Alimentation porcine sans phosphore minéral
La réduction de l’excrétion de phosphore en production porcine est d’intérêt général et permet d’économiser des ressources et des coûts. L’utilisation ciblée d’une phytase moderne permet de rendre les nutriments liés aux phytates utilisables par le porc, rendant ainsi le phosphore inorganique superflu.
La science animale a transmis aux nutritionnistes et aux vétérinaires la connaissance du phosphore comme nutriment essentiel à la croissance des animaux monogastriques, élément constitutif des os et des dents, et composant des nucléotides, des protéines phosphorylées, des phospholipides et des composés énergétiques. La mise en œuvre de ces connaissances dans la nutrition des animaux de rente et la formulation des aliments s’appuie sur les recommandations des associations nationales (CVB, INRAE, SEGES, FEDNA ou GFE), ainsi que sur les aliments disponibles et leurs profils nutritionnels. L’une des missions de la nutrition animale moderne est de fournir aux animaux des nutriments en quantité et en qualité suffisantes pour répondre à leurs besoins en termes de performances tout en préservant leur santé. Parallèlement, les coûts de production et les impacts environnementaux potentiels doivent être pris en compte. Pour l’apport de phosphore (P), un nutriment essentiel, aux animaux monogastriques, la phytase offre une alternative économique et écologique pour une meilleure utilisation du phosphore d’origine végétale (Barletta, 2011).
La majorité du phosphore présent dans les aliments végétaux est présent sous forme d’acide phytique. Les teneurs en phytates et la proportion de phosphore lié aux phytates par rapport au phosphore total sont présentées dans le tableau 1 pour certaines cultures fourragères. Pour des rations alimentaires typiques, on peut supposer des teneurs en phytates-P de 2,3 à 2,6 g/kg. Le phytate a donc été initialement identifié comme un composé organique naturellement présent dans toutes les plantes et classé comme facteur antinutritionnel. Le phosphore lié aux phytates n’est pas assimilable par les animaux monogastriques (Selle et Ravindran, 2007). La production mondiale d’aliments pour porcs est estimée à environ 320 millions de tonnes par an, dont environ un quart en Europe (Alltech, Global Feed Survey 2021). Si l’on se base sur les teneur en phytate-P citées dans les seuls aliments pour porcs en Europe, cela représente une source potentielle de phosphore d’origine végétale de 184 000 à 208 000 tonnes. L’utilisation de cette ressource renouvelable remonte à l’introduction de la première phytase, une Aspergillus 3-phytase, en 1990. Grâce à cette phytase de première génération, il a été possible d’améliorer la digestibilité du phosphore chez les porcs en finition de 20 % à 46 % en complétant une ration à base de maïs et de soja avec 1000 FTU/kg (Simons et al. 1990). Si, dans les années 1990 la libération de phosphore à partir du phytate était au cœur des préoccupations, l’amélioration de l’utilisation d’autres nutriments et de l’énergie grâce à l’utilisation de la phytase dans l’alimentation des porcs a également été démontrée par Jongbloed et al. (1997). Cette découverte repose sur la propriété de l’acide phytique à former des complexes avec des cations tels que Ca, Mg, Zn et Fe, ainsi qu’avec des groupes aminés d’acides aminés et de protéines, dont les enzymes digestives (figure 1). Afin d’exploiter pleinement ces améliorations de digestibilité dans la mise en pratique de la formulation d’aliments par programmation linéaire, des “valeurs matricielles” pour la phytase ont été développées à la fin des années 1990. Le pourcentage d’amélioration de la digestibilité déterminé lors de nombreuses expériences a été converti en quantités absolues de nutriments. Ces valeurs ont été attribuées à la phytase en tant que “matrice de phytase” (Kies et al., 2001). La mise en œuvre et l’utilisation de ces valeurs matricielles dans la production d’aliments pour animaux sont principalement assurées par l’industrie des aliments pour animaux et des additifs alimentaires, tandis que les recommandations alimentaires nationales des sociétés de nutrition reposent traditionnellement sur les teneurs en nutriments des différents aliments.
L’enjeu de l’alimentation porcine moderne n’est plus de savoir si le phosphore sous forme de phosphates inorganiques peut être réduit par l’ajout de phytase, mais plutôt de savoir s’il est possible d’éliminer complètement cette source de phosphate à certaines phases de croissance sans impact négatif, et quels critères doivent être pris en compte. Dans un essai circulaire récent publié par Krieg et al. (2023), les recommandations pour le phosphore digestible chez les porcelets et les porcs à l’engraissement par le GFE et le DLG (GfE 2006, DLG 2019) ont été testées dans divers laboratoires allemands. Tous les aliments, du sevrage à l’abattage, ont été supplémentés en phytase microbienne, avec réduction simultanée des teneurs en phosphore. Même la réduction du phosphore inorganique (MCP) à 1 kg dans les rations d’engraissement lorsque les porcs avaient atteint un poids vif de 60 kg n’a montré aucun inconvénient sur les performances animales.
Des études d’alimentation antérieures ont montré que même la phytase de première génération dans l’alimentation des porcs d’engraissement peut remplacer complètement les phosphates inorganiques en termes de croissance et de minéralisation osseuse dès 40 kg (Nethe et al., 2013) ou 34 kg (Meyer et Weber, 2011) de poids vif, avec une supplémentation appropriée. Ces connaissances issues d’essais pratiques d’alimentation ont été rapidement mises en œuvre dans les concepts d’alimentation en production et sont appliquées avec succès dans l’engraissement porcin moderne (Schnippe, 2017).
