(PARTIE II) Impacts prébiotiques des résidus de soja (Okara) sur l'état d'eubiose/dysbiose de l'intestin et les effets possibles sur les fonctions hépatiques et rénales

edmund.chen@wecistanche.com

Valorisation des résidus de soja (Okara) comme aliment fonctionnelComme indiqué précédemment, l'okara contient des niveaux élevés de fibres alimentaires et de protéines, ainsi que des quantités importantes d'isoflavones, maladie du rein, ainsi que des éléments minéraux, ce qui lui vaut une haute valeur nutritionnelle et une potentielle fonction prébiotique. Par conséquent, il est potentiellement utile en tant qu'ingrédient fonctionnel ayant des effets bénéfiques sur la santé [8]. Plus précisément, l'incorporation d'ingrédients dérivés du soja dans une variété de produits dans le but de fournir des propriétés et des fonctions bénéfiques au corps a été au centre des préoccupations au fil des ans et a suscité beaucoup d'intérêt de la part de l'industrie alimentaire. Ceux-ci sont appelés «aliments fonctionnels» [104]. L'Okara est utilisé depuis plusieurs années dans la production d'aliments pour la consommation humaine ainsi que dans l'application en nutrition animale principalement au Japon et en Chine, à la fois sous ses formes transformées et brutes, pour fournir plus facilement un apport équitable de l'allégation nutritionnelle pour les fibres et les protéines. . Okara peut être un substitut partiel de la farine de soja dl, de la farine de blé dl et d'autres composants de production alimentaire afin d'augmenter la teneur en protéines et en fibres [49]. La riche quantité de protéines, de glucides et d'autres formes de nutriments incorporés dans l'okara en fait un substrat potentiel pour la fermentation microbienne. Les bactéries, les levures et la fermentation fongique des résidus de soja sont suggérées pour diminuer la teneur en fibres brutes, augmenter la teneur en protéines, en fibres solubles, en isoflavones et en acides aminés, et décomposer l'acide phytique, ce qui entraîne également une amélioration des propriétés de traitement. comme valeur nutritionnelle [105]. L'utilisation de résidus de soja dans différentes formulations alimentaires telles que les boissons, le pain, les saucisses, les crêpes, les bonbons, les biscuits, les gâteaux et la farine dl nutritionnelle a été étudiée et mise en évidence dans de nombreux rapports [15, 106-109].

Mots clés:fibre alimentaire; microbiote intestinal ; un rein; foie; okara ; prébiotique; résidus de soja

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3.1. Application des résidus de soja dans la nutrition humaineLes riches propriétés de liaison aux solvants de l'okara en font un ingrédient idéal à faible coût pour encourager les rendements dans les produits de boulangerie et de viande [48]. Il a été démontré qu'il a une influence positive sur la durée de conservation des biscuits au chocolat principalement à une concentration optimale de 5 pour cent, et empêche également la synérèse dans le remplissage des raviolis au fromage pendant la décongélation et la congélation. En outre, son goût insipide lui permet d'être utilisé à relativement niveaux élevés sans influencer négativement la texture ou les profils gustatifs des produits formés [1].

L'étude de Park et al. [110], sur l'influence de l'okara et d'additifs tels que la farine de soja, l'amidon et l'hydroxypropylméthylcellulose sur la qualité et la valeur nutritionnelle des biscuits ont été examinés. Les résultats ont montré que les biscuits enrichis en okara avaient des niveaux plus élevés de glucides (35,3 pour cent), de matières grasses (25,7 pour cent), de protéines (11,6 pour cent) et de cendres (6,3 pour cent) contrairement aux biscuits au blé contenant des glucides (59.6 pour cent), des matières grasses ( 20,2 %), des protéines (15,2 %) et des cendres (2,2 %). Un cookie contenant de l'okara représentait une teneur en glucides inférieure et une teneur en cendres plus élevée. Les biscuits additionnés d'hydroxypropylméthylcellulose ont présenté une capacité de rétention d'eau plus élevée, c'est-à-dire trois fois supérieure à celle du témoin, ce qui a amélioré les performances de la pâte et la qualité des biscuits enrichis. Les biscuits complétés par des additifs, principalement de la farine de soja et de l'hydroxypropylméthylcellulose, présentaient des activités de l'eau réduites, ce qui améliorait la durée de conservation et la dureté en conjonction avec une amélioration significative du croustillant des biscuits enrichis en okara. Suda et al. [111] ont incorporé de la poudre d'okara (contenant 50 % de fibres alimentaires, 0,45 % de calcium et 21,3 % de protéines végétales) dans des ingrédients de pain et de crêpes, dans l'intention de développer des aliments enrichis à usage médical. Trois types de pain différents ont été transformés, dont le pain okara à 10 %, et d'autres additifs, ainsi que des conservateurs, étaient nécessaires pour encourager la fermentation de la levure et permettre le stockage à température ambiante. Après une congélation efficace sans conservateurs, les saveurs des trois pains ont été altérées. Une crêpe molle a été préparée en utilisant un mélange de poudres de crêpes avec 20% d'okara. La crêpe sans conservateurs convenait à la conservation au réfrigérateur avant d'être consommée, tandis que les crêpes fraîches et celles contenant les conservateurs à 20% d'okara étaient acceptées comme suppléments pour les patients âgés hospitalisés. L'étude a montré que la crêpe molle complétée par de l'okara et 40% d'eau était beaucoup plus utile comme complément approprié pour les fibres alimentaires, le calcium et les protéines végétales que le pain complété par de l'okara. Il est suggéré que la qualité du pain supplémenté en okara augmente de manière significative avec l'ajout d'enzymes (lipase, glucose oxydase et pentosanase). Il a été démontré que l'incorporation de 4 à 8 % de poudre de soja permet d'améliorer la qualité [112]. L'application de 5 % de fibres alimentaires de soja sur du pain, traité avec 1 % de NaOH pendant une heure et 1 % de HCl à 60 ◦C pendant 2 h, a montré une apparence et une qualité similaires à celles d'un pain normal [1,113].

