par Jorge Dias, Directeur général, Sparos, Olhao, Le Portugal, Paulo Gavaia, Chercheur, Le Centre des sciences de la mer, Faro, Le Portugal, et Andrew Spicer, PDG, Algénuité, Stewartby, Royaume-Uni
Les sources alimentaires durables sont essentielles pour une population mondiale en constante augmentation, des pressions supplémentaires sur une industrie aquacole en croissance rapide. Une production efficace d'espèces aquacoles saines nécessite des aliments aquacoles équilibrés sur le plan nutritionnel et rentables ; la formulation de ces aliments présente de nombreux défis, et de nouvelles solutions sont constamment recherchées.
Cet article traite de la pertinence des algues en tant que matière première durable dans les aliments aquacoles, ainsi que les avantages pour la santé que les algues génétiquement modifiées peuvent ajouter, comme une meilleure absorption nutritionnelle, l'immunostimulation, la santé intestinale et le bien-être.
L'industrie de l'alimentation aquacole est fortement axée sur les coûts. Les matières premières utilisées dans les aliments pour animaux doivent fournir tous les nutriments essentiels requis par une espèce particulière, mais cela doit être équilibré avec le coût. La disponibilité de ces matières premières est également une considération très importante, car la production des usines pour la production d'aliments pour poissons peut être de l'ordre de 150 à 200 000 tonnes par an.
Les ingrédients saisonniers ou très peu disponibles sur le marché sont, donc, mieux éviter. Sans surprise, les chercheurs sont continuellement à la recherche de solutions alimentaires alternatives, et l'une des plus prometteuses d'entre elles est celle des microalgues.
À la recherche de nouveaux aquafeeds
Les microalgues sont utilisées depuis un certain temps dans la chaîne des aliments vivants dans les écloseries aquacoles, mais il y a maintenant une volonté d'exploiter ces organismes dans les aliments formulés. Cette technologie n'en est qu'à ses débuts et, maintenant, l'utilisation de microalgues comme ingrédients alimentaires en vrac est encore loin, en raison des coûts et des limitations de disponibilité des produits.
Par conséquent, l'accent est actuellement mis sur l'utilisation de produits à base d'algues comme ingrédients fonctionnels pour améliorer les aliments traditionnels pendant les périodes sensibles du cycle de production, ou dans des situations particulières découlant des pratiques agricoles. Les microalgues ont un grand potentiel en tant que source d'ingrédients fonctionnels, offrant des prestations complémentaires à côté de la nutrition de base, combler une lacune notable dans le secteur de l'alimentation aquacole.
Ouvrir la porte à de nouvelles approches en aquaculture
Il y a une décennie, les aliments aquacoles contenaient beaucoup de farine de poisson pêché dans la mer, mais c'est une ressource limitée et une source alternative de protéines et de lipides - en particulier des lipides riches en acides gras polyinsaturés oméga-3, comme l'acide docosahexaénoïque (DHA) – serait très bénéfique.
De plus en plus, les poissons sont élevés avec des aliments aquacoles riches en protéines de soja ou végétales, mais montrent fréquemment un certain degré de réponse intestinale inflammatoire à ces régimes. Alors que la proportion de poisson consommé dans le monde attribuée aux captures sauvages diminue, et l'intensité relative des exploitations piscicoles et la pression pour produire plus de poissons par unité de surface augmentent, l'importance de la santé et du bien-être des poissons devient de plus en plus urgente et l'accent est mis davantage sur le développement et l'application de stratégies préventives pour réduire les pertes dues aux maladies courantes.
Les immunostimulants tels que la lactoferrine sont potentiellement bénéfiques pour la santé intestinale des poissons; l'incorporation de lactoferrine dans les aliments aquacoles serait un moyen possible de minimiser les effets négatifs des autres composants de l'alimentation. La lactoferrine peut également agir à titre préventif supplémentaire, renforcer la capacité immunitaire du poisson à répondre à un événement de stress ou à une maladie, et améliorer leur résistance aux bactéries et virus, modifiant potentiellement le microbiome intestinal.
Cette approche est ciblée par le spécialiste des algues basé au Royaume-Uni, Algenuity, qui a mis en place une technologie pour produire commercialement pertinent, souches de microalgues recombinantes exprimant une variété de protéines souhaitables - y compris la lactoferrine et d'autres - dans le but d'incorporer les algues modifiées en tant qu'ingrédients fonctionnels potentiels pour l'alimentation aquacole.
