L'utilisation d'acides aminés supplémentaires pour réduire les niveaux de protéines alimentaires du tilapia du Nil offre des avantages économiques et environnementaux

par Karthik Masagounder1, Sofia Engrola2, Rita Teodósio2, 3, Rita Colen2 et Cláudia Aragão2, 3
1 Evonik Nutrition &Care GmbH, Hanau-Wolfgang, Allemagne 2 Centre des sciences de la mer (CCMAR), Faro, Portugal 3 Universidade do Algarve, Faro, le Portugal

La production piscicole mondiale augmente progressivement, et représente maintenant près de 47 pour cent de la production totale de poisson. A l'échelle mondiale, les tilapias sont le deuxième groupe de poissons le plus cultivé, avec le tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) représentant huit pour cent du total des poissons produits en 2016. L'espèce est particulièrement populaire en raison de ses taux de croissance rapide, résistance aux maladies, robustesse et capacité d'adaptation aux différents systèmes d'exploitation.

En pisciculture, les aliments pour animaux représentent 50 pour cent du coût total de production. Un défi majeur est de trouver de nouvelles stratégies pour la formulation de régime de précision qui minimisent le coût des aliments, tout en augmentant la durabilité. Le coût des aliments pour animaux est largement déterminé par les sources de protéines alimentaires et les niveaux d'inclusion.

Au cours des dernières années, progrès dans la connaissance de la nutrition du tilapia, et la disponibilité commerciale d'acides aminés supplémentaires ont permis aux producteurs d'aliments pour animaux d'être flexibles dans l'utilisation de sources végétales pour formuler des régimes alimentaires équilibrés. En plus de permettre à l'industrie de mettre en œuvre des régimes sans farine de poisson, les acides aminés supplémentaires ouvrent des fenêtres pour réduire les niveaux de protéines alimentaires tout en équilibrant le régime alimentaire pour les niveaux d'acides aminés.

Dans les filières porcines et avicoles, le concept à faible teneur en protéines avec l'utilisation d'acides aminés supplémentaires est une pratique courante depuis longtemps. En pisciculture, ce concept n'est pas aussi courant, et la quantité de protéines est toujours utilisée comme indicateur de la qualité de l'alimentation. Cependant, la qualité de l'alimentation est plutôt déterminée par la qualité des protéines et non par la quantité.

Cela nécessite une attention supplémentaire sur les niveaux d'acides aminés quantitatifs et qualitatifs. La réponse du tilapia du Nil aux niveaux de protéines alimentaires a été largement étudiée et dépend de la taille/de l'âge du poisson, profil d'acides aminés alimentaires et digestibilité.

Typiquement, Les régimes de démarrage ou d'alevins de tilapia du Nil contiennent 45 pour cent de protéines brutes, tandis que le régime pour les alevins et les performances de croissance optimales des juvéniles avancés contiennent 35 pour cent de protéines brutes. Pour adultes, 25-30 pour cent de protéines sont couramment utilisées. Les régimes avec des niveaux élevés de protéines mais avec un profil d'acides aminés déséquilibré entraîneront une augmentation du catabolisme des acides aminés et par conséquent des pertes d'azote plus élevées.

Compte tenu du volume de production de tilapia et de la croissance attendue de l'aquaculture comme stratégie pour nourrir neuf milliards de personnes d'ici 2050, il est essentiel de trouver des régimes alimentaires qui soient rentables et respectueux de l'environnement.

Nous avons mené une étude pour réduire les niveaux d'inclusion de protéines dans les régimes alimentaires à base de protéines végétales pour les jeunes tilapias du Nil, par une supplémentation adéquate en acides aminés, afin de minimiser l'impact environnemental de l'alimentation tout en maximisant l'efficacité biologique. Par ailleurs, des essais métaboliques ont été réalisés dans le but d'obtenir un instantané in vivo de l'utilisation des protéines chez les juvéniles de tilapia du Nil en fonction de la teneur en protéines alimentaires.

matériaux et méthodes

Régimes expérimentaux

Cinq régimes isoénergétiques ont été formulés avec des taux de protéines différents (36 %, 34%, 32%, 30% et 28% de régime), en utilisant des ingrédients végétaux ainsi que de la farine de viande et d'os comme sources de protéines. Les régimes ont été formulés pour répondre aux exigences minimales en acides aminés, sur une base digestible, pour les juvéniles de tilapia du Nil selon AMINOTilapia (un outil développé par Evonik pour les recommandations d'acides aminés du tilapia du Nil).

Les coefficients de digestibilité apparente (ADC) des acides aminés pour les ingrédients utilisés ont été tirés de notre rapport d'examen (Konnert et Masagounder 2017). Les régimes ont été complétés par des niveaux croissants d'acides aminés indispensables sélectionnés et de phosphate dicalcique avec des niveaux décroissants de protéines alimentaires pour éviter les déséquilibres en acides aminés ou minéraux.

Essai de croissance

Des juvéniles de tilapia du Nil d'un poids corporel moyen de 5,91 ± 1,66 g ont été utilisés et l'expérience a été menée au CCMAR au Portugal.

Des réservoirs en triple ont été assignés au hasard à l'un des cinq traitements diététiques (D36, D34, D32, J30 et J28). Les poissons ont été nourris à la main jusqu'à satiété visuelle, trois fois par jour (09h30, 12h30 et 16h30). Les paramètres de qualité de l'eau ont été suivis quotidiennement :température moyenne de 25,2 ± 0,1°C, l'oxygène dissous dans l'eau a été maintenu au-dessus de 80 pour cent de la saturation, Le pH a été maintenu entre 7,70 et 8,20 et la concentration d'ammoniac et de nitrites dans l'eau était de 0 mg/l pendant toute la période expérimentale. Les poissons ont été surveillés quotidiennement pour toute mortalité et la prise alimentaire a été enregistrée quotidiennement pendant 59 jours.

