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

Avec le développement rapide de l’élevage et l’expansiSur leprogressive de l’élevage de ruminants, les consommateurs accordent une plus grande attentiSur leà la productiSur lede produits animaux de haute qualité, à la valeur nutritive des produits et à leur impact sur leur santé [1] [traduction]. Au cours des dernières années, l’utilisatiSur leaccrue de ressources alimentaires concentrées a nSur leseulement imposé une pressiSur leénorme sur l’environnement, mais a également augmenté les risques pour la sécurité des produits animaux en raisSur lede l’utilisation excessive d’additifs alimentaires. En tant que stratégie de développement durable, l’expansion de l’utilisation du fourrage grossier est un moyen efficace. Cependant, pour atteindre cet objectif, il est nécessaire d’explorer et de mieux utiliser ses ressources fonctionnelles potentielles, améliorant ainsi la valeur nutritive du fourrage fourré. Le fourrage vert est une source importante d’aliments pour les ruminants. Il est riche en pigments photosynthétiques végétaux, tels que la chlorophylle et le β-carotène. Après la consommation par les animaux, ces pigments peuvent affecter le métabolisme nutritionnel des ruminants et la qualité des produits animaux [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 production de produits d’oxydation des 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.

En résumé, cet article se concentre sur les ressources en β-carotène du fourrage vert, et passe en revue les changements dynamiques, les facteurs influençants et les effets sur le corps des ruminants et les produits de la teneur en β-carotène dans les pâturages, combinés avec les progrès de la recherche actuelle au pays et à l’étranger.

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 grEn tant quelibres 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).

Des études ont montré que la supplémentation en β-carotène dans l’alimentation des ruminants augmente significativement les niveaux de ces substances dans le sérum [35]. Bien que certains rapports aient montré que la capacité antioxydante du corps augmente avec l’augmentationSupplémentation en β-carotène, des résultats négatifs ont été observés à des doses plus élevées [36]. Par conséquent, d’autres recherches sont nécessaires pour déterminer la dose de supplémentation en β-carotène la plus efficace. Chez les ruminants, le β-carotène est converti en vitamine A. Zhang et al. [37] ont révélé le rôle du β-carotène et de la vitamine A dans les propriétés antioxydantes. L’expérience a montré que le β-carotène lui-même avait un effet direct sur les propriétés antioxydantes du sérum de boeuf, et son métabolite la vitamine a avait peu d’effet sur les propriétés antioxydantes.

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

Des études ont montré que l’ajout d’une quantité appropriée de β-carotène dans l’alimentation des vaches laitières peut non seulement augmenter son contenu sanguin, améliorer la fonction des lymphocytes et des phagocytes et ainsi améliorer la résistance aux maladies, réduire efficacement l’incidence de la rétention de l’après naissance, de la métrite et de la mamtite [38], mais aussi augmenter le taux d’accouplement et le taux de grossesse [39-40]; Certaines études ont confirmé que le moment de l’excrétion placentaire chez les vaches laitières est en corrélation avec la teneur en β-carotène dans les aliments [41]; De Ondarza et al. [42] ont montré que l’alimentation en β-carotène des vaches pendant une longue période est plus propice à l’amélioration De leur taux De reproduction. Non seulement le bêta-carotène favorise efficacement la synthèse du sperme, mais il améliore également la densité et la qualité du sperme des ruminants [43]. L’ajout d’une quantité appropriée de β-carotène aux vaches laitières aux derniers stades de la grossesse peut réduire le temps nécessaire à la guérison de l’utérus et réduire considérablement le risque de fausse couche précoce [44]. Des études ont montré que le β-carotène peut stimuler la production de progestérone et favoriser l’oestrus chez les vaches laitières [45], tout en augmentant le taux de succès de la fertilisation [46].

