consommation et l’analyse de la microflore intestinale à l’aide de la PCR fluorescienne quantitative ont montré que cela augmentait le nombre de lactobacilles et réduisait le nombre de Clostridium perfringens et d’escherichia coli (Kim et al., 2011). Chez les bovins, Chen Fengmei et al. (2020) ont utilisé le séquençage du gène de l’arnr 16L LLLlet l’analyse de base de la diversité Alpha de la communauté microbienne pour étudier l’effet d’une supplémentation quotidienne de 5 g d’oligofructose combiné à des probiotiques sur l’intestin des veaux en lactation. Les résultats ont montré qu’il a eu un effet significatif sur l’abondance des microorganismes intestinaux, avec une augmentation significative de l’abondance relative du genre Bacteroides et une diminution significative de l’abondance relative de Clostridium sporogenes, ce qui réduit de manière significative l’apparition de la diarrhée.

3.2 Fructooligosaccharides et fermentation intestinale

Les Fructooligosaccharides sont fermentés par des bactéries bénéfiquesDans l’intestin postérieur pour produire l’acide lactique et l’acide acétique, l’acide propionique, l’acide butyrique et d’autres acides gras à chaîne courte, ainsi que le dioxyde de carbone et le méthane. La plupart des acides organiques peuvent être absorbés, ce qui signifie que les fructooligosaccharides peuvent également fournir indirectement une partie de l’énergie pour l’hôte. Les acides organiques produisent également des ions d’ammoniac potentiellement toxiques protonés pour former du NH4+, et l’acide lactique augmente l’acidité du cecum, ce qui est bénéfique pour la croissance des bactéries lactiques et des bifidobactéries. Ces bactéries peuvent également utiliser l’ammoniac comme source d’azote, réduisant ainsi l’ammoniac dans l’intestin et le sang. L’alimentation des dindons mâles en différents niveaux d’oligofructose (0,5%, 1%, 2%) a entraîné une diminution du pH HHdu contenu de l’iléon et du cècum avec l’augmentation de l’oligofructose, tandis que la teneur en acides gras n’était pas affectée, mais l’accumulation d’acides gras dans l’iléon augmentait (Jus'kiewicz et al., 2007). L’ajout de 8 g/ j et de 24 g/ j d’oligofructose au régime alimentaire des poulans a augmenté de façon significative la quantité totale d’acides gras volatils, d’acide acétique, d’acide butyrique, d’acide propionique et d’acide lactique dans les matières fécales (Berg et al., 2005); L’oligofructose peut augmenter la teneur en acides gras à chaîne courte dans les matières fécales de porc et les intestins de souris (Anthony et al., 2009; Ly Sun Yung et al., 2003); L’ajout de 5% d’oligofructose à l’alimentation des souris peut augmenter considérablement la teneur en acide propionique et en acide butyrique, mais n’a aucun effet sur la teneur totale en matières volatiles (020).

3.3 Fructooligosaccharides et barrière intestinale

Prébiotiques tels queFructooligosaccharides peuvent réguler la morphologie,Structure et fonction de la muqueuse intestinale, comme la hauteur des villosités intestinales, la profondeur des cryptes, l’épaisseur de la couche épithéliale, le nombre de cellules épithéliales, le nombre de cellules mitotiques, de cellules muqueuses et de cellules en gobelet. Ces changements intestinaux peuvent favoriser la digestion et l’absorption des nutriments. Le mécanisme de ces changements peut provenir des aspects suivants: (1) les sucres fermentescibles peuvent influer sur le niveau de glucagon intestinalepour réguler la prolifération des cellules cryptes dans l’intestin grêle (Gee et al., 1996); (2) les prébiotiques favorisent la synthèse de polyamine, qui peut réguler positivement la croissance et le développement de la muqueuse intestinale et du côlon (Delzenneet al., 2000); (3) les prébiotiques peuvent augmenter l’activité des enzymes digestives, ce qui peut favoriser la croissance et la transformation de la muqueuse de l’intestin grêle (Yang et al., 2005); (4) une augmentation de la synthèse de la synthèse d’acides gras à chaîne courte favorise également la prolifération des grandes et petites cellules intestinales, qui peuvent améliorer la digestion et l’absorption des nutriments par le bord de brousse en régulant la hauteur des villosités intestinales et la profondeur des cryptes.

