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japonaisQuelles sont les utilisations du bêta-glucane d’avoine en Aquaculture?
L’avoine est l’une des huit cultures de base traditionnelles de l’humanité Et etest largement cultivée dans le monde entier, se classant quatrième parmi les cultures de base. L’avoine a une valeur nutritionnelle unique Et etdes fonctions physiologiques favorables à la santé. Ces dernières années, de nombreuses études cliniques au pays Et età l’étranger ont confirmé que la consommatiSur lerégulière d’aliments contenant de l’avoine peut aider les patients à abaisser leur tension artérielle [1] [traduction]et leur cholestérol [2], ainsi qu’à prévenir les maladies cardiaques [3] [traduction]et à contrôler le diabète [4]. Il est donc d’une grande importance pratique de mener des recherches approfondies sur les propriétés nutritionnelles et fonctionnelles de l’avoine et d’innover et de développer une variété d’aliments ayant des fonctions de promotion de la santé.
En plus d’être riche en protéines, acides gras insaturés, vitamines, etc., l’avoine contient également une grande quantité de fibresalimentaires solubles, dont le β-glucane est particulièrement important [5,6]. Le β-glucane est considéré comme le principal membre de la fibre alimentaire d’avoine. C’est un polysaccharide à longue chaîne composé de monomères β-D-glucose liés par des liaisons glycosidiques. On le trouve principalement dans les parois cellulaires de nombreuses sources naturelles telles que les bactéries, les champignons, les algues et les grains [7-9]. Typiquement, le β-glucane est utilisé comme conservateur, agent antifongique et antioxydant en raison de sa bonne solubilité dans l’eau, de sa viscosité élevée et de ses propriétés gélifiantes [10-12].
Il joue également un rôle physiologique dans la régulation du taux de sucre dans le sang et de cholestérol et la réduction du risque de maladie coronarienne et de cancer colorectal [13,14]. D’ici 2024, le marché mondial du β-glucane devrait représenter 1,03 milliarD dde dollars américains, le β-glucane d’avoine dominant [15]. Il est économiquement faisable de produire du β-glucane à partir de déchets (son d’avoine) issus du traitement de l’avoine, et il est bénéfique pour une utilisation efficace des ressources [16]. Il est donc nécessaire de résumer les progrès actuels de la recherche sur le traitement en profondeur et l’utilisation raffinée du β-glucane dans l’avoine. Il est donc nécessaire de résumer l’état actuel des recherches sur le traitement en profondeur et l’utilisation raffinée du β-glucane de l’avoine, d’identifier les problèmes et de fournir une référence pour son développement et son utilisation ultérieures.
1 préparation de β-glucane à partir de l’avoine
Ces dernières années, un grand nombre de documents ont fait état des méthodes d’extraction, de séparation et de purification du β-glucane de l’avoine. Les principales méthodes sont l’extractionaqueuse, l’extraction alcaline, l’hydrolyse enzymatique à l’éthanol et une méthode en deux étapes utilisant de l’eau chaude.
1.1 extraction aqueuse
Des études antérieures sur le bêta-glucane d’avoine ont révélé que ce polysaccharide est insoluble dans les solvants organiques, mais a une bonne solubilité dans l’eau. Par conséquent, la méthode d’extraction de l’eau est devenue un moyen efficace d’extraction. Wang Haibo et Al., et al.[17] ont extrait le β-glucane du son d’avoine par extraction à l’eau chaude et ont constaté que, dans des conditions alcalines, le rendement était de 4% lorsque le rapport liquide/matière était de 1:10 (g/mL) et que la température était de 60 °C pendant 60 min. Pan Ting et Al., et al.[18] ont constaté que la température d’extraction était de 60 °C, le rapport liquide/matière était de 1:25 (g/mL), le pH H= 11, le taux d’extraction du β-glucane d’avoine était considérablement amélioré, mais une augmentation continue de la température entraîne la gélatinisation de l’amidon. Ce qui n’est pas propice à l’extraction. La méthode d’extraction à l’eau chaude produit plus d’impuretés telles que le xylan, l’amidon et les protéines, ce qui réduit la pureté et la qualité du β-glucane. Par conséquent, bien que la méthode d’extraction à l’eau chaude soit simple, elle prend beaucoup de temps, produit beaucoup d’impuretés, a une viscosité élevée et un faible taux d’extraction. Par conséquent, il doit être utilisé en combinaison avec d’autres méthodes d’extraction, qui Peut avoir de meilleurs résultats.
