" Pourquoi utiliser des algues en nutrition animale ?" - Hervé JAUNET - ZOOPOLE développement - Sensalg
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« Pourquoi utiliser des algues en nutrition animale ?» Hervé JAUNET – ZOOPOLE développement Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire
Introduction • Longue histoire d’utilisation des algues marines comme ressource alimentaire pour les animaux dans les zones littorales • Utilisation incontournable en élevage de mollusques, crevettes et poissons pour les premiers stades larvaires • Alimentation des animaux terrestres: – Utilisation limitée jusque dans les années 1990 : minéraux, fibres – Capitalisation sur la valeur ajoutée des composants algaux depuis une 20aine d’années Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 2
Besoins nutritionnels des animaux de rente • Besoins de performance : croissance rapide • Maximiser la synthèse protéique pour développer du muscle – Poulet standard: plus de 2 kg en moins de 40 jours • Squelette suffisamment développé Évolution des poids vifs des poulets pour éviter les problèmes locomoteurs de chair non sélectionnés de 1957 et 1977, et du poulet Ross 308 (2005) (Adapté de Zuidhof et al., 2014). Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 3
Besoins nutritionnels des animaux de rente • Besoins différents en fonction des stades physiologiques – Truie en gestation / Truie en lactation – Poule pondeuse ➔L’élaboration (« formulation ») d’un aliment pour animaux repose sur des équilibres alimentaires complexes pour optimiser la performance attendue : Energie, protéines, acides aminés, vitamines, oligo-éléments, … Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 4
Problématiques sanitaires • Pour exprimer leur potentiel de croissance, les animaux doivent être en bonne santé ! – Favoriser la protection de l’organisme en optimisant le système immunitaire – Accompagner les animaux à des stades clé de leur développement • Etape critique du sevrage en élevage porcin associée à des troubles digestifs liés au stress (physique, psychologique) provoqué par le changement alimentaire et la séparation de la mère Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 5
Nutrition des animaux de rente : les défis à relever • Apport protéique par des sources durables sans compétition avec la consommation humaine • Souveraineté alimentaire et énergétique • Attentes environnementales • Problématiques sanitaires • Attentes sociétales : naturalité Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 6
Nutrition des animaux de rente : les défis à relever Apport protéique par des sources durables sans compétition avec la consommation humaine • Croissance démographique continue – Entre 2010 et 2030, la population mondiale comptera un milliard et demi de personnes supplémentaires • Modification des régimes alimentaires – Pays développés : augmentation de la part de protéines végétales – Pays émergents : augmentation de la consommation de viandes Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 7
Nutrition des animaux de rente : les défis à relever Souveraineté alimentaire et énergétique Attentes environnementales • Les principales sources de protéines utilisées en nutrition animale sont issues du soja et de la farine de poissons – Dépendance de l’Amérique du Sud – Gestion des ressources naturelles • Compétition des biocarburants Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 8
Nutrition des animaux de rente : les défis à relever Problématiques sanitaires Attentes sociétales • Lutte contre l’antibiorésistance pour préserver la santé humaine : – Démédication et recours limité aux antibiotiques • Solutions alternatives à l’utilisation d’intrants chimiques : – Pigments naturels – Biostimulants, biocontrôle Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 9
Les algues • Les macroalgues – Algues macroscopiques pluricellulaires à l’appareil végétatif visible à l’œil nu – 3 grands types : algues rouges, brunes et vertes – Produites par culture (Asie) ou cueillette • Les microalgues – Organismes photosynthétiques unicellulaires – Une 12aine d’espèces cultivées • En fermes dans des bassins, bioréacteurs, … – 3 espèces principales utilisées en alimentation humaine : spiruline, chlorelle, Ondontella aurita Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 10