ajouter0,25 % d’oligofructose dans l’alimentation des porcsPeut augmenter la hauteur des villosités dans l’intestin grêle proximal et le rapport entre la hauteur des villosités et la profondeur de la crypt (Shim, 2005); 0,4 % et 0,6 % d’oligofructose peuvent augmenter la hauteur des villosités dans le jéjunum porcin et le rapport entre la hauteur des villosités et la profondeur de la crypt (Xu:et al., 2002); L’oligofructose peut augmenter le taux de prolifération des cellules épithéliales des muqueuses dans le cecum et le côlon des porcelets allaitants et prévenir l’atrophie des cellules épithéliales des muqueuses (Howard et al., 1995); L’ajout de 0,4 % d’oligofructose à l’alimentation a permis d’augmenter significativement la hauteur des villottes et le rapport entre la hauteur des villottes et la profondeur de la crypte dans le jéjunum et l’iléon des poussins, tandis que la profondeur de la crypte était considérablement réduite. Toutefois, l’ajout de 0,8 % d’oligofructose n’a pas permis d’atteindre cet effet (Xu et al., 2003); 0,5 % d’oligofructose peut améliorer considérablement la hauteur des villosités, la profondeur des cryptes et l’épaisseur épithéliale de l’iléon du poulet de chair, mais n’a aucun effet sur le duodéum et le jejunum (Shang et al., 2014); L’ajout de 0,4 % et de 0,6 % d’oligofructose a considérablement augmenté la profondeur de la crypt et la densité cellulaire (Zhan et al., 2003); L’ajout de 4 g/ j et de 6 g/ j d’oligofructose dans l’alimentation des veaux sevrés tôt peut augmenter la hauteur des villosités intestinales et l’épaisseur de la muqueuse intestinale (Tai et al., 2009).

3.4 Oligofructose et immunité

L’intestin de l’animal est l’endroit où les micro-organismes intestinaux, les antigènes étrangers et le système immunitaire interagissent. Les effets des prébiotiques tels que l’oligofructose sur la fonction immunitaire du bétail ne sont pas encore entièrement compris. Les mécanismes possibles comprennent: (1) une relation directe avec les effets des bactéries lactiques ou de leurs produits sur les cellules immunitaires; 2) les produits de fermentation des acides gras à chaîne courte peuvent stimuler une augmentation du nombre de lymphocytes T dans le tractus gastro-intestinal; (3) en régulant la production de mucines pour augmenter le nombre de cellules de gobelet (Schley et Field, 2009). Les prébiotiques peuvent réguler la fonction et le type de tissu lymphoïde intestinal, en particulier le Peyer' patchs S, follicules lymphoïdes secondaires et cellules dans la circulation périphérique (Samal:et al., 2009). Chez les truies ayant reçu 10 g/ j de fructooligosaccharides, on a observé une tendance à une augmentation du facteur de croissance transformant β1 dans le colostrum, ce qui a entraîné une augmentation de la concentration d’iga, une augmentation de la concentration d’interféron γ sécrétée par Peyer&.#39; L lpatchs et lymphocytes mésentériques, et une augmentation des IgA sécrétés par Peyer' S cellules patch. L’interféron γ est associé à des lymphocytes T activés (Cindy et coll., 2014).Ajout de 0,5 % d’oligosaccharide dans l’alimentation des poulets de chairPeut réduire la proportion de lymphocytes B Bdans l’amygdalite cecale et augmenter le contenu sanguin d’igm et d’igg (Janardhana et al., 2009).

4 résumé

A l’heure actuelle, la recherche sur lesApplication de l’oligofructose dans l’alimentation animaleSe concentre principalement sur les porcs et les poulets, et il n’y a pas beaucoup de rapports sur son application dans d’autres animaux et la volaille tels que les bovins, les moutons et les lapins. La recherche fondamentale et mécaniste à leur sujet fait également défaut. Par conséquent, il est nécessaire d’étudier plus avant l’effet et le mécanisme d’application de l’oligofructose dans l’alimentation du bétail et de la volaille. Le développement ultérieur de techniques de biologie moléculaire telles que le séquençage à haut débit a introduit de nouvelles idées dans l’étude de l’oligofructose.

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