1.2 extraction alcaline
Pour résoudre le problème de la viscosité élevée de l’extrait aqueux, Wood et Al., et al.[19] ont proposé l’utilisation d’une solution alcaline pour préparer le β-glucane d’avoine. Il a utilisé une solution de Na2CO3 pour l’extraction. Etant donné que la gélatinisation de l’amidon et l’augmentation significative des impuretés se produisent au-delà de 63 °C, le pH de la solution d’extraction a été ajusté à 10 à l’aide d’une solution de Na2CO3 par optimisation et l’extraction a été effectuée à 45 °C pendant 30 minutes. Le rendement du produit a été amélioré dans une certaine mesure et la production d’impuretés telles que l’amidon et les protéines a été efficacement réduite.
LdansWeijing et al. [20] ont utilisé une méthode d’extraction en solution de NaOH pour extraire le β-glucane de la poudre d’avoine hachée. Les résultats ont montré que la vitesse d’extraction était optimale à 40 °C et qu’elle augmentait avec l’addition continue de liquide. Le maximum a été atteint à un rapport liquide/matière de 1:16 (g/mL). Compte tenu des dommages causés au produit par la forte alcalinité, le pH a été maintenu à 12,5. En combinant les avantages économiques avec la longue durée d’extraction, l’effet sur le taux d’extraction n’est pas évident, et le temps est fixé à 3 h. Dans ces conditions fixées, l’extraction efficace du β-glucane de la farine entière d’avoine a été réalisée avec succès, et le taux d’extraction a atteint 91,83 %. Cependant, l’alcalinité forte peut causer des changements dans la couleur de l’avoine β-glucane, et il est sujette à la contamination par un liquide de déchets alcalins forts, de sorte qu’il ne convient pas aux exigences actuelles de production respectueuse de l’environnement.
1.3 méthode à micro-ondes
Des études nationales et étrangères [21] [en]ont souligné que l’extraction des polysaccharides par micro-ondes peut améliorer l’efficacité d’extraction et le rendement des polysaccharides, ce qui est principalement dû au fait que les micro-ondes peuvent briser les parois cellulaires de la couche d’aleurone de l’avoine, ce qui facilite l’extraction des polysaccharides. Wang Shangyu et al. [22] ont constaté qu’en utilisant la méthode micro-ondes, le taux d’extraction augmente avec l’augmentation de la puissance des micro-ondes, du rapport liquide/matière, de la température et du temps, mais que l’effet d’amélioration n’est pas évident au stade ultérieur. Grâce à l’optimisation du processus, il est déterminé que la puissance est de 640 W, le rapport liquid-to-material est de 1:15 (g/mL), la température est de 80 °C, le temps de micro-ondes est de 4 minutes, et le rendement de β-glucane est de 5,1%, ce qui est plus rapide et le rendement était plus élevé. Shen Ruiling et al. [23] ont utilisé un traitement micro-ondes intermittent, avec une puissance micro-ondes de 720 W, un pH de la solution de NaOH de 10, un rapport liquide/solide de 1:12 (g/mL) et un temps d’extraction total de 9 min, ce qui a augmenté le rendement en β-gluane d’avoine à 8,31%, une amélioration significative par rapport à la méthode précédente. Liang Qianqian et al. [24] ont ajouté un procédé ultrasonique au traitement par micro-ondes. La durée d’extraction était de 18 minutes et le rendement a été porté à 8,45 % dans des conditions de puissance micro-ondes de 639 W, de pH de 10 et d’un rapport matière-liquide de 1:36 (g/mL). Il s’agit d’une amélioration significative par rapport à l’extraction du β-glucane d’avoine par micro-ondes seulement. Par rapport à la méthode traditionnelle d’extraction de l’eau, la méthode d’extraction assistée par micro-ondes améliore non seulement le rendement de β-glucane, mais réduit également considérablement la consommation de temps. Cependant, parce qu’il est incontrôlable pendant le processus de micro-ondes, il peut affecter la solution et détruire le β-glucane d’avoine dans elle, réduisant ainsi le rendement de β-glucane.
1.4 extraction enzymatique
L’extraction enzymatique est une méthode qui utilise des enzymes pour décomposer et éliminer les impuretés dans la solution d’extraction pour extraire le β-glucane de la matière première. Dans le même temps, la destruction de la structure cellulaire du son d’avoine par l’enzyme conduit à un taux d’extraction plus élevé du β-glucane pendant le processus d’extraction post-fermentation. Neha et al. [25] [traduction]ont utilisé une méthode enzymatique et d’autres méthodes pour isoler le β-glucane. Une méthode enzymatique utilisant l’α-amylase et la protéase résistantes à la chaleur a permis d’obtenir un taux d’extraction de 86,7 %. Par rapport à la méthode alcaline et à la méthode à l’eau chaude, la méthode enzymatique a un rendement plus élevé de β-glucane d’avoine et une meilleure stabilité colloïdale. Aktas et al. [26] [en]ont constaté que l’extraction enzymatique augmentait la teneur en β-glucane soluble d’avoine, mais que des temps d’hydrolyse enzymatique plus longs et des dosages enzymatiques plus élevés étaient contre-productifs, probablement en raison de l’hydrolyse plus poussée du β-glucane d’avoine en glucose au cours de réactions prolongées [27].
