LE ROLE DES ADDITIFS FONCTIONNELS DANS L’AMELIORATION DE LA DURABILITE DE L’AQUACULTURE
L’aquaculture est extrêmement bénéfique pour la société. Toutefois, sa durabilité suscite des inquiétudes. Les additifs fonctionnels pour l’alimentation animale sont un catalyseur pour une aquaculture durable. Leur utilisation dans la formulation des aliments pour animaux aquatiques améliore la santé intestinale et les bactéries intestinales bénéfiques, élimine les bactéries opportunistes, augmente la production d’enzymes et stimule l’appétit, ce qui améliore la croissance et l’immunité de l’hôte. Ils améliorent également l’utilisation de protéines alternatives dans les aliments pour animaux et la qualité de l’eau, réduisant ainsi l’empreinte de l’aquaculture sur l’environnement. Les additifs alimentaires fonctionnels sont donc très utiles à l’aquaculture et leur utilisation devrait être encouragée par les gouvernements et les parties prenantes.
1. Introduction
L’aquaculture est reconnue comme le secteur à la croissance la plus rapide au monde en ce qui concerne la technologie de production alimentaire. Elle contribue à une biomasse de poissons plus importante que les pêcheries de capture, surtout si l’on tient compte des poissons non consommables. Elle constitue un lien avec la sécurité alimentaire des ménages, une source de protéines et un moyen de subsistance, ainsi qu’une alternative aux pêcheries de capture, réduisant ainsi la pression sur les espèces sauvages. Toutefois, sa durabilité suscite de plus en plus d’inquiétudes.
Le terme « durabilité » fait référence à la gestion systématique des ressources institutionnelles, financières, technologiques, naturelles et sociales afin de garantir un approvisionnement continu en produits de première nécessité pour les populations, aujourd’hui et à l’avenir.
La durabilité garantit une aquaculture durable, c’est-à-dire « la production rentable d’organismes aquatiques tout en maintenant une interaction harmonieuse et continue avec les communautés et les écosystèmes environnants ». Les deux tiers ou plus des crustacés et des poissons produits par l’aquaculture sont élevés par le biais de l’aquaculture d’alimentation. Les aliments sont composés de protéines et de lipides afin de répondre aux besoins nutritionnels des animaux aquatiques. Les protéines et les lipides sont dérivés de la farine et de l’huile de poisson, dont environ 71 % sont préparés à partir de poissons sauvages et le reste à partir de déchets issus de la transformation d’animaux aquatiques. Cette situation exerce une forte pression sur les poissons sauvages, ce qui a un impact négatif sur leur durabilité et s’écarte de l’objectif de l’aquaculture. En outre, le coût de l’alimentation représente environ 40 à 60 % du coût de production, les protéines (farine de poisson) étant le nutriment le plus cher dans la formulation des aliments. L’aquaculture, comme l’agriculture, est touchée par des épidémies dues à son intensification et à sa commercialisation, ainsi qu’à d’autres facteurs tels que l’environnement et le changement climatique. Les épidémies sont causées par des virus, des bactéries, des champignons, des parasites et des agents pathogènes non identifiés, ce qui limite considérablement la culture d’organismes aquatiques, l’expansion, la rentabilité et la durabilité des entreprises aquacoles. En outre, l’impact environnemental des activités aquacoles, comme le rejet d’effluents non traités (riches en nutriments) dans les masses d’eau, est préjudiciable à l’environnement aquatique et à la population qui s’y trouve.