Utilisation des algues en nutrition animale : Cadre réglementaire • Règlement (UE) 2017/1017 de la Commission Européenne du 15 juin 2017 relatif au catalogue des matières premières pour aliments pour animaux Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 11
Utilisation des algues en nutrition animale : Cadre réglementaire • Règlement (UE) 2017/1017 de la Commission Européenne du 15 juin 2017 relatif au catalogue des matières premières pour aliments pour animaux Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 12
Utilisation des algues en nutrition animale : Cadre réglementaire • Règlement (UE) 2017/1017 de la Commission Européenne du 15 juin 2017 relatif au catalogue des matières premières pour aliments pour animaux Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 13
Utilisation des algues en nutrition animale : Cadre réglementaire • Arrêté du 30 octobre 2013 modifiant l'arrêté du 12 janvier 2001 fixant les teneurs maximales pour les substances et produits indésirables dans l'alimentation des animaux SUBSTANCES PRODUITS DESTINÉS AUX ALIMENTS TENEUR MAXIMALE INDESIRABLES POUR ANIMAUX en mg/kg (ppm) d'aliments pour animaux d'une teneur en humidité de 12 % Matières premières des aliments pour 2 animaux Avec les exceptions suivantes : 40 1. Arsenic ― farine d'algues marines et matières [A la demande des autorités compétentes, l'opérateur premières des aliments pour animaux responsable doit effectuer une analyse pour démontrer que dérivées d'algues marines la teneur en arsenic inorganique est inférieure à 2 ppm] Matières premières des aliments pour 2. Cadmium 1 animaux d'origine végétale Matières premières des aliments pour 150 animaux 3. Fluor Avec les exceptions suivantes : 1 000 ― algues marines calcaires Matières premières des aliments pour 4. Plomb 10 animaux Matières premières des aliments pour 5. Mercure 0,1 animaux Matières premières des aliments pour 6. Nitrite 15 animaux Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 14
Utilisation des algues en nutrition animale : Intérêts et avantages • Richesse en molécules d’intérêt – Protéines et acides aminés – Acides gras poly-insaturés – Composés polysaccharidiques – Vitamines, oligo-éléments, minéraux (calcium, magnésium) – Pigments (colorants, anti-oxydants, antibactériens) Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 15
Utilisation des algues en nutrition animale : Intérêts et avantages • Protéines et acides aminés – Entre 50 et 70% du poids sec pour les micro- algues (entre 10 et 30% pour les macroalgues) – Profil en acides aminés équilibré – Présence d’acides aminés et de peptides aux propriétés bioactives: Taurine, glutathion Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 16
Utilisation des algues en nutrition animale : Intérêts et avantages • Acides gras polyinsaturés – Proportion d’AGPI à longue chaine relativement élevée – Richesse en omega 3, dont EPA et DHA non synthétisés par les animaux ➔Intérêt majeur dans le développement de certains tissus des organismes vivants ➔ Intérêt en alimentation / santé humaine par l’enrichissement de denrées alimentaires Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 17
Utilisation des algues en nutrition animale : Intérêts et avantages • Composés polysaccharidiques – Composants structuraux de la paroi des macroalgues – Fraction non digestible ➔ Intérêt santé : propriétés immunostimulantes / immunomodulatrices, propriétés anti-inflammatoires, propriétés antioxydantes ➔ Influence de la composition du microbiote intestinal (effet prébiotique) ➔ Intérêt technologique (alginate, carraghénanes, …) pour la fabrication des aliments Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 18
Utilisation des algues en nutrition animale : Intérêts et avantages • Vitamines, minéraux et oligo-éléments – Haute teneur en minéraux et oligo-éléments dans les macroalgues – Vitamines d’intérêt (alphatocophérol, vitamine B12) • Pigments – Caroténoïdes aux propriétés anti-oxydantes (limitation du stress oxydatif cellulaire) • Beta-carotène non synthétisé par les mammifères et effet pro-vitamine A • Astaxanthine: source de pigmentation des salmonidés en aquaculture Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 19
Utilisation des algues en nutrition animale : Intérêts et avantages • Croissance rapide sans empiéter sur les terres cultivables – Rendement bien supérieur à la plupart des cultures conventionnelles • Pas besoin d’engrais ni de pesticides Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 20