Une étude récente de Kang et al. [15] sur les attributs de qualité des nouilles de riz enrichies avec différents niveaux de farine d'okara dl (0–20 pour cent) a été examiné. Les auteurs ont noté que l'adhérence, la dureté et la perte de cuisson des nouilles augmentent avec une quantité croissante d'okara, tandis que l'indice de gonflement, le score de cohésion et l'absorption d'eau diminuent considérablement. Parmi tous les échantillons, les nouilles enrichies avec 10 % de farine d'okara ont obtenu le score le plus bas pour l'indice glycémique prédit. L'incorporation d'alginate avec un revêtement de CaCl2 a amélioré les propriétés de cuisson sans affecter la digestibilité in vitro de l'amidon des nouilles de riz enrichies en résidus de soja. Les résultats ont recommandé que des nouilles avec un attribut de bonne qualité et des scores de digestibilité de l'amidon in vitro réduits puissent être développées en incorporant de la farine d'okara jusqu'à 10 %. Encore une fois, une étude sur la qualité de cuisson des nouilles enrichies en fibre d'okara, un sous-produit de soja, a révélé que les nouilles étaient de bonne qualité de cuisson lorsque la fibre d'okara était complétée à 9 % (taille des particules de 100 mesh), 4 % de sel et 0,25 % de sodium. alginates [114]. Pan et al. [106] ont étudié l'impact de l'okara et du gluten vital sur les propriétés physiques et chimiques des nouilles. Les résultats ont montré qu'un niveau plus élevé d'okara (10 à 15 %) diminuait considérablement la résistance à la traction, l'extensibilité, l'élasticité et le temps de cuisson optimal des nouilles. Les nouilles enrichies en okara ont montré une teneur améliorée en flavonoïdes, en phénols totaux et en activité antioxydante et/ou antiradicalaire. Les résultats ont montré que l'incorporation de 6 % de gluten de blé et de 5 à 10 % de poudre d'okara produit des nouilles avec de bonnes propriétés de texture, de cuisson et sensorielles. Par conséquent, la supplémentation en fibres alimentaires de soja dans la formulation des aliments peut être la meilleure alternative pour obtenir des produits alimentaires à faible indice glycémique. préparé à partir de graines de soja sans lipoxygénase et d'une poudre d'okara séchée commercialement (7,7% d'humidité) à base de graines de soja ordinaires (présence de lipoxygénase). Les auteurs ont également utilisé de l'huile de soja commercialement faible en acide linolénique et de l'huile de soja commercialement faiblement saturée dans la même recette et ont déterminé la meilleure recette pour un produit alimentaire à base de soja cuit ou frit. À la fin de l'étude, les auteurs ont observé que les aliments cuits au four fabriqués à partir de la poudre de lipoxygénase sans okara partiellement séchée et de l'huile de soja commercialement peu saturée avaient un goût, une apparence et une texture parallèles au produit de référence (c. Snack japonais à base d'okara). Le produit final contenait 11,4 % de protéines et 7,4 % de fibres alimentaires, ce qui était 2,0 et 1,5 fois plus élevé que la norme. La quantité de calcium était également supérieure (4,3 fois) au score de référence. Bedini et al. [116] ont également enregistré une augmentation des propriétés fonctionnelles et nutritionnelles du yogourt au soja incorporé à l'okara, un sous-produit du soja. Tous ces résultats suggèrent la commercialisation de l'okara au niveau industriel en tant que produit alimentaire à valeur ajoutée potentiellement amélioré sur le plan nutritionnel.

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3.2. Application des résidus de soja dans l'alimentation animale  En raison de la teneur plus élevée en glucides non fibreux et en protéines de l'okara, en plus d'être moins cher que la farine de soja, il est attrayant pour être utilisé comme aliment pour les bovins laitiers, les chèvres, les moutons, les porcs, la volaille et les poissons, dans le but de remplacer une partie de leur alimentation normale [117–120]. Les sous-produits des cultures vivrières sont généralement connus pour posséder une forte teneur en humidité et, pour éviter les coûts énergétiques élevés du séchage, sont donc généralement stockés par ensilage, une technique de stockage du fourrage qui consiste à acidifier la masse végétale via des micro-organismes anaérobies, pour aider minimiser et l'empêcher d'être colonisé par d'autres micro-organismes qui entraîneront la perte de sa valeur nutritionnelle. Une pratique bien connue au Japon, dans le but de prévenir la perte nutritionnelle, limite celle-ci en mélangeant des aliments secs avec des sous-produits humides pour obtenir un ensilage de ration mélangée totale à faible humidité. Le mélange de coques d'arachides et d'okara peut donc avoir une influence synergique sur le mélange d'ensilage pour former les bons glucides fermentescibles de la matière sèche pour une fermentation idéale de l'ensilage. Il a été démontré que l'ensilage avec des coques d'arachides/okara ratio 22:78 diminue la teneur en fibres et la lignification, ainsi qu'améliore l'efficacité des modèles de fermentation ruminale in vitro et de fermentation d'ensilage après 8 semaines [117]. Atteindre le profil protéique requis chez les jeunes porcs, en particulier pour les producteurs de porcs biologiques, est un défi. Ainsi, le prix des aliments biologiques est nettement plus élevé (c'est-à-dire 4 fois plus élevé) et sa disponibilité est limitée. Okara est suggéré comme une alternative et une source potentielle de protéines organiques, et son apport dans jusqu'à 25 % des régimes alimentaires des jeunes porcs n'a montré aucun effet sur l'apport alimentaire quotidien moyen, le profit quotidien moyen et le rapport gain/alimentation, contrairement au témoin. [121]. Wang et al. [120,122] ont également substitué l'okara séché à la farine de soja chez les bovins laitiers et les bovins jaunes pendant une durée de 30 jours. Les auteurs n'ont enregistré aucune différence significative dans la production de lait, la consommation d'aliments, la teneur en matière grasse du lait et les bénéfices quotidiens entre les deux groupes. Cependant, le coût d'alimentation du groupe remplacé par de l'okara séché a été considérablement réduit.

