Quelles sont les utilisations de Fructo Oligosaccharide FOS dans l’alimentation animale?

Oligosaccharides fonctionnelsSont une nouvelle génération de produits de santé développés à partir de nouveaux concepts en nutrition et en médecine. Les règles techniques générales pour les normes de l’industrie des Oligosaccharides fonctionnels publiées par l’état en 1999 définissent les Oligosaccharides fonctionnels comme des substances composées de 2 à 10 monosaccharides identiques ou différents liés par des liaisons glycosidiques, et ayant certaines caractéristiques communes des sucres [1]. Des recherches menées par des experts nationaux et étrangers ont montré que les oligosaccharides peuvent réguler l’équilibre de la microflore chez les animaux, proliférer sélectivement des bactéries bénéfiques, inhiber la prolifération des bactéries nocives, prévenir ou réduire les symptômes tels que les infections intestinales et soulager la constipation. Ils sont également bénéfiques pour accélérer l’élimination des substances toxiques de l’intestin, améliorer l’environnement de reproduction et renforcer le système immunitaire des animaux [2].

Le Fructooligosaccharide (FOS) est un glucide formé en reliant 2 à 5 unités de fructose et une unité de glucose avec une liaison fructofuranosidique. La société japonaise Meiji Fruit Company l’a d’abord étudié et développé en 1980[3], et sa production industrielle et son application dans l’industrie alimentaire ont été encouragées.

1 propriétés physiques et chimiques du fructooligosaccharide

La douceur rafraîchissante des fructooligosaccharides est supérieure à celle du saccharose, soit environ 30 à 60% de la douceur du saccharose. Dans la plage de température de 0 à 70°C, la viscosité des fructooligosaccharides est similaire à celle du sirop de maïs à haute teneur en fructose. Lorsque la température augmente, la viscosité des fructooligosaccharides diminue en conséquence [4].

Les Fructooligosaccharides sont stables dans des solutions neutres à des températures inférieures à 120°C, mais deviennent très sensibles à la décomposition lorsque le pH est inférieur à 3 ou que la température est supérieure à 70°C. FOS est facilement soluble dans l’eau, a une bonne résistance à la chaleur, peut inhiber le vieillissement de l’amidon, et a les caractéristiques de rétention d’eau, de résistance aux alcalis, de mise en forme, de non-coloration, et de mauvaise hygroscopicité [5].

2 fonctions physiologiques de l’oligofructose

L’oligofructose n’est pas digéré par l’α-amylase ou la trypsine animale, et peut pénétrer en toute sécurité dans les intestins pour être utilisé efficacement par des bactéries bénéfiques [6]. Les probiotiques tels que Lactobacillus et Bifidobacterium prolifèrent efficacement, jouant un rôle dans la régulation de l’équilibre écologique des micro-organismes intestinaux. Dandan Li et al. ont découvert un type d’oligofructose de bardane qui, lorsqu’il est ajouté à l’alimentation des mammifères, peut favoriser la croissance de Lactobacillus et Bifidobacterium dans l’intestin. Contrairement aux autres fructose, il ne provoque pas d’inconfort intestinal tel que des ballonnements [7].

Le maintien de l’équilibre écologique de la flore intestinale a un effet positif sur la santé animale:

(1) abaisser le pH intestinal, propice à la prolifération de bactéries bénéfiques tout en limitant la croissance de bactéries nuisibles;

(2) réduire la diarrhée, améliorer l’environnement de reproduction et réduire la production de produits toxiques tels que les phénols, les nitrosamines et l’ammoniac;

(3) réduire efficacement les lipides sanguins et le cholestérol dans le sang;

(4) favorisant l’absorption minérale et facilitant la synthèse des vitamines;

(5) améliore le body' S immunité et résistance aux microorganismes pathogènes. Normalement, le tractus intestinal des animaux manque de bactéries capables de digérer et d’absorber les sucres

(qui ont déjà été digérés et absorbés précédemment). La recherche a montré que différents types de bactéries ont différentes capacités à absorber le FOS. Les bactéries bénéfiques Bifidobacterium utilisent de préférence FOS pour stimuler l’activité de croissance et ainsi améliorer la microécologie intestinale des animaux [8].

