par le Dr Alex Makol, Dr Anja Keiner et Dr Andreas Mueller, Delacon, L'Autriche
Conséquence directe de la stagnation des pêches de capture et de l'augmentation mondiale de la consommation de poisson, l'aquaculture représente l'un des secteurs de la production alimentaire qui connaît la croissance la plus rapide.
Cependant, la limitation des matières premières marines dans les régimes alimentaires aquacoles et leur remplacement par des sources plus durables de protéines et de lipides d'origine terrestre, dans certains cas, est associée à des conséquences négatives sur le métabolisme et le système immunitaire des espèces aquacoles et peut ralentir le développement du secteur.
La tendance mondiale à interdire les antibiotiques promoteurs de croissance, par crainte du développement de souches bactériennes résistantes, et pour protéger la santé des consommateurs, a poussé le secteur à investir plutôt dans la recherche d'alternatives naturelles.
Les substances végétales en hausse
Additifs alimentaires phytogéniques (PFA), communément définis comme des additifs alimentaires à base de plantes ou des plantes médicinales, représentent un groupe de substances naturelles utilisées en alimentation animale. Ces substances sont dérivées d'herbes, épices, d'autres plantes et leurs extraits constitués de substances végétales hautement actives et englobent bien plus que des huiles essentielles :elles comprennent des substances épicées ou amères, saponines, flavonoïdes, mucilages ou tanins.
Au cours des deux dernières décennies, la recherche sur la phytogénie en tant qu'ingrédients fonctionnels potentiels a augmenté, et avec elle, leur utilisation commerciale dans le secteur de la production animale. Cependant, une meilleure compréhension du mode d'action des composés bioactifs phytogéniques dans les poissons et les crustacés est essentielle pour améliorer leur utilisation en aquaculture.
Il a été prouvé que certains des composés phytogéniques bioactifs stimulent la production d'enzymes digestives, soutenir la fonction hépatique, moduler les déséquilibres du microbiote intestinal, et ont de puissantes propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires.
Heureusement, au cours des dernières années, les scientifiques et les entreprises ont fait beaucoup de recherches pour élucider, comment des phytogéniques spécifiques peuvent améliorer l'absorption des nutriments et/ou la résistance aux maladies et au stress chez les poissons et les crustacés en tant que base importante pour une expansion optimale du secteur.
La compréhension du mode d'action des mélanges phytogéniques complexes nouvellement formulés (mélanges) aidera le secteur de l'aquaculture à utiliser correctement les phytogéniques disponibles, explorer les synergies et les antagonismes entre les composés bioactifs et clarifier les interactions avec d'autres ingrédients alimentaires. Ces faits aideront en outre le secteur de l'aquaculture à améliorer ses performances de production.
Effets sur les performances de croissance
La performance de croissance est le paramètre le plus fréquemment utilisé pour déterminer une gestion adéquate de la production, et il peut être affecté par différents facteurs, comme l'alimentation, environnement, pathogènes ou la manipulation. Maintenir un taux de croissance optimal lors de situations de stress ou même le favoriser dans des conditions normales est l'une des principales exigences du secteur.
Il a été démontré que des propriétés phytogéniques spécifiques favorisent les performances de croissance et l'efficacité alimentaire chez plusieurs espèces de poissons et de crustacés. Par exemple, L'extrait d'aloe vera (Aloe barbadensis Miller) a amélioré les performances de croissance de la carpe commune (Cyprinus carpio) lorsqu'il est nourri pendant huit semaines.
Extraits d'ail (Allium sativum), origan (Origanum heracleoticum), ginseng, quillaja (Quillaja saponaria), mentha (Mentha piperita) et le basilic doux (Ocimum basilicum) ont favorisé les performances de croissance du tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) dans plusieurs essais.
