Andrea Rosati, secrétaire général de l'EAAP, dans ses propos d'ouverture.

Amino acid academy : au chevet des acides aminés

Organisé par l’EAAP (European federation of animal science ou Fédération européenne des sciences animales) avec le support d’Ajinomoto Eurolysine, le premier Amino Acid Academy s’est tenu au Muséum d’Histoire Naturelle de Paris sur le thème Nutrition en acides aminés et durabilité. Un événement suivi par près de 150 participants d’une vingtaine de pays.

Andrea Rosati, secrétaire général de l'EAAP, dans ses propos d'ouverture.

Andrea Rosati, secrétaire général de l’EAAP, dans ses propos d’ouverture.

Dans ses propos de bienvenue et d’ouverture des deux jours de conférence, Andrea Rosati, secrétaire général de l’EAAP, rappelle que la European federation of animal science compte trente-six pays membres d’Europe et du bassin méditerranéen, et environ 2 600 membres individuels à travers le monde. « La réunion annuelle de la fédération est l’un des principaux événements d’Europe en matière de science animale, avec plus de 70 sessions scientifiques et environ mille présentations, et la prochaine réunion aura lieu à Dubrovnik en Croatie en 2018 », affirme Andrea Rosati qui rappelle que le rôle de l’EAAP est de coopérer avec l’industrie pour disséminer les derniers résultats de la recherche auprès des techniciens et des agriculteurs. « Sur onze commissions, une est dédiée à la nutrition », ajoute le secrétaire général de l’EAAP avant de passer la parole à une dizaine de conférenciers qui vont se succéder pendant un jour et demi.

La France, un modèle européen

Thomas Guilbaud du Céréopa inaugure une série de trois présentations sur le thème de l’économie et des ressources en protéines. Au début de son intervention, il rappelle que la production mondiale d’aliment du bétail ne cesse d’augmenter pour passer le cap du milliard de tonnes métriques en 2016 (1,032 MMT en 2016, contre 954 MMT en 2012, soit une augmentation annuelle de +1,6 %). Ce développement de la production mondiale d’aliment du bétail s’accompagne d’une demande croissante parallèle en soja, et le conférencier s’intéresse ensuite aux nombreuses autres plantes riches en protéines (dont le taux de protéine dépasse 18 % de la matière sèche), comme le lupin, la farine de colza ou les pois. En 2015-2016, la farine de soja a représenté 32 % des sources de protéines pour l’élevage et le taux d’auto-approvisionnement de l’Union européenne en protéines n’était que de 61 %, dont seulement 5 % en farine de soja et 48 % en farine de tournesol.

Thomas Guilbaud, Céréopa : « La France se caractérise par une plus grande diversité de sources protéiques que ses voisins. »

Thomas Guilbaud, Céréopa : « La France se caractérise par une plus grande diversité de sources protéiques que ses voisins. »

« La France est un modèle européen en matière d’auto-approvisionnement en plantes riches en protéines », affirme ensuite Thomas Guilbaud. Par rapport à ses voisins européens, la France se caractérise en effet par une plus grande diversité de sources protéiques (farine de soja, mais aussi de colza et de tournesol), du fait notamment d’une plus grande disponibilité en céréales et en colza. Quels sont les leviers pour augmenter l’auto-approvisionnement en protéines en production porcine ? À cette question, le conférencier rappelle que si le soja reste une matière première inévitable, avec des avantages (protéine bien équilibrée en acides aminés et prix attractifs) et des inconvénients (déforestation brésilienne et OGM), le colza a une meilleure richesse en protéines et les industriels sont prêts à la payer. Puis l’auteur fait allusion à l’utilisation d’acides aminés dans les formulations pour réduire le niveau des besoins en protéines brutes. « La valine est le quatrième acide aminé limitant après la méthionine, la lysine et la thréonine, et elle permet de réduire le taux de protéines brutes d’aliments volailles de 0,6 à 0,9 point selon la céréale utilisée », précise le conférencier. Ce dernier cite enfin le cas de la farine d’insecte autorisée par l’Union européenne dans l’aliment poisson depuis mai 2017. Selon les estimations du Céréopa, l’utilisation de la farine d’insecte ne dépassera pas 1,4 Mt au niveau mondial d’ici 2025, contre 100 Mt pour la farine de soja.

Nouvelles sources de protéines

Dans l’intervention suivante, Gilles Tran de l’AFZ (Agence française de zootechnie) s’intéresse aux nouvelles sources alternatives de protéines. « Sans compter les fourrages et les additifs, l’alimentation animale fait couramment appel à environ une centaine de matières premières, dont 10 à 20 sont très utilisées, et il existe cependant des milliers d’autres matières premières potentielles », affirme en préambule Gilles Tran qui détaille ensuite deux nouvelles sources de protéines, l’une d’origine animale avec les insectes, et l’autre d’origine végétale avec les algues. Les insectes se caractérisent par une croissance et une reproduction rapide, ainsi que par leur richesse en protéines et matière grasse. Bon nombre d’insectes ont une teneur en protéines brutes ou en matière grasse supérieure ou égale à celle de la farine de soja 48. De composition très variable (leur composition dépend du substrat de croissance), les insectes ont vu leur utilisation autorisée par l’Union européenne sous certaines conditions depuis mai 2017 pour l’aliment petfood et l’aquaculture.

