par le Dr Dafna Israël, Chargée de recherche et experte en nutrition animale chez Phibro Aqua
La quête de l'additif alimentaire le plus performant est une mission majeure dans le monde de l'alimentation aquatique. Il existe une variété d'additifs utiles qui soulèvent le débat crucial concernant la sélection de la meilleure option. Les acidifiants sont des additifs alimentaires fonctionnels aux propriétés acides. Ils améliorent d'abord et surtout les performances de croissance et de survie dans les exploitations agricoles intensives.
Ils le font à travers plusieurs modes d'action qui peuvent bénéficier à l'animal d'élevage des manières suivantes, notamment en fournissant un effet antimicrobien, activer les enzymes digestives, augmenter la digestibilité des protéines et améliorer l'hygiène des aliments en empêchant la détérioration et la contamination.
Un effet antimicrobien
Les acides organiques ont la capacité de réduire les charges bactériennes dans le tractus gastro-intestinal proximal des espèces aquacoles. Par conséquent, moins d'agents pathogènes atteignent l'intestin à partir de l'estomac, améliorant l'hygiène alimentaire et minimisant le risque d'infections.
Les acides organiques inhibent la croissance des micro-organismes, provoquant des phases de latence très prolongées. L'inhibition des micro-organismes se produit par diffusion rapide de la molécule non dissociée dans la cellule. La dissociation (libération de l'ion H+) de ces molécules dans la cellule de la bactérie provoque une acidification du cytoplasme, empêchant ainsi la croissance.
La plupart des acides organiques sont efficaces dans un environnement fortement ou modérément acide. Étant donné que chaque acide a un pH optimal différent, en fonction de leurs valeurs pKa, un mélange d'acides organiques augmenterait significativement l'efficacité contre les micro-organismes, plutôt que d'utiliser un seul acidifiant.
La composition d'un mélange de différents acidifiants comprend un spectre plus large d'environnements de pH pour correspondre à différentes applications (anti-moisissure, anti-levure, antibactérien). En outre, cela crée également des effets synergiques au niveau moléculaire. Par exemple, en combinant les acides formique et propionique est plus efficace que chacun de ces acides seuls.
Activer les enzymes digestives
L'augmentation de l'utilisation des nutriments est cruciale en aquaculture en raison des coûts élevés des aliments qui représentent environ 50 pour cent des coûts de production globaux. Les protéines sont l'un des macronutriments les plus chers. Les attributs des acidifiants sur la digestion des protéines ont été bien étudiés sur les animaux terrestres et on sait qu'ils stimulent les enzymes gastriques et pancréatiques.
Le niveau de pH optimal pour l'activité de la pepsine est de 1,5 à 2,0; bien que, le niveau de la plage de pH dans l'intestin du tilapia est plus élevé (6,5-7,8). Par conséquent, abaisser le pH du digesta dans l'estomac et l'intestin du tilapia avec l'utilisation d'acidifiants peut améliorer la digestion en stimulant la sécrétion et l'activation des enzymes digestives.
Cela a également été démontré chez les crevettes car divers acidifiants avaient pour effet d'augmenter l'activité de la trypsine et de la chymotrypsine. Ces résultats correspondent à un essai mené avec un mélange d'acidifiants formulé par Phibro Aqua.
PAQ-TivateTM a été stratégiquement développé en tant que projet conjoint avec des experts du Dr Eckel Allemagne et il a été spécifiquement désigné pour les espèces aquatiques.
Les résultats de l'essai ont montré une activité enzymatique accrue chez les crevettes pattes blanches (L. vannamei). Dans cet essai, trois formulations ont été examinées :1) une formulation hautement digestible (neuf pour cent de farine de poisson) 2) une formulation à base de soja et 3) une formulation à base de soja +0,5 pour cent de PAQ-TivateTM.
L'activité enzymatique dans l'hépatopancréas a présenté des tendances similaires entre le régime avec la farine de poisson et avec le PAQ-TivateTM car les activités enzymatiques étaient significativement plus élevées que le régime de tourteau de soja.
Aussi, l'acide trinitrobenzène sulfonique (TNBS) était significativement plus élevé dans le traitement PAQ-TivateTM, indiquant une meilleure digestibilité des protéines lorsqu'il a été ajouté.
Cette étude a démontré qu'une formulation à base de tourteau de soja complétée par PAQ-TivateTM pourrait augmenter considérablement l'utilisation des aliments, activité des enzymes protéolytiques et digestibilité des protéines in vitro chez la crevette pattes blanches (L. vannamei).
Ces résultats ont été soutenus par de meilleures performances :une croissance améliorée et une survie plus élevée.
