BESOINS EN PROTEINES DU TILAPIA DU NIL D’ENGRAISSEMENT NOURRI AVEC DES REGIMES SANS FARINE DE POISSON

Cette étude visait à déterminer les besoins en protéines de la phase d’engraissement du tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) nourri avec des régimes sans farine de poisson. Un total de 75 tilapias du Nil ont été maintenus dans un système de recirculation de l’eau, et cinq régimes isoénergétiques ont été formulés avec des niveaux de protéines croissants comprenant trois répétitions chacun. Les résultats ont révélé que les niveaux de protéines affectaient de manière significative certains paramètres de performance, de rendement et de composition du tilapia du Nil. Les valeurs des paramètres déterminés indiquent clairement que le tilapia du Nil peut être nourri avec des régimes à base de soja et de maïs sans farine de poisson. En outre, la plasticité métabolique de cette espèce concernant les concentrations de protéines alimentaires a également été démontrée, avec des résultats de performance adéquats obtenus dans des traitements contenant de 267 à 294 g/kg de protéines digestibles (PD), ou de 298 à 327 g/kg de protéines brutes (PB), où l’équilibre entre les acides aminés essentiels et non essentiels et l’énergie a entraîné une performance adéquate corrélée à des valeurs de conversion alimentaire satisfaisantes et à des rendements et une composition de filets satisfaisants. Une concentration en PD de 267 g/kg (298 g/kg de PB) est recommandée pour les aliments à base de maïs et de farine de soja pendant la phase d’engraissement du tilapia du Nil, pour des poissons pesant entre 400 et 700 g.

1. Introduction

L’aquaculture joue un rôle fondamental dans la sécurité alimentaire mondiale et est le secteur de production alimentaire qui s’est le plus développé au cours des 50 dernières années, avec une croissance de la production totale de poissons estimée à plus de 15 % d’ici 2030. À cet égard, le tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) est la troisième espèce la plus cultivée, contribuant à 9 % de la production mondiale en 2020. Environ 92 % de la production mondiale de cette espèce utilise des aliments commerciaux [3], ce qui représente environ 70 % des coûts de production totaux.

Parmi les nutriments de base de l’alimentation du tilapia, les protéines se distinguent comme un composant alimentaire fondamental, affectant de manière significative les performances du tilapia du Nil. Des niveaux inadéquats de protéines digestibles (PD) peuvent entraîner plusieurs problèmes, tels qu’une réduction de la consommation d’aliments, compromettant ainsi la croissance des poissons.

Les protéines sont un composant essentiel dans la construction et l’entretien des structures cellulaires, des tissus et des organes, et jouent un rôle crucial dans les processus métaboliques. Lorsqu’elles sont ingérées, les protéines subissent un processus d’hydrolyse, et une partie des acides aminés dérivés est absorbée, suivant plusieurs voies métaboliques possibles. L’azote résultant des processus d’oxydation des acides aminés est ensuite excrété dans l’eau sous forme d’ammoniac (NH3), ce qui peut avoir des répercussions importantes sur l’environnement, en contribuant à des problèmes tels que l’eutrophisation et d’autres effets négatifs sur la qualité de l’eau. Par conséquent, les formulations des régimes alimentaires pour poissons doivent être ajustées pour répondre aux besoins spécifiques de chaque espèce, en assurant un équilibre nutritif adéquat pour optimiser la croissance et la santé des animaux et minimiser les impacts négatifs sur l’environnement.