Par rapport aux méthodes chimiques réactives, l’extraction enzymique est une méthode verte et douce avec de nombreux avantages: un rendement d’extraction plus élevé, une meilleure pureté, des produits d’extraction plus stables et plus sûrs, et l’extrait a des caractéristiques de dégradation inférieures. Par conséquent, l’utilisation d’enzymes biologiques pour l’extraction du β-glucane d’avoine a de bonnes perspectives d’application. Diverses hydrolases telles que la xylanase, la glucoamylase, l’α-amylase et la protéase ont été utilisées pour minimiser la présence d’un grand nombre d’impuretés dans le β-glucane extrait.
1.5 méthode ultrasonique
Patist et al. [28] [traduction]et Bhaskaraeharya et al. [29] [en]croient que l’énergie générée par la cavitation ultrasonique (explosion de bulles) endommage les parois cellulaires, améliorant ainsi la libération de composants cellulaires tels que les polysaccharides. Zhai Aihua et al. [30] ont constaté que le rendement du traitement aux ultrasons augmentait avec l’augmentation de la température et était optimal à 70 °C. Le rapport liquide/solide était de 1:15 (g/mL) et l’extraction ultrasonore a été effectuée deux fois pendant 18 minutes à chaque fois. Le rendement en β-glucane d’avoine était de 7,32 %. Li Mi-zuan et al. [31] ont combiné la méthode de l’eau chaude, la méthode ultrasonique et la méthode enzymatique. Dans un premier temps, l’avoine a été chauffée dans de l’eau chaude 75 ℃ pendant 4 h, puis la méthode ultrasonique a été utilisée avec une puissance de 400 W, une température de 50 ℃ et un temps d’extraction de 30 min.
Enfin, on a ajouté 1,5 % d’amylase pour l’hydrolyse enzymatique pendant 30 minutes. Le taux d’extraction du β-glucane était de 5,09 %. Cependant, il ressort de ce procédé que le processus d’extraction est compliqué et que le temps est long, mais que le rendement n’est pas mentionné comme ayant été grandement amélioré. Chen et al. [32] [traduction]ont étudié l’extraction assistée par ultrasons et l’extraction conventionnelle du β-glucane du son d’avoine dégraissée à différentes températures. Les résultats ont montré qu’à 70 °C, le rendement de β-glucane n’était pas très différent de celui de 20 °C. A 20 °C, le taux d’extraction β-glucane du prétraitement par extraction assistée par ultrasons était d’environ 37%. D’un point de vue économique, l’avantage d’utiliser une température plus basse est évident. Le temps de traitement aux ultrasons a deux effets opposés sur la vitesse d’extraction. Lorsque le temps de traitement ultrasonique ne dépasse pas 5,5 minutes, le rendement de β-glucane augmente de manière significative; Lorsque le temps de traitement ultrasonique dépasse 5,5 min, le rendement en β-glucane diminue, ce qui a un impact négatif sur le taux d’extraction du β-glucane [33].
Parmi les nombreuses méthodes utilisées pour extraire le β-glucane, l’extraction assistée par ultrasons présente l’avantage d’être plus efficace, plus rapide et plus simple, car elle réduit le temps. Cependant, le traitement ultrasonique à long terme est plus susceptible d’endommager les chaînes β-glucanes. Dans le même temps, l’extraction assistée par ultrasons nécessite des quantités relativement faibles de matières premières, et l’extraction de grandes quantités de matériaux peut entraîner de faibles taux d’extraction et une consommation d’énergie élevée.
1.6 Fermentation
La Fermentation est une ancienne méthode de traitement des aliments. Wu et al. [34] [traduction]ont utilisé des champignons filamenteux pour fermenter le son d’avoine afin d’améliorer le taux d’extraction. Aspergillus Niger et Rhizopus ont été utilisés pour fermenter le son d’avoine, respectivement. L’inoculum, le temps de fermentation et la température ont été utilisés comme variables. Dans les conditions optimales, les taux d’extraction du β-glucane étaient respectivement de 45,57 % et 51,10 %, soit environ trois fois plus qu’avant la fermentation. Wu Di et al. [35] ont sélectionné trois champignons, dont le parapluie jaune, pour fermenter l’avoine et extraire le β-glucane d’avoine.
