Quelles sont les utilisations de la poudre de bêta glucane dans l’alimentation animale?

Le bêta-glucane est un polysaccharide naturel Et etun produit «généralement reconnu comme sûr» (GRAS) qui A Aareçu une attentiSur leEt etune applicationgénéralisées dans les domaines des produsonalimentaires Et etde santé [1-2]. Le bêta-glucane se trouve dans les microorganismes Et etles plantes, Et etsa structure est stable Et ethautement biologiquement active. Le bêta-glucanea diverses fonctions biologiques telles que l’antioxydant, l’immunomodulateur, l’antitumeur, l’hypoglycémique, la barrière intestinale de la restauratiSur leEt etla microécologie intestinale de régulatiSur le[3-4], Et etpeut augmenter l’activité des enzymes antioxydantes intracellulaires [telles que la superoxyde dismutase (SOD), la glutathiSur leperoxydase (GSH-Px) Et etla catalase (GSH-Px)], et réduire les niveaux des radicaux libres d’oxygène et des produits de Le stressoxydatif [tels que les espèces réactives d’oxygène (ROS) et le malondialdéhyde (MDA)] [5].

Dans un modèle de neuroinflammation chez la souris, le bêta-glucane a effectivement bloqué la suractivation des cellules pro-inflammatoires, inhibé la régulation excessive des Les cytokinespro-inflammatoires et protégé le cerveau contre les dommages inflammatoires [6]. De plus, le bêta-glucane a favorisé la prolifération des macrophages dans la cavité péritonale de la souris, déclenché une réponse immunitaire et inhibé la croissance et les métastases des cellules du mélanome [7]. Dans un modèle souris d’obésité induite par un régime riche en graisses et faible en fibres, le β-glucane a restauré la fonction de la barrière intestinale et corrigé le déséquilibre du microbiote causé par une mauvaise alimentation [8]. En élevage animal, le β-glucane peut être utilisé comme alternative aux antibiotiques et devrait améliorer la La performancede croissance animale [9]. Cet article passe en revue les fonctions biologiques du β-glucane et son application dans la production animale, fournissant une référence pour son développement comme additif alimentaire.

1 propriétés du β-glucane

Bêta-glucane est un polysaccharideComposé de monomères D-Le glucoseliés par des liaisons bêta-glycosidiques. Il est largement répandu dans la levure, les champignons, certaines bactéries, les algues et les céréales (avoine et orge). Il est principalement de structure linéaire et composé d’unités D-glucose liées soit par une liaison bêta -(1,3) isolée, soit par un groupe de liaisons bêta -(1,4).

Les bêta-glucanes diffèrent en termes de ramification de la chaîne latérale, de solubilité, de viscosité, de propriétés de gélification, de liaisons glycosidiques et de poids moléculaire [10]. Par exemple, le champignon shiitake β-glucane (trisaccharide, chaîne β-1,6-ramifiée, β-1,3-glucane, 400-800 kDa), le β-glucane céréalier (β-1,3 et β-1,4 glucane mélangées, 130-410 kDa), le β-glucane de Schizophyllum (courbure réversible ou enroulée aléatoire-β-1,6-ramifiée, β-1,3-glucane, 100~10 000 kDa), le β-glucane de levure (la chaîne principale est β-1,3-glucane, la chaîne ramifiée est β-1,6-glucane, structure spirale triple super-micro, 20~4 000 kDa) [10 -11]. Le β-glucane à structure linéaire avec des unités β-1,3-d-glucose comme noyau est la forme la plus commune. Le β-glucane existe sous des formes solubles et insolubles. Le β-glucane disponible dans le commerce est principalement dérivé de la levure et est habituellement une poudre cristalline insoluble qui est de couleur blanche ou jaune clair. Sa formule moléculaire est [C6H10O5]n.