Utilisation des algues en nutrition animale : Inconvénients et freins • Concentrations variables en composés d’intérêt – Entre espèces mais aussi au sein de la même espèce en fonction des conditions de culture (température, pH, lumière, …) • Taux d’incorporation en usage brut limité – Réduction d’appétence, Présence de facteurs anti-nutritionnels, Digestibilité / Biodisponibilité, Teneur en substances indésirables (métaux lourds) : attention à la concentration dans les fumiers et lisiers si faible biodisponibilité ➔ L’utilisation de certains procédés et/ou traitements permettent de minimiser certains de ces inconvénients Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 21
Utilisation des algues en nutrition animale : Inconvénients et freins • Coûts de production trop élevés – Récolte et séchage des microalgues • 1 kg de protéine issue du soja coûte moins d’1 € alors qu’il revient à plusieurs 10aines d’€ lorsqu’il est produit à partir de micro-algues • Demain un sous produit d’une filière biocarburant ? – Traitements et extractions • Nécessité de trouver un équilibre entre l’intérêt du principe actif et son coût Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 22
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets zootechniques des Algues rouges Salmo salar : Palmaria palmata incorporée à 5, 10 et 15% en remplacement de farine de poisson: pas d’impact sur la croissance et amélioration de la couleur des filets Wan AHL, Soler‐Vila A, O'Keeffe D, Casburn P, Fitzgerald R and Johnson MP, The inclusion of Palmaria palmata macroalgae in Atlantic salmon (Salmo salar) diets: effects on growth, haematology, immunity and liver function. J Appl Phycol 28:3091–3100 (2016) ➔ Plusieurs études montrent le grand potentiel des algues rouges pour leur richesserelative en protéines pour l’alimentation des poissons ➔ Peu d’études sur les porcs et les volailles Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 23
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets zootechniques des Algues vertes Poulets de chair : une incorporation jusqu’à 3-4% d’Ulva sp n’affecte pas la croissance, l’indice de consommation et impacte positivement le rendement de carcasse et des filets Abudabos AM, Okab AB, Aljumaah RS, Samara EM, Abdoun KA and Al‐Haidary AA, Nutritional value of green seaweed (Ulva lactuca) for broiler chickens. Ital J Anim Sci 12:e28.177–181 (2013) Wang S, Shi X, Zhou C and Lin Y, Enteromorpha prolifera: effects on performance, carcass quality and small intestinal digestive enzyme activities of broilers. Chin J Anim Nutr 25:1332–1337 (2013) Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 24
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets zootechniques des Algues vertes Bar : une incorporation jusqu’à 10% d’Ulva rigida comparée à un hydrolysat de poisson n’affecte pas la croissance des juvéniles Valente LMP, Gouveia A, Rema P, Matos J, Gomes EF and Pinto IS, Evaluation of three seaweeds Gracilaria bursa‐pastoris, Ulva rigida and Gracilaria cornea as dietary ingredients in European sea bass (Dicentrarchus labrax) juveniles. Aquaculture 252:85–91 (2006) Daurade royale : une incorporation jusqu’à 15% d’Ulva lactucafarine montre des meilleures performances de croissance (meilleurs résultats à 5%) Wassef EA, El‐Sayed AFM, Kandeel KA and Sakr EM, Evaluation of Pterocl dia (Rodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus aurata diets. Egypt J Aqua Res 31:321–332 (2005) Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 25
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets zootechniques des Algues brunes Porcs : le faible taux de protéines et la haute teneur en minéraux limitent leur utilisation en remplacement des autres sources protéiques Jones RT, Blunden C and Probert AJ, Effects of dietary Ascophyllum nodosum on blood parameters of rats and pigs. Bot Marina 22:393–402 (1979) Whittemore CT and Percival JK, A seaweed residue unsuitable as a major source of energy or nitrogen for growing pigs. J Sci Food Agric 26:215–217 (1975) Porcs : des extraits de Laminaria digitata ont montré l’intérêt des laminarines et des fucoidanes dans l’augmentation de la durée de conservation de la viande et la réduction de l’oxydation des lipides musculaires Moroney NC, O'Grady MN, O'Doherty JV and Kerry JP, Addition of seaweed (Laminaria digitata) extracts containing laminarin and fucoidan to porcine diets: influence on the quality and shelf‐life of fresh pork. Meat Sci 92:423–429 (2012) Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 26