3 processus de production de Fructooligosaccharide

Dans le processus industriel d’extraction des fructooligosaccharides, les matières premières utilisées sont principalement les deux suivantes: la chicorée, qui est d’abord chauffée et cuite pour extraire l’inuline, puis hydrolysée enzymatiquement pour produire des fructooligosaccharides avec différents degrés de polymérisation entre 2 et 10; Le saccharose, dont environ 50% est hydrolysé enzymatiquement par des microorganismes dans certaines conditions pour produire des fructooligosaccharides. Les fructooligosaccharides produits contiennent également du glucose, du fructose et du saccharose. Si des fructooligosaccharides de grande pureté sont nécessaires, ils peuvent être éliminés en utilisant la technologie de séparation membranaire ou la fermentation de levure [9]. 3.1 méthode de fermentation microbienne pour produire des fructooligosaccharides la méthode la plus importante pour extraire et préparer les FOS en production réelle est la méthode de fermentation microbienne. , une technique de séparation membranaire ou de fermentation de levure peut être utilisée pour l’enlever [9].

3.1 procédé de fermentation microbienne pour la production de fructooligosaccharides

Extraction et préparation la méthode la plus importante pour la production pratique de FOS est la méthode de fermentation microbienne. Les souches qui peuvent produire des rendements élevés d’op sont sélectionnées et optimisées à partir du sol ou d’autres sources naturelles comme les betteraves moises.

L’équipement de production nécessaire à la fermentation microbienne pour produire de l’oligofructose comprend un réacteur, un fermenteur de semences, un dispositif d’alimentation, un dispositif de chauffage, un dispositif de séchage et de purification, un concasseur à ultrasons, un broyage et un emballage, et une centrifugeuse [10].

3.2 Production d’oligofructose par fermentation cellulaire immobilisée

Les avantages de la méthode de fermentation cellulaire immobilisée sont une production durable, un degré élevé d’automatisation, des procédures de fonctionnement simples et le fait que les bactéries actives sont pleinement utilisées.

3.3 prétraitement enzymatique ou cellulaire immobilisé pour la production de fructooligosaccharides

Dans la préparation de fructooligosaccharides par des méthodes cellulaires immobilisées et enzymatiques, la réaction d’hydrolyse produit également des sous-produits tels que le glucose, qui inhibe la conversion ultérieure du saccharose. L’ajout d’aspergillus Niger ou d’autres enzymes qui peuvent travailler en synergie pour oxyder ou isomériser le glucose produit peut réduire l’effet inhibiteur du glucose et augmenter la teneur de 50% à 60% à 63% à 71% [11].

3.4 Production de fructooligosaccharides par la méthode à double enzyme

La méthode à double enzyme utilise des fructooligosaccharides réguliers obtenus par hydrolyse enzymatique unique comme matière première, et ajoute deux enzymes, la glucose oxydase et la peroxydase, pour obtenir des fructooligosaccharides par action synergique dans des conditions appropriées [12].

4 Application d’oligofructose dans l’alimentation des animaux d’élevage tels que les porcs et les poulets

Dans le cadre du processus d’allégement de la crise provoquée par l’abus d’antibiotiques dans les aliments pour animaux et de la recherche d’alternatives sûres et efficaces aux antibiotiques, l’oligofructose a progressivement attiré l’attention des agriculteurs en raison de ses effets de promotion de la croissance, d’amélioration de l’utilisation des aliments pour animaux et d’amélioration de l’environnement de reproduction, et est utilisé dans la production pour remplacer les antibiotiques.

4.1 Application de l’oligofructose dans l’élevage porcin

L’ajout d’oligofructose à l’élevage porcin peut améliorer considérablement le#39; S la capacité digestive et la flore intestinale, augmentent le gain de poids quotidien moyen et le rapport de réduction de l’alimentation, réduisent l’incidence de la diarrhée, augmentent l’allaitement maternel et améliorent l’environnement de reproduction.

Dans une expérience animale avec du FOS, Wang Kun et d’autres au Liaoning Medical College ont ajouté 0,2%, 0,5% et 0,8% de FOS à l’alimentation des porcelets sevrés, et après 28 jours, ont effectué des tests et des analyses pertinents. Les résultats ont montré que différentes doses de FOS avaient un effet significatif sur l’activité de l’amylase dans différentes parties de l’intestin. Parmi eux, le groupe d’oligofructose à 0,5% était significativement plus élevé que le groupe témoin, ce qui peut réduire le pH des porcelets et#39; PH gastro-intestinal (p et lt; 0,05), une diminution du nombre d’escherichia coli et une augmentation du nombre de lactobacilles, mais la différence entre les groupes d’essai n’était pas significative (p et gt; 0,05)[13].

