EP3768279A1 - Composition prebiotique comprenant des galactoglucomannanes - Google Patents

Composition prebiotique comprenant des galactoglucomannanes

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EP3768279A1
EP3768279A1 EP19718443.5A EP19718443A EP3768279A1 EP 3768279 A1 EP3768279 A1 EP 3768279A1 EP 19718443 A EP19718443 A EP 19718443A EP 3768279 A1 EP3768279 A1 EP 3768279A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
prebiotic composition
composition according
prebiotic
composition
galactoglucomannans
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19718443.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christine Chirat
Bertrand Toussaint
Vivien DELOULE
Jadwiga Chroboczek
Claire BOISSET-HELBERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut Polytechnique de Grenoble
Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble
Universite Grenoble Alpes
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut Polytechnique de Grenoble
Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble
Universite Grenoble Alpes
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Institut Polytechnique de Grenoble, Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble, Universite Grenoble Alpes filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3768279A1 publication Critical patent/EP3768279A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/736—Glucomannans or galactomannans, e.g. locust bean gum, guar gum
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/14—Prodigestives, e.g. acids, enzymes, appetite stimulants, antidyspeptics, tonics, antiflatulents

Definitions

  • the field of the invention is that of prebiotic compositions.
  • the invention relates to a prebiotic composition comprising galactoglucomannans, as well as its production method.
  • the invention also relates to the use of this prebiotic composition for increasing the production of short-chain fatty acids in intestinal microbiota bacteria.
  • Prebiotics are nutrients that promote the growth or activity of microorganisms in the gut microbiota. In particular, they promote the growth of beneficial bacteria present in the gastrointestinal microbiota.
  • prebiotics In Europe, the most commonly used prebiotics are Fructo-OligoSaccharides (FOS) produced from chicory root. The production of these prebiotics therefore requires the use of a food resource and arable land. Current production is therefore limited and is in direct competition with the production of food resources. In addition, arable land areas are in constant decline. Thus, it would be interesting to be able to offer prebiotics derived from non-food resources so as not to compete with food production and preserve arable land.
  • FOS Fructo-OligoSaccharides
  • the present invention aims to satisfy at least one of the objectives set forth below.
  • One of the essential objectives of the present invention is to provide a prebiotic composition derived from non-food resources.
  • One of the essential objectives of the present invention is to provide a prebiotic composition from available and abundant resources.
  • Another essential object of the present invention is to provide an alternative prebiotic composition.
  • One of the essential objectives of the present invention is to provide an economical prebiotic composition.
  • Another essential objective of the present invention is to provide a high performance prebiotic composition in terms of promoting the growth of the microbiota.
  • Another essential objective of the present invention is to provide a high performance prebiotic composition in terms of inducing the short chain fatty acid selective synthesis by the microbiota.
  • One of the essential objectives of the present invention is to provide a prebiotic composition for preventive and / or curative purposes.
  • Another essential objective of the present invention is to provide a process for synthesizing a prebiotic composition that can be easily implemented and economical.
  • a prebiotic composition comprising galactoglucomannans having a degree of polymerization of between 1 and 50, and having an acetyl content greater than or equal to 0.1% by weight relative to to the total mass of the composition.
  • This composition can be produced from lignocellulosic materials, in particular from wood hemicelluloses.
  • the pulp and paper industry uses wood to extract cellulose fibers to produce pulp.
  • the cellulose is extracted from the wood by an alkaline treatment at high temperature (Kraft process).
  • Degradation products of hemicelluloses, lignin and other by-products obtained by this treatment are collected in an effluent called "black liquor”.
  • the inventors have had the merit of discovering that hemicelluloses extracted from wood by an autohydrolysis step applied to wood prior to the Kraft process can be used to produce a prebiotic composition.
  • the invention also relates to a method for producing a prebioic composition, comprising the steps of:
  • step b purification of the lignocellulosic material hydrolyzate obtained in step a).
  • the process is efficient and economical because it can be integrated into the paper process and in particular to cellulose production plants, present in many countries. Moreover, this process makes it possible to valorize a resource which until then was little valorized and not very efficientlyzable.
  • Another aspect of the invention is the use of a prebiotic composition to increase short chain fatty acid production by intestinal microbiota bacteria.
  • the invention also relates to a prebiotic composition for use in therapy, in particular for preventing or treating inflammatory diseases of the liver (non-alcoholic fatty liver disease, liver fibrosis), inflammatory bowel diseases (Crohn's disease, colitis inflammatory), chronic systemic inflammatory conditions, and metabolic imbalances (insulin resistance, dyslipidemia).
  • prebiotic composition is meant, for example, a composition which has a beneficial effect on the growth or activity of microorganisms of the intestinal microbiota.
  • galactoglucomannans for example, oligosaccharides comprising mannose, glucose and galactose units. These oligosaccharides generally comprise a main chain of mannoses linked by osidic bonds /? - (1-4) with randomly interposed glucose units, and occasionally galactoses linked by osidic bonds - (1-6) in side chains.
  • the glucose / mannose / galactose ratio varies among species in following proportions 1 / 1.5 to 4.5 / 0 to 1.
  • the hydroxyl groups in the C 2 and C 3 position may be partially substituted with acetyl groups.
  • a non-limiting example of the structure of a galactoglucomannan chain is provided below (Fengel, D and Wegener, G. (1983) Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions, Walter de Gruyter, NY).
  • short-chain fatty acids is meant, for example, fatty acids having a carbon chain comprising from 1 to 6 carbon atoms inclusive.
  • Examples of short-chain fatty acids are formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid and isovaleric acid.
  • lignocellulosic materials is meant, for example, the main constituent of the cell wall of plants composed mainly of cellulose, hemicelluloses, lignin and extractables such as polyphenols and terpenoids.
  • the "degree of polymerization” defines the length of a polymer chain. In the present description, these terms refer to the number of saccharide monomer units constituting an oligosaccharide or polysaccharide chain.
  • the present invention relates first of all to a prebiotic composition
  • a prebiotic composition comprising galactoglucomannans having a degree of polymerization of between 1 and 50, preferably between 1 and 35, and having an acetyl content greater than or equal to 0.1% by weight. relative to the total mass of the composition, preferably greater than or equal to 4%, and even more preferably greater than or equal to 6%.
  • the degree of polymerization of the galactoglucomannanes is between 1 and 20 or between 1 and 15.