De la même manière, pour le poisson-chat (Ictalurus punctatus), les performances de croissance et l'efficacité alimentaire ont été améliorées, lorsque les poissons étaient nourris avec de l'huile d'origan. Ces bénéfices pourraient être associés à un effet positif sur la composition du microbiote des poissons, dérivé des propriétés antimicrobiennes bien décrites de l'origan. Les extraits d'ail et d'oignon (Allium cepa) ont soutenu la croissance du bar européen (Dicentrarchus labrax) et dans le cas des crevettes pattes blanches (Litopenaeus vanamei), plusieurs substances phytogènes, comme le yucca (Yucca schidigera), quillaja, gingembre (Zingiber officinale), curcuma (Curcuma longa) et astralagus (Astralagus membranaceus) ont favorisé les performances de croissance.
Le mode d'action potentiel des phytogéniques individuels mentionnés ci-dessus, en général, a été associée à une meilleure appétence alimentaire, favorisé la sécrétion d'enzymes digestives, amélioration de l'absorption des nutriments et effets équilibrants sur le microbiote intestinal. Il est intéressant de remarquer que l'effet de la phytogénicité est directement lié aux espèces de poissons, au processus d'extraction et à leur biodisponibilité des actifs plutôt qu'au taux d'inclusion.
Soutenir la résilience
Une fonction immunitaire optimale des poissons et des crustacés d'élevage est un déterminant principal pour les protéger contre les infections par des agents pathogènes. Plusieurs études ont été menées pour déterminer comment les phytogéniques peuvent renforcer le système immunitaire inné et/ou adaptatif lorsqu'ils sont complétés par des poissons et des crustacés d'élevage. Dans ce contexte, l'ail est le phytogène le plus étudié en termes de renforcement du système immunitaire et d'augmentation de la résistance aux maladies.
Par exemple, poudre d'ail nourrie au tilapia du Nil indice de poisson phagocytaire amélioré, activités bactéricides et lysozymes ainsi qu'une résistance accrue aux maladies contre Aeromona hydrophila.
De la même manière, la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) nourrie avec de l'extrait d'ail a montré une activité phagocytaire améliorée, éclat respiratoire, activité du lysozyme et, par conséquent, réduit la mortalité des poissons lorsqu'ils sont confrontés à Aeromona hydrophila.
Il a récemment été prouvé qu'un mélange d'huile d'ail et d'extraits de plantes labiatae supplémenté pendant neuf semaines améliorait la résistance aux maladies et la réponse du système immunitaire, a favorisé un microbiome plus sain et des niveaux de cortisol réduits chez les bars européens nourris avec des régimes pauvres en farine de poisson et en huile de poisson.
En effet, Origan, le gingembre et le romarin (Rosmarinus officinalis) ont montré qu'ils immunomodulaient la réponse du tilapia du Mozambique (O. mossambicus) et du bar européen. L'huile de curcuma et le Gynura bicolor ont réduit la mortalité des crevettes pattes blanches infectées par V. harveyi, V. alginolyticus et virus du syndrome des points blancs (WSSV), en partie à cause de leurs effets stimulants sur le lysozyme, activité prophénoloxydase (proPO) et superoxyde dismutase (SOD).
Plus loin, il semble que les facteurs nutritionnels et environnementaux influencent considérablement le microbiome intestinal. La composition du régime, dont les actifs d'origine végétale, représente donc un facteur crucial, étant ainsi responsable de la modification des populations bactériennes.
Dans ce contexte, phytogenics peut moduler le microbiote intestinal en augmentant la prolifération des bactéries lactiques (BL) comme les Lactobacillus et en diminuant la présence de bactéries potentiellement pathogènes. D'ailleurs, Il a été démontré que les phytogéniques déploient une activité plus élevée contre les bactéries pathogènes que contre le microbiote commensal.
Il existe probablement différents mécanismes sous-jacents à cette modulation, y compris un effet antimicrobien direct et spécifique contre des espèces bactériennes spécifiques, ou un effet d'inhibition de la détection de quorum. Les effets antimicrobiens directs de différents phytogéniques contre des agents pathogènes spécifiques ont été démontrés dans différents essais in vitro basés sur la capacité de concentration minimale inhibitrice (CMI) du phytogénique.