De plus, l'okara peut également être utilisé dans la production de protéines microbiennes, qui sont synthétisées par fermentation à l'état solide. Au cours du processus de fermentation, la moisissure dégrade les fibres résiduelles en glucides de faible poids moléculaire, qui sont depuis longtemps utilisés par les levures pour synthétiser les protéines. De plus, certains facteurs anti-nutritionnels (y compris, mais sans s'y limiter, les inhibiteurs de la trypsine, la lectine et la saponine) peuvent être davantage décomposés ou réduits par fermentation [123]. Pan et al. [124] ont étudié les modifications de la production microbienne via la fermentation à l'état solide en culture mixte sur okara. Les auteurs ont observé une teneur en protéines brutes doublée par rapport au matériau d'origine lors de l'utilisation de son de blé et d'okara (ratio 2: 8) comme substrat, et Trichoderma viride, Aspergillus niger, Saccharomyces cerevisiae et Candida utilis (1: 1: 1: 3 ) en culture mixte, après fermentation de trois jours à 32 ◦C. Les tableaux 3 et 4 présentent des études résumées sur l'effet de la supplémentation en okara sur la nutrition, ainsi que l'impact de ses fortifications sur les propriétés et la fonction des aliments respectivement (in vivo/in vitro).

4. Influence physicochimique et prébiotique des fibres alimentaires (accent mis sur les fibres dérivées d'Okara) sur l'intestin et les tissus associés : intestin, foie et reins  De nombreuses lambeaux de preuves indiquent que les micro-organismes intestinaux peuvent influencer directement les conditions physiologiques chez les humains/animaux, comme l'amélioration du système immunitaire de l'hôte, l'amélioration des rôles de la barrière intestinale, la stimulation des mécanismes de défense contre les agents pathogènes ainsi que l'augmentation des mécanismes de défense contre maladies inflammatoires de l'intestin, produisant des métabolites biologiques, régulant l'auto-immunité, régulant le diabète et prévenant l'obésité, et détruisant les cellules cancéreuses. Les interactions intestin-microbiote de l'hôte sont dynamiques et fortement dictées par plusieurs conditions environnementales, en particulier le régime alimentaire [135]. De plus, l'intestin aurait des rôles doubles et opposés de permettre aux nutriments d'entrer dans le corps tout en empêchant l'entrée de substances nocives. Il a été démontré que la fonction de barrière gastro-intestinale et l'absorption des nutriments sont altérées par les fibres alimentaires. Par exemple, les modifications induites par les fibres alimentaires de la barrière gastro-intestinale en augmentant les mucines et la cellule qui les produit "cellules caliciformes" [136,137]. Les mucines sont de grosses glycoprotéines qui, avec les lipides, les anticorps, les bactéries, les ions, les protéines, les peptides antimicrobiens et l'eau, forment ce qu'on appelle le mucus [138]. Le mucus protège l'épithélium intestinal des contraintes mécaniques, pour empêcher la translocation de substances nocives, lubrifier l'intestin et faciliter le transport des matières digérées. Une étude comparant un aliment / régime standard pour rongeurs (c'est-à-dire des fibres de maïs, d'avoine et de blé représentant 4,3% du régime en poids) avec un aliment dépourvu de toute fibre a montré que les souris nourries avec un régime pauvre en fibres avaient un mucus plus mince couche, permettant ainsi aux microbes de se rapprocher de l'épithélium gastro-intestinal [139]. Par conséquent, des quantités insuffisantes de fibres alimentaires dans l'intestin peuvent encourager les bactéries à dégrader la couche de mucus de l'hôte (c'est-à-dire à briser l'une des barrières physiques de l'hôte) dans le but de se procurer les substrats nécessaires à leur survie.

4.1. Rôle physicochimique des fibres alimentaires dans le tractus gastro-intestinal Le rôle principal du tractus gastro-intestinal est l'absorption des nutriments des aliments ingérés. Cette absorption est précédée d'une série de processus digestifs dans les différents compartiments intestinaux. Ces processus sont régis par la sécrétion d'enzymes et de cofacteurs associés, ainsi que par le maintien de la lumière intestinale dans des conditions de pH optimales pour la digestion. [140]. Classiquement, la consommation de fibres alimentaires a été postulée pour affecter l'absorption des nutriments de diverses manières. Il a été prouvé que les facteurs physicochimiques des fibres alimentaires, notamment la fermentation, la capacité de gonflement, la viscosité et la formation de gel, la capacité de liaison, la solubilité et la capacité de rétention d'eau, influencent l'absorption des nutriments. Une pléthore d'études in vivo et in vitro ont été menées au cours des dernières décennies pour éclairer les interactions physicochimiques entre les fibres alimentaires et ces nutriments [39]. Cependant, il semble que les fibres alimentaires solubles dans l'eau, qui sont visqueuses ou gélifiantes dans des conditions intestinales/gastriques, réduisent le taux d'absorption par rapport aux fibres à faible poids moléculaire et à faible viscosité. L'intestin grêle est la principale zone d'absorption de l'intestin qui, du point de vue de l'alimentation, implique l'absorption des sous-unités de macronutriments digestibles (c'est-à-dire les monosaccharides des glucides, les acides aminés et certains di/tripeptides des protéines et les graisses). acides/glycérol à partir de di/triglycérides), ainsi que des minéraux et des vitamines, et d'autres micronutriments [140].