Comparativement au β-glucane d’avoine non fermenté, la teneur en β-glucane d’avoine fermenté et en sucre total ont tous deux augmenté. Parmi eux, le rendement en β-glucane du parapluie jaune était le plus élevé, environ 289 mg/L. La température optimale de fermentation était de 28 ℃, le rapport liquide/matériau 1:20 (g/mL), le pH égal à 5, la fermentation pendant 48 h, et le degré d’influence sur le rendement augmente à son tour. Des études ont montré que lorsque la température augmente, le taux d’hydrolyse enzymatique des enzymes produites par la fermentation est plus rapide, ce qui rend le β-glucane plus extractible. Cependant, une température trop élevée peut entraîner une inactivation enzymatique et la mort bactérienne, réduisant ainsi le degré d’hydrolyse du son d’avoine et l’extractibilité du β-glucane [36]. Au début de la fermentation, la structure cellulaire du son d’avoine est détruite et l’extractibilité du β-glucane est augmentée [37]. À mesure que le temps de fermentation augmente, les enzymes produites par la fermentation peuvent surhydrolyser le β-glucane, ce qui entraîne à son tour une diminution de la production de β-glucane.
Comparée à la méthode traditionnelle d’extraction de l’eau, la méthode de fermentation a considérablement amélioré le rendement de β-glucane d’avoine et est plus rentable. Cependant, il est plus difficile de choisir une souche appropriée, demande beaucoup d’efforts et a un long temps de fermentation, ce qui rend le cycle global plus long.
1.7 autres
Outre les méthodes d’extraction courantes mentionnées ci-dessus, une attention particulière est accordée à la technologie d’extraction combinée. Kurek et al. [38] [traduction]ont utilisé des floculants naturels (chitosan, gomme de guar et gélatine) pour extraire et purifier le β-glucane de l’avoine. L’utilisation de floculants a relativement réduit la quantité totale d’extrait, mais a effectivement éliminé les impuretés telles que les protéines et les cendres, améliorant ainsi la pureté de l’extrait. Lorsque la concentration de chitosan était de 0,6%, le a la teneur en β-glucane la plus élevée, 79,0%. Wu Jia et al. [39] ont utilisé un cycle d’extraction à l’eau chaude, de congélation et de dégel pour extraire le β-glucane d’avoine. L’activité enzymatique endogène n’a pas été détruite. Après extraction à l’eau chaude (55 °C) pendant 2 h et concentration, le rendement en β-glucane a été augmenté de 1,5 % par congélation (-18 °C, 24 h) et décongélation (4 °C, 12 h) trois fois. Wang Chong et al. [40] ont utilisé une méthode ultrasonique d’une puissance de 300 W pendant 15 minutes, suivie d’un traitement à 300 MPa pendant 4 minutes. L’ensemble du processus a utilisé une méthode synergique d’ultra-haute pression et d’ondes ultrasoniques. Au cours du procédé d’extraction, le pH a été maintenu à 10 et le rapport liquide/solide était de 1:18 (g/mL). Le rendement de β-glucane était de 43,10 % supérieur à celui obtenu par la méthode ultrasonique et de 159,38 % supérieur à celui obtenu par la méthode d’extraction à l’eau (159,38 %).
Yoo et al. [41] [traduction]ont rompu avec la tradition d’utiliser des températures d’extraction inférieures à 100 °C et ont utilisé un procédé d’extraction sous-critique à haute température et haute pression. Le rendement en β-glucane d’avoine atteindait 6,98 % dans des conditions de température d’extraction de 200 °C, d’une durée de 10 minutes, d’un pH de 4,0 et d’une taille de particules de 425 à 850 μm. C’est une amélioration. Cependant, l’extraction prolongée à haute température et à haute pression exacerbera l’hydrolyse du β-glucane, entraînant une diminution du rendement et une augmentation des impuretés telles que le 5-hydroxyméthyl-2-furaldéhyde et le fructose. L’extraction sous-critique de l’eau est plus exigeante en termes d’équipement de préparation, et le β-glucane d’avoine obtenu n’est pas bon marché. Son application commerciale doit encore être évaluée. Les résultats complets de la recherche montrent que le procédé d’extraction synergique a un impact positif sur le rendement et la pureté par rapport au procédé d’extraction individuel, et il a obtenu des avantages significatifs en termes de temps et d’efficacité. Il vaut la peine de l’explorer davantage.