L’ajout d’oligofructose dans l’alimentation des porcs de différents âges a un bon effet de prise de poids. En Estrada&#Dans une étude sur les porcelets sevrés, le gain de poids journalier moyen et l’utilisation de la nourriture du groupe d’essai nourri d’un régime contenant 1,5 % d’oligofructose étaient significativement plus élevés que ceux du groupe témoin (P< 0,05) au cours de la première semaine de sevrage. Le 7e jour, le nombre de bifidobactéries chez les porcelets du groupe d’essai a augmenté et l’activité des clostridia a été significativement réduite (P< 0,05). Le nombre de Bifidobacterium a augmenté et l’activité de Clostridium perfringens a considérablement diminué (p et lt; 0,05); L’inhibition du rotavirus et de l’escherichia coli a réduit efficacement la diarrhée chez les porcelets, améliorant ainsi la performance de production des porcelets sevrés. Farnworth a ajouté un mélange d’oligofructose à 1,5 % avec des degrés de polymérisation de 2, 3 et 4 au régime alimentaire des porcelets de sevrage, et les résultats ont montré que les porcelets de sevrage ont augmenté de façon significative [9].

L’université de Kitasato au Japon a mené une étude expérimentale et a constaté que le FOS peut favoriser la sécrétion de lait maternel et raccourcir l’intervalle entre l’oestrus. Une certaine ferme A continué à ajouter une certaine quantité de FOS à l’alimentation et les résultats ont montré que le nombre moyen de porcelets nés augmentait de 0,7, la qualité du sperme du porc mâle augmentait de 20 à 25%, la probabilité de conception augmentait significativement, le poids moyen des porcelets sevrés augmentait de 16,7 % et le taux de diarrhée diminuait significativement. L’effet global du fructan de FOS et des antibiotiques dans l’élevage porcin a montré que l’alimentation de 0,15 % de FOS dans les aliments augmentait le gain de poids quotidien moyen de 4,17 % et la valeur d’évaluation biologique globale de 1,8 %. Cependant, les opinions divergent: Komegay estime que le fructan n’a pas d’effet significatif sur la performance réelle de production des porcs, tandis que Houdijk estime que le fructan doit être adapté par les porcelets pour être efficace [9]. Zhang Lei et al. ont mené une expérience animale dans une ferme porcine de Hangzhou pour explorer les effets du FOS sur la fonction de production et la fonction immunitaire des truies. Vingt truies à grosse tête ont été réparties au hasard en quatre groupes. Les résultats ont montré que 0,2% de FOS pourrait réduire le poids corporel des porcelets sevrés (P< 0,05) et augmenter significativement la concentration d’igg sérique et d’anticorps sIgA (P< 0,05). L’alimentation à 0,2% de fo peut améliorer la fonction immunitaire des truies et des porcelets [14].

4.2 Application de l’oligofructose dans l’élevage du poulet

Les Fructooligosaccharides peuvent améliorer la fonction immunitaire des poulets, augmenter leur taux de production d’œufs et le gain de poids. Dans un test comparatif des effets des antibiotiques et des fructooligosaccharides sur la régulation du système immunitaire des poulets Taihe, Qu Mingren, Song Xiaozhen et d’autres ont disséqué et mesuré la teneur en protéines sériques des poulets Taihe à 5 et 10 semaines, respectivement. Les résultats ont montré que l’indice de la burse de la rate et du thymus du groupe fructooligosaccharide était significativement augmenté [15]. Oyzabal a constaté que la fonction immunitaire des poulets de chair était améliorée après l’alimentation en oligofructose; L’oyofo a ajouté 2,5% de FOS à l’eau potable des poussins ayant une teneur en Salmonella de 108/g, et le taux positif de Salmonella dans le troupeau a diminué de 26%, ce qui a été réduit de près de la moitié, et le nombre de Salmonella dans le cecum a diminué de trois unités de CFU) [9], ce qui indique que l’oligofructose peut réduire la maladie et donc réduire le risque d’élevage.

Ammweman et al. ont étudié des groupes de poulets femelles d’un jour et ont ajouté 0,375% et 0,75% d’oligofructose à l’alimentation des deux groupes. Les données des tests ont montré que le poids du muscle mammaire et le poids corporel des groupes d’essai ont tous augmenté à des degrés divers. Wu Tianxing a optimisé la quantité d’oligofructose à ajouter à l’alimentation des poulets de chair. L’oligofructose entre 0,25% et 0,5% peut considérablement favoriser la croissance du poulet et améliorer l’efficacité d’utilisation des aliments. Fishein et al. ont prouvé que l’ajout d’oligofructose dans les aliments peut favoriser la production de poulets de chair. Gao Feng et al. ont rapporté que l’ajout d’oligofructose à l’alimentation peut effectivement augmenter le gain de poids des pousses. Alimentation continue pendant 21 jours, le gain de poids du groupe expérimental était d’environ 12% à 13%, et le taux de conversion alimentaire a été réduit de 6% à 8% (P< 0,05). L’ajout de FOS a également modifié les niveaux de T3, T4 et d’insuline dans le sang. Les niveaux T3 et T4 dans le groupe expérimental ont été augmentés de 27% (P< 0,01) et 17% (P> 0,05), respectivement, et le niveau d’insuline a été augmenté de 80,7% (P< 0,05)[9].

