Quelle est l’utilisation du bêta-carotène dans l’alimentation animale?

With Le conseil des ministresrapid development De laanimal husbandry Et en plusthe gradual expansiSur leDe laruminant farming, consumers are paying more attentiSur leÀ propos dethe productiSur leDe lahigh-La qualitéanimal products, the nutritional value De lathe products, Et en plusthe impact Sur letheir health [1] [traduction]. In recent years, the expanded use De laconcentrated feed resources hEn tant quenot only placed a huge stradansSur lethe environment, but also increased the safety risks De laanimal Produits produitsdue À propos dethe excessive use De lafeed additives. As a sustainable development strategy, expanding the use De laroughage is an effective means. However, to achieve this goal, it is necessary to explore Et en plusbetter utilize its potential fonctionnelresources, thereby enhancing the nutritional value De laroughage. Green forage is an important source De lafeed pourruminants. It is rich dansplant photosynthetic pigments, such as chlorophyll Et en plusβ-carotène. After animals eÀ propos deit, these pigments can affect the nutritional metabolism De laruminants Et en plusthe quality De laanimal Produits produits[2-3].

Le bêta-carotène est l’un des pigments photosynthétiques les plus importants dans les plantes et est largement présent dans la nature [4]. Il a de fortes propriétés antioxydantes, peut éliminer les radicaux libres dans le corps, réduire la productiSur lede produits d’oxydatiSur ledes lipides, et a un effet positif sur la santé animale [5]. C’est également la principale matière première pour les ruminants pour synthétiser la vitamine A [6], et peut répondre aux besoins en vitamine A des bovins et des moutons [7]. De plus, le β-carotène joue un rôle important dans la différenciation cellulaire, la croissance, l’expression des gènes et la fonction immunitaire chez les ruminants [8]. Le β-carotène se trouve principalement dans le foie des ruminants, où il est converti et stocké [9], et sa teneur chez les bovins est significativement plus élevée que chez les chèvres et les moutons [10] [traduction]. Une étude A révélé qu’après avoir reçu pendant 105 jours un régime basé sur les pâturages tempérés puis passé à un régime basé sur les céréales, la teneur sérique en β-carotène A diminué de 20,1 μg/mL à 0, ce qui indique que la teneur en β-carotène de l’alimentation et les conditions d’alimentation influent sur la teneur sérique en β-carotène [11] [traduction].

De plus, certaines études ont montré que la teneur en β-carotène dans le sérum animal est également influencée par la saison et le sexe [12-13]. Le β-carotène a non seulement pour effet d’améliorer le corps et#39; L limmunité et capacité de reproduction [14], mais est également l’un des additifs alimentaires importants [15]. Lorsqu’il est utilisé comme additif, il influe dans une certaine mesure sur le coût de l’alimentation et la valeur des produits animaux [16]. Par conséquent, il est nécessaire d’utiliser pleinement les ressources naturelles en β-carotène dans le fourrage fourrage fourrage vert efficacement, et ainsi réguler le corps animal et produire des produits animaux de haute qualité.

In summary, this paper focuses on the β-carotèneresources dansgreen forage, Et en plusreviews the dynamic changes, influencing factors, Et en pluseffects on the ruminant body Et en plusproducts De lathe β-carotèneContenu du sitedanspasture, combined avecthe current research progress at home Et en plusabroad.

1. Métabolisme et absorption du β-carotène chez les ruminants

Les Ruminants peuvent obtenir du β-carotène en mangeant du fourrage vert. Après que le β-carotène entre dans l’animal &#Dans le corps, il réagit avec les enzymes digestives du tractus gastro-intestinaleet est séparé des complexes protéiques. Lorsqu’il traverse le duodénum, il forme des microparticules de chyle avec d’autres substances lipidiques sous l’émulsification de la La bileet est finalement absorbé par les cellules épithéliales de la petite muqueuse intestinale [17] [traduction]. Le β-carotène absorbé est immédiatement transféré sur un côté des cellules épithéliales intestinales, où il est converti en vitamine A par une réaction de clivage symétrique sous l’action des enzymes, répondant ainsi aux besoins du corps animal [18-19].