2 fonctions biologiques du β-glucane

2.1 antioxydant

L’élevage est confronté au stress oxydatif de l’environnement, de l’alimentation, du transport, des maladies et de l’élevage, entre autres facteurs, qui menace la santé et la productivité du corps. Le stress oxydatif entraîne la production de ROS,ce qui cause des dommages oxydatifs [12-13]. Des études ont montré que le β-glucane réduit efficacement le stress oxydatif dans les cellules RAW264.7 induit par le lipopolysaccharide (LPS) dans un modèle de stress oxydatif chez les souris en activant la voie de signalisation 7A A(Dectin-1)/ facteur nucléaire E2-related factor 2 (Nrf2)/heme oxygenase-1 (HO-1), et améliore l’activité des enzymes antioxydantes et la production de ROL let de MDA [14]. De même, le β-glucanea considérablement augmenté les activités du SOD,du CAT Tet du GSH-Px, et réduit les niveaux de ROS et de MDA dans les lymphocytes de mouton induits par le LPS,inhibant efficacement les dommages oxydatifs aux lymphocytes [15]. De plus, chez Caenorhabditis elegans, le β-glucane réduit significativement les niveaux de ROS,améliore l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, CAT), et prolonge la durée de vie en régulant la voie du récepteur insulino-analogue β β β ββ β ββ β ββ β ββ β ββ β ββ β β(daf-2)/ protéine de domaine contenant la tête de chariot (daf-16), présentant une forte capacité antioxydante [16].

2.2 régulation immunitaire

Le β-glucane peut se lier à des récepteurs spécifiques sur la paroi cellulaire, tels que integrdansαM (CR3) et Dectin-1, activer les macrophages, augmenter la sécrétion d’anticorps et l’activité naturelle des cellules tueurs [17]. WANG WANGet Al., et al.[18] ont constaté que le β-glucane a une activité anti-inflammatoire contre les cellules induites par les LPG en inhibant le NF-κB et en activant la voie de signalisation JNK/MAPK,réduit de manière significative la production d’oxyde nitrique (NO) et du facteur de nécrose tumorale -α (TNF-α), et a une activité anti-inflammatoire contre les cellules induites par les LPG. En outre, le β-glucane est un inducteur immunitaire efficace qui améliore l’hôte et#La réponse à une infectionsecondaire par le mécanisme d’ "immunité d’entraînement". Dans le cEn tant quede l’infectionà Mycobacterium tuberculosis (Mtb), l’immunité de formation du β-glucane améliore le secondaire La réponse immunitaire, favorisent la production de facteurs anti-inflammatoires et inhibent la croissance de Mtb [19]. De même, le β-glucane peut améliorer continuellement la capacité antimicrobienne en formant des macrophages, en renforçant la phagocytose, l’inflammation et la production de chimiokine [20]. Par conséquent, le β-glucane peut stimuler le système immunitaire, réguler les cytokines et améliorer la capacité antimicrobienne et anti-inflammatoire.

2.3 antitumorale

Il a été démontré que le β-glucane inhibe les cancers du sein, du pancréEn tant queet du colorectAl., et al.Son effet antitumeur implique la régulation de la protéine kinase B (AKT)/ cible mammifère de la rapamycine (mTOR), p38/MAPK,et d’autres voies de signalisation, induisant l’autophagie et l’apoptose [3,21]. Le β-glucane a de multiples effets dans la prévention et le traitement du cancer. Dans le Le cancerdu sein, le bêta-glucane réduit l’infiltration des cellules inflammatoires et induit l’apoptose dans les cellules tumorales en inhibant la voie de signalisation AKT/mTOR [21]. Le bêta-glucane a un effet cytotoxique sur les cellules cancéreuses de l’ovaire, inhibe la prolifération des cellules cancéreuses en activant l’activité p38/MAPK et favorise l’apoptose [22]. Des études ont également révélé que le β-glucane inhibe la croissance et les métastases du Le cancerdu sedanspar l’axe de signalisation 1 (Nur77) du groupe 1 du récepteur nucléaire de la sous-famille 4A (HIF-1α)/facteur inducible d’hypoxie (HIF-1α) [23]. Le β-glucane peut délivrer des médicaments antitumoraux et de thérapie génique, cibler les tumeurs pour une livraison précise et jouer un rôle synergique dans la réduction des effets secondaires [24].