4.3 Application de l’oligofructose dans d’autres régimes alimentaires pour animaux

Le champ d’application de l’oligofructose est défini dans le Catalogue des additifs alimentaires 2013 mis en œuvre en février 2014, qui indique qu’il convient aux animaux d’élevage [16]. Cela montre que le champ d’application de l’oligofructose est très large. Voici des exemples d’utilisation de l’oligofructose chez d’autres animaux.

Liu Guohong et al. ont utilisé 30 souris dans un essai pour explorer l’effet hypolipidémique et le mécanisme du FOS. Les résultats ont montré que la teneur sérique en TG du groupe d’essai de souris était réduite (P< 0,01), et le FOS a adsorbé 46,87% du cholestérol sérique chez les animaux atteints d’hyperlipidémie [17], ce qui indique que le FOS peut modifier significativement l’absorption des lipides et le métabolisme. Ren Lu et al. de l’institut de recherche laitière de Bright Dairy & Food Co., Ltd. a examiné si le lait fonctionnel (dont le principal ingrédient actif est l’oligofructose) mélangé à de l’oligofructose, de l’inuline et de la levure enrichie en sélénium pouvait améliorer l’immunité dans une expérience de 30 jours visant à tester l’effet immunomodulateur du lait fonctionnel (dont le principal ingrédient actif est l’oligofructose) sur des souris. Les résultats ont montré que les changements de posologie n’avaient pas d’effet significatif sur le poids corporel des souris. Dans le groupe à dosage moyen, la capacité phagocytaire des macrophages parmi les cellules immunitaires a été significativement améliorée, et le groupe à dosage élevé a eu un effet significatif sur la transformation des lymphocytes de souris, la promotion dela production d’anticorps, l’augmentation du volume d’anticorps, la réaction d’hypersensibilité retardée, et la capacité phagocytaire des macrophages de souris [18].

Les Oligosaccharides peuvent réguler la flore du rumen des agneaux sevrés. Wang Xinfeng et al. [19] ont étudié des oligosaccharides et ont pris 40 agneaux sevrés d’âge et de poids similaires, répartis au hasard en 4 groupes pour l’expérience de contrôle. Le groupe témoin n’a reçu qu’un régime de base, et le groupe des oligofructose a reçu un régime de base avec 0,3% d’oligofructose ajouté. Après 35 jours d’alimentation, les résultats ont montré que le nombre total de bactéries du rumen dans le groupe de l’oligofructose augmentait et que la diversité était significativement réduite (P< 0,05), et que le nombre de R. flavefaciens et de F. succinogenes augmentait significativement.

Mu Yuan et d’autres chercheurs ont constaté que les oligosaccharides ont un effet stimulant important sur la croissance des poissons, réduisent le taux de mortalité en aquaculture et réduisent la teneur en ammoniac dans les excréments, ce qui préviennent efficacement la pollution[20]. Il existe également quelques rapports qui montrent que l’effet de l’oligofructose sur la promotion de la croissance et du développement des animaux n’est pas significatif. Koayash a ajouté 0,75% d’oligofructose à l’alimentation des vaches laitières. Les résultats des tests ont montré qu’il n’y avait aucun changement dans le gain de poids, le rendement laitier et le taux de graisse laitière des vaches laitières [9].

5 perspectives d’avenir

Trouver des additifs qui peuvent remplacer le rôle des antibiotiques tout en étant sûrs et efficaces est un sujet qui a été exploré sans cesse au cours des dernières années. En raison de ses caractéristiques fonctionnelles, les fructooligosaccharides sont progressivement entrés dans le champ de vision des chercheurs et des agriculteurs à mesure que les techniques de recherche continuent de mûrisser. En outre, avec l’amélioration continue des personnes' S qualité de vie en Chine, les animaux de compagnie sont un produit de consommation diversifiée, et le nombre de divers chats, chiens, poissons et oiseaux de compagnie continue de croître. Le marché des aliments pour animaux domestiques se développe rapidement. Les Fructooligosaccharides ont de grandes perspectives d’utilisation future dans l’alimentation animale.

Références:

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[20] Liu Hongmei, Feng Junrong. Oligosaccharides fonctionnels — un nouveau type d’additif alimentaire aquatique [J]. Qilu Fisheries, 2006 (04).