Gilles Tran, de l’AFZ, pendant sa présentation sur les nouvelles sources alternatives de protéines.

Gilles Tran, de l’AFZ, pendant sa présentation sur les nouvelles sources alternatives de protéines.

Concernant les macro-algues, Gilles Tran rappelle tout d’abord qu’il en existe des milliers d’espèces et que leur utilisation en alimentation animale est ancestrale. Les algues rouges ou vertes peuvent être riches en protéines (en général, moins de 30 % de la matière sèche, mais dépassant 50 % chez certaines espèces utilisées en alimentation humaine). Elles contiennent des composants bioactifs (probiotiques), peu ou pas de fibres et sont dépourvues de facteurs antinutritionnels. Les algues ont une teneur en lysine souvent pauvre, mais elles sont par contre riches en minéraux. « La limite des sources alternatives de protéines est leur disponibilité (elles sont souvent dédiées à des marchés de niche) et leurs coûts de transformation », conclut le conférencier qui estime que davantage d’informations sont nécessaires à leur meilleure utilisation (informations sur leur variabilité et leurs valeurs nutritionnelles).

Puis Paul Bikker, de l’université de Wageningen (Pays-Bas), termine la session sur les ressources en protéines par une présentation sur l’incidence de la transformation des ingrédients sur leur valeur protéique. « Les processus de transformation des matières premières risquent de réduire leur richesse en acides aminés, notamment en lysine, et ceci n’est pas assez pris en compte dans l’évaluation des nutriments », affirme le conférencier qui ajoute que cette dégradation des protéines peut être largement compensée par l’ajout d’acides aminés de synthèse.

Métabolisme des protéines

Paul Moughan, université de Massey en Nouvelle-Zélande : « Des études sont nécessaires pour mieux comprendre le métabolisme des protéines. »

Paul Moughan, université de Massey en Nouvelle-Zélande : « Des études sont nécessaires pour mieux comprendre le métabolisme des protéines. »

Paul Moughan, de l’université de Massey (Nouvelle-Zélande), inaugure ensuite plusieurs conférences sur les fonctions biologiques des acides aminés et des protéines. En débutant sa présentation intitulée Panorama de la nutrition en acides aminés des monogastriques et des humains, Paul Moughan rappelle que l’efficacité protéique alimentaire reste faible et variable. L’utilisation de la protéine alimentaire est inférieure à 50 % et environ 70 % de l’azote ingéré est excrété. Selon le conférencier, ce faible rendement s’explique en partie par un déséquilibre en acides aminés. « Plus de 50 % de la lysine reste inutilisée, avec des variations de 30 à 60 % selon les animaux, d’où des améliorations possibles, ajoute Paul Moughan. L’absorption et le métabolisme des acides aminés sont complexes et très intégré, avec des flux continus à l’intérieur et entre les cellules. ». Chez les animaux d’élevage, les pertes en acides aminés peuvent avoir deux causes (un apport excessif par rapport à la capacité maximum de la génétique à déposer des protéines, ou un catabolisme préférentiel des acides aminés pour la fourniture d’énergie), et le conférencier invite les participants à faire appel à des modèles biologiques simulant la croissance des animaux pour bien formuler. « La digestibilité iléale et non faecale devrait être utilisée chez les porcs et les volailles », ajoute Paul Moughan qui estime que l’on ne connaît pas encore complètement les clés qui sous-tendent le métabolisme des protéines. « Davantage d’études sont nécessaires pour connaître les facteurs qui l’influencent, tels que l’âge, le poids, le sexe, la race et le statut immunitaire », conclut le conférencier.

Bénéfices de la glutamine et du glutamate

Dans la présentation suivante intitulée Métabolisme intestinal des acides aminés, Malcolm Watford de l’université de Rutgers (États-Unis), rappelle tout d’abord que la classification des acides aminés essentiels et non essentiels n’est qu’une question de définition. « Un acide aminé est dit essentiel lorsqu’il est produit en quantités insuffisantes par un organisme pour maintenir sa croissance et son équilibre azotée », rappelle Malcolm Watford qui s’intéresse ensuite à la glutamine et au glutamate, deux acides aminés non essentiels et plus ou moins présents dans les matières premières (les céréales en sont faiblement pourvues). « Le glutamate peut améliorer les régimes pauvres en protéines chez les porcs », affirme ensuite le conférencier qui rappelle que le porcelet passe d’un régime riche en glutamine/glutamate lorsqu’il est sous la mère à un régime pauvre en glutamine/glutamate lorsqu’il est sevré précocement. Une supplémentation en glutamine (1 %) chez des porcelets récemment sevrés améliore leur croissance, ainsi que la morphologie de l’intestin grêle et leurs défenses immunitaires. Puis le conférencier présente d’autres essais montrant l’intérêt d’une supplémentation en glutamine de porcelets sous la mère (amélioration de l’indice de consommation, de la croissance et de la santé intestinale). Une supplémentation en glutamine de la truie lui permet par ailleurs de moins perdre de poids pendant la lactation tout en améliorant le taux de glutamine du lait. « Il reste encore beaucoup à connaître sur les changements qui interviennent pour le binôme glutamine/glutamate ou pour d’autres acides aminés, notamment concernant leur métabolisme pendant la gestation, la lactation et le sevrage », conclut Malcolm Watford.