Récemment, plusieurs études ont déterminé les niveaux optimaux de protéines alimentaires pour le tilapia du Nil à différents stades de développement : 318 ± 6,50 g/kg [12,13,14,15,16], 292 ± 18,19 g/kg [17,18,19,20,21], et 255 ± 16,5 g/kg [6,22,23] pour des tilapias ayant un poids final moyen de 12 ± 2,5 g, 57 ± 2,39 g, et 415 ± 3,37 g, respectivement. Ces besoins sont inférieurs à ceux présentés dans le NRC (2011), où les poissons d’un poids moyen inférieur à 20 g, de 20 à 200 g, et de 200 à 600 g ont un besoin de 400, 340, et 300 g/kg de protéines brutes, respectivement. En ce sens, il convient de noter que l’évolution de la chaîne de production du tilapia, combinée à l’utilisation de nouvelles souches plus productives, exige de nouvelles études pour mieux répondre aux besoins nutritionnels de cette espèce. En outre, il y a un manque d’études sur les besoins en protéines pendant la phase d’engraissement pour les poissons dont le poids moyen est supérieur à 500 g.

Pour répondre à ces besoins nutritionnels, la farine de poisson a été reconnue comme la source de protéines la plus appropriée pour cette espèce, en raison de sa valeur nutritionnelle élevée et de son appétence. Toutefois, outre le fait que la production de farine de poisson a atteint un plateau depuis quelques années, une baisse de la disponibilité de la farine de poisson a été observée entre 2018 et 2020, ce qui va à l’encontre des demandes du marché. Cette baisse, due à la croissance rapide de la production aquacole et à l’utilisation par d’autres animaux, a entraîné une augmentation significative du prix des farines de poisson.

En ce sens, les sources de protéines végétales sont apparues comme une alternative prometteuse, capable de remplacer partiellement ou totalement la farine de poisson dans les régimes alimentaires du tilapia du Nil. Cette approche permet non seulement d’obtenir des résultats satisfaisants en termes d’amélioration des performances et de la réponse immunitaire, mais contribue également à réduire le coût total des aliments.

En général, les études portant sur les besoins en protéines du tilapia utilisant des aliments sans farine de poisson ont donné des résultats positifs par rapport à d’autres études portant sur des stades de développement similaires mais utilisant des aliments contenant des ingrédients d’origine animale. Le stade de développement du poisson influence directement ses besoins en protéines, qui ont tendance à diminuer avec l’augmentation du poids et de l’âge du poisson. Cependant, en évaluant les études menées sur les besoins en protéines du tilapia du Nil, Meurer et al. (2024) ont identifié que ces études se sont concentrées sur les premiers stades de développement de cette espèce, les quelques études menées pendant la phase d’engraissement (avec un poids final moyen supérieur à 500 g) montrant une tendance à l’augmentation des besoins en protéines par rapport à la phase de croissance de ces poissons. En outre, bien qu’il ait été scientifiquement prouvé qu’il est possible d’utiliser des aliments sans farine de poisson dans l’alimentation du tilapia du Nil, aucune étude n’a été menée sur cette phase de développement. Par conséquent, cette étude visait à déterminer les besoins en protéines de la phase d’engraissement du tilapia du Nil en utilisant des aliments sans farine de poisson.

2. Materials and Methods

This study was carried out at the Aquaculture Technology Laboratory (Lataq) belonging to the Federal University of Paraná (UFPR), located at the Advanced Jandaia do Sul Campus (PR, Brazil). The experimental procedure protocol was approved by the UFPR Palotina Sector Ethics Committee on the Use of Animals (Protocol n. 05/2021—CEUA/Palotina).

   2.1. Poissons et plan d’expérience

L’expérience a duré 84 jours et a commencé à la fin du mois de décembre 2022. Un total de 75 tilapias du Nil adultes (lignée Genetically Improved Farmed Tilapia-GIFT) d’un poids initial moyen de 412 ± 8,06 g ont été acclimatés pendant 60 jours. Après cette période, les poissons ont été anesthésiés par immersion dans une solution d’eugénol à 50 mg/L, pesés et répartis aléatoirement en cinq traitements comprenant chacun trois répétitions.

