par Karthik Masagounder, Evonik Operations GmbH
Seunghan Lee et Brian Small, Université de l'Idaho
La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est très appréciée des consommateurs – d'autant plus qu'elle fait partie des cinq poissons les plus sains à manger – c'est donc une espèce importante pour les producteurs aquacoles. L'augmentation du coût des matières premières et des aliments est toujours une préoccupation pour les producteurs d'aliments pour truites et de poissons. Le coût des aliments pour animaux dépend en grande partie du niveau et des sources de protéines alimentaires.
Les niveaux de protéines brutes (CP) ont traditionnellement varié de 42 pour cent à 48 pour cent, selon la taille du poisson, dans les aliments commerciaux des producteurs pour la truite arc-en-ciel (Hardy, 2002). Durant la dernière décennie, les producteurs d'aliments pour animaux ont considérablement réduit les niveaux de farine de poisson (MF) dans les aliments, le remplacer par des sources de protéines alternatives, surtout ceux d'origine végétale. Cela aide les producteurs à faire face à la volatilité des prix FM, entre autres avantages.
Ce n'est pas un échange direct cependant. Les profils d'acides aminés des tourteaux de protéines végétales diffèrent de ceux des protéines FM (NRC, 2011), et cela peut limiter leurs niveaux dans les aliments pour poissons. Les acides aminés supplémentaires peuvent aider à répondre aux besoins physiologiques en acides aminés limitants et sont de plus en plus utilisés dans les formulations d'aliments pour poissons à base d'aliments à base de protéines végétales.
Minimiser la dépendance aux sources de protéines intactes
Les poissons nécessitent une alimentation bien équilibrée en acides aminés, plutôt que CP, en soi. Les acides aminés supplémentaires permettent aux producteurs de minimiser la dépendance vis-à-vis des sources de protéines intactes pour atteindre le niveau cible d'acides aminés individuels dans les aliments et réduire les niveaux de CP alimentaire.
Une compréhension plus précise des besoins nutritionnels de la truite et de la digestibilité des matières premières joue un rôle important dans la réduction réussie des niveaux alimentaires coûteux de FM et de CP et des coûts globaux des aliments.
Alors que de nombreux nutritionnistes utilisent les données du National Research Council (2011) comme référence pour les besoins en nutriments des poissons et des crevettes lors de la formulation des aliments, l'industrie de l'alimentation aquacole a développé dans une certaine mesure des recommandations parallèles plus élevées pour amortir les besoins des poissons dans des conditions de production dynamiques.
Les besoins en nutriments des poissons ne sont pas constants dans des conditions de production commerciale et peuvent être influencés par plusieurs facteurs biotiques (par exemple :âge, puissance de croissance, les conditions sexuelles et de santé) et les facteurs abiotiques (qualité de l'eau). Les besoins en certains acides aminés et en énergie peuvent également être affectés par le stress associé aux pratiques piscicoles, comme la densité de peuplement, classement, filets, et le transport du poisson.
Par conséquent, les besoins de certains nutriments générés dans des conditions de croissance idéales pourraient devenir limitatifs dans des conditions difficiles pour la santé. La façon dont les poissons ayant des histoires alimentaires différentes gèrent le stress n'est pas claire, surtout pendant les périodes de stress chronique. Le lien potentiel entre l'alimentation et le stress a des implications importantes pour la santé et le bien-être des poissons.
Nous avons émis l'hypothèse que le contenu alimentaire en CP et en FM pourrait être réduit tout en maintenant les performances de croissance et l'efficacité alimentaire, si les besoins en acides aminés essentiels (EAA) étaient satisfaits. Cependant, une teneur alimentaire réduite en CP et FM peut affecter les performances des poissons dans des conditions de stress chronique, car les exigences de certains acides aminés fonctionnels peuvent devenir limitantes.
Nous avons donc mené une étude pour évaluer les effets de la baisse des niveaux alimentaires de FM et de CP, tout en maintenant les niveaux d'EAA, sur les performances de croissance, la composition corporelle, expression des gènes métaboliques musculaires, et la réponse au stress chronique de la truite arc-en-ciel, avec et sans stress de gestion.
Évaluation des performances de croissance dans des conditions d'élevage en laboratoire
Huit régimes expérimentaux (isocaloriques) avec un plan factoriel 4×2 ont été formulés pour contenir deux niveaux de FM (20 %, 5%) et quatre niveaux de CP (48%, 45%, 42%, 39%). Les régimes ont été complétés par des niveaux croissants d'acides aminés limitants pour maintenir les niveaux d'EAA alimentaires. La réduction de la farine de poisson (de 15 %) dans l'alimentation a été compensée par l'augmentation du concentré de protéines de soja (de 8 à 10 %), concentré de protéines de maïs (d'environ 3 %) et de farine de sous-produit de volaille (d'environ 2 %).