Selon les résultats actuels de la recherche, le processus d’extraction du β-glucane d’avoine doit prendre en compte différentes méthodes d’extraction en raison de ses propriétés physico-chimiques spéciales, afin d’optimiser l’effet d’extraction. Le tableau 1 compare différentes méthodes d’extraction du β-glucane d’avoine. Ces méthodes améliorent certaines des lacunes du procédé traditionnel d’extraction par des moyens physiques ou chimiques, et peuvent mieux retenir l’activité biologique du β-glucane de l’avoine. Outre le processus d’extraction, l’origine de l’avoine, la qualité de la variété et le processus de prétraitement influent également dans une certaine mesure sur le taux d’extraction finale et la pureté. Des recherches futures pourraient explorer des techniques d’extraction plus novatrices pour répondre à la demande croissante d’extraction et d’application efficaces du β-glucane d’avoine.
2 propriétés fonctionnelles de l’avoine β-glucane
2.1 propriétés physiques
Le bêta-glucanepossède d’excellentes propriétés physiques: il est hautement soluble dans l’eau [42], viscoélastique [43], rétention d’eau [44] [traduction]et gélifiant [45]. En particulier, il peut effectivement favoriser le pliage et la réticulation des protéines pour former une structure de réseau de gel plus uniforme, plus dense et plus stable [46]. Par conséquent, il peut être utilisé pour améliorer la force du gel ou la rétention d’eau des produits. Par exemple, He et al. [47] [traduction]ont constaté que l’ajout de bêta-glucane polysaccharide d’avoine peut améliorer considérablement les propriétés de texture, la force du gel et la rétention d’eau de l’échantillon de gel. La solution de β-glucane d’avoine présente une tendance à la baisse de la viscosité avec une augmentation du taux de cisaillement, et a un comportement rhéologiquement stable. Lorsque la concentration est de 2%, la solution a une viscosité relativement élevée, et lorsque la teneur est supérieure à cette concentration, elle présente une pseudoplasticité [48]; Cependant, certaines études ont révélé qu’une diminution du poids moléculaire du β-glucane de l’avoine entraîne une diminution de la viscosité, ce qui, à son tour, affecte négativement son activité physiologique [49]. Johansson et al. [50] [traduction]ont comparé le β-glucane d’avoine et le β-glucane d’orge à la même concentration, et ont montré que le β-glucane d’avoine a une viscosité plus élevée, ce qui peut être lié à sa structure. Cela montre que les caractéristiques structurelles du β-glucane d’avoine peuvent affecter ses propriétés physico-chimiques et biologiques telles que la solubilité et la viscosité. Comparé aux β-glucanes d’autres céréales, le β-glucane d’avoine a une plus grande viscosité. Le mécanisme d’activité physiologique du β-glucane de l’avoine et ses perspectives d’application doivent être étudiés plus en détails.
2.2 antioxydant
Dans des conditions physiologiques normales, les radicaux libres existent dans un équilibre dynamique constant entre la production et la clairance, et sont des sous-produits du corps ' S métabolisme. Cet équilibre est principalement maintenu par le système antioxydant. Lorsque le niveau d’un radical libre dépasse la limite normale, il va détruire l’équilibre dans le corps. Une inflammation Excessive épuisera les antioxydants et entraînera des dommages oxydatifs [51]. Cui et al. [52] [traduction]ont constaté que le β-glucane de l’avoine possède un certain degré de capacité antioxydante. Le β-glucane de l’avoine de poids moléculaire différent présente tous une capacité antioxydante. Le mécanisme d’action est d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes telles que la peroxydase de glutathion et l’activité du superoxyde, et améliore en même temps le corps et#39; S capacité à éliminer les radicaux libres et les anions superoxydes, améliorant ainsi efficacement le corps et#39; S capacité antioxydante [53].
Du et al. [54] [traduction]ont proposé ce qui suit:Poudre de β-glucane d’avoineA la capacité de récupérer les radicaux libres et de réduire l’inflammation, et a un effet protecteur important sur la peroxydation sévère des lipides induite par l’oxydation dans le sang ou le plasma. Jacek et al. [55] [traduction]ont constaté que dans la colite chez le rat induite par les LPS, les rats recevant du β-glucane d’avoine présentaient une activité antioxydante dans le foie et les tissus gastriques, en particulier dans la forme du β-glucane de faible poids moléculaire. Kopiasz et al. [56] [traduction]sont arrivés à des conclusions similaires dans une expérience chez le rat induite par l’acide trinitrobenzènesulfonique (TNBS), constatant que le bêta-glucan d’avoine avait un effet antioxydant indirect sur les rats atteints de colite. Cela le rend particulièrement adapté à des fins thérapeutiques ou protectrices.
2.3 protection intestinale
La communauté microbienne de l’hôte offre une protection importante contre divers facteurs externes défavorables. Des essais cliniques ont confirmé que la flore bactérienne de l’estomac et des intestins a un effet significatif sur une variété de conditions pathologiques [57]. Le bêta-glucane d’avoine, en tant que fibre alimentaire ayant un potentiel prébiotique, a un effet bénéfique potentiel sur la santé de la fonction intestinale [58]. L’avoine β-glucane peut former un réseau semblable à un gel dans le corps, modifiant la viscosité des fluides gastriques et intestinaux. Ses effets positifs sur l’estomac et les intestins peuvent également être liés à sa capacité à modifier la microflore intestinale et la croissance de micro-organismes bénéfiques [59].