De plus, le β-carotène ingéré par le foie est stocké dans le foie ou sécrété en lipoprotéines de très faible densité, et le β-carotène lié aux protéines est repris et stocké dans les tissus extrahépatiques [20] [en]. Le métabolisme, l’absorption et la distribution du β-carotène chez les ruminants sont également affectés par les espèces animales [21] [en]. Par exemple, chez les bovins, la majeure partie du β-carotène se trouve dans le sérum et les tissus adipeux, tandis que chez les moutons et les chèvres, il est plus stocké dans le foie [22] [en]. Il a été rapporté qu’un excès de β-carotène peut affecter l’absorption du phosphore, entravant ainsi le métabolisme osseux normal et la minéralisation [23]. La phosphatase alcaline sérique (AKP) est l’une des enzymes importantes pour le diagnostic clinique [24]. L’administration orale de fortes doses de β-carotène aux vaches laitières peut interférer avec le métabolisme normal de l’akp [25].

De nombreux facteurs influent sur l’absorption du β-carotène chez les ruminants. En raison de la nature liposoluble du β-carotène, la teneur en matières grasses de l’aliment affecte son absorption. Il a été constaté que la teneur en acide oléique chez les bovins est positivement corrélée avec la teneur en β-carotène [26]. L’ajout d’acides gras libres à la solution de perfusion peut considérablement favoriser l’absorption du β-carotène [27]. Lee et al. [28] ont montré qu’un manque de vitamine a peut entraîner une augmentation du taux d’absorption du β-carotène, et que les sels biliaires chez les animaux peuvent également influer indirectement sur l’absorption du β-carotène [29]. De plus, les niveaux de nutriments tels que les fibres et les protéines dans les aliments peuvent également influer sur leur absorption [30]. En raison de la composition complexe des microorganismes du rumenet des nombreux facteurs qui influent sur le mécanisme du métabolisme des nutriments, des recherches supplémentaires sont nécessaires sur l’absorption du β-carotène.

2. L’effet du β-carotène sur les ruminants

2.1. L’effet du β-carotène sur le rumen des ruminants

Le rumen est un organe digestif important des ruminants, et sa fonction affecte directement l’animal' S métabolisme physiologique. Certaines études ont montré que le β-carotène peut favoriser la croissance des bactéries cellulolytiques dans le rumen des ruminants, favorisant ainsi l’absorption des acides gras dans le rumen [31]. Une fois que les ruminants ingèrent du β-carotène, non seulement il peut réduire efficacement la teneur en azote ammoniacal volatil dans le liquide du rumen, mais il peut également augmenter la teneur en protéines microbiennes [32].

Liu Liling et al. [33] ont étudié en détail les effets du β-carotène sur l’environnement du rumen. Leurs résultats ont montré que le pH Hdu rumen n’était pas affecté par l’ajout de β-carotène, mais que la quantité de β-carotène ajoutée augmentait, la teneur en protéines microbiennes dans le rumen diminuait, et la teneur totale en acides gras volatils augmentait significativement. Bien que le rapport ci-dessus clarifie à peu près la relation entre l’environnement du rumen et le β-carotène, son mécanisme d’action et certains facteurs d’influence ne sont pas encore clairs. Par exemple, les effets interactifs des différents milieux du rumen et des différentes teneurs en β-carotène sur l’environnement du rumen doivent être étudiés plus en détail.

2.2 effet du β-carotène sur la capacité antioxydante des ruminants

Le β-carotène est un antioxydant efficace qui peut empêcher efficacement la photo-oxydation et l’oxydation des lipides [34]. Le système antioxydant chez les ruminants se compose d’agents de réaction en chaîne et d’enzymes antioxydantes. Les indicateurs qui peuvent refléter la capacité antioxydante sont la superoxyde dismutase (SOD), la catalase (CAT), l’activité de glutathion peroxydase (GSH-Px) et la capacité antioxydante totale (T-AOC).

