par Waldo G. Nuez-Ortín, Sam Ceulemans, Dolorès I. Batonon-Alavo, Yves Mercier,
Adisseo
Aliments aquacoles à base de plantes et supplémentation en acides aminés
La farine de poisson a été la source de protéines préférée dans les formulations d'aliments aquatiques, mais il devient de moins en moins disponible et plus cher. Les sources de protéines végétales moins chères ont été popularisées dans l'industrie des aliments pour l'aquaculture, en particulier les tourteaux à base de soja et de maïs. Bien que la teneur en protéines brutes des ingrédients d'origine végétale puisse être comparable à celle de la farine de poisson, ces ingrédients sont généralement moins digestes et déficients en un ou plusieurs acides aminés essentiels (EAA). En particulier, les aliments aquacoles à base de tourteau de soja sont déficients en acides aminés soufrés totaux (TSAA) et les aliments aquacoles à base de semoule de maïs sont déficients en lysine (Lys).
De plus, la carence en TSAA augmente avec l'augmentation des niveaux d'ingrédients végétaux dans les formulations d'aliments aquacoles (Goff et Gatlin III, 2004). Ainsi, acides aminés cristallins, principalement Lys et méthionine (Met), sont de plus en plus utilisés pour combler les carences en EAA dans les aliments aquacoles à base de plantes afin de maintenir la synthèse des protéines et des performances optimales.
Parce que Met est un précurseur de la cystéine (Cys), les niveaux de Cys alimentaire affecteront les besoins en Met alimentaire. Ainsi, ces deux EAA montrent des fonctions qui se chevauchent, et de nombreuses études déterminent l'exigence de la TSAA (c'est-à-dire, Met + Cys) au lieu de la seule exigence Met [National Research Council (NRC), 2011].
Bien que l'exigence Met seule et l'exigence TSAA doivent être prises en compte dans la formulation des aliments pour animaux, car ils varient considérablement d'une espèce à l'autre (voir le tableau 1; NRC, 2011), Les exigences EAA ont généralement été déterminées dans des conditions expérimentales optimales (c. alimentation en oxygène, nourriture disponible, et densité de population), mais aucune information n'est disponible pour les besoins de l'EAA dans des conditions de production naturelles.
Supplémentation en méthionine
La méthionine peut être complétée sous trois formes synthétiques différentes disponibles sur le marché :L-Met (matière active à 99 pour cent), la forme biologiquement active de Met dans les protéines végétales ou animales; DL-Met (99 % de substance active), un mélange racémique de 50 pour cent de D-Met et 50 pour cent de L-Met, produit par synthèse chimique et utilisé comme additif alimentaire depuis des décennies, et l'hydroxyméthionine (OH-Met), un acide hydroxyle avec un groupe hydroxyle (OH) au lieu d'un groupe amine (NH2) au niveau du carbone asymétrique (voir figure 1). OH-Met est disponible soit sous forme de produit liquide contenant 88 pour cent de substance active et 12 pour cent d'eau, soit sous forme de sel de calcium.
Les différences dans la structure chimique entraînent des différences dans l'absorption, conversion, et l'utilisation de ces molécules. Semblable à d'autres EAA, DL-Met est absorbé par transport actif. En revanche, parce que OH-Met est un acide organique, il est absorbé à la fois par la diffusion passive et le transport actif (Martín-Venegas et al., 2007), qui est Na+/H+ dépendant et opéré par le transporteur de monocarboxylate 1.
De plus, tandis que D- et L-Met sont absorbés le long du tractus gastro-intestinal, L'absorption d'OH-Met est terminée à la fin du duodénum (Richards et al., 2005 ; Jendza et al., 2011). La conversion de L- et D-OH-Met en L-Met est un processus en deux étapes, chaque composé étant d'abord converti en acide cétométhylthio-butanoïque (KMB), puis transaminé en L-Met (Vázquez-Añon et al. 2017) (voir Figure 2). Cette conversion est entraînée par différentes enzymes présentes dans le tractus gastro-intestinal, foie et rein (Fang et al. 2010).
Les effets de la supplémentation en Met vont au-delà de la synthèse des protéines. Les différents métabolismes de l'OH-Met contribuent à améliorer la capacité anti-oxydante et le système immunitaire des animaux, ainsi que pour atténuer les réponses au stress (Métayer et al., 2008). Le concept d'un meilleur effet antioxydant de l'OH-Met par rapport au DL-Met est associé à sa plus grande tendance à être impliqué dans le cycle de transsulfuration, et pour former de plus grandes quantités de Cys, taurine et glutathion (Martín-Venegas et al., 2006) ainsi que d'augmenter le rapport glutathion réduit/glutathion oxydé (Willemsen et al., 2011).
Chez les poissons téléostéens, le rôle protecteur de l'OH-Met a été associé à la production de taurine et à l'amélioration de la barrière physique dans l'intestin et les branchies et du statut antioxydant et de l'immunité (Wu et al., 2018). Cys et glutathion agissent comme des éléments de rupture de chaîne des processus oxydatifs (Métayer et al., 2008). Leur production améliorée par OH-Met améliore la capacité de piégeage des radicaux hydroxyles et la capacité antioxydante enzymatique, améliorant ainsi la qualité de la viande et des filets via l'atténuation de l'oxydation des protéines et des lipides (Xiao et al., 2012 ; Lebret et al., 2018).