Compte tenu des nombreux défis associés à l’aquaculture nourrie et pour assurer la continuité de l’aquaculture, des efforts sont déployés pour trouver des moyens pratiques d’améliorer la durabilité de l’aquaculture. En ce qui concerne la dépendance et les coûts associés à la farine de poisson, des sources de protéines alternatives sont recherchées, ce qui a conduit à des études sur le potentiel des insectes et des plantes (terrestres et aquatiques) en tant que substituts partiels/complets et moins coûteux de la farine de poisson. Pour améliorer la santé des animaux aquatiques, des antibiotiques et des produits chimiques ont été utilisés pour lutter contre les maladies et les parasites. L’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI) a également été projetée pour réduire la charge en nutriments associée aux effluents aquacoles, de sorte que les déchets de l’espèce nourrie, qui auraient été rejetés avec leurs nutriments, sont utilisés comme source d’alimentation ou d’engrais pour l’espèce complémentaire. De même, la photocatalyse, les systèmes d’aquaculture en recirculation (RAS) et l’aquaponie ont été utilisés pour le traitement des eaux usées de l’aquaculture. La photocatalyse est liée à l’utilisation de matériaux qui décomposent les substances toxiques en présence de la lumière du soleil et de la lumière UV pour l’assainissement des effluents aquacoles. Les RAS impliquent le recyclage et la réutilisation des eaux usées après leur filtration. Dans la phytoremédiation, telle que l’aquaponie, où les eaux usées de l’aquaculture sont utilisées pour cultiver des plantes terrestres, les plantes utilisent les nutriments, biorestaurant ainsi l’eau, et l’eau rejetée est recirculée dans les systèmes d’aquaculture. Par conséquent, la charge en nutriments et l’impact des effluents rejetés dans l’environnement sont réduits.
Bien que ces interventions soient utiles, elles présentent des limites ; par exemple, des problèmes de digestibilité sont associés à l’utilisation de certaines espèces d’insectes et de plantes comme substituts de protéines. C’est ainsi que l’on a constaté une réduction du poids des saumons atlantiques juvéniles nourris avec des régimes dans lesquels 80 % des farines de poisson étaient remplacées par des protéines végétales. De même, le bar nourri avec un régime dans lequel la farine de poisson avait été totalement remplacée par des protéines végétales a connu une croissance réduite. En outre, la composition en nutriments de la farine d’insectes est instable et varie en fonction du type de substrat utilisé pour l’élevage des insectes. L’impact négatif associé à l’utilisation d’antibiotiques/de produits chimiques, tels que les résidus dans l’hôte, qui peuvent être transmis aux consommateurs, et les effets néfastes sur l’environnement ont conduit à restreindre leur utilisation. En outre, l’aquaculture multitrophique intégrée nécessite des connaissances en matière de sélection des espèces, de compatibilité et de densité de peuplement des animaux sélectionnés, ce qui l’empêche d’être facilement adoptée par les amateurs.
L’utilisation d’additifs fonctionnels pour l’alimentation animale (AFA) en aquaculture est prometteuse pour relever certains défis de durabilité liés à l’aquaculture. Les additifs alimentaires fonctionnels sont des ingrédients alimentaires incorporés dans les formulations d’aliments, non seulement pour répondre aux besoins nutritionnels de base tels qu’ils sont fournis par les aliments traditionnels, mais aussi pour améliorer la croissance et la santé, ainsi que pour réaliser des gains environnementaux et économiques. Ils améliorent la croissance, les réponses immunitaires et la résistance aux maladies. Les probiotiques, les prébiotiques, les microalgues, les cyanobactéries, les enzymes et les immunostimulants sont quelques-uns des additifs fonctionnels utilisés en aquaculture. Les attributs des additifs fonctionnels varient et leur inclusion dans les formulations d’aliments pour animaux vise un objectif précis. Les additifs fonctionnels pour l’alimentation animale, tels que les phytogènes, les symbiotiques, les probiotiques et les prébiotiques, améliorent la santé intestinale, la digestibilité des ingrédients, la résistance aux maladies et au stress et annulent les effets néfastes associés aux antinutriments. Toutefois, les informations sur les additifs fonctionnels pour l’alimentation animale sont encore rares, en particulier en ce qui concerne leur relation avec la durabilité de l’aquaculture. En outre, les données disponibles montrent que de nombreux aquaculteurs n’ont pas optimisé l’utilisation des additifs alimentaires fonctionnels, malgré leur importance dans l’aquaculture d’alimentation ; cela s’explique par le fait que le concept d’aliments fonctionnels en aquaculture en est encore au stade du développement.