Un système d’aquaculture en recirculation (RAS) composé de 15 réservoirs circulaires de 1000 L installés dans une serre de culture a été utilisé. Les réservoirs étaient reliés à un réservoir de filtration mécanique de 2000 L et à un réservoir de biofiltration de 30 000 L. Chaque réservoir de 1000 L était considéré comme un réservoir expérimental. Chaque réservoir de 1000 litres a été considéré comme une unité expérimentale. Un taux de recirculation de l’eau de 12 fois par jour a été maintenu dans chaque unité expérimentale pendant l’expérience. Les réservoirs de 1000 L ont été aérés à l’aide d’un tuyau poreux relié à un système d’air qui était lui-même relié à un ventilateur radial de 0,5 hp, avec une entrée et une sortie d’eau individuelles.

Toutes les unités expérimentales étaient équipées d’un système d’auto-siphonnage au fond du réservoir, avec une pente centralisée de 5 % et une sortie centrale pour l’élimination des fèces et autres déchets. Les bassins de filtration mécanique et de biofiltration ont été siphonnés chaque semaine (500 L) pour éliminer les résidus. Le réservoir de biofiltration était partiellement occupé par des Eichornia crassipes, qui ont été enlevés si nécessaire, en maintenant une couverture totale comprise entre 50 et 80 %.

   2.2. Régimes alimentaires expérimentaux et gestion de l’alimentation des poissons

Cinq régimes expérimentaux sans farine de poisson ont été formulés, à savoir isoénergétique, isocalcique et isophosphorique, composés principalement de farine de soja et de maïs et contenant des niveaux croissants de Protéine Digestible (PD) (216, 244, 268, 294 et 316 grammes par kg). La DP, l’énergie digestible (ED) et la composition calculée des acides aminés essentiels ont été déterminés. Les régimes expérimentaux ont été pesés quotidiennement et distribués de manière égale aux poissons de toutes les unités expérimentales en deux repas quotidiens, l’un à 8 heures et l’autre à 17 heures.

3. Les résultats

   3.1. Performances zootechniques

Les résultats des performances zootechniques du tilapia du Nil nourri avec des régimes sans farine de poisson contenant des niveaux de protéines croissants pendant la phase d’engraissement sont présentés dans le tableau 3. Les teneurs en protéines proposées ont influencé de manière significative (p < 0,05) le Gain de Poids (GP), le Gain de Poids Quotidien (GPQ), le  Taux de Croissance Spécifique (TCS), l’Indice de Conversion (IC) et le Taux d’Efficacité Protéique (TEP). De meilleurs résultats en termes de poids, de poids spécifique et de taux de croissance ont été observés dans les traitements T27 et T29. Le pire résultat a été noté pour le régime T22, et les régimes T24 et T32 n’ont pas différé l’un de l’autre ou des autres traitements.

Figure 1. Conversion alimentaire du tilapia du Nil nourri avec des régimes contenant différentes concentrations de PD (a) et de PB (b) pendant la phase d’engraissement, analysée en utilisant la combinaison de modèles de régression linéaire-plateau (ligne brisée) et de régression polynomiale quadratique.

    3.2. Rendement corporel

Le rendement en filets (RF) (Figure 2) a montré un effet quadratique en fonction de l’augmentation des protéines alimentaires, avec une valeur maximale de 281,45 g/kg PD et 314,19 CP. Lors de l’analyse du même paramètre en utilisant une combinaison de modèles de régression linéaire-plateau (ligne brisée) et de régression polynomiale quadratique, les points d’interception des lignes ont indiqué une valeur de 256,78 g/kg de PD et 286,20 g/kg de CP (Figure 2a,b).

Figure 2. Rendement en filets du tilapia du Nil nourri avec des régimes contenant différentes concentrations de DP (a) et de PB (b) pendant la phase d’engraissement, analysé en utilisant une combinaison de modèles de régression linéaire-plateau (ligne brisée) et de régression polynomiale quadratique.