Le niveau de protéines dans chaque niveau de FM a été réduit en réduisant les niveaux d'inclusion de sources de protéines (principalement la farine de sous-produits de volaille, DDGS, concentré de protéines de maïs) et augmenter les niveaux de farine de blé et d'huile de poisson. Les acides aminés ont été équilibrés en augmentant les niveaux de sources supplémentaires.
Tous les régimes ont été formulés pour avoir une énergie digestible constante à 17,8 MJ/kg. Truite (~35 g, poids corporel initial) ont été nourris jusqu'à satiété apparente deux fois par jour pendant neuf semaines pour évaluer les performances de croissance dans des conditions d'élevage en laboratoire, puis pendant six semaines supplémentaires avec et sans exposition au stress de manipulation (30 secondes de poursuite suivies de 30 secondes d'exposition à l'air en filet) deux fois par semaine.
L'essai de croissance de neuf semaines a démontré que la réduction des niveaux alimentaires de FM de 20 pour cent à 5 pour cent réduisait considérablement la croissance des poissons et augmentait le taux de conversion alimentaire (P<0,05). La réduction des niveaux de CP alimentaire de 48 pour cent à 42 pour cent n'a pas affecté la croissance de la truite, la prise alimentaire ou FCR, tout en montrant des améliorations significatives du ratio d'efficacité des protéines et de l'efficacité de rétention des protéines.
Cependant, une réduction supplémentaire de la CP à 39 % a entraîné une baisse du poids corporel, bien que cela ait également entraîné une amélioration supplémentaire de la rétention des protéines. Un niveau de FM alimentaire de 20 pour cent a considérablement augmenté la matière sèche du corps entier, CP et AAE totaux (P <0,05) par rapport à 5 pour cent d'inclusion de FM tout en augmentant le niveau de CP alimentaire a considérablement réduit la matière sèche, Gras éprude, et l'énergie brute mais une augmentation des EAA totales (P<0,05).
Bien que le niveau d'énergie digestible (17,8 MJ/kg) ait été maintenu constant dans tous les régimes, réduction du niveau de protéines alimentaires augmentation de la teneur en graisses du corps entier poisson (13 % de matières grasses pour un régime à 48 % de CP contre 15 % de matières grasses pour un régime à 39 % de CP, sur une base humide). Il est connu que l'utilisation d'énergie est plus faible pour les protéines par rapport aux lipides chez la truite (Schrama et al. 2018), qui pourrait avoir joué un rôle dans l'augmentation du dépôt de graisse dans le régime pauvre en protéines.
La manipulation du stress a significativement augmenté les indices de stress plasmatique, notamment le cortisol, activité du glucose et du lysozyme. Cependant, la réduction des niveaux de FM et de CP n'a eu aucun effet sur les indices de stress mesurés (P>0,05). L'expression de l'ARNm des gènes de la voie gcn2/eif2α/atf4 dans le tissu musculaire (normalisée contre arp), connu pour être déclenché en réponse à une privation de protéines ou d'acides aminés, ont été évalués.
Le contrôle général non dépressible 2 (gcn2) a diminué avec l'augmentation du niveau de CP alimentaire au-dessus de 42 % (P <0,05), mais il n'y avait pas d'effets alimentaires (niveaux de FM ou de CP) sur l'expression de eif2α (facteur d'initiation eucaryote 2α) ou d'atf4 (facteur de transcription activant 4). Au total, les résultats de l'expression des gènes suggèrent des limitations d'acides aminés sur le métabolisme des protéines musculaires en raison de régimes alimentaires inférieurs à 42 pour cent de CP, même lorsqu'il est complété par des EAA synthétiques pour répondre aux besoins alimentaires connus. Une croissance réduite des poissons avec une expression accrue de gcn2 à un CP inférieur à 42 pour cent suggèrent la possibilité d'exigences plus élevées pour certains acides aminés.
Améliorer la durabilité de la production de truite
Cette étude a démontré que 5 pour cent de FM alimentaire est insuffisant pour une performance de croissance maximale, peut-être en raison de la réduction des stimulants alimentaires, et des promoteurs de croissance non identifiés associés à la FM. Aussi, des différences dans la digestibilité des nutriments entre les régimes alimentaires ne peuvent être exclues.
Les régimes équilibrés pour les AAE montrent une opportunité de réduire le niveau de CP de 48 pour cent à 42 pour cent dans les aliments pour truites juvéniles sans aucune réduction des performances de croissance, la composition corporelle, suffisance métabolique en acides aminés ou tolérance au stress chronique, tout en améliorant l'utilisation des protéines alimentaires. Les résultats de cette étude peuvent être utilisés pour aider à améliorer la durabilité de la production de truite.
