Essai d'utilisation de déchets de thons pour la fabrication d ... - Inra

26 Aquaculture et environnement
Note
Essai d'utilisation de déchets de thons
pour la fabrication d'aliments pour poissons
Carlos Bald a , Gaizka Aurrekoetexa a , Nieves Perera a , Irene Gartzia a , Peyo Aguirre b ,
Thierry Boujard b , Sadasivam Kaushik b
a
Fundación AZTI, Instituto technológico Pesquero y alimentario, Tecnologia de los alimentos, Txatxarramendi Ugartea z/g, 48395
Sukarrieta (Bizkaia) (Espagne)
cbald@suk.azti.es
b
INRA, station d'Hydrobiologie, unité mixte INRA/IFREMER de Nutrition des poissons, BP 3, 64310 Saint-Pée-sur-Nivelle
L'aliment est un élément déterminant en
pisciculture intensive à plus d'un titre. En effet, il
influence de façon majeure le coût de production ainsi
que la qualité du produit final. Les protéines sont
essentiellement apportées à ces aliments par de la farine
de poissons. Une mauvaise qualité de la matière première
peut réduire leur digestibilité et engendrer un excès de
pertes azotées, avec des conséquences négatives pour
l'environnement.
La transformation de déchets de thons,
provenant de l'industrie de transformation des pêcheries
du Pays basque, en farine de poissons destinée à
l'alimentation d'animaux d'élevage est couramment
pratiquée. Cette farine de poissons n'est pas utilisable
sous sa forme actuelle pour l'alimentation des poissons
d'élevage, mais la digestibilité des protéines de cette
matière première peut être améliorée par hydrolysation
chimique ou enzymatique (Pastoriza et al., 1985).
L'hydrolyse enzymatique présente l'avantage
d'être plus facilement contrôlable que l'hydrolyse
chimique, permet de préserver la valeur nutritionnelle de
la matière première et ne nécessite pas de traitement
chimique pour éliminer l'agent hydrolysant après
traitement (l'enzyme est simplement inactivé par un
échauffement modéré). Ce type de procédure a déjà été
employé pour une large gamme de produits halieutiques,
dont le hareng (Hoyle and Merrit, 1994), le capelin
(Shahidi et al., 1995), les déchets de moules et de
crevettes (Baek et Cadwallader, 1995), ainsi que les
déchets de thon (Sampedro et al., 1986 ; Raghunath,
1993).
L'objet de ce travail était de préparer un
hydrolysat de thon à partir des déchets d'industries de
transformation du thon du Pays basque, puis d'en mesurer
la digestibilité chez la Truite arc-en-ciel et, enfin,
d'évaluer la possibilité d'incorporer cet hydrolysat dans
l'aliment pour poissons en réalisant un test de croissance
en pisciculture avec des aliments expérimentaux.
Matériel et méthodes
Réalisation de l'hydrolysat protéique
Les déchets de thon ont été préalablement
désossés et finement tranchés. De l'antioxydant
(Capsoquin - 0,7 g/kg) a ensuite été ajouté ainsi que de
l'eau en proportion de 3 pour 1. Le pH était ensuite ajusté
à 8,5 par ajout de NaOH. L'activité protéolytique de 4
enzymes (Bioprotéase LA450, Delvolase, Novozym
FM2.0L et Alcalase 2.4L) a été mesurée sur des
échantillons du substrat ainsi préparé à 55°C, pH 8,5 à
une concentration équivalent à 0,2, 0,5 et 1% de la masse
du substrat, durant 40 min. La réaction enzymatique était
ensuite stoppée par inactivation à 85°C pendant 15 min.
L'hydrolysat ainsi obtenu était ensuite déshydraté
(humidité résiduelle < 5%) et broyé en fine poudre.