Cependant, il est important de remarquer que les résultats obtenus dans les dosages MIC diffèrent entre les souches bactériennes. Selon la méthode d'extraction des phytogéniques, des différences de CMI peuvent survenir en raison de synergies potentielles entre les principaux actifs et les oligo-éléments contenus dans des extraits spécifiques.
Par exemple, différents extraits dérivés d'eucalyptus (Eucalyptus globulus), Origan, et la cannelle (Cinnamomum verum) ont été très efficaces contre plusieurs agents pathogènes des poissons comme S. iniae, A. hydrophila, Photobacterium damselae subsp. damselae et V. parahaemolyticus. La phytogénie affecte également la détection du quorum bactérien en réduisant la formation de biofilm et en supprimant la production de toxines bactériennes, qui au final, inhibera ou réduira l'incidence de l'épidémie.
Plusieurs extraits de plantes, comme les phénoliques, flavonoïdes, alcaloïdes, et les terpénoïdes peuvent agir comme inhibiteurs de quorum sensing via différents mécanismes, comme l'inhibition de la synthèse des N-acyl-homosérine lactones (AHL), altérer les mécanismes de transport ou de sécrétion, la reliure et le stockage des AHL, ou les actions antagonistes ou l'inhibition de cibles en aval de la liaison au récepteur AHL.
Effets anti-stress
Le stress pendant la production aquacole est impliqué par la procédure de production (transport, stockage, calibrage ou échantillonnage) et peut être réduit au minimum par une bonne gestion de la production.
Le stress entraîne directement une réduction de la prise alimentaire, un taux de performance inférieur et une susceptibilité plus élevée aux épidémies en raison d'une régulation négative du système immunitaire et d'altérations de la physiologie des poissons, affectant également le métabolisme. Certaines pratiques de production, même contrôlées (par exemple, manipulation) signifient un stress pour les poissons d'élevage et nécessitent l'utilisation d'anesthésiques.
Cependant, parfois, l'application de l'anesthésique lui-même peut agir comme un facteur de stress. Récemment, la phytogénie spécifique en soi a attiré l'attention, agissant comme anesthésique. Concomitamment aux effets anesthésiques, les phytogéniques s'accompagnent de nombreux aspects bénéfiques mentionnés ci-dessus, tels que la fonction antioxydante, effets antimicrobiens et propriétés de réduction du stress. L'anesthésique phytogénique le plus étudié est l'huile de clou de girofle dont la concentration efficace en anesthésique dépend de l'espèce de poisson cible.
De façon intéressante, autres phytogéniques, comme la verveine citronnelle (Aloysia triphylla), Eucalyptus (Eucalyptus sp), Lippia alba, il a été démontré que le basilic (Ocinum gratissimum) et l'ail agissent comme des anti-stress en réduisant les niveaux de cortisol chez le tilapia du Nil, Bar européen et poisson-chat sud-américain (R. quelen). Bien que la voie d'application soit importante pour les effets souhaités. Considérant que les phytogéniques pour la sédation pendant le transport et la manipulation sont appliqués dans le bain, des effets généraux de réduction du stress peuvent être obtenus en ajoutant des éléments phytogéniques dans les régimes alimentaires.
Conclusion
La phytogénie peut moduler les fonctions physiologiques et le microbiote intestinal, montrant un potentiel évident d'amélioration des performances de croissance, et pour améliorer la résistance aux maladies et au stress chez différentes espèces de poissons et de crustacés d'élevage. Cependant, on connaît encore mal le mode d'action de plusieurs de leurs composés bioactifs, interactions et synergies possibles entre eux, ainsi que la forme d'administration la plus appropriée.
Par conséquent, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour identifier correctement les phytogéniques et les mélanges les plus appropriés et adaptés aux défis actuels du secteur de la production aquacole. Comprendre en détail le mode d'action de la phytogénie représente un outil crucial dans le développement de nouvelles, bien formulé, produits efficaces.