Dans des groupes de recherche danois, l’influence positive supplémentaire de l’alimentation liquide sur la dégradation du phytate par la phytase a été documentée. On suppose que l’hydrolyse du phytate a déjà lieu avant l’ingestion de l’aliment contenant de la phytase. Selon la durée d’exposition, la température de l’aliment et le pH de l’aliment liquide, cette hydrolyse peut conduire à la libération complète du P lié (Lyberg et al., 2006; Blaabjerg et al., 2010, 2011). Des études comparatives entre la phytase de première génération et une 6-phytase bactérienne hybride moderne montrent une augmentation significative de l’efficacité en termes d’utilisation du P lié au phytate. Dans des études d’alimentation porcine, des valeurs de digestiblité significativement améliorées à un niveau globalement plus élevé ont été démontrées pour la phytase hybride au même dosage (FTU/kg) (Trautwein et al., 2017; Winkler et al., 2019). L’efficacité accrue de la libération de phosphore permet désormais un remplacement encore plus important du phosphore inorganique dans l’alimentation des porcs, notamment en début de croissance, que dans les années 2000. Trautwein et al. (2017) et Dusel et al. (2022) ont montré, lors d’essais sur des porcelets, qu’une digestibilité fécale apparente de valeurs de phosphore supérieures à 70 % pouvait être atteinte. Sur la base de ces résultats, la prochaine étape semble être la faisabilité d’une alimentation sans phosphore inorganique, même en post-sevrage.
En conséquence, en Espagne, actuellement le plus grand producteur de porc de l’UE (Eurostat 2024), deux études ont été menées pour déterminer si l’élimination complète du phosphore inorganique dans l’alimentation des porcs dès le post-sevrage était possible sans effets négatifs sur les performances de croissance et la minéralisation osseuse. Dans un essai combiné d’élevage et d’engraissement de porcelets, les animaux ont été nourris avec des régimes sans utilisation de P inorganique dès la phase post-sevrage (poids 7,4 kg) avec supplémentation en phytase, par rapport à un groupe témoin nourri avec du P inorganique sans ajout de phytase (Ader et al., 2023). La composition nutritionnelle était basée sur les recommandations de la FEDNA espagnole (2013). L’alimentation a été divisée en cinq phases (2 phases de porcelets et 3 phases d’engraissement), avec les dosages de phytase suivants à partir de l’alimentation des porcelets : 2000, 2000, 1000, 500 et 300 FTU/kg, respectivement. Tous les aliments contenaient du blé, de l’orge, du tourteau de soja, du tourteau de colza et du tourteau de tournesol comme ingrédients principaux. La formulation des rations s’est concentrée sur un rapport Ca:tP étroit pour éviter les effets négatifs tels que la formation de complexes Ca-phytate (Kwakernaak et al., 2010). Tous les aliments pour porcelets ont été supplémentés en acide organique (acide formique) conformément à la pratique européenne pour améliorer l’hygiène alimentaire et favoriser l’acidification gastrique. Les résultats (tableau 2) ne montrent aucune différence significative entre le groupe témoin (A) et le groupe expérimental (B) en termes de performances de croissance et de paramètres osseux du sevrage à l’abattage. Dans cet essai, la quantité de MCP consommée par porc à l’engrais a été réduite de 1,35 kg, ce qui correspond à 300 g de P. Pour étayer ces observations, un essai de suivi avec une configuration similaire à celle d’Ader et al. (2023) a été mené, et un traitement supplémentaire a été établi (Torrallardona et al., 2023). La formulation du groupe témoin (A) était à nouveau basée sur FEDNA (2013). Dans les groupes expérimentaux B et C, le P inorganique a été éliminé. Dans le groupe C, la teneur en énergie, protéines, acides aminés et zinc, exprimée sous forme de “valeurs matricielles”, de la 6-phytase hybride appliquée a également été réduite afin de tenir compte de l’effet positif de la phytase sur la digestibilité de ces nutriments. Dans cet essai, le dosage de phytase a été légèrement modifié au cours des cinq phases, commençant par 3 000 FTU/kg lors de la première phase porcelet et se terminant par 500 FTU/kg lors de la phase final d’engraissement. Les paramètres de performance n’ont montré aucune différence (p>0,05) entre les groupes A, B et C, tant en phase porcelet qu’en phase d’engraissement. Les paramètres osseux mesurés à la fin de l’essai n’ont également montré aucune différente (p>0,05)(tableau 3). La quantité de MCP économisée par porc grâce à l’utilisation de phytase dans les essais était de 1,35 kg et 1,40 kg, correspondant respectivement à 300 g et 310 g de phosphore. Grâce à un dosage approprié d’une phytase moderne, le phosphore lié à l’acide phytique dans l’alimentation des porcelets et des porcs d’engraissement peut être rendu disponible comme nutriment, remplaçant ainsi le phosphore fourni par les phosphates inorganiques sans impact négatif sur les performances ou la santé animale. Cette approche, qui utilise le phytate “antinutritionnel”, permet non seulement d’éliminer complètement les transporteurs de phosphore inorganique, mais aussi d’économiser d’autres nutriments dans l’alimentation des porcs en croissance.
