La prochaine génération des additifs alimentaires
par Dr Julian Wiseman, professeur émérite de production animale, Université de Nottingham, Royaume-Uni
Plus de 70 % des antimicrobiens sont utilisés dans l’élevage – environ 95 000 tonnes en 2020 – avec une augmentation prévue de 30 % d’ici 2040 sans intervention. Ils sont largement utilisés comme additifs alimentaires dans les régimes de la volaille. Plusieurs problèmes sont associés à ce développement, notamment la résistance aux antimicrobiens (RAM), qui préoccupe à la fois la volaille et les humains.
Ainsi, plus de 60 % des Salmonella et E. coli sont multirésistants. Les décès humains attribués à la RAM en Asie sont les plus élevés au monde, avec des millions de décès humains liés à la RAM prévus d’ici 2030 en Asie sans intervention. Un autre problème, lié à un consommateur humain de plus en plus exigeant, est la présence de résidus d’antimicrobiens dans les produits avicoles.
Il convient de rappeler que ce ne sont pas seulement les produits primaires qui posent problème, mais aussi les produits transformés. Les œufs sont considérés comme pratiques et riches en protéines par les consommateurs soucieux de leur santé. Les œufs peuvent être séchés, liquides ou surgelés et utilisés en boulangerie, confiserie, plats préparés, soupes et sauces. La demande augmente en Inde et en Chine, et la région Asie-Pacifique devrait être la région à la croissance la plus rapide sur le marché mondial de la transformation des œufs. Une analyse similaire pourrait être réalisée pour la viande de poulet de chair.
Les stratégies visant à réduire ou éliminer l’utilisation d’antibiotiques dans l’alimentation comprennent des approches thérapeutiques alternatives (vaccins, bactériophages), la modification de l’alimentation (réduction des protéines brutes, amélioration de la digestibilité des nutriments et de l’énergie, équilibre précis des nutriments et de l’énergie) et des additifs alimentaires innovants (axés sur la santé intestinale et la performance), qui seront l’accent de cet article en examinant les molécules émergentes qui deviendront de plus en plus importantes au cours des cinq prochaines années.
Qualité des matières premières
La qualité des matières premières est d’une importance majeure pour déterminer la performance ultérieure. Les perturbations de la chaîne d’approvisionnement favorisent la diversification des ingrédients locaux, avec des problèmes de qualité associés, entraînant une augmentation des risques de contamination par les mycotoxines, de contamination microbienne et de présence de facteurs antinutritionnels. De plus, la dépendance aux écoproduits issus d’autres procédés augmente.
Atténuation des mycotoxines
Les mycotoxins sont responsables de pertes cachées majeures associées à une mortalité accrue, à des frais vétérinaires et à des préoccupations générales de qualité et de sécurité. Elles ont un impact sectoriel large. L’atténuation des mycotoxines a traditionnellement été réalisée par l’utilisation de liants reposant sur l’adsorption physico-chimique. Cependant, certaines mycotoxines échappent à la fixation.
Plus récemment, l’intérêt pour les solutions enzymatiques augmente. Les enzymes peuvent spécifiquement biotransformer les mycotoxines. La neutralisation enzymatique offre sélectivité et spécificité de substrat, et les avancées en ingénierie des protéines ont favorisé l’activité, la stabilité et la production de masse des enzymes.
Une autre molécule d’intérêt est l’acide humique, un composé organique naturel issu de la décomposition de matières végétales et animales et de la houille brune. Il peut être extrait de la lignite, de la tourbe ou du compost par extraction alcaline. Il contient des oligo-éléments, de l’humus et de l’acide filmique – des composants qui aident les plantes (agriculture de culture) à absorber les nutriments – et est disponible comme ingrédient alimentaire et additif hydrosoluble pour les régimes animaux.
L’acide humique contient des composés de type photogénique : cycles aromatiques, groupes phénoliques, carboxyliques et quinones qui sont des éléments clés des mécanismes d’action. Non seulement l’acide humique agit comme un liant polyvalent des mycotoxines, mais il offre également une protection intestinale et hépatique grâce à sa chimie naturelle.
Contamination microbienne
La contamination microbienne est une préoccupation majeure, et les défis bactériens courants sont présentés dans la Figure 2. La RAM est un défi croissant, et la plupart des bactéries présentées présentent des souches multirésistantes.
Les molécules qui gagnent en importance pour atténuer les effets des bactéries incluent les acides gras saturés à chaîne moyenne (AGCM), dont l’acide laurique (C12) et ses dérivés sont peut-être les plus connus, car ils agissent rapidement dans le tractus gastro-intestinal, ciblant et perturbant les bactéries nuisibles pour améliorer la santé intestinale et la performance globale du troupeau.
L’alpha-monolaurine (AML) perturbe les membranes bactériennes, pénètre dans les cellules et réduire le pH, interfère avec la synthèse de l’ADN et des protéines, déstabilise les virus enveloppés et module la réponse immunitaire de l’hôte. L’émulsification de l’AML augmente encore sa biopotence moléculaire. Les mélanges d’AML et d’acides gras à chaîne courte (AGCC) agissent ensemble, renforçant la barrière intestinale, supprimant les agents pathogènes et soutenant la vitalité globale du troupeau – offrant une alternative éprouvée aux AGP.