Les microalgues modifiées riches en protéines et en lipides contribuent à la valeur nutritionnelle, ainsi que la bioactivité spécifique et les bienfaits pour la santé associés, potentiellement à la fois réduire les pertes et augmenter les gains en termes de conversion alimentaire - une situation gagnant-gagnant. En collaboration avec Sparos, un développeur de nouveaux produits pour l'industrie aquacole, et le Centre des Sciences de la Mer (CCMAR), tous deux situés au Portugal, des essais de validation de principe ont été menés pour explorer l'utilisation et l'efficacité de cette biomasse en tant qu'ingrédient incorporé dans les aliments aquacoles.
Sparos a des années d'expérience dans la fourniture de régimes expérimentaux aux chercheurs et aux entreprises aquacoles, ainsi que d'offrir des installations de test pour analyser un régime donné. Actuellement, il produit de petites quantités d'aliments contenant de faibles niveaux d'algues enrichies en lactoferrine et les évalue pour déterminer la dose la plus efficace à inclure dans les aliments, ainsi que la meilleure formulation.
Améliorer le développement osseux
Si les gains de croissance globale et la réduction des pertes sont des avantages clés, la valeur et la santé globale des poissons d'élevage peuvent également être fonction de leur développement squelettique et de leur bien-être. Par conséquent, l'équipe a également examiné de près l'effet des souches exprimant la lactoferrine sur le développement osseux des poissons, en utilisant le poisson zèbre - qui sont fréquemment utilisés dans la recherche biomédicale, par exemple, étudier le cancer, diabète et maladies cardiovasculaires – comme espèce modèle.
Le gros avantage du poisson zèbre est sa vitesse de développement; des résultats significatifs sont disponibles en jours, plutôt que des semaines, et peut être facilement transposé à d'autres espèces. Le CCMAR étudie l'effet de la microalgue elle-même - avec et sans lactoferrine - plutôt que l'alimentation, avec des résultats prometteurs.
Dans les premières expériences, les larves ont été exposées à l'eau, extraits à l'éthanol et au diméthylsulfoxyde (DMSO) des microalgues pendant trois jours et l'augmentation du développement osseux de l'opercule a été évaluée. Le DMSO et les extraits éthanoliques ont montré une augmentation du développement osseux allant de 27 à 43 pour cent, indiquant que, dans le cadre de la biomédecine et de la nutraceutique, il existe des facteurs anabolisants associés aux microalgues.
Les microalgues indigènes et modifiées ont été étudiées, avec des résultats positifs obtenus même à partir de la biomasse de type sauvage, tandis que la biomasse transgénique a produit un avantage positif accru, suggérant que les effets observés sont dus à une combinaison de composés et/ou de protéines.
D'autres expériences ont été réalisées en élevant des poissons zèbres avec des rotifères nourris à la fois d'algues de type sauvage et d'algues artificielles pendant un mois, et des différences ont été observées dans le développement squelettique. La lactoferrine est connue pour favoriser le développement ostéoblastique dans d'autres modèles, et cela a également été noté dans le poisson zèbre.
Dans les 30 jours, il a été possible de faire une analyse fiable de l'expression génique des gènes marqueurs osseux responsables des différences entre les deux types de microalgues. Avec les algues artificielles, il y a eu une nette augmentation à la fois du développement et de la qualité du squelette, et les gènes liés au développement de l'ostéoblaste ont également été régulés à la hausse, produire plus d'os et de cellules supplémentaires.
Conclusion
Les microalgues ont un grand potentiel en tant que matière première durable, non seulement en aquaculture, mais dans l'alimentation animale en général. À ce jour, le principal problème est la faible disponibilité sur le marché ainsi que la valeur ajoutée perçue. Des progrès considérables ont été accomplis pour résoudre ce problème au cours des dernières années. Les travaux ont commencé, par exemple, dans la création d'un modèle commercial efficace et rentable pour la production à grande échelle d'aliments aquacoles à base d'algues.
D'autres études sur le poisson zèbre exploreront l'effet des microalgues modifiées par Algenuity sur les gènes du système immunitaire, histologie et croissance, avant la transposition dans d'autres espèces de poissons d'intérêt commercial. L'avenir des ingrédients aquafeed à base de microalgues semble en effet très prometteur.