4. Discussion

Les protéines, tout comme les peptides, sont composées d’acides aminés. Ainsi, les besoins en protéines, qu’elles soient brutes ou digestibles, doivent être traduits en termes de besoins en acides aminés. Les acides aminés peuvent être essentiels ou non essentiels, leur essentialité étant corrélée à la possibilité pour un individu donné de synthétiser ces éléments en quantités adéquates, ce qui peut varier en fonction de la phase de croissance ou d’une situation physiologique momentanée spécifique. L’importance de l’évaluation des niveaux de protéines doit donc être vérifiée, les besoins en acides aminés devant être les paramètres privilégiés. Cependant, l’évaluation des protéines est facilitée par le fait que leurs analyses sont beaucoup moins chères que celles des acides aminés et qu’elles peuvent être réalisées facilement dans les usines d’aliments pour animaux. De plus, en ce qui concerne spécifiquement cette étude, les valeurs de composition du tourteau de soja ne varient que légèrement. Ainsi, comparés à d’autres ingrédients, les aliments formulés avec ces ingrédients permettent des estimations indirectes adéquates des niveaux d’acides aminés.

Les performances du tilapia du Nil sont directement influencées par les niveaux de protéines alimentaires, qui sont à leur tour associés à plusieurs processus biochimiques et physiologiques qui affectent directement la croissance, le développement et la santé des poissons. Les protéines jouent un rôle crucial dans la synthèse des tissus, la régulation métabolique, les réponses immunitaires et d’autres fonctions vitales de l’organisme du poisson. Par conséquent, si les poissons reçoivent des quantités de protéines alimentaires inadéquates ou des acides aminés essentiels déséquilibrés, la synthèse des protéines peut être compromise, ce qui affecte négativement les indices de performance. Ceci a été mis en évidence par l’analyse des données selon le test de Tukey ou les modèles de régression polynomiale linéaire-plateau (ligne brisée) et quadratique (Figure 1 et Figure 2), qui ont révélé que les niveaux de protéines les plus faibles et les plus élevés étaient associés à des baisses de performance chez le tilapia du Nil. Cette réponse non linéaire met en évidence la nécessité de formulations alimentaires précises, en soulignant que des niveaux de protéines adéquats sont essentiels pour optimiser la croissance et la composition corporelle du tilapia du Nil. Ceci, à son tour, suggère une réponse optimisée du tilapia du Nil à une concentration spécifique de PD, indiquant l’importance de formulations alimentaires adéquates pour maximiser les taux de croissance des poissons pendant la phase d’engraissement.

Comme indiqué précédemment, nos résultats indiquent que la variation des concentrations en protéines alimentaires influence de manière significative les indices de performance du tilapia du Nil. Le traitement T27 a donné les valeurs les plus élevées pour plusieurs des variables évaluées. Ces résultats sont en accord avec des études précédentes indiquant la sensibilité du tilapia aux variations de la composition du régime alimentaire, en particulier en ce qui concerne la PD.

5. Conclusion

D’après les résultats de l’étude et les paramètres évalués, le tilapia du Nil peut effectivement être nourri avec un régime à base de soja et de farine de maïs, sans farine de poisson. Les résultats ont également vérifié la plasticité métabolique de l’espèce en ce qui concerne les concentrations de protéines alimentaires, avec des résultats de performance adéquats pour les traitements DP contenant 268 à 294 grammes par kg, ou 298 à 327 grammes par kg de CP. En ce sens, l’équilibre entre les acides aminés essentiels et non essentiels et l’énergie permet d’obtenir des performances adéquates pour le tilapia du Nil, en corrélation avec de bonnes valeurs de conversion alimentaire, de bons rendements en filets et une bonne composition. Globalement, une concentration en PD de 267 grammes par kg (298 grammes par kg de PC) est recommandée pour les tilapias du Nil nourris avec un régime à base de farine de maïs ou de soja et pesant entre 400 et 700 grammes pendant la phase de grossissement.

Source : Novodworski, J.; Matos, É.J.A.; Gonçalves, R.M.; Bombardelli, R.A.; Meurer, F. Protein Requirements of Fattening Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) Fed Fish Meal-Free Diets. Aquac. J. 2024, 4, 135-147. https://doi.org/10.3390/aquacj4030010