Acides aminés et réponse immunitaire

Nathalie Le Floch, de l’Inra : « Un apport extérieur en acides aminés peut soutenir la réponse immunitaire des animaux. »

Nathalie Le Floch, de l’Inra : « Un apport extérieur en acides aminés peut soutenir la réponse immunitaire des animaux. »

Dans la présentation suivante, Nathalie Le Floc’h de l’Inra de Saint Gilles (35) explique comment les acides aminés peuvent contribuer à l’amélioration de la réponse immunitaire des animaux. « Chaque acide aminé intervient à un niveau précis », explique Nathalie Le Floc’h. Certains vont être des constituants des protéines immunitaires, d’autres vont être des nutriments pour les cellules immunitaires ou bien des molécules bio-actives ou précurseurs de ces dernières. Puis Nathalie Le Floc’h donne différents exemples de l’impact d’un déficit en acides aminés sur la maintenance du système immunitaire. Un déficit en thréonine (70 % du témoin) chez des truies primipares va entraîner une réduction du nombre total d’immunoglobulines du plasma sanguin. Dans un autre essai, des porcs ayant un léger déficit en tryptophane dans leur ration vont connaître un taux plus élevé d’inflammations. La thréonine est un composant majeur des glycoprotéines (mucines et immunoglobulines), tandis que la glutamine est essentielle pour l’activité des lymphocytes. Une supplémentation en glutamine de porcelets sevrés à 21 jours a permis de maintenir l’activité des lymphocytes des animaux infectés. « Le tryptophane et la cystéine ont également des propriétés anti-inflammatoires », affirme Nathalie Le Floc’h qui s’intéresse ensuite au coût nutritionnel de ce maintien de l’immunité. Si les acides aminés sont en quantité limitée, il risque d’y avoir une concurrence entre leurs fonctions possibles et l’animal ne pourra maintenir ses fonctions immunitaires. D’où l’intérêt d’un apport d’acides aminés extérieurs pour soutenir la réponse immunitaire des animaux.

Dans la dernière présentation du premier jour, Gary Schwarz de l’Albert Einstein college of medicine de New York (États-Unis) a démontré le rôle des acides aminés dans la prise alimentaire. « Les acides aminés sont des nutriments qui engagent des effecteurs importants dans la détermination de l’équilibre énergétique », affirme Gary Schwarz. Les acides aminés agissent ainsi sur le contrôle de l’ingestion, la production de glucose hépatique ou la lipolyse des tissus adipeux. Les nutriments ingérés pendant un repas accèdent rapidement au cerveau via le liquide cérébro-spinal.

Rations moins riches en protéines

La matinée du 29 septembre fut consacrée à des présentations sur le thème Environnement : solutions et perspectives. Dans une première présentation, Sophie Tesseraud de l’Inra et Alfons Jansman de l’université de Wageningen s’intéressent aux challenges de la réduction du taux protéique pour l’alimentation des porcs et des volailles. « De nombreuses raisons justifient l’intérêt d’une réduction du taux protéique des rations des animaux », affirme tout d’abord Alfons Jansman. Des raisons nutritionnelles (amélioration des performances et de l’efficacité alimentaire, réduction des importations de protéines), économiques (réduction des coûts alimentaires et de la consommation d’eau), environnementales (réduction des rejets), et de santé et de bien-être (amélioration de la santé intestinale et de l’immunité). Selon différentes références bibliographiques, des rations moins riches en protéines brutes chez les volailles entraînent une diminution des rejets azotés (-8 % de rejets azotés par point de protéine brute en moins) et des émissions d’ammoniac (-10 à -12,5 % d’émissions d’ammoniac par point de protéine brute en moins). Puis, Alfons Jansman rappelle qu’il existe de par le monde différent concepts de protéines idéales, que ce soit en porcs ou en volailles. Le concept d’alimentation de précision permet de limiter les coûts et les excès de nutriments tout en proposant des formules adaptées aux besoins des animaux. Dans le cas des porcs, des essais réalisés en 2017 par Quiniou et al. montrent que l’efficacité azotée des rations augmente avec le nombre de phases alimentaires passant de 1 à 9. « La réponse des animaux aux protéines et aux acides aminés dépend de leur statut sanitaire », ajoute ensuite Sophie Tesseraud. Jusqu’où réduire le taux protéique des rations ? « Les acides aminés ont de très nombreuses fonctions dans la nutrition », précise Sophie Tesseraud. Précurseurs des protéines, les acides aminés ont des fonctions de régulation multiple dans les cellules, et ces nutriments sont de ce fait cruciaux pour la croissance et la santé des animaux. À l’avenir, des recherches associant méta-analyses et des études nutritionnelles et métaboliques permettront d’avancer dans la compréhension complète du métabolisme des acides aminés.

P. Caldier

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