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Les fibres alimentaires diffèrent par leur forme en fonction de leurs propriétés biochimiques et physiologiques et affectent donc la biodisponibilité des nutriments, la composition du microbiote et les fonctions gastro-intestinales. Les fibres alimentaires solubles ont présenté une viscosité accrue et une digestibilité réduite de l'amidon [141], ainsi qu'une suppression de l'activité de l'amylase dans le tractus gastro-intestinal, ce qui a par conséquent réduit l'augmentation rapide de la glycémie postprandiale [142, 143]. La consommation de fibres visqueuses solubles, associée à d'autres changements alimentaires comme la réduction de l'apport en graisses, est efficace pour réduire le taux de cholestérol [144]. Sasaki et Kohyama [145] ont étudié l'influence de diverses fibres alimentaires solubles sur la digestibilité de l'amidon. Ils ont enregistré un lien étroit entre la viscosité apparente à de faibles taux de cisaillement et l'inhibition de la digestibilité de l'amidon. Cependant, les fibres alimentaires insolubles diminuent la digestibilité de l'amidon par adsorption enzymatique non spécifique. Nagano et al. [146] ont examiné systématiquement l'amélioration de la fonctionnalité et des propriétés physicochimiques de l'okara, par les technologies de nanocellulose utilisées dans le développement alimentaire. Les auteurs ont émis l'hypothèse que les technologies de la nanocellulose pourraient améliorer les rôles physicochimiques, influençant ainsi la communauté du microbiote intestinal. Leur étude a démontré une augmentation de la viscosité, de la capacité de dispersion, ainsi que de la surface spécifique de la cellulose et de l'okara. L'augmentation de la viscosité a déclenché la suppression de l'activité de l'amylase tandis que l'augmentation de la capacité de dispersion et de la surface spécifique de l'okara a entraîné une amélioration de la production d'AGCC des bactéries intestinales humaines dominantes [146]. Les bifidobactéries et les lactobacilles sont les bactéries les plus importantes pour la santé du microbiote intestinal. Par conséquent, les deux sont des cibles communes pour les interventions diététiques visant à promouvoir la santé. D'autres bactéries, y compris les entérocoques, les streptocoques eubactéries et les Bacteroides, peuvent être classées comme potentiellement nocives ou bénéfiques pour la santé selon les espèces [126,147]. Les bactéries saines exercent des fonctions bénéfiques pour l'hôte à travers leurs métabolismes tels que la formation d'AGCC (principalement propionate, acétate et butyrate), l'absence de production de toxines ainsi que la synthèse de défensines ou de vitamines [126]. Desaï et al. [42] ont étudié l'impact consécutif de la privation de fibres alimentaires sur le microbiote intestinal à l'aide d'un modèle de souris gnotobiotique. Les auteurs ont observé que lors d'une carence intermittente ou chronique en fibres alimentaires, le microbiote intestinal se tourne vers les glycoprotéines de mucus sécrétées par l'hôte comme source de nutriments, entraînant par conséquent une érosion de la barrière de mucus colique. De ce fait, favorisant un meilleur accès épithélial et une colite mortelle par l'agent pathogène muqueux, Citrobacter au dentium. L'étude a révélé des voies complexes reliant l'alimentation, le microbiote intestinal et le dysfonctionnement de la barrière intestinale, qui pourraient être améliorées par des thérapeutiques diététiques.

4.2. L'utilisation des résidus de soja comme prébiotique La consommation d'okara en tant que prébiotiques/composants alimentaires non digestibles peut stimuler sélectivement la composition et/ou l'activité d'un ou d'un nombre limité de microbes gastro-intestinaux, qui peuvent conférer des avantages pour la santé à l'hôte [148], ainsi que des effets non gastro-intestinaux. conditions telles que les maladies cardiovasculaires [149],maladie du rein(CDK) [150], graisses non alcooliséesmaladie du foie(NAFLD) [21] et le diabète [151]. L'influence prébiotique de l'okara a été étudiée dans des études in vitro utilisant Lactobacillus acidophilus et Bififibacterium bifidum [152,153]. Okara a fourni une surface pour l'adhésion des cellules bactériennes, permettant ainsi l'absorption du substrat ainsi que la croissance cellulaire. Le degré de fermentation du résidu était environ 3,6 fois supérieur chez B. Bifidus par rapport à L. acidophilus [152]. Le traitement avec -glucanase (Ultraflflo L®) a amélioré la teneur en fibres alimentaires solubles dans l'okara, améliorant ensuite sa fermentation par B. Bifidus [154]. La conversion des fibres alimentaires insolubles d'okara en fibres solubles a de nouveau été observée lorsque Streptococcus thermophilus et Lactobacillus delbrueckii sous-espèce bulgaricus ont tous deux été utilisés [155].

Il existe de nombreuses études sur les effets alimentaires du yaourt enrichi en résidus de soja/okara, produit par fermentation lactique de lait de soja et de résidus de lait de soja, sur les taux de lipides et de cholestérol chez le rat [156]. Le yogourt enrichi d'Okara a été préparé en mélangeant de l'okara séché avec du lait de soja, dans un rapport de 1:2, et le mélange a ensuite été fermenté avec L. delbrueckii sous-espèce delbrueckii. Le produit formé a été lyophilisé puis incorporé dans l'alimentation des rats. Quel que soit leur régime alimentaire, les rats nourris avec de l'okara séché et du yaourt au lait de soja présentaient un taux de cholestérol plasmatique total significativement et régulièrement inférieur, contrairement au groupe témoin et à un autre groupe nourri uniquement avec du yaourt au lait de soja. Les auteurs ont conclu que l'utilisation d'okara apportait des mérites supplémentaires au lait de soja, ainsi le résidu riche en fibres facilitait l'excrétion des acides biliaires via leur absorption dans les matières fécales, encourageant ainsi l'effet hypocholestérolémiant [156,157].

De plus, il est suggéré que la fermentation joue un rôle crucial dans l'effet hypocholestérolémiant car elle a déclenché la production de peptides bioactifs par l'hydrolyse enzymatique des protéines de soja [156]. Le résultat de l'analyse de la puce à ADN a également confirmé que la consommation de résidus de soja et de yaourt au lait de soja réduisait la synthèse des lipides et du cholestérol et régulait à la hausse l'oxydation des acides gras et la désintégration du cholestérol [157]. En résumé, ces études ont démontré que la supplémentation en okara et sa fermentation ultérieure dans une matrice de yogourt au lait de soja décrivaient des effets hypocholestérolémiants. Les qualités organoleptiques et les profils texturaux du yaourt fortifié à l'okara ont ensuite été évalués. Le lait de soja contenant uniquement des résidus de soja séchés ou avec de l'insuline et de l'okara séché a été fermenté avec une culture de départ de yaourt commerciale contenant L. acidophilus, Bifidobacterium animalis sous-espèce lactis et Streptococcus thermophilus [116]. Ces yaourts présentaient une stabilité physique significativement supérieure et étaient moins bien classés dans les tests hédoniques, probablement en raison de la taille relativement importante de l'okara séché. Cependant, l'ajout d'insuline semble augmenter la palatabilité, ainsi le score d'acceptation était le plus élevé pour le yaourt avec à la fois de l'insuline et de l'okara ajoutés.

