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Élimination progressive de l'oxyde de zinc : utilisation stratégique des fibres alimentaires dans les aliments de transition riches en protéines

Trouver la bonne proportion de fibres alimentaires pour maintenir la santé intestinale peut être une alternative lorsque l'utilisation d'oxyde de zinc dans l'alimentation des porcelets n'est plus autorisée.

18 Janvier 2021

La fibre est un composant naturel du régime alimentaire de tous les animaux, bien que traditionnellement on ne lui attribue aucune valeur nutritionnelle. En fait, la fibre n'était pas souhaitable car elle réduisait la densité d'énergie et compromettait excessivement les performances de croissance. Cette perception est en train de changer, notamment vers les fibres spéciales, grâce aux fonctions qui stimulent la santé intestinale. La fibre se voit désormais attribuer une nouvelle valeur, non moins importante, en tant qu'ingrédient fonctionnel utilisé stratégiquement pour stimuler l'intestin et faciliter la transition au sevrage.

Fibre pour favoriser la santé intestinale

La santé intestinale est multifactorielle et englobe trois sujets principaux: l'alimentation, les muqueuses et la flore commensale. La muqueuse et la microflore interagissent l'une avec l'autre formant un équilibre fragile mais dynamique qui conduit à un bon fonctionnement du système intestinal. Les régimes destinés à la santé intestinale doivent maintenir cet équilibre entre l'hôte et la flore intestinale afin d'obtenir des animaux sains et performants. La fibre joue un rôle dans le maintien de cet équilibre stable.

L'utilisation stratégique de la fibre pour stimuler l'intestin est liée à la production d'acides organiques volatils par fermentation et la stimulation physique dans tout le système gastro-intestinal. La fibre est subdivisée en fibres solubles et insolubles, qui représentent respectivement ce qui est fermenté et ce qui ne l'est pas. La fibre insoluble a un effet stabilisant sur l'environnement luminal en immobilisant une partie de la phase liquide, augmentant le volume et la teneur en matière sèche des selles. De plus, la stimulation des mouvements péristaltiques réduit la stase et l'accumulation de contenu digestif, empêchant ainsi les adhérences et la prolifération de bactéries pathogènes. Ces fonctions conduisent à une vitesse de passage du contenu digestif normal et stimulent une augmentation de la consommation alimentaire.

La fermentation des fibres solubles commence chez les porcelets à partir de 10 kg, chez lesquels la teneur et la structure idéales de la fibre soluble module le microbiome sous-développé pour stimuler la production d'acides organiques volatils et, en particulier, d'acide butyrique. Les acides organiques volatils sont souhaitables et indiquent un microbiote fonctionnel, en particulier l'acide butyrique car il participe à la santé intestinale par la prolifération des entérocytes, l'intégrité épithéliale et les fonctions anti-inflammatoires dans le gros intestin. L'acide butyrique issu de la fermentation microbienne nécessite des conditions anaérobies, qui ne sont présentes que dans le côlon et non dans l'iléon.

Figure 1. Contrôle = pas de fibre, fibre traitée avec des enzymes = PNA soluble, Lignocellulose = PNA insoluble. (A) La production d'acide butyrique augmente de 22% chez les porcelets (15 kg) lors de la fermentation de fibres solubles. (B) La fermentation des protéines est réduite de 19% chez les porcelets (15 kg) par la fermentation de fibres solubles. AGCC = acides gras à chaîne courte, AGCR = acides gras à chaîne ramifiée.

Figure 1. Contrôle = pas de fibre, fibre traitée avec des enzymes = PNA soluble, Lignocellulose = PNA insoluble. (A) La production d'acide butyrique augmente de 22% chez les porcelets (15 kg) lors de la fermentation de fibres solubles. (B) La fermentation des protéines est réduite de 19% chez les porcelets (15 kg) par la fermentation de fibres solubles. AGCC = acides gras à chaîne courte, AGCR = acides gras à chaîne ramifiée.