Le degré d'hydrolyse a été estimé selon la
méthode de Hoyle and Merritt (1994). La qualité
microbiologique du produit final a été vérifiée de la
façon suivante : comptage des Enterobacteriae sur gel
agar VRBGA 37° 24 h (norme PHLS 6.7), des
Clostridium perfringens sur gel agar SPS en conditions
anaerobiques 37° 24 h (norme PHLS 6.5) et des
Salmonella après enrichissement à 37° 24 h, dans un
média selectif SC et RV puis incubation dans sur gel agar
Salmonella-Shigella et Rambach (norme PHLS 6.12).
Essais in vivo
L'étude de digestibilité in vivo a été menée pour
évaluer la valeur nutritionnelle de l'hydrolysat obtenu
selon la méthode indirecte exposée en détails par
Choubert (1999). Deux aliments ont été formulés afin de
pouvoir réaliser une comparaison avec une matière
première connue (tab. I, ci-après). De cette façon, la
totalité des protéines et des lipides provenaient de la
matière première testée (aliment AZTI) ou bien d'une
farine de poisson commerciale de haute qualité (aliment

Dossier de l’environnement de l’INRA n°26 27
Tableau I. Composition des aliments utilisés
pour le test de digestibilité
Ingrédients (g/100g) Aliment témoin Aliment AZTI
Farine de poisson
- 70
LT94
Hydrolysat AZTI 70 -
Amidon gélatinisé 26 26
Vitamines 1 1
Minéraux 1 1
Alginate de sodium 1 1
Oxyde de chrome 1 1
témoin). À ces aliments ont été ajoutés les mêmes
ingrédients complémentaires, ainsi que 1% de dioxyde de
chrome. Après adjonction de 20 à 25% d'eau, les
matières premières ont été soigneusement mélangées. Le
mélange a été pressé sous forme de granulés qui ont
ensuite été séchés à l'étuve à 30°C.
Les truites arc-en-ciel, d'un poids moyen de
100 g, ont été préalablement regroupées par 15 dans 6
bacs cylindro-coniques étudiés spécialement pour les
mesures de digestibilité. Après une période d'adaptation
d’1 mois, elles ont été nourries avec les aliments à tester
pendant une semaine avant que ne commence la récolte
des fèces. Ces dernières ont été récoltées durant 14 jours
à l'aide du système automatique de récolte en continu. La
ration journalière, de 2% du poids vif, était distribuée en
2 fois. La température de l'eau était maintenue à 16°C.
Les fèces collectées et congelées deux fois par jour ont
été lyophilisées et broyées avant analyses.
La teneur en oxyde de chrome de l'aliment et
des fèces a été mesurée après digestion acide selon la
méthode de Bolin et al. (1952). Pour les matières
premières testées, l'aliment et les
fèces, la matière sèche a été obtenue
après séchage à 110°C pendant 24 h,
l'énergie brute par combustion dans
une bombe calorimétrique
adiabatique, les lipides par extraction
au Soxterm après hydrolyse acide. Le
taux de protéines a été calculé
comme égal à N × 6,25 et l'azote total
a été mesuré après minéralisation
acide selon la méthode de Kjeldahl.
L'étude de digestibilité a été
complétée d'un essai de croissance
dont l'objectif était de comparer
l'ingestion d'aliments, l'efficacité
alimentaire et le taux de croissance
spécifique, chez des truites arc-enciel
nourries avec 4 aliments
différents. Ces aliments (tab. II, cicontre)
étaient formulés de façon à
obtenir trois niveaux de remplacement de la source
protéique de référence (farine de poisson LT94) par
l'hydrolysat expérimental (0, 50 et 100%). Un quatrième
aliment dont la proportion de farine de poisson et d'huile
de poisson était ajustée de façon à ce que sa composition
en protéines et lipides soit le plus proche possible de la
composition d'un aliment dont la seule source protéique
était l'hydrolysat a aussi été préparé.
Les truites arc-en-ciel utilisées pour cette
expérimentation avaient un poids moyen initial de 77 g.