Cette étude vise à résumer les résultats antérieurs tout en contribuant à la littérature existante sur les additifs alimentaires fonctionnels.
2. Quelques additifs fonctionnels courants pour l’alimentation animale en aquaculture
2.1. Les probiotiques
Les probiotiques sont un additif alimentaire fonctionnel pour l’aquaculture qui jouit d’une reconnaissance mondiale. Le terme « probiotiques » a été créé par Parker (1974) et décrit comme « des organismes et des substances qui contribuent à l’équilibre microbien intestinal ». L’inclusion de substances dans la définition des probiotiques a été critiquée par le Congrès, qui a révisé la définition en la remplaçant par « un complément alimentaire microbien vivant qui affecte de manière bénéfique l’hôte en améliorant son équilibre microbien intestinal ». Selon l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) et l’Organisation mondiale de la santé (OMS), les probiotiques sont des « micro-organismes vivants qui, lorsqu’ils sont administrés en quantités adéquates, confèrent un avantage pour la santé de l’hôte ». Ces définitions des probiotiques sont appropriées pour les animaux terrestres et les humains, mais pas pour les animaux aquatiques. En effet, les animaux aquatiques et les micro-organismes cohabitent dans le même environnement aquatique ; par conséquent, pour les animaux aquatiques, l’interaction entre les micro-organismes (y compris les probiotiques) et l’hôte ne se produit pas uniquement dans le tractus intestinal. Verschuere et al. (2000) ont donc donné une définition appropriée des probiotiques aquatiques, à savoir « un complément microbien vivant qui a un effet bénéfique sur l’hôte en modifiant la communauté microbienne ambiante ou associée à l’hôte, en assurant une meilleure utilisation de l’aliment, en améliorant la valeur nutritionnelle de l’aliment, en améliorant la réponse de l’hôte à la maladie ou en améliorant la qualité de son environnement ambiant ».
Les probiotiques peuvent être administrés par l’intermédiaire des aliments ou dans l’eau d’élevage. Les organismes probiotiques utilisés comme additifs alimentaires ne doivent pas être pathogènes, doivent avoir la capacité de survivre au transit intestinal et doivent résister à l’exposition aux sucs gastriques et à la bile. Pour être efficaces, les probiotiques doivent être capables de se multiplier et de coloniser le tube digestif et d’être efficaces tout au long de la durée de conservation du produit et au-delà. Les avantages des probiotiques en tant qu’additifs alimentaires comprennent une meilleure réponse immunitaire, une meilleure croissance, l’inhibition des agents pathogènes par la production de sidérophores, de peroxyde d’hydrogène, de lysozyme et d’acides organiques, ainsi qu’une meilleure digestibilité des aliments. Les probiotiques améliorent également la production de nutriments tels que la biotine et la vitamine B12. Ils peuvent être classés en probiotiques bactériens ou non bactériens, sporulés ou non sporulés, multispécifiques ou monospécifiques, allochtones ou autochtones. Les probiotiques multi-espèces contiennent un mélange d’espèces, tandis que les probiotiques monospécifiques ne contiennent qu’une seule espèce de probiotiques. Les probiotiques allochtones sont des probiotiques dérivés de micro-organismes qui ne se trouvent généralement pas dans le tractus gastro-intestinal, par exemple les levures, alors que pour les probiotiques autochtones, les micro-organismes habitent généralement le tractus gastro-intestinal. Parmi les probiotiques utilisés en aquaculture figurent les microalgues (Tetraselmis), les bactéries gram-positives (Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Bacillus, Lactobacillus, Clostridium), les bactéries gram-négatives (Photorhodobacteria, Pseudomonas et Alteroomonas) et les levures (Saccharomyces et Debaryomyces).