2.4 réparer la barrière intestinale et réguler la microécologie intestinale

La barrière intestinale peut maintenir l’équilibre entre les environnements internes et externes de l’intestdanset protéger le corps des substances nocives. Une dose de 500 mg/kg de β-glucanen’a eu aucun effet sur la croissance des porcelets attaqués par l’entérotoxine Escherichiacoli, mais elle A réduit les dommages épithéliaux intestinaux, A augmenté la hauteur des villosités intestinales et l’expression des protéines de jonction serrée, A renforcé l’immunité intestinale et la capacité antioxydant, et A augmenté l’accumulation de lactobacilles intestinaux, réduisant ainsi les dommages intestinaux [25-26]. Dans un modèle de colite ulcéreuse, le β-glucane a réduit les indices d’activité de la maladie, les dommages pathologiques et les concentrations de myélooperoxydase (MPO) dans le côlon, et a amélioré la barrière intestinale et la composition microbienne [27-28]. Par conséquent, le β-glucane présente certains avantages en termes de réparation de la barrière intestinale et de régulation microécologique.

2.5 autres fonctions

En plus des fonctions ci-dessus, le β-glucane a également les fonctions d’abaisser les lipides sanguins, la glycémie et l’anti-inflammation. Dans un modèle de souris d’obésité induite par un régime riche en graisses, le β-glucane peut réduire le poids corporel, améliorer les lipides sanguins, inhiber l’accumulation de lipides du foie, et favoriser la décomposition des lipides, montrant des effets potentiels anti-obésité [29]. Le β-glucane prévient l’obésité causée par un régime riche en graisses en améliorant le poids corporel, les lipides sanguins, l’inflammation, le métabolisme du glucose et le déséquilibre microécologique intestinale[30]. En outre, le β-glucane a également un effet hypoglycémique. Le β-glucane est fermenté dans l’intestdanspour produire des acides grEn tant queà chaîne courte (agcs), qui stimulent la sécrétion de peptide-1 de type glucagon (GLP-1), régulent la glycémie et améliorent la sensibilité à l’insuline [31]. Enfin, le β-glucane joue également un rôle important dans l’anti-inflammation. Le β-glucan peut réduire l’inflammation intestinale dans les modèles de maladies inflammatoires de l’intestin, augmenter les niveaux d’immunoglobulines, réduire l’expression des cytokines pro-inflammatoires, et réduire les dommages du côlon [32]. En résumé, le β-glucane assure la santé en régulant le métabolisme des glycolipides, en régulant la microécologie et en inhibant l’inflammation.

3 Application de β-glucane dans l’alimentation animale

3.1 Application du β-glucane dans l’alimentation des porcs

Des études ont montré que l’ajout de β-glucane à l’aliment augmente le poids et la consommation d’aliments des porcs à l’engraissement de 7,6 % et 5,3 % respectivement, et la dose optimale est de 50 mg/kg [33]. Les porcelets sevrés ayant reçu 200 mg/kg de β-glucane ont montré une meilleure performance de croissance, avec des rapports du poids corporel et de la hauteur des villosités duodénales et de la profondeur des cryptes de 1 à 21 jours supérieurs de 17,58% et 12,81% à ceux du groupe témodans[34]. En outre, le β-glucane contribue à augmenter le nombre de micro-organismes bénéfiques. Des concentrations élevées de β-glucane peuvent réduire l’absorption des nutriments, mais stimuler la production de butyrate dans le cecum et réduire la teneur en ammoniac dans les matières fécales [35]. Mon compteet Al., et al.[36] ont constaté que l’addition de 100 mg/kg de β-glucane peut améliorer la performance de croissance et la morphologie intestinale des porcelets sevrés en favorisant l’augmentation de la hauteur des villoses iléales et la diminution de la profondeur de la crypt, stimulant ainsi la régulation accrue du gène de la mucine intestinale (MUC1 Et MUC2) et a augmenté le nombre de Lactobacillus dans le cecum et réduit le nombre d’escherichia coli.