Ma et al. [60] [traduction]ont constaté que le β-glucan de l’avoine régule la composition et la structure de la microflore intestinale, augmentant ainsi l’abondance de bactéries bénéfiques comme le Lactobacillus, le Prevotella, le Peptostreptococcus et le bacille, ce qui protège la fonction intestinale. Et ainsi protéger la fonction intestinale. Wang et al. [61] [traduction]ont également confirmé l’effet du β-glucane de l’avoine sur l’augmentation de la diversité de la flore intestinale et la régulation de sa composition. Wu et al. [62] [traduction]ont montré que le β-glucane de l’avoine peut augmenter l’expression des gènes liés à la barrière intestinale en augmentant la production d’acides gras à chaîne courte. Ces résultats, comme le montre le tableau 2, indiquent que le β-glucan de l’avoine a un effet régulateur sur la flore intestinale et les métabolites connexes, inhibe l’inflammation et aide à prévenir et à améliorer les maladies intestinales. D’autres recherches sont nécessaires pour comprendre les interactions du microbiote sous l’influence du β-glucane de l’avoine.
3 Application de β-glucane d’avoine dans les produits aquatiques
3.1 Application en aquaculture
Le bêta-glucane est l’un des stimulants immunitaires naturels les plus utilisés en aquaculture [63]. En tant que fibre alimentaire avec un potentiel prébiotique, le bêta-glucane a un effet potentiel de promotion de la santé sur la fonction intestinale [64]. En tant que prébiotique avec des propriétés immunitaires innées améliorées, il favorise une meilleure croissance et une tolérance au stress au niveau de la cytokine, et améliore la survie [65,66]. Par conséquent, le β-glucane est un ingrédient fonctionnel précieux qui est largement utilisé dans aquafeed [67]. Le β-glucane de l’avoine a également des effets immunomodulateurs, qui ont été démontrés dans plusieurs modèles animaux [68,69]. Udayangani et al. [68] [traduction]ont dissous le β-glucan d’avoine dans de l’eau pure contenant un émulsifiant et ont sonicé le β-glucan d’avoine à l’échelle nanométrique, qui a été utilisé pour nourrir les larves de poissons zébrés. Les résultats ont montré qu’il pourrait effectivement augmenter le taux de survie des larves de zèbre et augmenter la résistance aux maladies des larves de zèbre.
Il a également été démontré que le β-glucane de l’avoine nano-échelle peut être suspendu dans l’eau pendant une longue période et n’est pas sujet à l’agglomération, ce qui est bénéfique pour l’ajouter à l’alimentation. Les résultats quantitatifs de la PCR fluorescente en temps réel ont montré que la fonction immunomodulatrice du β-glucan d’avoine nanométrique augmentait avec l’augmentation de la concentration, et que les gènes de la fonction immunitaire, y compris le TNF-β, l’il-1β, la β-defensine, le lysozyme, l’il 10, l’il 12 et le C-Rel, avaient l’expression la plus élevée à une concentration de 500 mg /mL. En résumé, le β-glucan de l’avoine présente une non-toxicité et d’excellents effets protecteurs dans l’intestin des poissons, a une forte résistance aux maladies et est un stimulant immunitaire potentiel pour les alevins. Cependant, il y a eu peu d’études sur les propriétés immunomodulatrices du β-glucane de l’avoine chez les animaux aquatiques, et les connaissances pertinentes sont incomplètes. D’autres recherches sont nécessaires.
Priscila et al. [70] [traduction]ont utilisé la technologie de séchage par pulvérisation pour microencapsuler le β-glucane d’avoine afin d’améliorer le taux de survie de Bacillus subtilis pendant l’entreposage et l’exposition à des conditions défavorables. Des expériences de caractérisation de cellules microencapsulées ont été réalisées, et les cellules ont été stockées à différentes températures en les exposant à du suc gastrique simulé pendant 90 jours. La caractérisation comprenait une analyse de l’efficacité, de la morphologie, de l’humidité, de l’activité de l’eau, de l’hygroscopicité, de la taille des particules et du potentiel zêta. La taille des particules de la microcapsule était de 1,5 μm, avec un taux d’encapsulation de 77,9 %. La viabilité des cellules microencapsulées traitées était de 8,4 log ufc /mL, tandis que celle des cellules libres était de 7,6 log ufc /mL. Après 90 jours d’entreposage, seules les cellules microencapsulées ont maintenu une viabilité supérieure à 6 log ufc /mL. La technologie de séchage par pulvérisation combinée à l’ajout de bêta-glucane d’avoine peut protéger efficacement Bacillus subtilis.