Studies have shown that supplementation of β-carotènedansthe diet De laruminants significantly Les augmentationsthe levels De lathese substances dansserum [35]. Although some reports have shown that the antioxydantcapacity De lathe body increases avecincreasing β-carotènesupplementation, negative results have been observed at higher doses [36]. Therefore, further research is needed to determine the more effective β-carotènesupplementation dose. In ruminants, β-carotèneis converted Dans leLa vitamineA. Zhang et al. [37] revealed the role De laβ-carotèneEt en plusVitamine Adansantioxidant properties. The experiment showed that β-carotene itself had a direct effeton the antioxidant properties De laLe bœufserum, Et en plusits metabolite La vitamineA had little effeton antioxidant properties.

2.3 effet du β-carotène sur les performances reproductives des ruminants

Des études ont montré que l’ajout d’une quantité appropriée deβ-carotene to the feed De laProduits laitierscows can not only increase its blood content, enhance the function of lymphocytes Et en plusphagocytes Et en plusthus improve disease resistance, effectively reduce the incidence of retained afterbirth, metritis Et en plusmastitis [38], but also increase the mating Taux deEt en pluspregnancy rate [39-40]; Some studies have confirmed that the time of placental shedding in Produits laitierscows is correlated with the β-carotene content in the feed [41]; De Ondarza et al. [42] showed that feeding β-carotene to cows fOu biena long time is more conducive to improving their reproductive rate. Beta-carotene not only effectively promotes sperm synthesis, but also améliorethe density Et en plusquality of ruminant sperm [43]. Adding an appropriate amount of β-carotene to dairy cows in the late stages of pregnancy can shorten the time it takes for the uterus to heal Et en plusgreatly reduce the chance of early miscarriage [44]. Studies have shown that β-carotene can stimulate the production of progesterone Et en pluspromote estrus in dairy cows [45], while also increasing the success rate of fertilization [46].

Li Ziyan et al. [47] compared the amount De bêta-carotèneadded, and the results showed that adding 400 mg/(head·d) beta-carotene can significantly shorten the time to the first estrus after calving and reduce the incidence of mastitis. Zhou Guiyun et al. [48] and Liu Huifang et al. [49] showed that adding 300 mg / (head · d) β-carotene can significantly reduce the incidence of ovarian cysts and mastitis. Zhang Junli et al. [50] showed that adding 300 mg/(head·d) β-carotene can effectively increase the conception rate of dairy cows. Ma Jifeng et al. [51] found that adding 200–300 mg/(head·d) β-carotene to dairy cows after calving can effectively increase the mating rate. In the studies listed above, under différentfeed rations, different ages of cows and different feeding conditions, the optimal amount of β-carotene added is 200–400 mg/(head·d).

Li Qiufeng et al. [52] ont étudié en détail l’effet du β-carotène sur la performance de reproduction des taureaux, et ont montré qu’après avoir ajouté une quantité appropriée de β-carotène à la nourriture, il peut effectivement améliorer la vitalité du sperme frais, la densité du sperme, la viabilité post-congélation, le taux d’intégrité acrosomique et réduire le taux de déformation du sperme. Liu Ruxiang et al. [53] ont signalé que l’ajout d’une dose plus élevée de β-carotène dans les aliments influait sur le volume d’éjaculat des taureaux, mais à une dose de 100 mg/kg, aucune différence n’a été observée. Des études ont montré qu’il existe une corrélation négative entre la teneur en testostérone du sperme et le taux de malformation du sperme [54]. En été, les températures élevées peuvent provoquer la suppression de l’axe hypothalamo-hypophyse-testiculaire des ruminants, entraînant une diminution de la sécrétion sérique de testostérone. Une autre étude de Li Qiufeng et al. [55] a confirmé que le β-carotène peut effectivement augmenter la teneur en testostérone sérique et séminale, ce qui montre une fois de plus que le β-carotène a un effet positif sur la performance de reproduction des taureaux.