Les fibres solubles ont également une autre caractéristique intéressante, en particulier pour les régimes riches en protéines. Plutôt que de présenter des régimes pauvres en protéines brutes comme la seule solution pour éviter la fermentation des protéines dans le gros intestin, des solutions alimentaires plus sophistiquées qui favorisent une croissance précoce devraient être envisagées, par ex. la fibre fermentescible. La protéine qui traverse l'intestin grêle est un substrat pour les bactéries nocives; cependant, l'amélioration de la digestibilité et du taux d'absorption des protéines peut en bénéficier. Les fibres solubles sont un substrat facile pour les bactéries commensales par rapport aux protéines, conduisant la microflore vers la colonisation de bactéries bénéfiques par exclusion compétitive. Par conséquent, les bactéries nocives et leurs métabolites dérivés (représentés par les acides gras à chaîne ramifiée), c'est-à-dire les amines, les indoles et les produits ammoniacaux, sont réduits car la fermentation des protéines est empêchée et les protéines non digérées sont excrétées.

Interprétation de l'analyse des fibres

L'utilisation de la fibre comme stratégie pour éliminer progressivement l'utilisation de l'oxyde de zinc nécessite de savoir sur quelle analyse de fibre se baser pour formuler des régimes qui ont les effets souhaités. La matière sèche végétale est divisée en deux fractions, la paroi cellulaire et le contenu cellulaire. Cette dernière fraction contient les glucides non structuraux qui, par définition, comprennent l'amidon et les sucres simples. Les parois cellulaires végétales sont des structures biphasiques où la cellulose forme un squelette de microfibrilles noyé dans une matrice gélatineuse composée de polysaccharides non cellulosiques, de substances pectiques et de glycoprotéines. Le composant principal des parois cellulaires sont les monosaccharides qui constituent de longues chaînes ramifiées collectivement appelées polysaccharides non amylacés (PNA).

Les parois des cellules végétales contiennent jusqu'à 950 g / kg de matière sèche (MS) de divers polysaccharides et nécessitent donc une procédure analytique permettant de mesurer une grande variété de polysaccharides. L'analyse proximale décompose les glucides en fibres brutes et en extrait non azoté, c'est-à-dire en sucre et en amidon. Cette méthodologie est très accessible et largement utilisée pour détecter la teneur en fibres des aliments. Cependant, elle a des limites, c'est-à-dire que les PNA solubles et la pectine insoluble dans l'eau sont perdus pendant l'analyse. En conséquence, le concept de fibres brutes sous-estime la concentration réelle de fibres dans les aliments.

L'analyse enzymatique-chimique est une méthode plus complète puisqu'elle sépare les glucides en fonction des liaisons glycosidiques, du degré de polymérisation, de la solubilité des PNA et de la lignine. Cette méthodologie révèle non seulement la teneur en fibres de l'aliment, mais subdivise également les glucides en fonction de leur capacité à être digérés par voie enzymatique, fermentés rapidement ou lentement dans les différentes sections de l'intestin. Cette subdivision de la fibre est bénéfique pour l'utilisation stratégique de la fibre comme modulateur intestinal.

Sous-estimation de la teneur en fibres et de leurs caractéristiques en raison de la méthodologie analytique

Figure 2. Un régime, deux analyses différentes pour quantifier la teneur totale en glucides (64%) d'un régime de transition commercial. (A) L'analyse proximale a ses limites et 16% de la fraction de fibre est inconnue. (B) L'analyse enzymatico-chimique identifie toutes les fractions glucidiques.

Figure 2. Un régime, deux analyses différentes pour quantifier la teneur totale en glucides (64%) d'un régime de transition commercial. (A) L'analyse proximale a ses limites et 16% de la fraction de fibre est inconnue. (B) L'analyse enzymatico-chimique identifie toutes les fractions glucidiques.

Trouver le bon rapport entre les fractions solubles et insolubles des fibres alimentaires pour maintenir l'équilibre dynamique entre la muqueuse et la microflore ouvre une nouvelle dimension aux régimes de PS. Cette utilisation nouvelle et stratégique des fibres alimentaires peut être un outil pour réduire la diarrhée pendant la phase vulnérable du post-sevrage, lorsque l'utilisation d'oxyde de zinc n'est plus une alternative autorisée dans l'alimentation des porcelets

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