Améliorer l'hygiène alimentaire
Les moisissures dans les aliments causent des problèmes économiques et sanitaires dans les exploitations aquacoles, car elles consomment les principaux nutriments et affectent l'appétence des aliments. Les pertes de nutriments causées par les moisissures peuvent atteindre 10 %.
L'acide propionique et ses sels sont particulièrement efficaces contre le développement de moisissures en raison de sa valeur pKa de 4,8, l'acide propionique est également actif à un pH moins acide, qui correspond plus étroitement à la valeur du pH natif dans les céréales et les aliments pour animaux.
La valeur pKa est une méthode utilisée pour indiquer la force d'un acide. Une valeur pKa inférieure indique un acide plus fort. C'est-à-dire, la valeur inférieure indique que l'acide se dissocie plus complètement dans l'eau.
Pour examiner son efficacité en tant qu'agent de conservation contre les bactéries et les champignons dans les aliments formulés pour tilapia, deux doses (0,2 et 0,5 pour cent) de PAQ-TivateTM ont été examinées. Les échantillons d'alimentation ont été humidifiés avec 15 pour cent d'eau distillée. Un échantillon sans eau et sans PAQ-TivateTM a servi de contrôle négatif, tandis qu'un échantillon qui comprenait 15 pour cent d'eau distillée (v/p) mais sans aucun PAQ-TivateTM a servi de contrôle positif.
Tous les échantillons ont été incubés à 28°C et le niveau d'humidité a été maintenu à 75-85 pour cent. Chaque traitement a été échantillonné au jour 1, 3, 7 et 14 du mouillage. Les résultats ont montré qu'au jour 3, les niveaux de bactéries dans les échantillons témoins positifs étaient significativement plus élevés par rapport aux traitements PAQ-TivateTM.
Au jour 14, les deux traitements PAQ-TivateTM de 0,2 et 0,5 pour cent d'aliments présentaient des niveaux de bactéries significativement inférieurs à ceux du groupe témoin positif (tableau 1). Il n'y avait pas de différence significative entre les deux doses de PAQ-TivateTM.
En ce qui concerne les niveaux de champignons au jour 14, le traitement alimentaire à 0,5 pour cent de PAQ-TivateTM avait un nombre de champignons significativement inférieur par rapport au traitement alimentaire à 0,2 pour cent de PAQ-TivateTM et aux groupes témoins positifs (tableau 2). Le traitement à 0,5 % du produit a entraîné une réduction significative du nombre de champignons/moisissures du 7e au 14e jour.
Au jour 14, il y avait une croissance visuelle de champignons sur les échantillons d'aliments du contrôle positif et les traitements d'aliments à 0,2 %, alors qu'il n'y avait pas de croissance visible de champignons dans le groupe de traitement à 0,5 pour cent au jour 14.
En plus de ces pertes de nutriments, les moisissures produisent également des mycotoxines, menaçant la santé animale et humaine. Les aflatoxines, par exemple, peuvent être transférées dans les tissus animaux et constituent donc un risque sérieux pour le consommateur (effet de transmission).
Les effets néfastes des mycotoxines sur la santé et les performances des animaux ont été largement étudiés chez les animaux terrestres, mais il existe relativement peu d'études dans les systèmes aquacoles.
La mycotoxicose la plus importante chez les poissons et les crevettes est causée par les aflatoxines, principalement produit par Aspergillus spp. pendant le stockage des aliments pour animaux et des matières premières. Il a été démontré que les propionates empêchent la formation d'ochratoxine A par Aspergillus sulphureus et Penicillium viridicatum.
Choisir le mélange le plus avantageux
Il existe de nombreux acides organiques disponibles pour l'industrie de l'alimentation animale, y compris l'acide formique, acide acétique, l'acide propionique, acide lactique, acides fumariques, acide citrique, formiate de sodium, acides butyriques, acides sorbiques et acides maliques.
La question est, comment choisissons-nous le mélange d'acides approprié et le plus bénéfique ? Afin d'arriver à la bonne solution, le consommateur doit considérer les bénéfices recherchés et les caractéristiques techniques requises (par exemple, augmenter la digestibilité des protéines et une récupération élevée après extrudeuse).
Afin de s'assurer que PAQ-TivateTM était adapté aux besoins de l'industrie de l'alimentation aquacole, faible lessivage, stabilité thermique, une petite taille moyenne des particules avec une distribution homogène et une manipulation aisée (moins corrosive) étaient des caractéristiques considérées comme étant de la plus haute priorité.
Le traitement a été développé pour contenir de l'acide fumarique sous la forme de son sel de magnésium, l'acide formique et propionique et leurs sels de calcium.
Ces acides organiques fonctionnent comme des attractifs alimentaires (propionate), agents antibactériens (propionate, formater), et des activateurs de croissance (fumarate) qui sont tous alignés sur les performances requises de ce mélange.