Li Ziyan et al. [47] ont comparé la quantité de bêta-carotène ajoutée, et les résultats ont montré que l’ajout de 400 mg/(tête · jour) de bêta-carotène peut réduire considérablement le temps jusqu’au premier estrus après le vêlement et réduire l’incidence de la mammite. Zhou Guiyun et al. [48] et Liu Huifang et al. [49] ont montré que l’apport de 300 mg/(tête · d) de β-carotène peut réduire de façon significative l’incidence des kystes ovariens et des mammite. Zhang Junli et al. [50] ont montré que l’apport de 300 mg/(tête · jour) de β-carotène peut effectivement augmenter le taux de conception des vaches laitières. Ma Jifeng et al. [51] ont constaté que l’ajout de 200 à 300 mg/(tête · jour) de β-carotène aux vaches laitières après le ponte peut effectivement augmenter le taux d’accouplement. Dans les études énumérées ci-dessus, pour différentes rations alimentaires, différents âges des vaches et différentes conditions d’alimentation, la quantité optimale de β-carotène ajoutée est de 200 à 400 mg/(tête/jour).

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’éjaculÀ propos dedes 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

Le β-carotène est peu soluble dans l’eau et instable, et sa structure est sujette à la rupture après avoir été stimulée par la lumière et la chaleur, ce qui limite son application efficace dans la production de produits ruminants [56]. Néanmoins, le β-carotène a également un certadanseffet positif sur les performances de production des ruminants. Le bêta-carotène peut agir sur les cellules des glandes mammaires et améliorer leur capacité de lactation. Par conséquent, l’ajout de bêta-carotène dans l’alimentation des vaches laitières post-partum peut augmenter considérablement la production de lait et améliorer la qualité du lait [57]. En outre, il a été rapporté que l’apport de 900 mg/(tête · jour) de β-carotène dans les aliments peut augmenter considérablement la production de lait, et la teneur en matières grasses et en protéines du lait peut également être considérablement améliorée [58]. Parce que le β-carotène peut favoriser la réponse immunitaire des cytokines et induire la prolifération des lymphocytes, il est très efficace pour réduire le nombre de cellules somatiques (CSC) dans le lait [59]. Certaines expériences ont montré que l’ajout de 300 mg/(tête · jour) de β-carotène à l’aliment peut réduire considérablement le nombre de cellules somatiques dans le lait et améliorer davantage la qualité du lait [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. JdansQing 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’intestdansgrêle 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 besodans[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 grEt en plusnombre 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 fodanset 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 sadansdes ruminants dans les zones tropicales.

4 résumé

Le bêta-carotène est largement répandu dans la nature, et la maturité progressive de la technologie de production industrielle a accéléré son application dans le domaine de la nutrition des ruminants. Cet article résume les recherches sur les changements dynamiques de la teneur en bêta-carotène dans les pâturages et les effets sur le métabolisme des ruminants. Le fourrage est une source importante d’aliments pour les ruminants. L’étude de la loi de variation de la teneur en β-carotène du fourrage, de son mécanisme de conservation et des associations potentielles avec d’autres nutriments aidera à améliorer la technologie de production de fourrage, produisant ainsi des produits fourrages ou d’ensilage de haute qualité avec une teneur élevée en β-carotène, tout en favorisant l’utilisation de fourrages grossiers.

Dans un grEt en plusnombre d’études sur les effets du β-carotène sur les ruminants, nous avons constaté que les effets de différentsβ-carotène en poudreLes ajouts sur les performances de production et de reproduction des ruminants varient considérablement selon les races animales, les conditions d’alimentation et les stades de production. La Chine est un vaste pays, et les différences régionales ont conduit à des différences dans les méthodes d’alimentation et les régimes alimentaires des ruminants. Par conséquent, dans les recherches futures, il est nécessaire d’explorer davantage une dose plus raisonnable et plus efficace de β-carotène dans l’alimentation des ruminants, et d’explorer en profondeur les effets globaux du β-carotène sur le métabolisme du corps des ruminants, la qualité de la viande, la qualité des produits laitiers, etc.

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