Enzymes et améliorateurs de digestibilité
L’utilisation d’enzymes exogènes est désormais une procédure établie dans la formulation des régimes alimentaires pour volailles. Les polysaccharides non amylacés (NSP) ne sont pas digérés, et leur présence (à des degrés divers; par exemple plus élevée dans l’orge que dans le maïs) augmente la viscosité du digeste, ce qui entraîne une digestibilité et une absorption réduites, aboutissant à une litière humide et des œufs sales, avec pour conséquence une performance moindre, un bien-être compromis et une détérioration de la qualité du produit.
L’ajout de NSPases aux régimes entraîne la dégradation des NSP et libère de l’énergie, des protéines et des minéraux cachés, améliorant l’IC, réduisant les coûts d’alimentation et soutenant des performances de lot cohérentes – même avec une qualité de matières premières fluctuante. Elles favorisent également une meilleure santé intestinale, une litière plus propre et moins de problèmes digestifs, en particulier dans les climats et systèmes d’élevage courants en Asie du Sud et du Sud-Est. L’utilisation de la xylanase, en particulier, peut favoriser l’absorption du glucose (données de Nottingham).
La prochaine génération d’enzymes exogènes combinera des mélanges multi-enzymes NSP avec des améliorateurs innovants de digestibilité (émulsifiants). L’utilisation des émulsifiants a traditionnellement été associée à une meilleure digestibilité des lipides. Cependant, l’intérêt pour ceux-ci s’est élargi afin de considérer l’amélioration de la digestibilité d’autres composants alimentaires, y compris les protéines et les glucides (en particulier l’amidon). À l’avenir, on envisagera de combiner des mélanges multi-enzymes NSPase avec des améliorateurs innovants de digestibilité pour soutenir une biodisponibilité nutritionnelle accrue.
Facteurs antinutritionnels
Il existe un grand nombre de facteurs antinutritionnels (ANF) présents naturellement dans les produits végétaux. Ceux présents dans les graines sont importants pour la volaille. Les plus connus sont peut-être les inhibiteurs de trypsine (TI) présents dans le soja cru (entier ou déshuilé) et parfois dans les pois. Les TI interfèrent avec la digestibilité des protéines; les protéines non digérées entrant dans le gros intestin constituent un problème de santé sérieux et ont été associées à l’entérite nécrotique (C. perfringens).
On suppose souvent que les TI sont dénaturés par traitement thermique, donnant un produit constant de bonne valeur nutritionnelle. Cependant, ce n’est souvent pas le cas, donc des analyses de laboratoire de routine des produits à base de soja sont une caractéristique essentielle du contrôle qualité dans l’industrie de l’alimentation animale. Malheureusement, ces analyses sont coûteuses, longues et nécessitent un équipement et des réactifs onéreux ainsi que des techniciens qualifiés. Les nouveaux développements en analyse sont basés sur la technologie NIRS, qui peut également mesurer d’autres composants (par exemple les protéines), et cette technologie devrait devenir un aspect clé du contrôle qualité dans l’industrie de l’alimentation animale.
Coproduits et transformation
De nombreuses matières premières ajoutées aux régimes des volailles sont des écoproduits d’autres procédés. Ainsi, le produit principal est prioritaire. Un exemple actuel serait le bioéthanol produit à partir de la fermentation des céréales. Le Ecoproduit est la drêche de distillerie séchée avec solubles (DDGS), qui est initialement humide et doit donc être séchée rapidement, ce qui peut compromettre la digestibilité des acides aminés.
Le coefficient de digestibilité idéale standard des acides aminés chez les poulets de chair (données de Nottingham) était LYS 0,741, MET 0,916, THR 0,973 – une démonstration utile que la surchauffe peut compromettre la digestibilité de la lysine. Un problème supplémentaire avec les DDGS humides est qu’elles sont souvent riches en mycotoxines.
Phytogénie
L’adoption de composés d’origine végétale (photogénique) dans les programmes d’alimentation et de santé des volailles est en augmentation. Leur utilisation est ancrée dans la médecine traditionnelle (curcuma, neem, Tulsa), désormais validée par la recherche moderne. Les avantages incluent l’absence de résidus, pas de période de retrait et aucun problème de résistance.
Les principaux avantages des photogéniques incluent la gestion des défis sanitaires sans risque d’AMR; la capacité à répondre aux attentes réglementaires et de sécurité des consommateurs en constante évolution; l’amélioration de la santé intestinale et de l’utilisation des nutriments pour un meilleur retour sur investissement (ROI); et l’accès aux marchés premium nécessitant une certification sans antibiotiques.
Les recherches futures sur les phytogéniques devront inclure l’identification des molécules spécifiques qui en sont les composants actifs. Pour un produit végétal reconnu comme bioactif, ajouter 50 g de feuilles/kg d’aliment n’est pas aussi efficace qu’ajouter 10 mg de principe actif/kg d’aliment.
Une voie holistique pour l’avenir
En conclusion, développer des alternatives aux antibiotiques est essentiel, en gardant à l’esprit l’importance de la santé des volailles, des consommateurs et de l’environnement, ainsi que le marché des produits avicoles (limites de résidus et exportation). Plusieurs compléments alimentaires montrent un potentiel considérable, notamment les acidifiants, les acides gras à chaîne moyenne (alpha-monolaurine), les probiotiques, les phytochimiques (huiles essentielles), les enzymes et les améliorateurs de digestibilité, ainsi que des stratégies avancées d’atténuation des mycotoxines.
L’initiative “One Health” est une approche holistique couvrant tous les aspects mentionnés ci-dessus, ainsi que la qualité et la sécurité des matières premières et la biosécurité – en tenant compte de tous les aspects de la filière avicole.