En solution aqueuse, le β-glucane forme une matrice visqueuse en raison de sa bonne viscosité, qui aide à enrober les matériaux ou les cellules biologiques et ainsi former une membrane. L’avoine β-glucane a d’excellentes propriétés prébiotiques qui peuvent favoriser la croissance des probiotiques, et le processus de microencapsulation peut protéger efficacement les probiotiques. L’utilisation du β-glucane comme matériau de paroi pour les microcapsules, avec ses excellentes propriétés physiques et chimiques et ses riches propriétés nutritionnelles, offre une bonne protection pour son utilisation dans l’alimentation des poissons et a un potentiel d’application important.
À l’heure actuelle, la levure β-glucane est largement étudiée chez les animaux aquatiques comme les poissons, les crevettes et les mollusques, tandis que le β-glucane de l’avoine a peu d’applications. Cela peut s’expliquer par le fait que les caractéristiques d’extraction et de structure du β-glucane de l’avoine n’ont pas encore été étudiées à fond et que le coût est relativement élevé. Cependant, le β-glucane de l’avoine a un faible poids moléculaire, une densité de branche élevée, une forte activité biologique et une meilleure capacité de pénétration et d’absorption. Comparé à la levure β-glucane, l’avoine β-glucane a une meilleure solubilité dans l’eau. L’application du β-glucane de l’avoine chez les animaux aquatiques doit encore être analysée et discutée. Dans le même temps, une exploration plus approfondie des points communs et des différences dans la structure, les méthodes de connexion, et les fonctions des β-glucanes de différentes sources d’espèces améliorera non seulement les gens et#39; S compréhension des β-glucanes connaissance des β-glucanes, mais aussi promouvoir le développement et l’utilisation d’une variété de ressources et d’ingrédients fonctionnels.
3.2 Application dans les aliments aquatiques
Au cours des dernières années, l’intérêt pour l’application de l’avoine dans l’alimentation s’est accru. De nombreuses littératures ont montré que l’avoine β-glucane offre de nombreux avantages tels que la régulation de la santé gastro-intestinale et l’amélioration de l’immunité. La demande de produits d’avoine augmente rapidement dans le monde entier, et il existe encore un potentiel considérable pour l’utilisation du β-glucane d’avoine dans l’industrie alimentaire. Le β-glucan d’avoine a une bonne stabilité d’émulsion, une bonne rétention d’eau, une bonne capacité de gélification et une bonne capacité en eau de liaison [44, 71], et peut remplacer l’huile dans une certaine mesure dans la cuisson sans affecter négativement ses propriétés physiques et sa qualité sensorielle, offrant la possibilité d’appliquer davantage de β-glucan d’avoine dans les aliments aquatiques.
Le β-glucan de l’avoine peut favoriser le développement des protéines et la rétilisation, formant une structure de réseau de gel plus uniforme et plus dense, qui à son tour permet à plus d’eau d’être piégée dans la structure de réseau et fixée [46,72,73]. He et al. [74] [traduction]ont incorporé du β-glucane d’avoine au surimi de poisson blanc et ont constaté qu’à une addition de 1,0% de β-glucane d’avoine, les propriétés du surimi de poisson blanc sur le gel étaient considérablement améliorées, et la structure du réseau de gel du surimi de poisson était également la plus compacte et la plus ordonnées. La perte de cuisson de la structure du réseau de gel de surimi de poisson a été minimisée lorsque 1,0% de β-glucane d’avoine a été ajouté, et la proportion d’eau immobile a également été maximisée. Ceci est également lié au fait que le β-glucane de l’avoine lui-même a un certain degré d’hydrophilie.
Cette constatation est similaire aux résultats obtenus lors d’expériences antérieures sur les produits à base de porc et de poulet. Cependant, la quantité de bêta-glucane d’avoine ajoutée n’est pas plus grande, mieux c’est. Comme la teneur en bêta-glucane d’avoine continue d’augmenter, les propriétés gel du surimi diminuent rapidement. Le mécanisme sous-jacent doit être étudié plus avant. Par rapport au groupe témoin, en raison du processus d’extraction différent, une partie du β-glucane d’avoine est de couleur jaune, ce qui affectera la couleur de l’additif. Par conséquent, ce facteur doit être pris en compte lors de l’extraction du β-glucane d’avoine. En outre, il convient également à une application dans les produits alimentaires aquatiques prépréparés actuels afin d’améliorer la qualité des produits aquatiques. Des études de Mohsen et al. [75] [traduction]et Sarteshnizi et al. [44] ont montré que le fait d’ajouter une petite quantité de β-glucane d’avoine aux produits aquatiques peut réduire la perte d’eau dans la viande et maintenir une texture plus tendre.