  • the acetyl content of the composition is expressed in mass relative to the total mass of the prebiotic composition. This acetyl content can be determined by calculating the difference in acetic acid concentration before and after acid hydrolysis of the prebiotic composition. This hydrolysis may, for example, be carried out with a 3% solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) for 1 hour at 120 ° C.
  • the acetyl content can be between 0.1 and 50%, between 2 and 25%, between 4 and 15%, or between 6 and 10%.
  • Acetyls come mainly from acetylated galactoglucomannans.
  • the prebiotic composition is derived from lignocellulosic materials, preferably wood.
  • Lignocellulosic materials may be selected from softwoods, hardwoods, recycled woods, recycled paper and paperboard, and blends thereof.
  • the prebiotic composition is derived from one or more wood species, preferably from one or more softwood species.
  • the prebiotic composition is derived from hemicelluloses contained in lignocellulosic materials.
  • the prebiotic composition is derived from hemicelluloses contained in wood.
  • the prebiotic composition may comprise at least 20% by weight of galactoglucomannans relative to the total mass of the composition. According to one embodiment, the prebiotic composition comprises at least 30% by weight, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, or at least 75% of galactoglucomannans. According to one embodiment, the prebiotic composition comprises between 20 and 100% by weight of galactoglucomannans, between 50 and 99%, or between 75 and 98%.
  • the prebiotic composition also comprises lignin.
  • the composition may comprise up to 20% mass of lignin with respect to the total mass of the composition.
  • the composition comprises between 0.1 and 20% by weight of lignin, or between 0.2 and 5%.
  • the composition also comprises xylans, for example between 0.1 and 35% of xylans by mass relative to the total mass of the composition.
  • the prebiotic composition derived from lignocellulosic materials comprises galactoglucomannans having a degree of polymerization of between 1 and 35, and has an acetyl content of between 4 and 15%, preferably between 6 and 10%.
  • the composition may also include other compounds such as aromatic compounds.
  • the prebiotic composition has a marked promoter effect on the growth and / or activity of microorganisms of the intestinal microbiota.
  • this composition stimulates the growth of beneficial bacteria of the intestinal microbiota.
  • the most acetylated galactoglucomannans are consumed later by the bacteria than non-acetylated galactoglucomannans.
  • a composition whose galactoglucomannans have a high acetyl content allows to promote the growth of bacteria for a longer time than in the case of galactoglucomannans little acetylated or non acetylated.
  • This composition has another advantageous effect because it promotes the production of short-chain fatty acids in gut microbiota bacteria.
  • this composition promotes the production of acetic acid, propionic acid and butyric acid by the bacteria of the intestinal microbiota.
  • the invention also relates to a method for producing a prebiotic composition comprising the following steps: a) autohydrolysis of lignocellulosic materials by heat treatment in the presence of water or water vapor,
  • step b purification of the lignocellulosic material hydrolyzate obtained in step a).
  • step a) of self-hydrolysis can be carried out at a temperature of between 100 and 230 ° C., preferably between 150 and 180 ° C., and for a duration of between 20 minutes and 10 hours, preferably between 30 minutes and 2 hours.
  • step a) is a step of self-hydrolysis of one or more wood species, preferably one or more species of softwood.
  • a hydrolyzate of lignocellulosic materials is obtained which comprises hemicelluloses of wood, including galactoglucomannans.
  • step a) is carried out in a closed reactor under pressure.
  • the pressure in the reactor corresponds to the saturation vapor pressure of the water, which varies according to the chosen temperature.
  • the lignocellulosic materials are in the form of chips.
  • Step b) of purification of the hydrolyzate of lignocellulosic material may comprise several phases.
  • step b) comprises an activated carbon treatment phase and / or a nano- or ultrafiltration phase and / or a solvent precipitation phase.
  • Step b) may also include a centrifugation and / or microfiltration step to remove insoluble particles from the hydrolyzate.
  • step b) comprises an activated carbon treatment phase and a nano- or ultrafiltration phase.
  • step b) comprises an activated carbon treatment phase and a solvent precipitation phase.
  • step b) comprises a nano- or ultrafiltration phase and a solvent precipitation phase.
  • step b) comprises an activated carbon treatment phase, a nano- or ultrafiltration phase and a solvent precipitation phase.
  • the different purification phases can be carried out in any order.
  • the nano- or ultrafiltration phase comprises a step of filtration of the hydrolyzate on a membrane at the determined cut-off point.
  • the cut-off threshold of the membrane is between 0.2 kDa and 30 kDa.
  • the cut-off threshold may be 0.2 kDa, 0.5 kDa, 1 kDa, 5 kDa, 8 kDa, 10 kDa, 20 kDa or 30 kDa.
  • Those skilled in the art are able to choose the cut-off point depending on the desired degree of polymerization of galacto glucomannans.
  • the precipitation phase in a solvent can be carried out with an organic solvent, a mixture of organic solvents, or a mixture of organic solvent (s) and water.
  • the precipitation phase in a solvent is carried out with acetone, ethanol, a mixture of acetone and methanol, or a mixture of ethanol and water.
  • the process also comprises a step of enzymatic treatment of the hydrolyzate obtained after step a), or of the prebiotic composition obtained after step b).
  • This treatment can be carried out with one or more enzymes, for example with one or more enzymes of the mannanase family, xylanases, acetyl esterases, or glucuronidases.
  • This treatment can be used to reduce the size of oligosaccharides and / or polysaccharides. It can also be used to modulate the acetyl content of galactoglucomannannans, by acetylating free hydroxyls or by cleaving already present acetyl groups.
  • acetyl content of the prebiotic composition by a partial enzymatic deacetylation step of galactoglucomannannans.
  • the invention also relates to a prebiotic composition obtainable by the above method. Use of the prebiotic composition
  • the invention also relates to the use of a prebiotic composition according to the invention for increasing the production of short-chain fatty acids by the bacteria of the intestinal microbiota.
  • the short-chain fatty acids are chosen from acetic acid, propionic acid and butyric acid, and mixtures thereof.
  • the subject of the invention is also a prebiotic composition according to the invention for use in therapy (preventive and / or curative).
  • the prebiotic composition according to the invention has a beneficial effect on the growth and / or the activity of microorganisms of the intestinal microbiota, it can therefore be used in the treatment and / or prevention of certain diseases.
  • the subject of the invention is also a prebiotic composition according to the invention for use in the prevention and / or treatment of inflammatory diseases of the liver (non-alcoholic fatty liver disease, liver fibrosis), inflammatory bowel diseases (gastrointestinal disease). Crohn's, inflammatory colitis), chronic systemic inflammatory conditions, or metabolic imbalances (insulin resistance, dyslipidemia).