Elles ont été réparties en 12 lots de 30 individus dans des
bacs de 150 l, alimentés en eau de source à 16±1°C. Elles
sont nourries à la main avec l'un des 4 aliments matin et
soir, jusqu'à satiété apparente. Les poissons sont pesés en
groupe après 12 h de jeûne, toutes les 3 semaines, et la
quantité d'aliments distribuée entre deux pesées est
mesurée. L'expérimentation a duré 9 semaines au total.
Les variables suivantes ont été utilisées pour caractériser
la croissance et la consommation des poisons :
- la quantité distribuée (D, g) = quantité cumulée
d'aliments distribués pour une période donnée ;
- la biomasse initiale ou finale (B i ou B f , g) = poids
individuel initial ou final × nombre de poissons ;
- le gain de biomasse (Gain, g) = B f – B i ;
- l'ingéré volontaire (IV, % / jour) =
100 × D / ((B i + B f / 2)) / jours ;
- la survie (%) = 100 × (nombre de survivants / nombre
initial de poissons) ;
- le taux de croissance spécifique (TCS, %/jour) = 100 ×
(ln(B f ) – ln(B i )) / jour ;
- l'efficacité alimentaire (EA, %) = Gain / D.
Résultats et discussion
Le rapport activité/coût des 4 enzymes se situait
entre 0,64 et 0,90 U/€/g, l'enzyme présentant le meilleur
rapport efficacité/coût étant la bioprotéase LA450.
Tableau II. Composition des aliments utilisés pour le test de croissance
Les compositions théoriques sont estimées à partir des compositions
analytiques obtenues lors du test de digestibilité.
Ingrédients (g/100g) Aliment 1 Aliment 2 Aliment 3 Aliment 4
Farine de poisson LT94 70 35 - 52
Hydrolysât AZTI - 35 70 -
Huile de poisson - - 16
Amidon gélatinisé 26 26 26 28
Vitamines 1 1 1 1
Minéraux 1 1 1 1
Alginate de sodium 2 2 2 2
Composition théorique (g/100g)
Protéines 44 38 33 33
Lipides 8 15 22 22

28 Aquaculture et environnement
L'hydrolysat obtenu avait la composition
suivante (en % de matière sèche) : 51,7% de protéines,
37,2% de lipides, 10,5% de cendres, et 1,1% de
phosphore. Le degré d'hydrolyse atteint était de 44,6%.
Aucun problème de contamination microbiologique n'a
été détecté.
Les coefficients d’utilisation digestive (CUD) et
les contenus digestibles des matières premières sont tous
significativement différents entre les deux matières
premières au seuil de 5% (test de Student), avec des
valeurs inférieures pour l’hydrolysat AZTI
(respectivement 86, 90 et 78% pour les protéines, les
lipides et l’énergie), en comparaison avec la farine de
poissons de haute qualité. Cependant, les différences ne
sont pas très marquées. La digestibilité des protéines est
généralement élevée (de l’ordre de 90%) mais peut varier
en fonction de divers facteurs tels que la nature même
des protéines, les traitements technologiques qu’elles ont
pu subir, la taille des particules et celle des poissons. En
ce qui concerne la nature des protéines, les protéines
d’origines animales (farine de poisson 85-95%, déchets
d’abattoir 70-80%) et certaines protéines végétales (60-
75%) ont une meilleure digestibilité que les protéines de
levure (83-85%) ou d’autres protéines végétales (60-
75%).
Les lipides à bas point de fusion sont bien
utilisés par les salmonidés (CUD > 95 %) quelle que soit
leur origine, animale ou végétale. Leur digestibilité est
bien meilleure à un taux d’incorporation élevé à
condition d’être protégée contre les phénomènes
d’oxydation. La digestibilité des acides gras saturés
diminue avec leur longueur de chaîne et, à longueur de
chaîne identique, l’absorption augmenterait avec le degré
d’insaturation. Il est donc relativement surprenant
d’observer ces valeurs de digestibilité pour l’hydrolysat
AZTI.