4.3. Statut prébiotique des résidus de soja sur le microbiome intestinal La recherche sur le microbiote gastro-intestinal humain qualifié de "second cerveau" ou "organe oublié" a augmenté de façon exponentielle ces dernières années suite aux dernières avancées technologiques [158]. L'intestin est le principal organe immunitaire du corps, qui abrite environ 70 à 80% des cellules immunitaires du corps et a été étiqueté comme la plus grande source d'inflammation dont il a été prouvé qu'elle contribue à des maladies telles que NAFLD et CDK [20, 159, 160]. Il a été prouvé que le microbiote intestinal produit non seulement des métabolites qui peuvent avoir un impact sur la physiologie de l'hôte, mais plutôt des métabolites qui peuvent également jouer un rôle essentiel dans le système immunitaire et le métabolisme de l'hôte via un ensemble complexe d'interactions chimiques ainsi que des voies de signalisation [161 –163].

Les prébiotiques sont des parties non digestibles des aliments appelées glucides qui agissent comme des fibres. Inaltérées, elles atteignent le côlon où elles sont utilisées par les micro-organismes gastro-intestinaux, elles servent de nourriture aux "bonnes" bactéries intestinales, et favorisent leur croissance, leur colonisation ainsi que leur pérennité dans le tube digestif. Parmi les types de prébiotiques ou de fibres, on trouve les galactooligosaccharides les plus importants et les oligosaccharides, appelés substances bifidogènes ; concernant leur capacité à améliorer sélectivement la croissance de Bifidobacterium spp. (B. breve, B. longum, B. infantis, B. pseudolongum, B. lactis) et Lactobacil lus spp. (L. plantarum, L. casei, L. reuteri, L. acidophilus) [164]. Les prébiotiques les plus couramment utilisés dans les études sur l'homme comprennent, mais sans s'y limiter, le fructo-oligosaccharide, l'oligosaccharide de galacto, le xylo-oligosaccharide, l'arabinoxylan-oligosaccharides et les oligosaccharides de soja [164,165].

Pérez-López et al. [51] ont étudié l'effet prébiotique de l'okara sur le microbiote gastro-intestinal chez des rats nourris à haute teneur en graisses. Pour améliorer la solubilité de l'okara et obtenir un résidu soluble enrichi en fibres alimentaires, les auteurs ont appliqué un traitement à haute pression hydrostatique avec l'enzyme Ultraflflo® L dans la préparation. Des rats Wistar ont été nourris avec un régime riche en graisses complété par 20% d'okara traité pendant quatre semaines. Les auteurs ont observé une réduction des triglycérides plasmatiques (1,4-fois), une perte de poids et une amélioration du métabolisme des acides aminés (1,2-fois moins d'urée) contrairement au groupe témoin . En ce qui concerne son statut prébiotique, l'okara a amélioré la libération d'acides gras à chaîne courte (AGCC) et amélioré l'absorption du magnésium et du calcium. De plus, une analyse PCR quantitative de groupes bactériens sélectionnés a affirmé que l'okara protégeait les valeurs de plusieurs groupes bénéfiques dans le microbiote gastro-intestinal et rétablissait la dysbiose causée par un régime riche en graisses. Ainsi, la prévention des gouttes bactériennes déclenchées par un régime riche en graisses. Les auteurs ont conclu que la supplémentation en okara exerçait des fonctions favorables à la santé in vivo et pouvait donc être utilisée comme prébiotique ainsi que comme ingrédient fonctionnel dans les aliments.