  • inflammatory diseases of the liver non-alcoholic fatty liver disease, liver fibrosis
  • gastrointestinal disease gastrointestinal disease
  • Crohn's inflammatory colitis
  • chronic systemic inflammatory conditions or metabolic imbalances (insulin resistance, dyslipidemia).
  • FIG. 1 represents the degrees of polymerization of the various prebiotic compositions according to example 1 and of a control composition of Fructo-OligoSaccharides (FOS).
  • FOS Fructo-OligoSaccharides
  • FIG. 2A shows the ATP production curves versus time of E. Coli according to Example 2.
  • Figure 2B shows the time-dependent ATP production curves of B. adolescentis according to Example 2.
  • Figure 2C shows ATP time-dependent production curves of A. muciniphila according to example 2.
  • FIG. 2D shows the curves of ATP production as a function of time of L. salivarius according to example 2.
  • the wood used in this study is a mixture of softwood chips (Scots pine, black pine, Aleppo pine, Douglas pine and spruce).
  • Wood chips and distilled water are introduced into a reactor at a water / wood ratio of 3 (300 ml of water per 100 g of kiln dried wood). The mixture is then heated in the reactor closed at 170 ° C for 1 hour. After cooling to room temperature, an autohydrolysate of lignocellulosic material (AutoH) is obtained.
  • AutoH autohydrolysate of lignocellulosic material
  • the hydrolyzate is treated with activated charcoal (10 g / L). This step is followed by two successive precipitations with acetone methanol (9: 1), followed by lyophilization of the prebiotic composition.
  • the hydrolyzate is treated with activated charcoal (10 g / l). This step is followed by two successive precipitations with ethanol: water (9: 1), followed by lyophilization of the prebiotic composition.
  • the hydrolyzate is filtered through a 0.5 kDa cutoff membrane (Merck Millipore, regenerated cellulose) using Amicon® Stirred Cells (Merck Millipore) cells.
  • the hydrolyzate is then treated with activated charcoal (40 g / l). Then the prebiotic composition is lyophilized. c) Analysis of different prebiotic compositions
  • the monomers were quantified by high performance anion exchange chromatography with pulsed amperometric detection (HPAEC-PAD, Dionex ICS 5000 system with CarboPac TM PA10 column, 25 ° C).
  • HPAEC-PAD pulsed amperometric detection
  • the trace element concentration in the fractions and the initial autohydrolysate was calculated from the increase in monosaccharide concentration after acid post-hydrolysis (120 ° C / 1 h, 3% H 2 SO 4 ).
  • oligomers / total dry weight of the prebiotic composition with a ratio of 0.07: 1 arabinoxylan: galactoglucomannan and 0.6% of monomer relative to the total of carbohydrates.
  • concentration of galactoglucomannans is therefore 88.3% by weight relative to the total mass of the composition.
  • oligomers / total dry weight of the prebiotic composition with a ratio of 0.20: 1 arabinoxylan: galactoglucomannan and 0.6% of monomer relative to the total of carbohydrates.
  • concentration of galactoglucomannans is therefore 82.4% by weight relative to the total mass of the composition.
  • Degradation products (furfural, hydroxymethylfurfural (HMF), formic acid, as well as acetic acid) were quantified by HPLC.
  • the purified hydrolysates no longer contain furfural, HMF, formic acid or acetic acid.
  • the amount of acetyl groups present on the solubilized hemicelluloses was determined by calculating the difference in the concentration of acetic acid before and after acid post-hydrolysis (120 ° C / 1 h, 3% H 2 SO 4 ).
  • the acetyl content is about 4%.
  • the acetyl levels are respectively 8.3 and 8.9%.
  • FIG. 1 represents the degrees of polymerization of the oligosaccharides and polysaccharides of the various prebiotic compositions.
  • Example 2 Test of the Different Prebiotic Compositions on the Growth of Bacteria
  • AIEC Invasive adherent Escherichia coli
  • Bifidobacterium adolescentis CFPL 15196 were isolated from human faeces in the pharmacy department of Lille (France).
  • Akkermansia muciniphila ATCC® BAA-835 TM was purchased from the ATCC.
  • Lactobacillus salivarius CIP 103140 was purchased from the Institut Pasteur Collection.
  • the negative control consisted of TSWD alone.
  • the positive controls consisted of a prebiotic fructo-oligosaccharide at a concentration of 1% (FOS P95, BENEO-Orafti, Belgium) with an average degree of polymerization of 4 (from 2 to 9) or glucose at 1%, added at TSWD. a) Measurement of the amount of ATP
  • ATP adenosine triphosphate
  • Figures 2A to 2D show the amount of ATP produced by the different bacteria. These results show that the compositions according to the invention are indeed prebiotic compositions, because they promote the growth of beneficial bacteria of the gastrointestinal microbiota, such as B. adolescentis, A muciniphila and L. salivarius. Moreover, the growth of the harmful bacteria of the gastrointestinal microbiota, such as E. Coli LF82, is not favored. b) Measurement of the amount of short-chain fatty acids
  • the short chain fatty acids are extracted from the bacterial supernatant samples by liquid-liquid extraction and analyzed by HPLC-UV.
  • the results show that the prebiotic compositions according to the invention promote the production of short chain fatty acids, including formic acid, acetic acid and propionic acid.
  • the medium in which the bacteria are cultured is analyzed by mass spectroscopy (MALDI TOF) at different reaction times.
  • MALDI TOF mass spectroscopy
  • mice Female C57BL / 6N mice (5 weeks old) were purchased from Janvier SA (Le Genest-Saint-Isle, France) and housed in groups of 4 mice per cage, with free access to wood and wood. water. The mice were fed for one week with an A04 control diet (SAFE, Villemoisson-sur-Orge, France).
  • mice were fed for three weeks with A04 while 8 other mice were fed with A04 supplemented with prebiotic composition (PP eth) at a rate of 0.3 g / day per mouse, dissolved in water.
  • prebiotic composition PP eth
  • the freeze-dried ethanol precipitated fraction was dissolved in water to reach 86 g / L and filtered through a 0.2 mhi membrane.
  • the vials 100 mL were changed every 2 to 3 days and replaced with a freshly prepared solution.
  • the mice were euthanized with isoflurane. A ventral midline incision was made to excise the cecum and colon. The caecal content was collected and immediately frozen in liquid nitrogen.