Essai métabolique

Après l'essai de croissance, poisson d'en haut, traitements diététiques intermédiaires et faibles en protéines (D36, D32 et D28) ont été sélectionnés au hasard et transférés au laboratoire de flux de nutriments. Les régimes expérimentaux ont été marqués avec un mélange d'acides [U-14C]-L-aminés

L'alimentation par sonde a été effectuée sur des poissons anesthésiés, qui ont ensuite été transférés dans des chambres d'incubation individuelles reliées à des pièges à CO2 (Rust et al. 1993; Rønnestad et al. 2001). Chaque chambre a été scellée hermétiquement et alimentée par un léger flux d'oxygène pendant les 24 heures d'incubation. A la fin de la période d'incubation, chaque poisson a été pesé et découpé en filets pour déterminer la radioactivité dans le muscle.

résultats et discussion

Performances de croissance et utilisation des aliments

Tous les poissons avaient un poids corporel quintuplé à la fin de l'expérience, indépendamment de l'alimentation, et aucune différence significative (p> .05) n'a été trouvée à la fin de l'expérience, avec des valeurs moyennes allant de 29,34 à 31,49 g.

Le gain de poids des poissons n'a pas été influencé (p> 0,05) par les différents niveaux de protéines alimentaires. Le taux de conversion alimentaire (FCR) augmentait avec la diminution des niveaux de protéines alimentaires, mais différait significativement (p <0,05) uniquement entre le groupe nourri au D28 (1,30 ± 0,05) et ceux nourris au régime D36 (1,16 ± 0,05). Le ratio d'efficacité protéique (PER) a augmenté avec la diminution des niveaux de protéines alimentaires ; donc, le groupe D28 présentait le PER le plus élevé (2,60 ± 0,09) et le D36 présentait le plus faible (2,27 ± 0,09).

Les groupes nourris au D28, Les régimes D30 et D32 ne présentaient aucune différence significative entre eux (p> 0,05) et étaient significativement différents du groupe nourri avec le régime D36 (p <0,05). Aucune différence n'a été détectée entre les traitements concernant la prise alimentaire volontaire quotidienne. Il n'y avait pas de différences significatives (p> 0,05) dans la survie parmi les poissons nourris avec les régimes expérimentaux, qui dans l'ensemble était de 98 ± 3 pour cent.

Utilisation des protéines alimentaires

Les poissons nourris avec le régime D30 présentaient une rétention des protéines corporelles plus élevée que ceux nourris avec le régime D36 (41 contre 36 % de l'apport, p <.05). La rétention de la majorité des acides aminés a suivi un schéma similaire à celui de la rétention des protéines, avec des poissons nourris avec le régime D30 présentant une tendance à des valeurs de rétention plus élevées que ceux nourris avec le régime D36.

L'exception à cette tendance était la méthionine, qui présentait la rétention la plus élevée chez les poissons nourris avec le régime D36, bien qu'aucune différence significative n'ait été trouvée entre les traitements D36 et D30 (p> 0,05). C'est parce que comme le niveau de protéines a diminué dans les régimes de 36 à 28%, le niveau de cystéine (Cys) a diminué de 0,53 à 0,44 pour cent, ce qui a eu pour résultat que Met+Cys (1,33-1,35 %) était plus limitant que Met (0,82-0,89 %) en soi.

En raison de la limitation de Cys dans les régimes pauvres en protéines, les poissons ont plus probablement utilisé Met comme précurseur de la production de Cys pour répondre à d'autres besoins métaboliques que pour la synthèse directe des protéines, expliquant la rétention réduite de Met chez les poissons nourris avec les régimes pauvres en protéines.

Le gain quotidien d'azote était similaire parmi les traitements, mais il y avait des différences significatives concernant les valeurs des pertes quotidiennes d'azote. Poissons nourris avec des régimes pauvres en protéines, J28 et J30, présentait la plus faible perte d'azote quotidienne, bien que significativement différente du groupe D36 (p <0,05).

Les résultats des essais métaboliques ont donné un aperçu in vivo de la façon dont les protéines alimentaires étaient utilisées par les poissons. Les valeurs les plus élevées de catabolisme des acides aminés ont été trouvées pour les poissons nourris avec le régime D36 et les valeurs ont montré une tendance à la baisse à mesure que le niveau de protéines alimentaires diminuait. Mise en miroir du gain N, la rétention relative des acides aminés dans le muscle (mg / g de poisson) était assez similaire entre les traitements et aucune différence significative n'a été trouvée.

Le présent travail indique que la teneur excessive en protéines alimentaires se traduit finalement par l'utilisation d'acides aminés comme source d'énergie et par conséquent sur des impacts environnementaux plus élevés, en raison de l'augmentation des sorties d'azote.

Conclusion

En conclusion, la présente étude démontre qu'il est possible de réduire les niveaux de protéines dans l'alimentation des jeunes tilapias du Nil à 30-32 pour cent sans compromettre la croissance des poissons et le FCR, tout en réduisant les pertes d'azote dans l'environnement. L'utilisation d'une supplémentation appropriée en acides aminés dans l'alimentation du tilapia semble une stratégie conseillée pour minimiser les niveaux de protéines alimentaires, et garantir une production de tilapia économique et durable sur le plan environnemental.