Villanueva et al. [12] ont également étudié l'effet de régimes riches en graisses complétés par 13 % ou 20 % d'okara sur les profils lipidiques de lafoie,du plasma et des matières fécales chez des hamsters syriens dorés mâles après trois (3) semaines d'alimentation. Le régime n'a pas entraîné de différences significatives dans le gain de poids corporel ou l'apport alimentaire (p > 0.05). Cependant, les taux plasmatiques de triglycérides, de cholestérol total et de cholestérol VLDL-plus LDL chez les hamsters nourris avec 20 % d'okara ont diminué de manière significative (p <0,05) par="" rapport="" au="" groupe="" témoin.="" cependant,="" aucune="" différence="" significative="" (p=""> 0,05) n'a été observée dans les taux plasmatiques de cholestérol HDL et LDL dans tous les groupes expérimentaux. Concentrations de triglycérides, de lipides totaux, de cholestérol total et estérifié dans lefoieont été diminués de 20 pour cent avec un régime complété par okara. En ce qui concerne les hamsters nourris avec des régimes enrichis à 13 % d'okara, les valeurs moyennes des triglycérides, des lipides totaux et du cholestérol dans lefoieet plasma réduit par rapport au groupe témoin, mais les différences n'étaient pas statistiquement significatives. En outre, tous les régimes supplémentés en okara testés ont montré une augmentation de l'excrétion fécale des lipides totaux, du cholestérol libre, des triglycérides et de l'azote total (p <0.05) contrairement="" à="" leurs="" témoins="" respectifs.="" les="" auteurs="" ont="" suggéré="" que="" les="" principaux="" composants="" de="" l'okara,="" c'est-à-dire="" les="" fibres="" alimentaires="" et="" les="" protéines,="" pourraient="" être="" attribués="" à="" la="" diminution="" des="" lipides="" totaux="" et="" du="" cholestérol="" dans="">foieet le plasma, et l'augmentation de la production fécale chez les hamsters nourris à haute teneur en graisses, et pourrait donc jouer un rôle essentiel dans la prévention de l'hyperlipidémie et pourrait également être utilisé comme ingrédient à valeur ajoutée pour la préparation d'aliments fonctionnels. En 2016, Villanueva et al. ont étudié les effets prébiotiques et hypolipidémiants potentiels de l'okara traité par voie enzymatique chez des rats Wistar nourris avec un taux élevé de cholestérol [6]. Les auteurs ont observé une réduction significative du taux sérique etfoietaux de triglycérides (p <{{0}}.01) de="" rats="" nourris="" avec="" de="" l'okara="" traité="" par="" voie="" enzymatique.="" les="" lipides="" totaux,="" les="" acides="" biliaires="" et="" les="" triglycérides="" étaient="" significativement="" (p="">< 0.001)="" plus="" élevés="" dans="" les="" matières="" fécales="" des="" rats="" nourris="" avec="" un="" régime="" d'okara="" traité="" par="" voie="" enzymatique.="" cependant,="" le="" ph="" du="" contenu="" fécal="" a="" été="" réduit="" (p="">< 0,001),="" probablement="" en="" raison="" de="" l'augmentation="" significative="" de="" la="" production="" d'acides="" gras="" à="" chaîne="" courte="" dans="" le="" groupe="" traité="" par="" rapport="" au="" groupe="" témoin="" (c'est-à-dire="" agcc="" totaux="" (mmol/g)="" de="" 229,2="" ±="" 37,0="" pour="" le="" groupe="" contrôle="" et="" 568,2="" ±="" 56,5="" pour="" le="" groupe="" traité).="" de="" plus,="" l'okara="" traité="" par="" voie="" enzymatique="" a="" produit="" des="" triglycérides="" réduits="" dans="">foieet du sérum, et a amélioré l'excrétion des lipides totaux, des acides biliaires et des triglycérides, augmentant le profil lipidique chez les rats nourris avec un taux de cholestérol élevé. La teneur en fibres est suggérée pour aider à améliorer le transit intestinal en augmentant le volume fécal. Les auteurs ont conclu que la réduction du pH et l'amélioration de la production d'AGCC affirmaient l'apparition de la fermentation des fibres, signifiant ainsi un effet prébiotique potentiel.

4.4. Réponses intestinales, hépatiques et rénales aux effets prébiotiques des fibres alimentaires en général Dans le processus microbien de fermentation prébiotique dans le gros intestin, des AGCC tels que le butyrate, l'acide propionique, l'acide acétique, la vitamine K et la vitamine B12 sont formés, qui sont ensuite absorbés par la muqueuse gastro-intestinale et distribués via le système lymphatique et vasculaire aux cellules d'un organisme [166]. Le butyrate résultant est métabolisé directement dans l'épithélium gastro-intestinal, où il agit comme un régulateur de la division et de la croissance cellulaire. Le propionate est utilisé dans lefoieet sert également de précurseur utilisé pour supprimer la synthèse du cholestérol. L'acétate est principalement métabolisé dans les cellules musculaires, le cœur,reins, et cerveau. La production de SCFA diminue le pH de l'environnement, encourageant ainsi la différenciation cellulaire et la croissance des cellules épithéliales intestinales ainsi que le soutien de la microflore. De plus, la fermentation dans l'intestin est suggérée pour produire la forme finale de la dégradation de substances comme des gaz simples : dioxyde de carbone, hydrogène, méthane et sulfure d'hydrogène [164]. La figure 2 présente l'aperçu schématique des principaux effets prébiotiques des fibres alimentaires sur l'intestin, le foie etun rein [20]. 

4.4.1. Réponses intestinalesIl a été démontré que l'augmentation de la production d'acides gras à chaîne courte (AGCC) résultant de la fermentation des fibres alimentaires stimule la fonction de barrière intestinale en augmentant la prolifération et la diversité des cellules intestinales [20,167]. Les SCFA diminuent le pH gastro-intestinal, ce qui peut altérer le microbiote intestinal en obstruant la croissance des agents pathogènes et en diminuant l'expression des gènes de virulence microbienne [168]. Encore une fois, il a été démontré que les lignées de cellules épithéliales métabolisent le butyrate SCFA, entraînant une réduction de l'oxygène qui entraîne la stabilisation du facteur de transcription, le facteur inductible par l'hypoxie-1 alpha (Hif-1) [169]. Ce facteur de transcription a été impliqué dans la fonction de barrière gastro-intestinale via la régulation de l'apoptose [170] et de l'inflammation [171]. Une étude de puces à ADN confirme que l'amidon à haute résistance à l'amylose pourrait améliorer les hormones ainsi que la structure et la fonction de l'intestin en augmentant les niveaux d'expression de Hif-1 ainsi que les gènes liés à la croissance cellulaire, à la différenciation, à l'apoptose et à la prolifération dans le tissu cæcal de rats complété avec 30% d'amidon résistant contrairement aux rats nourris avec une quantité égale d'énergie provenant d'un régime pauvre en fibres [172]. Une étude récente de Zhang et al. [173] ont évalué les effets des prébiotiques sur la biodisponibilité et la biotransformation des ginsénosides chez le rat après une intervention prébiotique de deux semaines (c'est-à-dire galactooligosaccharide, fructooligosaccharide et fibres-2). Les résultats ont montré que l'aire sous la courbe concentration-temps et la concentration plasmatique maximale du ginsénoside et de ses métabolites intermédiaires dans les groupes d'intervention prébiotiques étaient améliorées à divers degrés par rapport à celles du groupe témoin. De plus, le microbiote intestinal a répondu de manière significative au traitement prébiotique aux niveaux fonctionnel et taxonomique. L'analyse métagénomique intestinale a également dévoilé l'amélioration fonctionnelle des gènes pour le métabolisme des polykétides/terpénoïdes, la gluconéogenèse, la glycolyse et le métabolisme du propanoate, etc. biodisponibilité et biotransformation des ginsénosides primaires in vivo.