  • Figure 3 shows the distribution of the different classes of bacteria in the cecum.
  • mice which received the prebiotic composition according to the invention have a greater proportion of beneficial bacteria present in the gastrointestinal microbiota and a smaller proportion of harmful bacteria present in the gastrointestinal microbiota. b) Measurement of the amount of short-chain fatty acids
  • the short-chain fatty acids were analyzed on the cecum content according to the protocol of Example 2b).
  • Figure 4 shows the amounts of short chain fatty acids contained in the caecum. These diagrams show that the mice which received the prebiotic composition according to the invention produce more short chain fatty acids, in particular, more acetic acid and propionic acid, compared to the mice that did not receive the prebiotic composition.
  • Example 4 Effect of enzymatic hydrolyses on the size of oligosaccharides
  • the wood hydrolyzate prepared as shown in Example 1 was subjected to enzymatic hydrolysis using mannanase (35 mg enzymes / g oligosaccharides) and cellulase (500 and 3000 EGU / g oligosaccharides).
  • the weight average molecular weight (Mw) measured by GPC MALS showed the following results:
  • Mw oligosaccharides after cellulase treatment respectively at 500 and 3000 EGU / g: 1.7 and 1.0 kDa respectively.

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Abstract

Le domaine de l'invention est celui des compositions prébiotiques. En particulier, l'invention concerne une composition prébiotique comprenant des galactoglucomannanes, ainsi que son procédé de production. L'invention vise également l'utilisation de cette composition prébiotique pour augmenter la production d'acide gras à chaines courtes chez les bactéries du microbiote intestinal.

Description

COMPOSITION PREBIOTIQUE COMPRENANT DES
GALACTOGLUCOMANNANES
Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention est celui des compositions prébiotiques.
En particulier, l’invention concerne une composition prébiotique comprenant des galactoglucomannanes, ainsi que son procédé de production.
L’invention vise également G utilisation de cette composition prébiotique pour augmenter la production d’acide gras à chaînes courtes chez les bactéries du microbiote intestinal.
Arrière-plan technologique Les prébiotiques sont des nutriments qui promeuvent la croissance ou l’activité des microorganismes du microbiote intestinal. En particulier, ils favorisent la croissance des bactéries bénéfiques présentes dans le microbiote gastrointestinal.
En Europe, les prébiotiques les plus communément utilisés sont des Fructo- OligoSaccharides (FOS) produits à partir de racine de chicorée. La production de ces prébiotiques nécessite donc l’utilisation d’une ressource alimentaire et de terres arables. La production actuelle est donc limitée et entre en concurrence directe avec la production de ressources alimentaires. De plus, les surfaces de terres arables sont en constante diminution. Ainsi, serait-il intéressant de pouvoir proposer des prébiotiques qui soient issus de ressources non alimentaires afin de ne pas concurrencer la production de denrées alimentaires et de préserver les terres arables.
Objectifs Dans ces circonstances, la présente invention vise à satisfaire à au moins un des objectifs énoncés ci-après.
L'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir une composition prébiotique issue de ressources non alimentaires. L'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir une composition prébiotique issue de ressources disponibles et abondantes.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir une composition prébiotique alternative.
L'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir une composition prébiotique économique.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir une composition prébiotique performante en termes de promotion de la croissance du microbiote.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir une composition prébiotique performante en termes d’induction de la synthèse sélective d’acides gras à chaîne courte par le microbiote.
L'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir une composition prébiotique à visée préventive et/ou curative.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir un procédé de synthèse d’une composition prébiotique qui puisse être facilement mis en œuvre et économique.
Brève description de l’invention
Tout ou partie de ces objectifs sont atteints par la présente invention qui concerne une composition prébiotique comprenant des galactoglucomannanes ayant un degré de polymérisation compris entre 1 et 50, et ayant un taux d’acétyle supérieur ou égal à 0,1% en masse par rapport à la masse totale de la composition. Cette composition peut être produite à partir de matières lignocellulosiques, en particulier, à partir des hémicelluloses de bois.
L’industrie papetière utilise le bois pour en extraire les fibres de cellulose et ainsi produire la pâte à papier. Selon un procédé standard, la cellulose est extraite du bois par un traitement alcalin à haute température (procédé Kraft). Les produits de dégradation des hémicelluloses, de la lignine et les autres sous-produits obtenus par ce traitement sont recueillis dans un effluent appelé « liqueur noire ».
Les inventeurs ont eu le mérite de découvrir que les hémicelluloses extraites du bois par une étape d’autohydrolyse appliquée au bois avant le procédé Kraft peuvent être utilisées pour produire une composition prébiotique.
Ainsi, est-il possible d’exploiter des matières lignocellulosiques, et donc une ressource non-alimentaire, pour produire une composition prébiotique performante. L’invention concerne également un procédé pour produire une composition prébio tique, comprenant les étapes suivantes :
a) autohydrolyse de matières lignocellulosiques par traitement thermique en présence d’eau ou de vapeur d’eau,
b) purification de l’hydrolysat de matières lignocellulosiques obtenu à l’étape a).
Le procédé est efficace et économique car il peut être intégré au procédé papetier et notamment aux usines de production de cellulose, présentes dans de nombreux pays. Par ailleurs, ce procédé permet de valoriser une ressource qui était jusque-là peu valorisée et peu valorisable.
Un autre aspect de l’invention est l’utilisation d’une composition prébiotique pour augmenter la production d’acides gras à chaînes courtes par les bactéries du microbiote intestinal.
Enfin, l’invention concerne également une composition prébiotique pour utilisation en thérapie, en particulier pour prévenir ou traiter les maladies inflammatoires du foie (stéatose hépatique non alcoolique, fibrose hépatique), les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (maladie de Crohn, colite inflammatoire), les états inflammatoires chroniques systémiques, et les déséquilibres métaboliques (insulino résistance, dyslipidémie).
Définitions
Par « composition prébiotique », on entend, par exemple, une composition qui a un effet bénéfique sur la croissance ou l’activité des microorganismes du microbiote intestinal.