La digestibilité de l’énergie est la résultante des
coefficients de digestibilité des différents nutriments
pourvoyeurs d’énergie, il n’est donc pas surprenant de
trouver à nouveau une valeur inférieure pour l’hydrolysat
testé par rapport à la farine de poisson utilisée comme
témoin.
Cependant le problème majeur observé ici
réside dans la faible concentration de protéines de
l’hydrolysat, bien plus basse que celle des farines ou de
l’hydrolysat de poisson. Son atout apparent est la forte
teneur en lipides mais ceci peut s’avérer être un problème
pour son utilisation industrielle, car le taux
d’incorporation de protéines digestibles dans l’aliment
pour poissons est en général supérieur à 40%, et un taux
élevé en lipides - généralement ajoutés en fin de process
uniquement - est incompatible avec l’extrusion.
Les poissons nourris avec l’aliment 3, aliment
ayant pour seule source protéique l’hydrolysat de déchets
de thon, présentent une croissance plus faible et
significativement différente de celles des animaux
nourris avec les trois autres aliments (fig. 1, ci-dessous).
Le poids moyen final des poissons nourris avec l’aliment
Poids (g)
250
200
150
100
50
0
0 20 40 60 80
Temps (jours)
4 est significativement différent et supérieur à celui des
poissons nourris avec les aliments 1, 2 et 3. L’aliment 4
permet donc une meilleure croissance que les trois autres
aliments. Les poids moyens finaux des animaux nourris
avec les aliments 1 et 2 ne sont pas significativement
différents. Le poids final des animaux nourris avec le
régime 3 est significativement différent des poids
moyens finaux obtenus chez les animaux nourris avec les
aliments 1 et 2. Cependant, les différences de croissance
entre les animaux nourris avec ces trois aliments sont
faibles, et peuvent largement s’expliquer par leur
différentes teneurs en protéines et en lipides, plutôt que
par la concentration en hydrolysat. On constate aussi que
a
b
c
az1
az2
az3
az4
Figure 1. Évolution en fonction du temps du poids moyen
individuel des truites arc-en-ciel nourries avec les aliments
expérimentaux 1 à 4
Les courbes de croissance accompagnées d’une lettre
différente ont un poids final significativement différent
(ANOVA au seuil de P < 0,05, puis post-test de Tukey).
D (g)
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
az1 az2 az3 az4
Aliments
période 3
période 2
période 1
Figure 2. Quantité cumulée moyenne d’aliments
distribués pour chaque période expérimentale 1, 2 et 3
de trois semaines, pour les groupes de poissons
nourris avec chacun des aliments expérimentaux

Dossier de l’environnement de l’INRA n°26 29
Tableau III. Composition analytique des matières premières testées, des aliments expérimentaux et des fèces récoltées
Les coefficients d’utilisation digestive (CUD) et des contenus digestibles des matières premières testées en protéines
et en énergie sont présentées sous la forme de moyennes ± écarts-types.
Matières sèches
(% frais)
Protéines
(% MS)
Matières grasses
(% MS)
Énergie
(kJ/g MS)
Matières premières
AZTI 92,96 50,17 33,08 26,04
Témoin 91,69 68,49 11,99 21,75
Aliments
Chrome
(% MS)
AZTI 89,44 31,83 26,04 23,02 1,28
Témoin 93,99 46,33 4,71 19,70 1,65
Fèces (n=3)
AZTI 94,99 ± 0,34 17,92 ± 0,22 10,43 ± 0,84 21,23 ± 0,31 5,30 ± 0,18
Témoin 95,52 ± 0,48 22,84 ± 1,61 0,60 ± 0,04 10,79 ± 0,70 8,01 ± 0,81
CUD (n=3)
AZTI 75,85 ± 0,82 86,40 ± 0,57 90,31 ± 1,09 77,72 ± 1,02
Témoin 79,26 ± 2,00 89,81 ± 0,65 97,37 ± 0,18 88,59 ± 1,78
Contenu digestible (n=3)
AZTI 43,35 ± 0,29 20,24 ± 0,27
Témoin 61,51 ± 0,45 19,27 ± 0,39
la quantité cumulée d’aliments distribués (la distribution
se fait manuellement, deux fois par jour, jusqu’à satiété
visuelle), aux différents groupes de poissons (fig. 2, cidessus)
suivent le même profil.