Les protéines des jonctions serrées sont un autre composant clé de la barrière intestinale affectée par les fibres alimentaires. Une étude de Cani et al. [174] ont observé que l'alimentation d'un aliment standard pour rongeurs complété par (10 %) des fructo-oligosaccharides améliorait l'expression des gènes dans les protéines de la jonction serrée jéjunale et Zonula occludens-1 (ZO-1), diminuait la perméabilité intestinale et diminution des concentrations plasmatiques de lipopolysaccharides (LPS). Encore une fois, Fukunaga et al. [175] ont étudié l'effet de la pectine de fibres solubles sur la production d'acides gras fécaux à chaîne courte, la prolifération des cellules intestinales et la population microbienne. Les résultats ont montré que les rats nourris avec 2,5 % de pectine pendant deux semaines présentaient une augmentation du peptide plasmatique de type glucagon-2 (GLP-2) et une augmentation des AGCC caecaux. Il a de nouveau été démontré que le butyrate, dans un autre modèle de culture cellulaire Caco-2, activait la protéine kinase activée par l'AMP, permettant l'assemblage de protéines à jonction serrée ainsi qu'une fonction de barrière améliorée grâce à une résistance électrique transépithéliale améliorée [176]. Ohata et al. [177], ont également utilisé le modèle de culture de cellules Caco-2 et ont observé que le butyrate améliorait l'activité de la lipoxygénase en empêchant la désacétylation des histones, ce qui provoquait une augmentation de la résistance électrique transépithéliale. Outre l'altération de la fonction immunitaire intestinale et des barrières physiques pour minimiser les lésions causées par les facteurs pro-inflammatoires dérivés des microbes, les prébiotiques peuvent également protéger des organes tels que lerein et foiedes abus métaboliques. Il est depuis longtemps prouvé que la consommation constante de glucides non digestibles au lieu de glucides digestibles minimise l'augmentation de la glycémie et de l'insuline [20]. Mithieux et al. [178] ont étudié la gluconéogenèse intestinale, qui est une autre voie de régulation des glucides influencée par la consommation de fibres alimentaires. La production gastro-intestinale de glucose est censée améliorer la détection du glucose dans la veine porte, entraînant des réductions de la production hépatique de glucose ainsi qu'une signalisation influencée vers le cerveau, entraînant une augmentation de la satiété. Cependant, il est suggéré que les métabolites de prébiotiques générés par le microbiote (par exemple, le propionate) agissent comme un précurseur gluconéogénique [179]. En résumé, cela met en évidence les mérites des SCFA dérivés de microbes pour soutenir les composants physiques de la barrière intestinale (couche muqueuse, jonctions serrées et cellularité) et influencer les facteurs immunitaires de l'hôte, qui auront par conséquent un impact sur les fonctions des tissus tels que lefoieetreins.

4.4.2. Réponses hépatiques en effet, on sait que le sang de l'intestin atteint lefoievia la veine porte, et il est donc justifiable que cet organe soit la cible de facteurs dérivés de l'intestin modifiés par les changements de régime alimentaire et de microbiome. Cependant, la fibre prébiotique est considérée comme une option de traitement et de gestion idéale pour la NAFLD et l'obésité et la résistance à l'insuline associées [21]. Les effets hépatiques de la fibre prébiotique, tels que discutés précédemment, incluent l'influence sur l'écologie intestinale, donc la perméabilité intestinale, l'inflammation systémique, ainsi que les signaux circulants d'hormones et de métabolites d'origine gastro-intestinale. Approuvant l'association entre la santé intestinale et le foie, les patients atteints de NAFLD présentaient un microbiote intestinal altéré [159] et une perméabilité intestinale améliorée [180]. Il a été démontré que les fibres alimentaires entravent la translocation de produits bactériens tels que le LPS [181]. Ainsi, cela aidera à diminuer l'exposition hépatique au LPS et à d'autres produits pro-inflammatoires dérivés de microbes associés. Cela peut entraver la tendance de la stéatose hépatique à évoluer vers la forme inflammatoire appelée stéatohépatite non alcoolique (NASH) [20]. On pense que cette transition se produit en deux étapes connues sous le nom d' hypothèse « à deux coups ». Le "premier coup" est l'état où lefoieest sensible aux agressions métaboliques ou au "second coup", en raison de l'accumulation de graisse dans le foie. On suppose que le "second coup" provient de diverses sources, telles que la prolifération bactérienne, et il est suggéré qu'il induise une inflammation hépatique [182]. Cortez-Pinto et al. [183] ​​ont évalué l'effet de différents régimes alimentaires chez des patients NASH. L'étude a révélé que ces patients consommaient peu de fibres, plus de matières grasses et moins de glucides que les témoins sains. De plus, une autre étude a discuté des effets thérapeutiques des fibres alimentaires dérivées de grains entiers et a démontré ses mérites associés au syndrome métabolique (MtS) et à la NAFLD après consommation. Outre la réduction de la graisse du foie, les fibres alimentaires dérivées de grains entiers pourraient également réduire l'inflammation [184-186].

Les effets proposés des fibres prébiotiques sur le métabolisme des lipides sont attribués à l'inhibition de la synthèse de novo des acides gras (SAF) [187-189]. On pense que les fibres prébiotiques régulent à la baisse les enzymes lipogéniques hépatiques, principalement le FAS, en augmentant la production de propionate d'AGCC [190]. Encore une fois, en raison de leurs modes d'action uniques sur le métabolisme du cholestérol spécifiquement liés à leur fermentescibilité et à la modulation de la microflore. Comme indiqué précédemment, les SCFA ont été impliqués dans le métabolisme du cholestérol. Levrat et al. [191] ont étudié le rôle de l'acide propionique alimentaire sur des rats hypocholestérolémiques. La supplémentation en inuline a entraîné une augmentation des SCFA du caecum par rapport au régime témoin. Cependant, les concentrations d'AGCC mesurées dans la veine porte indiquent que lafoieest exposé à de fortes concentrations d'AGCC, en particulier d'acide propionique. Les auteurs ont conclu que la présence d'acide propionique dans lefoieréduit les réponses cholestérolémiques. Une autre étude a rapporté l'effet des fibres prébiotiques sur les lipides sériques et l'expression des gènes hépatiques chez les rats JCR: LA-cp. Les auteurs ont rapporté que les fibres prébiotiques provoquaient une diminution du taux de cholestérol en améliorant l'excrétion du cholestérol sous forme de bile ainsi qu'en entravantfoieaccumulation de triacylglycérols. Les auteurs ont recommandé l'utilisation de fibres prébiotiques comme traitements diététiques de l'hypercholestérolémie [189].