Par « galactoglucomannanes », on entend, par exemple, des oligosaccharides comprenant des unités mannose, glucose et galactose. Ces oligosaccharides comprennent en général une chaîne principale de mannoses liés par des liaisons osidiques /?-(l-4) avec des unités de glucose intercalées de façon aléatoire, et, occasionnellement, des galactoses liés par des liaisons osidiques -(l-6) en chaînes latérales. Le ratio glucose / mannose / galactose varie selon les espèces dans les proportions suivantes 1/ 1,5 à 4,5 / 0 à 1. Les groupes hydroxyles en position C2 et C3 peuvent être partiellement substitués par des groupes acétyles. Un exemple non limitatif de la structure d’une chaîne de galactoglucomannane est fourni ci-dessous (Fengel, D and Wegener, G. (1983) Wood: chemistry, ultrastructure, reactions. Walter de Gruyter, NY).
Par « acides gras à chaînes courtes », on entend, par exemple, des acides gras ayant une chaîne carbonée comprenant de 1 à 6 atomes de carbone inclus. Comme exemples d’acides gras à chaînes courtes, on peut citer l’acide formique, l’acide acétique, l’acide propionique, l’acide butyrique, l’acide isobutyrique, l’acide valérique et l’acide isovalérique.
Par « matières lignocellulosiques », on entend, par exemple, le constituant principal de la paroi cellulaire des plantes composées principalement de cellulose, d’hémicelluloses, de lignine et d’extractibles tels que les polyphénols et les terpénoïdes.
Le « degré de polymérisation » (DP) définit la longueur d’une chaîne polymère. Dans le présent exposé, ces termes désignent le nombre d’unités monomères de saccharides constitutives d’une chaîne d’oligosaccharide ou de polysaccharide.
Description détaillée de l’invention
Composition prébiotique La présente invention concerne en premier lieu une composition prébiotique comprenant des galactoglucomannanes ayant un degré de polymérisation compris entre 1 et 50, de préférence entre 1 et 35, et ayant un taux d’acétyle supérieur ou égal à 0,1% en masse par rapport à la masse totale de la composition, de préférence supérieur ou égal à 4 %, et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 6 %. Selon un mode de réalisation, le degré de polymérisation des galactoglucomannanes est compris entre 1 et 20 ou entre 1 et 15.
Le taux d’acétyle de la composition est exprimé en masse par rapport à la masse totale de la composition prébio tique. Ce taux d’acétyle peut être déterminé en calculant la différence de concentration en acide acétique avant et après une hydrolyse acide de la composition prébiotique. Cette hydrolyse peut, par exemple, être effectuée avec une solution à 3% d’acide sulfurique (H2S04) pendant 1 heure à l20°C. Le taux d’acétyle peut être compris entre 0,1 et 50%, entre 2 et 25%, entre 4 et 15%, ou encore entre 6 et 10%. Les acétyles proviennent principalement des galactoglucomannanes acétylés.
Selon un mode de réalisation, la composition prébiotique est issue de matières lignocellulosiques, de préférence de bois. Les matières lignocellulosiques peuvent être choisies parmi les bois résineux, les bois de feuillus, les bois recyclés, les papiers et cartons recyclés, et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, la composition prébiotique est issue d’une ou plusieurs essences de bois, de préférence d'une ou plusieurs essences de bois résineux.
Selon un mode de réalisation, la composition prébiotique est issue des hémicelluloses contenues dans les matières lignocellulosiques. De préférence, la composition prébiotique est issue des hémicelluloses contenues dans du bois.
La composition prébiotique peut comprendre au moins 20% en masse de galactoglucomannanes par rapport à la masse totale de la composition. Selon un mode de réalisation, la composition prébiotique comprend au moins 30% en masse, au moins 40%, au moins 50%, au moins 60%, au moins 70%, ou au moins 75% de galactoglucomannanes Selon un mode de réalisation, la composition prébiotique comprend entre 20 et 100% en masse de galactoglucomannanes, entre 50 et 99%, ou entre 75 et 98%.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la composition prébiotique comprend également de la lignine. La composition peut comprendre jusqu’à 20% en masse de lignine par rapport à la masse totale de la composition. Selon un mode de réalisation, la composition comprend entre 0,1 et 20% en masse de lignine, ou entre 0,2 et 5%.
Selon un mode de réalisation, la composition comprend également des xylanes, par exemple entre 0,1 et 35% de xylanes en masse par rapport à la masse totale de la composition.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition prébiotique issue de matières lignocellulosiques comprend des galactoglucomannanes ayant un degré de polymérisation compris entre 1 et 35, et a un taux d’acétyle compris entre 4 et 15%, de préférence entre 6 et 10%.
La composition peut également comprendre d’autres composés tels que des composés aromatiques.
La composition prébiotique a un effet promoteur marqué sur la croissance et/ou l’activité des microorganismes du microbiote intestinal. En particulier, cette composition stimule la croissance des bactéries bénéfiques du microbiote intestinal. Par ailleurs, les galactoglucomannanes les plus acétylés sont consommés plus tardivement par les bactéries que les galactoglucomannanes non acétylés. Ainsi, une composition dont les galactoglucomannanes ont un taux d’acétyle élevé permet-elle de favoriser la croissance des bactéries pendant un temps plus long que dans le cas des galactoglucomannanes peu acétylés ou non acétylés.
Cette composition a un autre effet avantageux, car elle promeut la production d’acides gras à chaînes courtes chez les bactéries du microbiote intestinal. En particulier, cette composition promeut la production d’acide acétique, d’acide propionique et d’acide butyrique par les bactéries du microbiote intestinal.
Procédé pour produire une composition prébiotique
L’invention concerne également un procédé pour produire une composition prébio tique comprenant les étapes suivantes : a) autohydrolyse de matières lignocellulosiques par traitement thermique en présence d’eau ou de vapeur d’eau,
b) purification de l’hydrolysat de matières lignocellulosiques obtenu à l’étape a).
L’étape a) d’auto hydrolyse peut être effectuée à une température comprise entre 100 et 230°C, de préférence entre 150 et l80°C, et pour une durée comprise entre 20 minutes et 10 heures, de préférence entre 30 minutes et 2 heures. Selon un mode de réalisation préféré, l’étape a) est une étape d’auto hydrolyse d'une ou plusieurs essences de bois, de préférence d'une ou plusieurs essences de bois résineux. Dans ce cas, après cette étape a), on obtient un hydrolysat de matières lignocellulosiques qui comprend des hémicelluloses du bois, dont des galactoglucomannanes.
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape a) est effectuée dans un réacteur fermé sous pression. La pression dans le réacteur correspond à la pression de vapeur saturante de l’eau, qui varie en fonction de la température choisie. Selon un mode de réalisation, les matières lignocellulosiques sont sous forme de copeaux.
L’étape b) de purification de l’hydrolysat de matières lignocellulosiques peut comprendre plusieurs phases.