2.2. Prébiotiques
Les prébiotiques sont des additifs alimentaires indigestes, principalement des oligosaccharides qui améliorent la santé de l’hôte tout en stimulant et en métabolisant les micro-organismes bénéfiques dans le tractus gastro-intestinal. Ils servent de sources d’énergie et de nourriture pour les bonnes bactéries intestinales, y compris les probiotiques. Pour qu’un additif alimentaire soit considéré comme prébiotique, il doit arriver au côlon sans être digéré, résister à l’acidité gastrique et être capable d’être hydrolysé par les enzymes digestives et absorbé par le tractus gastro-intestinal. Les avantages liés à l’utilisation de prébiotiques en tant qu’additifs alimentaires proviennent des sous-produits obtenus lors de la fermentation par les bactéries de l’intestin. Pour que les prébiotiques favorisent la croissance du microbiote intestinal, ce dernier doit posséder des enzymes capables de fermenter le prébiotique ; par conséquent, tous les microbiotes intestinaux ne peuvent pas être favorisés par un prébiotique donné, d’où l’intérêt d’un mélange de prébiotiques. Le système immunitaire inné de l’hôte est activé par les prébiotiques, soit en améliorant la croissance des bactéries intestinales, soit en stimulant le système immunitaire de l’hôte. Les prébiotiques sont naturellement présents dans les produits laitiers d’origine animale et dans les plantes telles que les microalgues, les fruits, les légumes et les algues. Les principaux types de prébiotiques utilisés en aquaculture sont les mannanes oligosaccharides (MOS), les fructooligosaccharides (FOS), les galactooligosaccharides (GOS), les arabinoxylanes oligosaccharides (AXOS), l’inuline et le β-glucane. L’avantage significatif des prébiotiques par rapport aux probiotiques est qu’il s’agit d’additifs naturels pour l’alimentation animale ; par conséquent, les restrictions réglementaires concernant leur utilisation sont minimes.
2.3. Produits phytogénétiques
Les phytogènes constituent une vaste catégorie d’additifs alimentaires obtenus à partir de feuilles, de tiges, de racines, de graines, de tubercules, de fruits, d’arbustes et d’épices. Ils peuvent être utilisés sous forme séchée, solide ou moulue, ou sous forme d’extraits ou d’huiles essentielles. Les phytogènes stimulent l’appétit, renforcent les bactéries intestinales bénéfiques et ont des effets antioxydants, antimicrobiens, anticancérigènes, analgésiques et antiparasitaires sur les animaux aquatiques d’élevage. Les phytogénétiques possèdent des composés actifs, tels que des phénols, des flavonoïdes, des alcaloïdes, des terpénoïdes, des saponines et des tanins. Il convient donc de se renseigner sur les composés bioactifs et sur le dosage adéquat avant de les utiliser afin d’éviter toute toxicité. L’ail (Allium sativum), le thym (Thymus vulgaris), l’origan (Origanum vulgare) et le neem (Azadirachta indica) sont des exemples d’additifs alimentaires phytogènes.
L’ail (A. sativum) contient des composés bioactifs tels que l’ajoène, l’allicine, l’alline, le phénol, les polysaccharides et la saponine. L’ail favorise la croissance et possède des propriétés antioxydantes, antiparasitaires et antimicrobiennes. L’ail peut être utilisé sous plusieurs formes : huile, poudre, purée fraîche et extrait aqueux. Toutefois, c’est la forme en poudre qui est la plus utilisée en aquaculture.