Pour la durée totale de l’expérience, les survies
sont comprises entre 95,67± 2,3 % et 100% (tab. IV, cidessous).
On ne note pas de différence significative en ce
qui concerne les survies des animaux nourris avec les
différents régimes. Aucun des aliments ne présente donc
de carence létale ou de toxicité pour les truites arc-enciel.
Les taux de croissance spécifique sont compris
entre 0,8 et 1,7 % / jour (tab. III, ci-dessus). La
comparaison de l’aliment 4 avec l’aliment 3 permet
d’observer les différences entre deux régimes
possédant le même pourcentage de lipides (22%)
et de protéines (33%) mais différant de par
l’origine de ces nutriments. On observe que les
animaux nourris avec l’aliment 3 ont un taux de
croissance spécifique inférieur et
significativement différent de celui des animaux
nourris avec l’aliment 4. Les différences
observées entre les résultats obtenus viennent
donc des matières premières utilisées. La
composition des régimes 1, 2 et 3 permet de
compléter cette observation avec des régimes qui
constituent un gradient d’incorporation (0, 50 ou
100%) de l’hydrolysat. Le taux de croissance
spécifique des animaux nourris avec ces deux
régimes 1 et 2 ne sont pas significativement
différents, alors que le taux spécifique de
croissance chute significativement avec l’aliment
3. Un remplacement partiel de l’huile de poisson
par de l’hydrolysat semble donc possible. Cependant ce
gradient n’étant constitué que d’une seule valeur
intermédiaire, il n’est pas possible de préciser exactement
à quel taux l’hydrolysat peut être incorporé dans la
pratique.
L’ingéré volontaire ne présente pas de
différence entre les régimes. En apparence donc, aucun
des aliment ne présente de caractère répulsif. Cependant
l’efficacité alimentaire, rapport entre le gain de poids et
la quantité d’aliments distribués est significativement
plus faible pour l’aliment 3, qui contient le plus fort taux
d’hydrolysat, que pour tous les autres aliments.
Ce résultat peut s’expliquer de trois façons
différentes:
Tableau IV. Survie, taux de croissance spécifique (TCS),
ingéré volontaire (IV) et efficacité alimentaire (EA) pour
les poissons nourris avec les aliments expérimentaux 1 à 4
Sur chaque ligne, les valeurs (moyenne ± écart-type, n = 3)
affectées d’une lettre différente sont significativement différentes
(p < 0,05 ; ANOVA puis post-test de Tukey lorsque p < 0,05).
Aliment 1 Aliment 2 Aliment 3 Aliment 4
Survie (%) 96,67±3,5 95,67±2,3 100±0,0 99±1,7
TCS (%/jour) 1,52±0,04 b 1,52±0,07 b 0,77±0,06 c 1,67±0,05 a
IV (%/jour) 1,62±0,06 1,73±0,06 1,52±0,15 1,64±0,02
EA (%) 0,87±0,01 ab 0,81±0,005 b 0,50±0,04 c 0,93±0,26 a

30 Aquaculture et environnement
Il existe des différences de digestibilité entre les
deux matières premières comparées. Cette hypothèse
n’est pas compatible avec la première expérimentation de
ce travail qui montre que la digestibilité des protéines et
des lipides de la farine de poissons et de l’hydrolysat sont
très comparables.
Il y a des facteurs de l’hydrolysat qui agissent
négativement au niveau du métabolisme de la truite.