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape b) comprend une phase de traitement au charbon actif et/ou une phase de nano- ou d’ultrafiltration et/ou une phase de précipitation dans un solvant.
L’étape b) peut également comprendre une étape de centrifugation et/ou de microfiltration pour enlever les particules insolubles de l’hydrolysat.
Selon un mode de réalisation du procédé, l’étape b) comprend une phase de traitement au charbon actif et une phase de nano- ou d’ultrafiltration.
Selon un autre mode de réalisation du procédé, l’étape b) comprend une phase de traitement au charbon actif et une phase de précipitation dans un solvant.
Selon un autre mode de réalisation du procédé, l’étape b) comprend une phase de nano- ou d’ultrafiltration et une phase de précipitation dans un solvant.
Selon un autre mode de réalisation du procédé, l’étape b) comprend une phase de traitement au charbon actif, une phase de nano- ou d’ultrafiltration et une phase de précipitation dans un solvant. Les différentes phases de purification peuvent être réalisées dans n’importe quel ordre.
La phase de nano- ou d’ultrafiltration comprend une étape de filtration de l’hydrolysat sur une membrane au seuil de coupure déterminé.
Selon un mode de réalisation, le seuil de coupure de la membrane est compris entre 0,2 kDa et 30 kDa. Par exemple, le seuil de coupure peut être de 0,2 kDa, 0,5 kDa, 1 kDa, 5 kDa, 8 kDa, 10 kDa, 20 kDa ou 30 kDa. L’homme du métier est à même de choisir le seuil de coupure en fonction du degré de polymérisation recherché des galacto glucomannanes .
Il est également possible de combiner plusieurs phases de nano- ou d’ultrafiltration.
La phase de précipitation dans un solvant peut être réalisée avec un solvant organique, un mélange de solvants organiques, ou un mélange de solvant(s) organique(s) et d’eau. Selon un mode de réalisation, la phase de précipitation dans un solvant est réalisée avec de l’acétone, de l’éthanol, un mélange d’acétone et de méthanol, ou un mélange d’éthanol et d’eau.
Selon un mode de réalisation particulier du procédé, le procédé comprend également une étape de traitement enzymatique de l’hydrolysat obtenu après l’étape a), ou de la composition prébio tique obtenue après l’étape b). Ce traitement peut être réalisé avec une ou plusieurs enzymes, par exemple avec une ou plusieurs enzymes de la famille des mannanases, des xylanases, des acétylestérases, ou des glucuronidases.
Ce traitement peut être utilisé pour réduire la taille des oligosaccharides et/ou des polysaccharides. Il peut également être utilisé pour moduler le taux d’acétyle des galactoglucomannanes, en acétylant des hydroxyles libres ou en clivant des groupements acétyles déjà présents.
Par exemple, il est possible de diminuer le taux d’acétyle de la composition prébiotique par une étape désacétylation enzymatique partielle des galactoglucomannanes.
L’invention concerne également une composition prébiotique susceptible d’être obtenue par le procédé ci-dessus. Utilisation de la composition prébiotique
L’invention concerne également l’utilisation d’une composition prébiotique selon l’invention pour augmenter la production d’acides gras à chaînes courtes par les bactéries du microbiote intestinal.
Selon un mode de réalisation, les acides gras à chaînes courtes sont choisis parmi l’acide acétique, l’acide propionique, l’acide butyrique et leurs mélanges.
L’invention a également pour objet une composition prébiotique selon l’invention pour utilisation en thérapie (préventive et/ou curative). La composition prébiotique selon l’invention a un effet bénéfique sur la croissance et/ou l’activité des microorganismes du microbiote intestinal, elle peut donc être utilisée dans le traitement et/ou la prévention de certaines maladies.
L’invention a également pour objet une composition prébiotique selon l’invention pour utilisation dans la prévention et/ou le traitement des maladies inflammatoires du foie (stéatose hépatique non alcoolique, fibrose hépatique), des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (maladie de Crohn, colite inflammatoire), des états inflammatoires chroniques systémiques, ou des déséquilibres métaboliques (insulino résistance, dyslipidémie).
Brève description des dessins
La figure 1 représente les degrés de polymérisation des différentes compositions prébiotiques selon l’exemple 1 et d’une composition témoin de Fructo- OligoSaccharides (FOS).
La figure 2A représente les courbes de production d’ATP en fonction du temps d’E. Coli selon l’exemple 2. La figure 2B représente les courbes de production d’ATP en fonction du temps de B. adolescentis selon l’exemple 2. La figure 2C représente les courbes de production d’ATP en fonction du temps de A. muciniphila selon l’exemple 2. La figure 2D représente les courbes de production d’ATP en fonction du temps de L. salivarius selon l’exemple 2. La figure 3 représente la répartition des bactéries du caecum des souris, selon leur phylum, selon l’exemple 3 (gp control = moyenne des souris témoins, gp hemicell = moyenne des souris nourries avec la composition prébiotique selon l’invention).
La figure 4 représente la quantité d’acides gras à chaînes courtes dans le caecum des souris selon l’exemple 3 (a = acide acétique, b = acide butyrique, c = acide propionique, d = acide formique, gp control = souris témoins, gp hemicell = souris nourries avec la composition prébio tique).
Exemples
Exemple 1 : Préparation composition prébiotique a) Hydrolysat de bois
Le bois utilisé dans cette étude est un mélange de copeaux de résineux (pin sylvestre, pin noir, pin d'Alep, pin Douglas et épicéa).
Des copeaux de bois et l'eau distillée sont introduits dans un réacteur à un rapport eau / bois de 3 (300 ml d'eau pour 100 g de bois séché au four). Le mélange est ensuite chauffé dans le réacteur fermé à 170° C pendant 1 heure. Après refroidissement à température ambiante, on obtient un autohydrolysat de matières lignocellulosiques (AutoH). b) Purification de l’ hydrolysat Différentes purifications ont été testées :
traitement au charbon actif suivi d’une précipitation avec un mélange acétone: méthanol (PP Acet)
traitement au charbon actif suivi d’une précipitation avec de l’éthanol: eau (PP eth)
une ultrafiltration suivie d’un traitement au charbon actif (AutoH UC) PP Acet
L’hydrolysat est traité avec du charbon actif (10 g / L) Cette étape est suivie de deux précipitations successives avec un mélange acétone méthanol (9 :l), puis d’une lyophilisation de la composition prébiotique.