Le neem est connu pour son odeur unique et son goût amer, qui ont été associés à l’acide tignique (acide 5-méthyl-2-butanique) et à la méliacine, respectivement. Toutes les parties du margousier possèdent une large gamme de produits pharmaceutiques efficaces contre plusieurs maladies bactériennes, virales et fongiques. Le neem possède également une activité anti-inflammatoire et anti-oxydante, un potentiel hépato-protecteur et chimio-préventif du cancer, et agit comme un antidiabétique. L’azadirachtine est l’un des produits chimiques actifs isolés du margousier qui a suscité le plus d’intérêt et qui possède également des propriétés antibactériennes, antivirales et antifongiques. Le principal inconvénient des additifs alimentaires phytogéniques est que leurs propriétés et leur efficacité sont très variables et dépendent de la partie de la plante utilisée, de la technique d’extraction et de la concentration utilisée, de la saison de récolte et de la situation géographique.
3. L’aquaculture et ses problèmes de durabilité
La durabilité de l’aquaculture peut être regroupée en trois catégories, à savoir la durabilité économique, environnementale et sociale. La durabilité économique est liée à la capacité de l’aquaculture à continuer à assurer la subsistance de ses praticiens. La durabilité environnementale est la capacité à mener des activités aquacoles sans nuire à l’environnement, tandis que la durabilité sociale est l’acceptation par la société des activités aquacoles. Les questions de durabilité économique comprennent la croissance non optimisée des animaux en captivité, les épidémies et les infections parasitaires. Les problèmes de durabilité environnementale comprennent le rejet d’effluents riches en nutriments dans les milieux aquatiques, ce qui peut entraîner une eutrophisation, la fuite d’animaux d’élevage dans les populations naturelles, ce qui peut entraîner une concurrence et des croisements et conduire à une modification génétique de la population naturelle, le transfert de maladies de l’aquaculture à la population naturelle/au stock sauvage, la surexploitation du stock sauvage pour l’utilisation de farine et d’huile de poisson, et l’utilisation d’antibiotiques et de produits chimiothérapeutiques pour traiter les maladies dans l’aquaculture. La question de la durabilité sociale comprend la conversion d’habitats terrestres pour l’élevage aquatique, ce qui entraîne une concurrence pour les terres avec d’autres activités commerciales et la destruction d’écosystèmes, par exemple l’utilisation de mangroves pour l’élevage de crevettes.
4. Les additifs fonctionnels pour l’alimentation animale et leurs rôles en matière de durabilité
Les additifs alimentaires fonctionnels jouent un rôle dans la durabilité de l’aquaculture, notamment en améliorant l’efficacité alimentaire, en encourageant l’utilisation durable des ressources et en renforçant l’immunité contre les maladies. Ils contribuent également à améliorer la qualité de l’eau et ont des effets antiparasitaires. Ces rôles sont examinés ci-dessous.
4.1. Amélioration de l’efficacité alimentaire
L’efficacité alimentaire fait référence à l’efficacité avec laquelle un aliment consommé est converti en biomasse. Les aliments ayant une bonne efficacité sont ceux qui, lorsqu’ils sont consommés en petites quantités, entraînent des taux de croissance plus élevés que leurs homologues inefficaces. Une mesure de l’efficacité alimentaire est l’indice de consommation (IC), qui est le rapport entre le poids des aliments consommés et le poids gagné par l’animal au cours d’une période donnée, un IC faible indiquant une croissance plus efficace. Les indicateurs de performance de croissance sont des éléments cruciaux de l’aquaculture car ils représentent le rendement de la production. Les indicateurs de performance de croissance sont influencés par des facteurs génétiques, environnementaux et alimentaires. Ils sont donc fréquemment utilisés pour évaluer l’efficacité des aliments. L’amélioration de la croissance des animaux d’élevage implique une réduction du cycle de production, ce qui permet aux agriculteurs de récolter et de stocker leur système d’élevage à temps, augmentant ainsi l’efficacité de la production. L’amélioration de la croissance peut également se traduire par des animaux de grande taille dont les prix de vente sont souvent plus élevés. La croissance des animaux est cruciale dans l’aquaculture car elle influe sur la rentabilité ; c’est pourquoi toute innovation permettant d’améliorer la croissance sans compromettre la santé, le bien-être et la sécurité des animaux aquatiques d’élevage lors de leur consommation est très appréciée des aquaculteurs.