2.4 effet du β-carotène sur les performances de production des ruminants

β-carotene is poorly water-soluble and unstable, and its structure is prone to breakage after being stimulated by light and heat, which limits its effective application in the production of ruminant products [56]. Nevertheless, β-carotene also has a certain positive effect on the production performance of ruminants. Beta-carotene can act on mammary gland cells and improve their lactation ability. Therefore, adding beta-carotene to the feed of postpartum dairy cows can significantly increase milk production and improve milk quality [57]. In addition, it has been reported that adding 900 mg / (head · d) β-carotene to the feed can significantly increase milk production, and the milk Matières grassesand protein content can also be significantly improved [58]. Because β-carotene can promote the immune response of cytokines and induce lymphocyte proliferation, it is very effective in reducing the somatic cell count (SCC) in milk [59]. Some experiments have shown that adding 300 mg / (head · d) β-carotene to the feed can significantly reduce the somatic cell count in milk and further improve milk quality [60].

Li Xinhua [61] a testé l’effet du β-carotène sur la qualité de la viande et a constaté que l’ajout de 1 200 mg/(tête ·d) de β-carotène réduit significativement la brillance jaunâtre (b*) (L*) et la rougeur (a*) de la viande, indiquant que le β-carotène peut exercer un effet antioxydant, améliorer la saturation de la couleur de la viande, améliorant ainsi la qualité de la viande. Jin Qing et al. [62] ont montré que l’apport de β-carotène dans les aliments peut améliorer le taux d’abattage et le rendement net en viande des bovins de boucherie, mais n’a aucun effet significatif sur les indicateurs de la qualité des carcasses. Une fois le β-carotène absorbé dans l’intestin grêle des ruminants, une partie est convertie en vitamine A, tandis que le reste est transporté au foie pour le stockage [63]. La teneur en vitamine A de l’aliment est un facteur important qui influe sur la formation de la marbrure de bœuf [64]. Bien que complétant le β-carotène dans l’animal&#La vitamine A synthétisée chez l’animal favorise la distribution de la graisse sous-cutanée stockée dans les muscles [65-66]. Les résultats ci-dessus montrent que la vitamine A, qui est synthétisée à partir du β-carotène, A un effet limité sur les ruminants. Cette vitamine A peut favoriser le métabolisme des bovins de boucherie et compléter le body' S a besoin [7], mais il ne suffit pas d’influer sur la formation de marbrure chez les bovins de boucherie.

3. Changements dans la teneur en β-carotène dans les fourrages verts et les aliments pour animaux et leur application

3.1 changements dans la teneur et la conservation du β-carotène dans les fourrages verts et les ensilages

Le β-carotène est largement présent dans les pâturages, et son contenu est influencé par la fertilisation, le stade de récolte et les espèces de pâturage. La teneur en β-carotène est significativement plus élevée dans des conditions de fertilisation azotée élevée, et une teneur plus élevée en β-carotène peut également être obtenue par une récolte précoce [67]. Après le flétrissement naturel, son contenu diminuera également considérablement [68]. La teneur en β-carotène des légumineuses est généralement plus élevée que celle du fourrage [69]. Le β-carotène s’oxyde plus facilement après la coupe des plantes [70]. Une fois l’herbe récoltée et préparée en foin, 80% à 90% du β-carotène est perdu [71]. Dans des circonstances normales, après l’ensilage de l’herbe, la perte de β-carotène est de 40% à 60%, et sila qualité d’ensilage est bonne, la perte peut être inférieure à 20% [72].

Lv et al. [73] ont montré que la perte de β-carotène après l’ensilage du ray-grass italien était inférieure à 10%. Certaines études ont également étudié l’effet des additifs sur la conservation du β-carotène [73-74]. Les résultats de Lv et al. [73] ont montré que l’ajout de bactéries lactiques à l’ivraie italien ensilé peut mieux préserver le β-carotène (le pH de l’ivraie italien ensilé est de 3,9), tandis que Liu Qinhua et al. [74] ont constaté que l’ajout de bactéries lactiques ayant une forte capacité de fermentation à l’ivraie d’éléphant peut accélérer la perte de β-carotène (le pH de l’ensilage d’éléphant est de 5,4). Les différences ci-dessus peuvent être dues aux différentes espèces fourragères et aux différentes températures d’entreposage (25 et 15 °C, respectivement) ou au pH.