PP eth
L’hydrolysat est traité avec du charbon actif (10 g / L). Cette étape est suivie de deux précipitations successives avec un mélange éthanol: eau (9 :l), puis d’une lyophilisation de la composition prébiotique.
AutoH UC
L'hydrolysat est filtré sur une membrane de seuil de coupure de 0,5 kDa (Merck Millipore, cellulose régénérée) en utilisant des cellules Amicon® Stirred Cells (Merck Millipore). L’hydrolysat est ensuite traité avec du charbon actif (40 g / L). Puis la composition prébiotique est lyophilisée. c) Analyse des différentes compositions prébiotiques
Les monomères ont été quantifiés par chromatographie d’échange d’anions de haute performance avec détection ampérométrique pulsée (HPAEC-PAD, DionexSystème ICS 5000 avec une colonne CarboPac™ PA10; 25 ° C). La concentration en oligo mères dans les fractions et l’autohydrolysat initiale a été calculée à partir de l’augmentation de la concentration en monosaccharides après une post-hydrolyse acide (120 ° C / 1 h, 3% H2S04).
AutoH
57,6% d’oligomères/masse sèche totale de l’hydrolysat avec un ratio 0,28:1 arabinoxylane : galactoglucomannane et 28,7% de monomère par rapport au total de carbohydrates. La concentration en galactoglucomannanes est donc de 45% en masse par rapport à la masse totale de la composition.
PP acet
91,6% d’oligomères/masse sèche totale de la composition prébio tique avec un ratio 0,18:1 arabinoxylane : galactoglucomannane et 5,7% de monomère par rapport au total de carbohydrates. La concentration en galactoglucomannanes est donc de 77,6% en masse par rapport à la masse totale de la composition.
PP eth
94,5% d’oligomères/masse sèche totale de la composition prébiotique avec un ratio 0,07:1 arabinoxylane : galactoglucomannane et 0,6% de monomère par rapport au total de carbohydrates. La concentration en galactoglucomannanes est donc de 88,3% en masse par rapport à la masse totale de la composition.
AutoH UC
98,9% d’oligomères/masse sèche totale de la composition prébiotique avec un ratio 0,20:1 arabinoxylane : galactoglucomannane et 0,6% de monomère par rapport au total de carbohydrates. La concentration en galactoglucomannanes est donc de 82,4% en masse par rapport à la masse totale de la composition.
Les produits de dégradation (furfural, hydroxyméthylfurfural (HMF), l'acide formique, ainsi que l'acide acétique) ont été quantifiés par HPLC. Les hydrolysats purifiés ne contiennent plus de furfural, HMF, d’acide formique ou d’acide acétique.
La quantité de groupes acétyle présents sur les hémicelluloses solubilisées a été déterminée en calculant la différence dans la concentration d’acide acétique avant et après une post-hydrolyse acide (120 ° C / 1 h, 3% H2S04). Pour l’autohydrolysat non purifié, le taux d’acétyle est d’environ 4%. Pour les compostions prébiotiques purifiées PP acet et PP eth, les taux d’acétyle sont respectivement de 8,3 et 8,9%.
Les degrés de polymérisation des oligosaccharides et polysaccharides ont été mesurés par spectroscopie de masse (MS) de technologie de désorption laser assistée par matrice ionisation-temps de vol (MALDI-TOF) et GPC MALS (Chromatographie à perméation de gel - diffraction laser multi-angle). La figure 1 représente les degrés de polymérisation des oligosaccharides et polysaccharides des différentes compositions prébiotiques. Exemple 2 : Test des différentes compositions prébiotiques sur la croissance des bactéries
Escherichia coli adhérente invasive (AIEC) LF82 et le Bifïdobacterium adolescentis CFPL 15196, ont été isolés à partir de fèces humaines dans le département de pharmacie de Lille (France). Akkermansia muciniphila (ATCC® BAA-835™) a été acheté auprès de l'ATCC. Lactobacillus salivarius CIP 103140 a été acheté auprès de la Collection de l'Institut Pasteur. Toutes les cultures ont été réalisées sous atmosphère anaérobie constituée de 10% H2, 5% C02 et 85% N2 (Anaerogaz, Linde), dans un milieu contenant du bouillon de soja désoxygéné sans dextrose (TSWD, Tryptic soy without dextrose, Becton -Dickinson). TSWD a été complété avec 1% (p / v) des différentes compositions prébiotiques selon l’exemple 1. La composition PP eth a également été testée à 3% (p / v).
Le contrôle négatif consistait de TSWD seul. Les témoins positifs étaient constitués d’un fructo-oligosaccharides prébiotique à une concentration de 1% (FOS P95, BENEO-Orafti, Belgique) avec un degré de polymérisation moyen de 4 (de 2 à 9) ou du glucose à 1%, ajoutés à TSWD. a) Mesure de la quantité d’ATP
La production intracellulaire d’adénosine triphosphate (ATP) a été mesurée.
Les figures 2A à 2D montrent la quantité d’ATP produite par les différentes bactéries. Ces résultats montrent que les compositions selon l’invention sont bien des compositions prébiotiques, car elles favorisent la croissance des bactéries bénéfiques du microbiote gastrointestinal, comme B. adolescentis, A muciniphila et L. salivarius. Par ailleurs, la croissance des bactéries néfastes du microbiote gastrointestinal, comme E. Coli LF82, n’est pas favorisée. b) Mesure de la quantité d’acides gras à chaînes courtes
Les acides gras à chaînes courtes sont extraits des échantillons de surnageant bactérien par une extraction liquide- liquide puis analysés par HPLC-UV. Les résultats montrent que les compositions prébiotiques selon l’invention promeuvent la production d’acide gras à chaînes courtes, dont l’acide formique, l’acide acétique et l’acide propionique. c) Influence du degré d’acétylation
Le milieu dans lequel les bactéries sont cultivées est analysé par spectroscopie de masse (MALDI TOF) à différents temps de réaction. Les résultats de ces analyses montrent que les galactoglucomannanes non acétylés sont consommés en premier par les bactéries dès le début de la culture. Les galactoglucomannanes les plus acétylés sont consommés plus tard par les bactéries. Cela explique pourquoi l’effet de croissance sur les bactéries est obtenu plus longtemps que pour le témoin FOS.
Exemple 3: Test in vivo d’une composition prébiotique sur les souris
Gavage de souris avec une fraction de précipité à l'éthanol (PP eth) selon l’exemple 1 et analyse de l'AR r 16S.