Mais aucun facteur antinutritionnel n’est connu dans la
chair de thon. De plus, il est peu probable (mais pas
exclu) que la présence d’un taux important d’acides gras
saturés dans l’hydrolysat puisse induire, après une
période aussi courte que 3 semaines, des perturbations
métaboliques tellement importantes qu’elles provoquent
un aussi fort ralentissement de croissance.
L’ingestion de l’aliment 3 est surestimé. On
peut, en effet, supposer que si l’aliment 3, dont la source
protéique est constituée à 100% de l’hydrolysat de thon,
à une faible palatabilité, celui-ci peut être recraché par le
poisson après avoir été capturé mais, dans ce cas, il est
rejeté sous une forme très poudreuse, et il n’est donc pas
détecté par la personne qui le distribue. Dans ce cas, la
quantité d’aliments ingéré est largement surestimée et,
donc, l’efficacité alimentaire est sous-estimée. Dans le
cas de l’aliment 2, qui contient autant de farine de
poissons que d’hydrolysat de thon, l’appétence de la
farine de poisson compense la faible palatabilité de
l’hydrolysat.
En conclusion
Au vu des résultats obtenus par cette étude, la
farine de poisson ne peut donc pas être remplacée à
100% par l’hydrolysat mais on peut utiliser l’hydrolysat
en remplacement partiel pour la fabrication d’un aliment
piscicole. Il serait tout de même préférable d’approfondir
cette étude pour préciser la valeur optimale du taux de
remplacement.
Les déchets résultant de la transformation du
thon peuvent être valorisés à d’autres fins. Divers
produits ont été préparés à partir de muscle rouge qui
résultent de la transformation du thon. Des produits tels
que des filets fumés et du surimi ont montré des qualités
organoleptiques et une durée de conservation convenable
(Thankappan et al., 1998). Les déchets du muscle
peuvent être transformés en produits à valeur ajoutée
comme les steaks ou les produits hachés (Subasinghe,
1996). Il est aussi possible d’utiliser les viscères en
purifiant les protéinases qui se trouvent dans le cæcum
pylorique du thon. Cette enzyme possède une activité
hydrolytique élevée pour le N-benzoyl-L-arginine éthyle
ester, substrat synthétique de la trypsine (Kim et al.,
1997). Les lipides contenus dans les muscles de la tête
des thons montrent des effets antioxydants,
particulièrement concentrés au niveau des yeux. Ce qui
suggère la présence de composés antioxydants qui
protégent ou stabilisent la vitamine E et/ou les acides
gras à longues chaînes insaturées (Watanabe et al.,
1989). Il est possible de trouver sur le marché japonais
des yeux de thon et des produits à base d’huile de thon
(Subasinghe, 1996). Les arrêtes de thon, quant à elles,
contiennent de l’hydroxyapatite naturelle qui peut être
utilisée comme un matériel biocéramique (Lee et al.,
1997). Cependant l’hydrolysat de thon ne peut pas être
utilisé dans la fabrication des produits cités ci-dessus.
On peut penser que l’hydrolysat de thon
pourrait être utilisé en aquariophilie. L’aliment pour
poisson d’ornement étant plus cher que l’aliment pour
pisciculture, il serait bon d’étudier cette solution. Une
autre solution serait de délipider l’hydrolysat de thon qui
est un produit assez riche en acides gras saturés, qui ne
sont pas les acides gras essentiels aux poissons. À partir
de cet hydrolysat délipidé, il serait possible de fabriquer
un granulé auquel serait incorporé un mélange d’huiles
de poisson et d’huiles végétales dont les profils en acides
gras seraient plus appropriés. Ce procédé pourrait
permettre d’augmenter le potentiel d’incorporation de
l’hydrolysat dans l’alimentation piscicole •
Ce project a reçu le soutien financier du programme transfrontalier
Euskadi-Aquitaine.
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