N ° de catalogue° de catalogue ller et al. [75] ont montré qu’il y avait une certaine corrélation entre la teneur en β-carotène et la teneur en acide lactique dans la fétuque après l’ensilage (pH 5,16), et une teneur élevée en acide lactique est plus susceptible de causer la décomposition du β-carotène. Lindqvist et al. [76] ont signalé que le taux de décomposition du β-carotène dans l’herbe ensilée est influencé par l’environnement d’ensilage et les additifs acides. En outre, la préservation du β-carotène est également affectée par la combinaison de fourrage, par exemple, un mélange de timothée et de trèfle peut plus efficacement préserver le β-carotène. En outre, certaines études ont observé l’effet de différentes durées d’ensilage sur la teneur en β-carotène. Par exemple, Liu Qinhua et al. [74] ont constaté que l’effet de conservation de l’ensilage de l’herbe à éléphant pendant 35 ou 70 jours était significativement meilleur que celui du Kala [77] conservé pendant 180 jours. On voit que le stockage à court terme a un meilleur effet sur la conservation du β-carotène.

3.2 teneur en β-carotène dans l’alimentation animale des ruminants

Bien qu’un grand nombre d’études aient exploré la quantité de β-carotène ajoutée, il y a eu relativement peu d’études sur le rôle du β-carotène dans les aliments pour animaux. Zhang et al. [37] ont testé la teneur en β-carotène d’une ration alimentaire de base et ont constaté qu’elle était d’environ 34 μg/g DM. En calculant à partir de l’apport alimentaire, un boeuf de boucherie de 500 kg consomme environ 500 mg de β-carotène de la ration alimentaire chaque jour.

Dans de nombreuses expériences sur des ruminants en captivité, le fourrage est généralement composé de foin et d’ensilage. Comme décrit ci-dessus, le taux de perte de β-carotène dans l’herbe d’ensilage est de 40% à 60% [72], et il est aussi élevé que 90% [71] dans le foin, ce qui réduit considérablement l’animal et#39; S de β-carotène. Par conséquent, l’alimentation des ruminants en herbe ou en pâturage peut compléter plus efficacement le β-carotène. Nous avons comparé la teneur en β-carotène de certains fourrages grossiers courants. La teneur en ivraie italienne fraîche varie de 60 à 230 μg/g DN ° de catalogue(selon l’étape de récolte et la quantité de vinaigreuse) [67]. La teneur d’un mélange de trèfle blanc et d’herbe à timothy après la récolte est d’environ 56,2 μg/g DN ° de catalogue[76]. Le trèfle rouge mélangé à de l’oryza sativa contenait environ 35,6 μg/g DN ° de catalogue(sans habillage) [76], la luzerne en contenait 179 à 211 μg/g DN ° de catalogue[78], l’herbe à éléphant en contenait environ 450 μg/g DN ° de catalogue[74]. Les données ci-dessus montrent clairement que l’alimentation des ruminants avec un fourrage à forte teneur en β-carotène peut remplacer efficacement les préparations de β-carotène. En outre, la teneur en β-carotène du fourrage tropical est beaucoup plus élevée que celle des autres fourrages, ce qui offre également des conditions favorables à l’élevage sain des ruminants dans les zones tropicales.

4 résumé

Beta-carotene is widely distributed in nature, and the gradual maturity of industrial production technology has accelerated its application in the field of ruminant nutrition. This article summarizes the research on the dynamic changes in the content of beta-carotene in pasture and the effects on the metabolism of ruminant animals. fourrageis an important source of feed for ruminants. Exploring the law of variation in the content of β-carotene in forage, its preservation mechanism and potential associations with other nutrients will help improve forage production technology, thereby producing high-quality forage or silage products with high β-carotene content, while also promoting the utilization of roughage.

In a large number of studies on the effects of β-carotene on ruminants, we found that the effects of different β-carotene powder additions on the production performance and reproductive performance of ruminants vary greatly under different animal breeds, feeding conditions and stages of production. China is a vast country, and regional differences have led to differences in the feeding methods and Régimes alimentairesof ruminants. Therefore, in future research, it is necessary to further explore a more reasonable and efficient dosage of β-carotene in the diet of ruminants, and to explore in depth the comprehensive effects of β-carotene on the metabolism of ruminant bodies, meat quality, dairy product quality, etc.

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