De plus, l’alimentation en β-glucane favorise une augmentation du nombre de bactéries bénéfiques dans l’intestdansdu porc (comme Bacillus, Lactobacillus et Bifidobacterium), tout en réduisant la colonisation de Salmonella dans le cecum [37]. L let Al., et al.[38] ont constaté que dans le modèle LPS,le β-glucan (50 mg/kg) peut favoriser la production de facteurs anti-inflammatoires tels que l’interleukine-6 (IL-6), le TNF FFet l’interleukine-10 (IL-10) pour faire face à la réponse inflammatoire. HERMANS et Al., et al.[39] ont montré que le β-glucane peut activer des monocytes porcins pour produire du TNF-α, de l’il-6 et de l’il-10, parmi lesquels l’augmentation de l’il-10 déclenche une augmentation de la cytotoxicité des cellules NK. De plus, TRAN et Al., et al.[40] ont constaté que le β-glucane avait un effet protecteur sur les macrophages alvéolaires porcins infectés par le Virus:de la peste porcineafricaine (vppa) dans des conditions In vitro, et cet effet protecteur persistait 24 h après l’infection. Des doses élevées de β-glucan prétraitement ont augmenté l’expression de l’interféron -α (IFN-α) et de l’il-6, protégeant ainsi l’hôte de l’infection par le virus ASFV. : les femmesLe bêta-glucan soulage également l’infection à rotavirus chez les porcelets, ainsi que les lésions pulmonaires et les taux de réplication virale causés par l’infection par le virus de la grippe porcine [41-42]. En résumé, le bêta-glucane a un effet régulateur positif sur la croissance du porc, la santé intestinale et la réponse immunitaire, réduisant le risque d’infection virale.

3.2 Application du bêta-glucane dans l’alimentation des volailles

Des études ont montré que l’ajout de 1% de β-glucane à l’alimentation peut augmenter le poids corporel des poulets de chair à 14, 30 et 42 jours respectivement de 10,67%, 10,00% et 10,73%. De plus, le titre d’anticorps contre le virus de la bursite infectieuse a augmenté de 2,23%, 42,85% et 1 3,63% [43]. Qu Kunpeng et Al., et al.[44] ont constaté que l’ajout de 150 g/t de β-glucane augmentait de 3,53 % le poids corporel des poulets de chair âgés de 21 jours. En même temps, la teneur sérique en immunoglobulines augmentait, le nombre de lactobacilles dans le cecum augmentait et le nombre de salmonelles dans l’intestdansdiminuait. WANG et Al., et al.[45] ont confirmé que le β-glucane améliorait significativement la Composition microbienne intestinale, augmentant les bactéries bénéfiques telles que le phylum Bacteroidetes et le phylum Firmicutes. ZHEN et Al., et al.[46] ont montré que l’ajout de 200 mg/kg de β-gluane a contribué à favoriser l’abondance relative de Lactobacillus, de Bacillus et d’entérobactère dans l’intestin, améliorant ainsi l’équilibre de la flore microbienne intestinale.

En outre, CAO et al. [47] ont constaté que l’effet immunomodulateur du β-glucan peut être medié par la voie de signalisation MAPK,augmentant l’expression de gènes liés à la réponse immunitaire (tels que TGF-β, IL-6, et TLR5), des récepteurs couplés à la protéine g, et l’arnm lié aux peptides du complexe d’histocompatibilité (de type mhci), et réduisant l’expression d’arnm liée aux peptides antimicrobiens et à l’expression de l’arnm β-.

