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Enzymes nécessaires dans l'alimentation des porcs pour hydrolyser la fibre des céréales et de leurs coproduits

Bien que les porcs ne soient pas particulièrement efficaces dans la fermentation des fibres, il existe heureusement sur le marché différentes enzymes qui les dégradent, mais il est important d'utiliser des enzymes spécifiques qui correspondent au substrat.

De nombreux ingrédients dans l'alimentation des porcs ont une teneur élevée en fibres et, comme ce ne sont pas des animaux particulièrement efficaces dans la fermentation des fibres alimentaires, le marché propose diverses enzymes qui dégradent les fibres pour les inclure dans l'alimentation des porcs. Cependant, comme pour toutes les enzymes, il est important que chaque enzyme corresponde à son substrat spécifique car il existe une grande variété de types de fibres inclus dans les régimes porcins: toutes les carbohydrates ne conviennent pas également à tous les régimes. Les trois principaux types de fibres dans les céréales et leurs coproduits sont les arabinoxylanes, la cellulose et les bêta-glucanes linéaires à liaisons mixtes. Ses structures et leur fermentabilité sont très différentes.

Arabinoxylanes

Les arabinoxylanes constituent généralement entre 50 et 60% de toutes les fibres des céréales et de leurs sous-produits. Les arabinoxylanes consistent en un axe principal de xylose auquel sont attachées des chaînes latérales d'arabinose, de galactose et de groupes acétyles. Dans certains cas, il y a des acides phénoliques, tels que l'acide férulique et l'acide cumarique, attachés aux chaînes latérales, ce qui permet un lien entre les arabinoxylanes et la lignine. L'enzyme endo-xylanase est souvent ajoutée à l'alimentation des porcs pour augmenter la fermentabilité des arabinoxylanes. Cependant, dans les régimes à base de maïs ou ses coproduits, il a été difficile de démontrer une réponse positive à l'ajout de xylanase, tandis que son utilisation dans les régimes à base de blé augmente souvent la digestibilité énergétique. La raison de cette différence peut être que l'endoxylanase hydrolyse uniquement les liaisons entre les unités de xylose et la chaîne principale. On pense que les microbes de la partie finale de l'intestin ont une faible capacité à synthétiser l'enzyme arabinofuranosidase, qui est nécessaire pour hydrolyser la liaison ester qui relie deux unités d'arabinose à la chaîne latérale. Par conséquent, il peut être important d'ajouter également de l'arabinofuranosidase aux régimes alimentaires. La lignine est un obstacle majeur à la fermentation et, pour augmenter la fermentabilité des arabinoxylanes, il est important d'éliminer les acides phénoliques des chaînes latérales car ce sont eux qui se lient à la lignine. Ceci peut être réalisé en ajoutant des estérases qui hydrolysent le lien entre la chaîne latérale d'arabinoxylane et l'acide férulique ou cumarique. Ainsi, l'ajout aux aliments à la fois d'arabinofuranosidase, d'estérase d'acide férulique et d'estérase d'acide cumarique avec de l'endoxylanase augmente la possibilité d'augmenter la fermentation des fibres.

Cellulose

La cellulose est l'autre composant principal des fibres des céréales et représente souvent 20 à 30% de leur fibre totale. La cellulose est un homopolysaccharide qui ne contient que du glucose et se compose de zones cristallines et d'autres zones amorphes. Dans les zones cristallines, les longues chaînes linéaires des unités de glucose sont étroitement compactées et ancrées par des liaisons hydrogène, ce qui rend la fermentation presque impossible. En revanche, dans les régions amorphes, les chaînes de glucose sont compactées moins étroitement, il est donc possible que ces régions fermentent. Pour la fermentation de la cellulose amorphe, les enzymes endoglucanase, exoglucanase et bêta-glucosidase sont nécessaires, mais on pense que ces 3 types d'enzymes sont produites par la microflore de la partie finale de l'intestin et donc la cellulose amorphe est au moins partiellement fermenté par les porcs. On ne sait pas si cette fermentation peut être augmentée ou non par l'ajout d'enzymes exogènes, mais elles ne sont généralement pas incluses dans l'alimentation des porcs, bien que certains des dits cocktails enzymatiques puissent contenir les endoglucanases nécessaires pour hydrolyser les liaisons bêta-1.4 entre les unités de glucose la cellulose.

Bêta-glucanes à liaisons mixtes

Les bêta-glucanes à liaisons mixtes présents dans certaines céréales et leurs coproduits sont moins compactés que les longues unités de glucose de la cellulose car les liaisons bêta 1,3 insèrent des plis dans les chaînes de glucose, ce qui empêche le compactage entre les chaînes adjacentes. 2 enzymes, endo beta 1.3 glucanase et endo beta 1.4 glucanase, sont nécessaires pour hydrolyser les liaisons des beta glucanes à liaisons mixtes et les deux enzymes sont exprimées par le microbiote de la partie finale de l'intestin du porc. En conséquence, les bêta-glucanes à liaisons mixtes sont presque complètement fermentés dans le dernier tronçon de l'intestin sans qu'il soit nécessaire d'ajouter des sources exogènes de ces enzymes dans l'alimentation.

Conclusions

Les arabinoxylanes et la cellulose représentent 70 à 80% de la fibre de la plupart des céréales et de leurs coproduits. Étant donné que les arabinoxylanes sont le principal composant de ces fibres, l'essentiel du développement d'enzymes exogènes dégradant les glucides s'est concentré sur ce composant. Cependant, une dégradation réussie des arabinoxylanes ne comprend probablement pas une seule enzyme xylanase pour hydrolyser les liaisons ester entre les unités xylose de la chaîne centrale. Une hydrolyse plus élevée serait sûrement obtenue si des enzymes coupant les liaisons telles que l'arabinofuranosidase, l'esterase de l'acide férulique et l'estérase de l'acide cumarique étaient incluses. Les enzymes dégradant la cellulose ne sont généralement pas incluses dans l'alimentation des porcs car leur efficacité est limitée et les enzymes ne sont pas nécessaires pour décomposer les bêta-glucanes à liaisons mixtes car les microbes de l'intestin postérieur expriment déjà les enzymes nécessaires à l'hydrolyse des ces composants.

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