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets zootechniques des Microalgues Elles n’ont pas été vraiment étudiées pour leur intérêt en tant qu’alternatives aux sources protéiques classiques mais plus comme sources de molécules à intérêt nutrition et/ou santé Poules pondeuses : pas d’impact direct sur la coquille ou sur la proportion jaune / blanc. Par contre impact positif d’une incorporation de spiruline ou de chlorelle sur la couleur du jaune J.-Y. Jeon et al., « The production of lutein-enriched eggs with dietary chlorella », Korean J. Food Sci. Anim. Resour., vol. 32, no 1, p. 13-17, 2012. Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 27
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets zootechniques des Microalgues Porcs : résultats contradictoires sur les effets d’une supplémentation en spiruline sur les performances zootechniques B. W. B. Holman et A. E. O. Malau‐Aduli, « Spirulina as a livestock supplement and animal feed », J. Anim. Physiol. Anim. Nutr., vol. 97, no 4, p. 615-623, 2013. Porcelets sevrés : pas d’effets zootechniques avec une incorporation de 1% de spiruline ou de chlorelle H. Furbeyre, J. van Milgen, T. Mener, M. Gloaguen, et E. Labussière, « Effects of dietary supplementation with freshwater microalgae on growth performance, nutrient digestibility and gut health in weaned piglets », animal, p. 1-10, 2016. Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 28
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets zootechniques des Microalgues Poulets de chair : Résultats contradictoires sur les effets d’une supplémentation en spiruline ou en chlorelle sur les performances zootechniques La croissance semble altérée au delà de 20% d’incorporation Effet positif sur la coloration de la chair M. Toyomizu, K. Sato, H. Taroda, T. Kato, et Y. Akiba, « Effects of dietary Spirulina on meat colour in muscle of broiler chickens », Br. Poult. Sci., vol. 42, no 2, p. 197-202, 2001. Ross, Dominy, 1990 Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 29
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets santé des Macroalgues Porcs : Effets promoteurs de croissance et santé intestinale de la laminarine et des fucoidanes comme alternative aux antibiotiques et à l’oxyde de zinc McDonnell P, Figat S and O'Doherty JV, The effect of dietary laminarin and fucoidan in the diet of the weanling piglet on performance, selected faecal microbial populations and volatile fatty acid concentrations. Animal 4:579–585 (2010) O'Shea CJ, McAlpine P, Sweeney T, Varley PF and O'Doherty JV, Effect of the interaction of seaweed extracts containing laminarin and fucoidan with zinc oxide on the growth performance, digestibility and faecal characteristics of growing piglets. Br J Nutr 111:798–807 (2014) Lynch MB, Sweeney T, Callan JJ, O'Sullivan JT and O'Doherty JV, The effect of dietary Laminaria‐derived laminarin and fucoidan on nutrient digestibility, nitrogen utilisation, intestinal microflora and volatile fatty acid concentration in pigs. J Sci Food Agric 90:430–437 (2010) Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 30
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets santé des Macroalgues Porcs : Effets promoteurs de croissance et santé intestinale de la laminarine et des fucoidanes comme alternative aux antibiotiques et à l’oxyde de zinc ➔ Modification de l’architecture intestinale (villosité): meilleure digestibilité ➔ Modification du microbiote : flore barrière ➔ Modulation de la fonction immunitaire Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 31
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets santé des Macroalgues Poulets de chair : Impact d’extrait de Laminaria digitata (laminarine et fucoidane) sur l’architecture intestinale et stimulation de l’expression des gènes clés impliqués dans la réponse immunitaire Sweeney T, Meredith H, Vigors S, McDonnell MJ, Ryan M, Thornton K et al, Extracts of laminarin and laminarin/fucoidan from the marine macroalgal species Laminaria digitata improved growth rate and intestinal structure in young chicks, but does not influence Campylobacter jejuni colonisation. Anim Feed Sci Technol 232:71–79 (2017) Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 32