Dans un modèle d’immunosuppression, l’ajout de 4 mg/kg de β-glucan a augmenté de façon significative l’indice de bursa et la concentration des facteurs régulateurs immunitaires (IFN-γ, IL-6), réduit la concentration du facteur de croissance transformateur β1 (TGF-β1) et a favorisé la prolifération des lymphocytes. Comparé au groupe témoin, il a effectivement réduit les changements histopathologiques de la burse du poulet et amélioré la population de Bifidobacterium et de Lactobacillus dans le tractus digestif du cecum du poulet [48]. Population dans le tube digestif du cecum de poulet [48]. Le β-glucan peut également soulager des symptômes tels que l’entérite nécrotique, le stress thermique, et les infections à Salmonella et à Escherichia coli chez la volaille, et peut également être employé comme adjuvant immunitaire pour le virus de la bronchite infectieuse, le virus de la maladie de Newcastle, et le virus de la grippe [47,49-52]. Par conséquent, le β-glucane a un effet significatif en régulant le système immunitaire de la volaille, en atténuant l’immunosuppression, en améliorant l’efficacité du vaccin, en améliorant la résistance du corps, et en améliorant la performance de croissance et la santé.

3.3 Application du β-glucane dans l’alimentation des ruminants

Des études ont montré que l’addition de 10 g/(tête ·d) de β-glucan à la ration des vaches laitières en périparturient peut augmenter significativement l’apport de matière sèche, la production de lait et la production de protéines de lait, en les augmentant respectivement de 9,66 %, 5,50 % et 8,49 % [53]. De la fdansde la grossesse au début de la lactation, la supplémentation en β-glucanes (10 g/ j) chez les vaches laitières peut augmenter la production de lait, améliorer la qualité du lait et les troubles du métabolisme des graisses induits par l’équilibre énergétique négatif, réduire les réponses inflammatoires, et en même temps améliorer l’immunité et la capacité antioxydante [54].

De plus, Mon compteet al. [55] ont montré qu’après avoir reçu du β-glucan, le poids de sevrage des veaux augmentait de 4,29 kg par rapport au groupe témoin, ce qui favorisait l’augmentation de la globuline sérique, de l’albumine et des enzymes antioxydantes, augmentait la richesse des microorganismes intestinaux et réduisait le rapport Firmicutes/bactérioidetes, ce qui contribuait à favoriser la croissance et la santé des veaux avant le sevrage. JIN et al. [56] ont montré que le β-glucane induit l’expression d’un peptide de défense (SBD-1) dans les cellules épithéliales du rumen ovdanspar la voie de signalisation tlr2-myéloid différenciation factor 88 (MyD88)-NF-κB/MAPK, renforçant l’immunité innée, la voie NF-κB étant probablement le signal régulateur principal. PEDRO et al. [57 ont constaté que les monocytes bovins répondent au récepteur Dectin-1 aux particules bêta-glucanes, ce qui améliore la stimulation immunitaire et augmente l’expression des cytokines pro-inflammatoires (IL-8, IL-1β et IL-6).

Après l’administrationorale de β-glucanes (50 mg/kg), les chèvres nouveau-nées ont montré une réponse immunitaire accrue après une provocation à la LPS, y compris un éclÀ propos derespiratoire, la production de cytokines (IL-1β, tnf-α et IL-6) et la transcription de marqueurs de surface des macrophages (CD11b et F4/80), ce qui indique que le β-glucanes par voie orale peut induire une immunité chez les chèvres nouveau-nées [58]. De plus, le β-glucane peut favoriser l’expression de gènes et de protéines des molécules immunitaires cellulaires SBD-1, IL-6 et IL-10 dans les explants du rumen de mouton, améliorer l’activité immunitaire et promouvoir l’immunité muqueuse [59]. En résumé, le β-glucane a les avantages de favoriser la croissance, d’améliorer l’immunité, et d’ajuster l’équilibre des micro-organismes intestinaux chez les ruminants.