4.4.3. Réponses rénalesOutre le foie, leun reinest un autre organe essentiel touché par un apport important en fibres alimentaires. Il a été prouvé dans de nombreux rapports que les fibres alimentaires diminuent la charge d'azote ainsi que l'abus inflammatoire systémique dans l'IRC. Semblables à la NAFLD, les expériences CKD in vivo dépeignent souvent un microbiote intestinal altéré [192,193], une inflammation intestinale, une perméabilité intestinale accrue ainsi qu'une augmentation des concentrations plasmatiques de métabolites dérivés de microbes (par exemple, sulfate de p-crésol et sulfate d'indoxyle) [20,194,195 ]. Il a été démontré par des recherches épidémiologiques qu'un apport suffisant en fibres alimentaires diminue toutes les causes potentielles de mortalité chez les patients diagnostiqués avec une MRC [196]. Bien que le mécanisme ne soit pas entièrement compris, il est cependant attribué au rôle des fibres alimentaires dans le maintien de l'apport de substrat dans l'intestin inférieur, ce qui modifie à long terme le métabolisme bactérien. Certes, si une quantité suffisante de glucides non digestibles est incapable d'atteindre le côlon, alors des substrats comme les acides aminés seront fermentés, conduisant à la formation de métabolites potentiellement nocifs comme le p-crésol et les indoles, qui stresseront par conséquent leun rein [20,179,197].

CISTANCHE AMÉLIORE L'INFECTION RÉNALE/RÉNALE

Un mécanisme connu mettant en évidence les effets des fibres alimentaires sur laun reincomprend la réduction de la charge d'azote sur les deuxfoieetreinsen augmentant la biomasse microbienne. La biomasse générée par les microbes aide à séquestrer l'azote dans l'intestin et à diminuer la quantité qui atteint la circulation porte [20,198]. En 2019, Adams et al. ont étudié les effets d'une supplémentation alimentaire en fibres prébiotiques sur le métabolisme de l'azote, la morphométrie intestinale et la biochimie sanguine chez des porcelets sevrés. L'inclusion a entraîné une augmentation du métabolisme de l'azote en augmentant la digestibilité et l'utilisation de l'azote ainsi qu'en diminuant la teneur fécale et urinaire de l'azote [38]. Encore une fois, Mardinoglu et al. [199] ont comparé le métabolisme des acides aminés chez des souris conventionnelles et sans germes, et ont découvert que les concentrations d'acides aminés entrant dans lefoieveine porte chez les souris conventionnelles étaient faibles ; la réduction des acides aminés portails était associée à une demande accrue en azote pour la synthèse microbienne [200]. La formation d'AGCC est un autre mécanisme proposé par lequel les fibres alimentaires peuvent avoir un impactfonction rénale. Ainsi, les SCFA sont suggérés pour influencerun reinsang en stimulant le récepteur olfactif 78 (Olfr-78), un récepteur couplé aux protéines G présent dans l'appareil juxtaglomérulaire rénal qui favorise la sécrétion de rénine, responsable de la régulation de la pression artérielle [201]. La régulation de la pression artérielle est un élément essentiel dans la gestion de la progression de l'IRC [202]. En résumé, les fibres alimentaires sont suggérées pour améliorerfonction rénaleainsi que de diminuer l'apparition de CKD en provoquant des changements dans le microbiome, ce qui par conséquent maintiendra et améliorera la barrière intestinale, modifiant le métabolisme du soluté urémique et de l'azote microbien, ainsi que le contrôle du sang rénal.

5. Conclusions

Cette revue actuelle rassemble les découvertes scientifiques sur les composés bioactifs dans les résidus de soja (okara) et discute de l'impact prébiotique possible de ce résidu riche en fibres en tant que régime fonctionnel sur l'état d'aérobiose/dysbiose de l'intestin, ainsi que l'influence consécutive surfoieetfonctions rénales. L'élimination de l'okara est toujours un problème non résolu. Cependant, la fonctionnalité, ainsi que les composants nutritionnels intégrés, le rendent commercialement approprié. L'effet hypoglycémiant des aliments enrichis en okara est attribué à sa teneur en fibres alimentaires. Plusieurs rapports révèlent que l'okara possède une valeur nutritionnelle élevée et peut donc être utilisé dans l'industrie alimentaire pour remplacer partiellement la farine traditionnelle afin d'aider à augmenter principalement la fraction de fibres alimentaires des produits alimentaires. Les fibres alimentaires et les prébiotiques ont un impact sur l'hôte par de nombreux mécanismes tels que la régulation des effets de gonflement des selles, de la glycémie ou des niveaux d'insuline, l'augmentation de l'acidité de l'intestin, la diminution du temps de transit intestinal, la synthèse constructive des AGCC, la promotion de la croissance des bactéries intestinales bénéfiques et entravant la croissance des agents pathogènes, qui à leur tour ont un impact sur la production de métabolite microbien ainsi que sur la réponse immunitaire de l'hôte, et protégeront par conséquent leun reinetfoiede la translocation de bactéries pro-inflammatoires. Bien que l'okara soit approuvé dans de nombreux contextes, il reste essentiel d'adopter une technique appropriée telle que le traitement enzymatique et chimique, la fermentation, la haute pression, l'extrusion, la micronisation et le broyage ultérieur sous forme de poudre pour son utilisation et son acceptation efficaces. De plus, d'autres explorations et expérimentations sont nécessaires pour fournir une compréhension approfondie des composants nutraceutiques ainsi que des aliments fonctionnels enrichis en okara pour aider à confirmer les microbes et les signaux spécifiques qui sont transformés en réponse à cette fibre alimentaire.