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets santé des Macroalgues Poissons : Propriétés antimicrobiennes et effets inhibiteurs contre les pathogènes des poissons in vitro Vatsos IN and Rebours C, Seaweed extracts as antimicrobial agents in aquaculture. J Appl Phycol 27:2017– 2035 (2015) Bansemir A, Blume M, Schroder S and Lindequist U, Screening of cultivated seaweeds for antibacterial activity against fish pathogenic bacteria. Aquaculture 252:79–84 (2006) Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 33
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets santé des Macroalgues Poissons : Peu d’études sur l’effet santé des macroalgues in vivo: réponses immunologiques non spécifiques améliorées, activités antioxydantes Peixoto MJ, Svendsen JC, Malte H, Pereira LF, Carvalho P, Pereira R et al, Diets supplemented with seaweed affect metabolic rate, innate immune, and antioxidant responses, but not individual growth rate in European seabass (Dicentrarchus labrax). J Appl Phycol 28:2061–2071 (2016) Araujo M, Rema P, Sousa‐Pinto I, Cunha LM, Peixoto MJ, Pires MA et al, Dietary inclusion of IMTA‐cultivated Gracilaria vermiculophylla in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) diets: effects on growth, intestinal morphology, tissue pigmentation, and immunological response. J Appl Phycol 28:679–689 (2016) Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 34
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets santé des Microalgues Porcs : Amélioration du microbiote intestinal en favorisant les lactobacilles par supplémentation en chlorelle L. Yan, S. U. Lim, et I. H. Kim, « Effect of Fermented Chlorella Supplementation on Growth Performance, Nutrient Digestibility, Blood Characteristics, Fecal Microbial and Fecal Noxious Gas Content in Growing Pigs », Asian Australas. J. Anim. Sci., vol. 25, no 12, p. 1742, 2012 Porcelets sevrés : Occurrence sur les diarrhées par modification de l’architecture intestinale avec une supplémentation en chlorelle H. Furbeyre, J. van Milgen, T. Mener, M. Gloaguen, et E. Labussière, « Effects of dietary supplementation with freshwater microalgae on growth performance, nutrient digestibility and gut health in weaned piglets », animal, p. 1-10, 2016. Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 35
Utilisation des algues en nutrition animale : Quelques éléments bibliographiques • Effets santé des Microalgues Poulet de chair : Stimulation du système immunitaire lors d’une supplémentation en chlorelle LB.-K. An, K.-E. Kim, J.-Y. Jeon, et K. W. Lee, « Effect of dried Chlorella vulgaris and Chlorella growth factor on growth performance, meat qualities and humoral immune responses in broiler chickens », SpringerPlus, vol. 5, no 1, p. 1-7, 2016. H. K. Kang et al., « Effect of various forms of dietary Chlorella supplementation on growth performance, immune characteristics, and intestinal microflora population of broiler chickens », J. Appl. Poult. Res., vol. 22, no 1, p. 100-108, 2013. Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 36
Conclusion • Les algues sont une ressource durable, à croissance rapide • Seule la culture des algues permettra de garantir la stabilité de leur composition • A court terme, la disponibilité des algues et/ou leur coût de production et/ou leur coût de traitement permet difficilement d’envisager une utilisation de masse en nutrition animale • Leur taux d’incorporation reste limité (appétence, biodisponibilité) et elles ne peuvent pas substituer directement certaines matières premières Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 37
Conclusion • Parce qu’elles contiennent certaines molécules et composés qui peuvent améliorer la qualité nutritionnelle des aliments donnés aux animaux de rente, elles peuvent être utilisées en supplémentation – Des molécules après extraction ont un réel intérêt nutrition et santé pour les animaux • A moyen terme, les microalgues restent une alternative protéique et lipidique intéressante dans un contexte de compétition pour les matières premières végétales terrestres Sensalg’ : expertise online pour l’agroalimentaire 38
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