3.4 Application du β-glucane en aquaculture

Des études ont révélé que l’ajout de différents niveaux de β-glucane dans l’alimentation peut augmenter significativement le gadansde poids quotidien et le taux de survie du pomfret doré, favoriser l’augmentation des globules blancs, des lymphocytes et des monocytes, réduire le nombre de vibrio intestinaleet améliorer la tolérance au sel des poissons. La quantité optimale d’addition est de 1 g/kg [60]. Après l’infection du poisson zébré par l’herpèsvirus de cyprinide (VCV), l’expression des cytokines pro-inflammatoires (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10 et tnf-α) a été régulée à la hausse après la stimulation du β-glucan, ce qui a augmenté la réponse à l’infection à VCV et augmenté le taux de survie des poissons infectés de 40% [61]. Augmenté de 40% [61]. LIANG et al. [62] ont constaté que l’ajout de 0,025 % de β-glucane à l’alimentation des poissons zébrafés peut accroître la résistance au VCV en inhibant la réplication du VCV dans les cellules et en induisant une réponse d’autophagie pour accroître davantage l’effet antiviral. Cet effet peut être obtenu en activant la voie de signalisation interféron de type I (IFN), y compris une augmentation de l’expression d’autres gènes impliqués dans la voie de signalisation IFN (MxB,Mx C,TLR7, RIG1, MAVS, IRF3 et IRF7).

Le bêta-glucane modifie également le microbiote intestinal, réduisant l’abondance de protéobactéries et enrichissant les bactérioidetes et les Firmicutes. Une étude de Dos Santos Voloski et al. [63] A montré que le traitement du silure d’argent blessé avec 0,5% de bêta-glucan peut favoriser le dépôt accru de tissu de granulation autour de la plaie, réduire le degré d’inflammation, accélérer le dépôt de fibres de collagène et la réparation cutanée, et ainsi favoriser efficacement la cicatrisation de la plaie du silure d’argent. De plus, KOCH et al. [64] ont constaté que le β-glucane peut améliorer efficacement l’immunité naturelle et la résistance aux maladies du tilapia pendant la période d’administration de 15 à 45 jours. Une période d’administration plus longue ne conduira pas à l’immunosuppression, mais favorisera plutôt la croissance et la performance immunitaire.

MU et al. [65] ont établi un modèle d’activation immunitaire qualifié chez les téléostéens et ont confirmé que le β-glucane peut prévenir l’infection bactérienne. Le séquençage de l’arn monocellulaire a également démontré que la voie de signalisation IL-1R joue un rôle important dans la clairance bactérienne pendant l’immunité entraînée chez les poissons osseux. De plus, le β-glucane peut également traiter l’entérite de la truite arc-en-ciel causée par Yersinia ruckeri et résister à l’infection par le virus de la nécrose nerveuse [66-67]. En résumé, le β-glucane a de multiples effets positifs en aquaculture, notamment l’amélioration de l’immunité, la résistance aux virus et la promotion de la santé intestinale.

4 perspectives

Le β-glucane est un additif alimentaire vert bon et sûr. L’application deβ-glucane poudreDans l’élevage peut améliorer la santé animale, réduire les dommages du stress oxydatif pour les animaux, et donc améliorer les performances de production. Cependant, différentes espèces animales et différents stades de croissance peuvent répondre différemment au β-glucane, de sorte que la portée d’application et les conditions optimales d’utilisation doivent être explorées en profondeur. En outre, le processus de production et les méthodes d’extraction doivent être améliorés pour assurer la pureté et la stabilité du β-glucane. En même temps, l’effet synergique du β-glucane avec différents ingrédients alimentaires doit être étudié plus avant afdansd’obtenir de meilleurs résultats.

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