FR3079140A1 - Composition prebiotique - Google Patents
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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
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 l’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 FructoOligoSaccharides (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 prébiotique, 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(l-4) avec des unités de glucose intercalées de façon aléatoire, et, occasionnellement, des galactoses liés par des liaisons osidiques a-(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 prébiotique. 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 (H2SO4) pendant 1 heure à 120°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 prébiotique 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’autohydrolyse peut être effectuée à une température comprise entre 100 et 230°C, de préférence entre 150 et 180°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’autohydrolyse 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 nanoou 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 galactoglucomannanes.
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 prébiotique 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 FructoOligoSaccharides (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 prébiotique).
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 :1), 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 :1), 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 oligomères 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% H2SO4).
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 prébiotique 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% H2SO4). 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 Bifidobacterium 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 1ATCC. 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% CO2 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'ARNr 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 pm. 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 PB S 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 5 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 (13)
1. Composition prébiotique 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 prébiotique 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 180°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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