He et al. [47] ont étudié l’effet du traitement par ultrasons combiné au bêta-glucan d’avoine sur la force du gel du surimi. Les résultats ont montré qu’à une fréquence ultrasonique de 25 kHz et une intensité de 75,60 W/cm2, l’effet du bêta-glucane d’avoine sur l’amélioration de la texture, la force du gel et la rétention d’eau du surimi était meilleur que celui sans traitement ultrasonique, et la couleur du surimi était plus blanche, ce qui indique que le traitement ultrasonique combiné avec le bêta-glucane d’avoine peut effectivement améliorer la qualité du surimi.
Il a été démontré que le β-glucane de l’avoine possède des propriétés antioxydantes [76], qui peuvent réduire les dommages oxydatifs aux produits aquatiques et prolonger la durée de conservation. Sa large application dans les produits de porc et de poulet confirme également son importance dans l’industrie des produits carnés. Le tableau 3 donne un aperçu de l’application actuelle du β-glucane de l’avoine dans les produits aquatiques. À l’heure actuelle, il y a relativement peu de recherches sur l’utilisation du β-glucane de l’avoine dans les aliments aquatiques. En combinant les propriétés fonctionnelles du β-glucane d’avoine avec les résultats actuels de certaines de ses applications dans les aliments aquatiques, il est évident qu’il a un très bon effet sur l’amélioration de la qualité des produits aquatiques. Par conséquent, à l’avenir, il est nécessaire de mener une recherche approfondie sur les effets et les mécanismes d’application du β-glucane d’avoine dans divers aliments aquatiques afin d’améliorer la qualité des aliments aquatiques et également de promouvoir le développement et l’utilisation du β-glucane d’avoine.
4 résumé et perspectives
Le β-glucane d’avoine est une fibre alimentaire soluble avec des avantages évidents pour la santé. Il a également d’excellentes valeurs nutritionnelles, économiques et médicales, et peut être largement utilisé dans les aliments fonctionnels et le domaine biomédical. Il a été isolé et purifié à partir de l’avoine et de ses sous-produits (comme le son), et est utilisé dans la production et le traitement de divers aliments. Par conséquent, le β-glucane d’avoine est devenu l’une des matières premières ou des ingrédients alimentaires les plus recherchés dans l’industrie des aliments de santé.
(1) (1) Bien que de nombreuses études se soient concentrées sur l’amélioration du taux d’extraction et de la pureté du β-glucane d’avoine, la préparation à grande échelle n’est toujours pas possible en raison de problèmes de traitement. L’absence d’un procédé d’extraction et d’épuration adapté à la production industrielle, à la fois rentable et de haute qualité reste le principal facteur limitant le développement industriel du β-glucane d’avoine. Dans le même temps, il est également crucial de trouver de nouvelles techniques d’extraction et de purification et d’explorer la large application du β-glucane d’avoine dans les produits aquatiques, y compris surmonter les difficultés actuelles de processus, améliorer l’efficacité de la production et assurer la qualité du produit.
(2) de plus, il y a eu de nombreuses études sur le bêta-glucane de l’avoine, mais peu d’entre elles ont été menées en aquaculture. D’autres recherches sont nécessaires pour comprendre les avantages de l’avoine bêta-gluane en aquaculture, pour explorer ses effets antioxydants, anti-inflammatoires et antibactériens en aquaculture, et pour étudier et expliquer son mécanisme d’action spécifique sur la performance de croissance des animaux aquatiques et ses effets sur de multiples tissus et organes du corps. Il est également nécessaire d’étudier davantage l’environnement écologique aquatique pour s’assurer que l’application de β-glucane d’avoine est bénéfique pour les petits animaux sans avoir d’effets négatifs sur l’écosystème aquatique.
(3) l’utilisation de produits contenant du β-glucane d’avoine a de grandes perspectives. Au cours des dernières années, le β-glucane est devenu de plus en plus populaire en raison de ses avantages prouvés pour la santé, et est largement utilisé, par exemple, dans les produits laitiers, les produits de boulangerie et la viande. À l’avenir, l’application du β-glucane d’avoine dans les repas préparés devrait être explorée en combinaison avec ses caractéristiques, afin d’améliorer le goût et la texture des repas préparés et d’améliorer la valeur nutritive des plats. Le développement novateur de produits de repas préparés avec fonctionnalité et délicatesse offrira aux consommateurs des options alimentaires plus saines et répondra à la demande du marché pour des aliments sains.
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