Cette expérience a été évaluée et autorisée par le comité d’éthique de Grenoble et le gouvernement français (APAF1S no 8502-2016122009J36117). Les animaux ont été hébergés à la Plateforme de Haute Technologie Animale, Université Grenoble Alpes, numéro d’homologation: C3851610006. Des souris femelles C57BL / 6N (âgées de 5 semaines) ont été achetées chez Janvier SA (Le Genest-Saint-Isle, France) et ont été hébergées en groupes de 4 souris par cage, avec un libre accès au bois et à l'eau. Les souris ont été nourries pendant une semaine avec un régime de contrôle A04 (SAFE, Villemoisson-sur-Orge, France). Ensuite, 8 souris témoins ont été nourries pendant trois semaines avec A04 tandis que 8 autres souris ont été nourries avec A04 additionné de composition prébiotique (PP eth) à raison de 0,3 g / jour par souris, dissous dans l'eau. Pour cela, la fraction de précipité d'éthanol lyophilisé a été dissoute dans de l'eau pour atteindre 86 g / L et filtrée à travers une membrane de 0,2 mhi. Les flacons d’alimentation (100 mL) ont été changés tous les 2 à 3 jours et remplacés par une solution fraîchement préparée. A la fin de la période expérimentale, les souris ont été euthanasiées avec de l’isoflurane. Une incision médiane ventrale a été faite pour exciser le caecum et le côlon. Le contenu caecal a été recueilli et immédiatement congelé dans l’azote liquide. Des aliquots de contenu caecal ont été préparées avec 200 pL de PBS pour une teneur en cæcal de 40 mg, par homogénéisation. La bouillie fécale a été centrifugée à 35 000 g pendant 20 minutes à 4 ° C et le surnageant a été recueilli et stérilisé par filtration (0,22 um). a) Analyse de l'ARNr 16S
L'analyse de l'ARNr 16S (et de l'extraction de l'ARN) a été sous-traitée à Vaiomer (Vaiomer SA, Labège, France). Les données obtenues avec cette analyse ont non seulement donné l'abondance bactérienne, mais aussi la diversité alpha, c'est-à-dire la richesse (le nombre de taxons bactériens uniques dans les échantillons).
La figure 3 montre la répartition des différentes classes de bactéries dans le caecum. Ces résultats montrent que les souris qui ont reçu la composition prébiotique selon l’invention ont une répartition des classes bactériennes différentes par rapport aux souris n’ayant pas reçu la composition prébiotique.
En particulier, les souris qui ont reçu la composition prébiotique selon l’invention ont une plus grande proportion de bactéries bénéfiques présentes dans le microbiote gastrointestinal et une moins grande proportion de bactéries néfastes présentes dans le microbiote gastrointestinal. b) Mesure de la quantité d’acides gras à chaînes courtes
Les acides gras à chaînes courtes ont été analysés sur le contenu caecum selon le protocole de l’exemple 2b).
La figure 4 montre les quantités d’acides gras à chaînes courtes contenues dans le caecum. Ces diagrammes montrent que les souris qui ont reçu la composition prébiotique selon l’invention produisent plus d’acides gras à chaînes courtes, en particulier, plus d’acide acétique et d’acide propionique, par rapport aux souris n’ayant pas reçu la composition prébiotique. Exemple 4. Effet d’hydrolyses enzymatiques sur la taille des oligosaccharides
L’hydrolysat de bois préparé tel que présenté dans l’exemple 1 (AutoH) a été soumis à des hydrolyses enzymatiques en utilisant une mannanase (35 mg enzymes / g oligosaccharides) et une cellulase (500 et 3000 EGU/g oligosaccharides). La masse moléculaire moyenne en masse (Mw) mesurée par GPC MALS a montré les résultats suivants :
Mw des oligosaccharides dans l’hydrolysat de départ : 2,3 kDa
Mw des oligosaccharides après traitement par une mannanase : 1,7 kDa
Mw des oligosaccharides après traitement par une cellulase respectivement à 500 et 3000 EGU/ g : 1,7 et 1,0 kDa respectivement.
Ces résultats montrent qu’il est possible de réduire la taille des oligosaccharides contenus dans l’hydrolysat par un traitement enzymatique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition prébio tique caractérisée en ce qu’elle comprend des galactoglucomannanes ayant un degré de polymérisation compris entre 1 et 50, de préférence entre 1 et 35, et en ce qu’elle a un taux d’acétyle supérieur ou égal à 0,1% en masse par rapport à la masse totale de la composition, de préférence supérieur ou égal à 4 %, et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 6 %.
2. Composition prébiotique selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle est issue de matières lignocellulosiques.
3. Composition selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce qu’elle est issue d'une ou plusieurs essences de bois, de préférence d'une ou plusieurs essences de bois résineux.
4. Composition prébiotique selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que la concentration en galactoglucomannanes est supérieure ou égale à 20% en masse par rapport à la masse totale de la composition.
5. Composition prébio tique selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle comprend de la lignine.
6. Composition prébiotique selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle promeut la production d’acides gras à chaînes courtes chez les bactéries du microbiote intestinal.
7. Procédé pour produire une composition prébiotique selon l’une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
a) autohydrolyse de matières lignocellulosiques par traitement thermique en présence d’eau ou de vapeur d’eau,
b) purification de l’hydrolysat de matières lignocellulosiques obtenu à l’étape a).
8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que l’étape a) d’autohydrolyse est effectuée à une température comprise entre 100 et 230°C, de préférence entre 150 et l80°C, et pour une durée comprise entre 20 minutes et 10 heures, de préférence entre 30 minutes et 2 heures.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que l’étape b) de purification comprend une phase de traitement au charbon actif et/ou une phase de nano- ou d’ultrafiltration et/ou une phase de précipitation dans un solvant.
10. Procédé selon l’une de revendications 7 à 9 caractérisée en ce que l’étape a) est une étape d’autohydrolyse d'une ou plusieurs essences de bois, de préférence d'une ou plusieurs essences de bois résineux.
11. Utilisation d’une composition prébiotique selon l’une des revendications 1 à 6 pour augmenter la production d’acides gras à chaînes courtes par les bactéries du microbiote intestinal.
12. Composition prébiotique selon l’une des revendications 1 à 6 pour utilisation en thérapie.
13. Composition prébiotique selon l’une des revendications 1 à 6 pour utilisation dans la prévention et/ou le traitement des maladies inflammatoires du foie, des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, des états inflammatoires chroniques systémiques, ou des déséquilibres métaboliques.
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