Bio-efficacité similaire des sources de méthionine chez les animaux aquatiques
Malgré le faible nombre d'études comparant les sources de méthionine chez les animaux aquatiques, plusieurs études montrent que les poissons sont capables d'utiliser le DL-Met ou l'OH-Met aussi efficacement que le L-Met pour répondre à leurs besoins en TSAA. Étant donné que l'estimation de la bio-efficacité (c'est-à-dire l'efficacité biologique en termes de performances de croissance telles que le gain de poids corporel et le taux de conversion alimentaire) de DL-Met et OH-Met ne tient pas toujours compte des différences de prise alimentaire, des résultats contradictoires sont trouvés dans la littérature.
Dietary Met affecte la prise alimentaire et donc la performance (Vázquez-Añón et al., 2017). Étant donné l'association étroite entre les niveaux de Met circulants et la prise alimentaire volontaire et le fait que l'OH-Met est délivré aux tissus sous forme d'OH-Met plutôt que de Met, cette différence métabolique pourrait entraîner des schémas d'alimentation ad libitum différents entre les animaux supplémentés en OH-Met et en DL-Met (Vázquez-Añón et al., 2017).
Par conséquent, la quantité de Met ingérée par un animal (apport Met =Met alimentaire x apport alimentaire) doit être prise en compte lors de la comparaison des sources Met, car ce critère a été suivi avec d'autres acides aminés comme la lysine (Smiricky-Tjardes et al. 2004). Sous une telle considération, OH-Met et DL-Met étaient à 100 pour cent équivalents à L-Met (Agostini et al., 2015 ; Vázquez-Añón et al., 2017).
Parmi les 54 études évaluées par des pairs rapportant la bioefficacité de la supplémentation en Met publiées de 1978 à 2019, 24 ont comparé la supplémentation de différentes sources Met à différentes doses à un régime alimentaire déficient en Met, mais seulement 17 de ces études ont été réalisées dans des conditions permettant une comparaison précise entre les sources Met.
Dans ces études, les différentes sources Met ont été fournies sur une base égale de soufre ou équimolaire pour obtenir des quantités similaires de Met + Cys dans tous les traitements expérimentaux, ainsi que des niveaux similaires des autres nutriments. Les différentes sources de Met ont conduit à des performances de croissance similaires. Par exemple, Goff et Gatlin III (2004) ont rapporté L-Met, DL-Met, et OH-Met comme sources tout aussi efficaces de Met pour le tambour rouge (Sciaenops ocellatus) (voir la figure 3). Forster et Dominy (2006) ont déterminé que ces sources pourraient également être utilisées pour répondre à l'exigence de Met de la crevette blanche du Pacifique (Litopenaeus vannamei). Ma et al. (2013) ont découvert que le turbot (Psetta maxima) peut utiliser OH-Met aussi efficacement que, ou mieux que, L-Met pour atteindre une performance maximale.
À des niveaux alimentaires sous-optimaux, les poissons nourris au L-Met ont obtenu de meilleurs résultats que les poissons nourris à l'OH-Met; en revanche, ce dernier a obtenu de meilleurs résultats à proximité du niveau d'exigence Met. Pour le poisson-chat (Ictalurus punctatus), Zhao et al. (2017) ont découvert que la supplémentation des régimes alimentaires déficients en Met avec de l'OH-Met et du DL-Met microencapsulé, plutôt que DL-Met cristallin, pourrait également améliorer les performances de croissance de cette espèce (1,54 La supplémentation de 0,1 pour cent d'OH-Met plutôt que de Met cristallin à un régime alimentaire déficient en Met a également favorisé la croissance et l'utilisation alimentaire des crevettes blanches du Pacifique, indiquant que cette espèce peut utiliser efficacement OH-Met (Chen et al., 2018).
Des bioefficacités similaires sont observées lorsque différents aliments aquacoles sont complétés par du DL-Met ou de l'OH-Met. La figure 4 montre que des résultats de FCR similaires ont été obtenus dans des études portant sur la supplémentation des aliments pour poissons ou crevettes avec différentes formes de Met. Malgré la grande variabilité entre les études, ce qui peut être attribué aux différents paramètres expérimentaux, formulation d'aliments, et des espèces de crevettes ou de poissons, des valeurs de FCR similaires ont été rapportées pour les deux formes Met.
En conclusion, il existe des preuves scientifiques soutenant que l'OH-Met peut être utilisé efficacement par les espèces aquatiques en tant que précurseur de L-Met. Il est important de reconnaître les différences structurelles entre DL-Met et OH-Met qui se traduisent par des mécanismes différents pour l'absorption et l'utilisation de ces deux sources Met, et que leur bioefficacité devrait être comparée en fonction de l'apport en Met. Ainsi, DL-Met et OH-Met sont tout aussi efficaces que les suppléments Met pour les aliments à base de plantes.
En conclusion, il existe des preuves scientifiques soutenant que l'OH-Met peut être utilisé efficacement par les espèces aquatiques en tant que précurseur de L-Met. Il est important de reconnaître les différences structurelles entre DL-Met et OH-Met qui se traduisent par des mécanismes différents pour l'absorption et l'utilisation de ces deux sources Met, et que leur bioefficacité devrait être comparée en fonction de l'apport en Met. Ainsi, DL-Met et OH-Met sont tout aussi efficaces que les suppléments Met pour les aliments à base de plantes.