Les additifs alimentaires fonctionnels sont bien connus pour améliorer l’utilisation des aliments et la prise de poids de leurs hôtes. Le bar européen, Dicentrarchus labrax, nourri avec des régimes alimentaires supplémentés en probiotiques Pediococcus acidilactici à des taux de 2, 2,5 et 3 g kg-1 pendant 60 jours a eu un gain de poids et des taux de croissance spécifiques (SGR) plus élevés que le contrôle. De même, le tilapia du Nil, Orechromis niloticus, nourri avec des régimes contenant des probiotiques Saccharomyces cerevisiae à une concentration de 4 g kg-1 d’aliment a eu un meilleur indice de conversion, des taux de croissance spécifiques (TCS), et des ratios d’efficacité protéique (REP) et un gain de poids supérieur de 44,99% par rapport au contrôle. Cependant, les poissons nourris avec des concentrations de 2 g kg-1 et 1 g kg-1 de S. cerevisiae ont eu une réponse similaire à celle du contrôle en ce qui concerne le gain de poids (%), le taux de croissance spécifique (TCS), le taux d’efficacité protéique (TEP) et le taux de rendement protéique (TRP). L’exemple ci-dessus montre clairement que l’efficacité de l’AGF est influencée par le dosage/la concentration appliqué(e). Le dosage nécessaire pour obtenir des résultats efficaces dépend de l’espèce et de la souche, c’est-à-dire qu’il dépend de l’espèce animale et de la souche probiotique utilisée.
Les probiotiques mélangés à diverses souches probiotiques ou prébiotiques (symbiotiques) présentent de meilleurs avantages en termes de croissance et de santé que les probiotiques/prébiotiques seuls. Les avantages accrus découlant de l’utilisation de plusieurs souches ou symbiotiques ont été attribués à leur complémentarité, ce qui élargit la gamme des avantages pour l’hôte. Par exemple, un mélange de probiotiques Bacillus subtilis, Lactobacillus Pentosus, L. fermemtum et S. cerevisiae a entraîné une augmentation du taux de rendement et de la prise de poids chez la crevette blanche Litopenaeus vannamei par rapport à une seule souche de chacun des probiotiques et au contrôle. Cependant, un mélange de probiotiques ne conduit pas toujours à une amélioration de la croissance, comme c’est le cas pour l’amélioration de la santé des animaux. Les poissons à tête de serpent, Channa argus, dont l’alimentation était complétée par Lactococcus lactis, Enterococcus faecalis et un mélange de L. lactis et E. faecalis (tous à des concentrations de 1,0 × 108 cfu g-1 d’alimentation) avaient un poids final, un RMS et un taux d’efficacité protéique (TEP) plus élevés et un meilleur indice de conversion par rapport au contrôle. Dans les régimes supplémentés en probiotiques, les animaux nourris avec L. lactis avaient des poids finaux, des RPS et des gains de poids plus élevés et un meilleur TFP que ceux nourris avec E. faecalis ou un mélange de L. lactis et d’E. faecalis. Une concentration élevée de probiotiques ne se traduit pas nécessairement par une meilleure croissance. Gao et al., (2018) ont nourri des ormeaux, Haliotis discus hanna, avec des régimes contenant B. licheniformis ; ils ont été pulvérisés avec 0, 103, 105, et 107 cfu/mL de B. licheniformis pendant 56 jours. Les ormeaux nourris avec les suppléments de 103 et 105 cfu/mL ont eu des taux de survie plus élevés que ceux du contrôle. De même, les ormeaux nourris avec le régime contenant 105 cfu/mL de B. licheniformis avaient des taux de croissance spécifiques et une consommation alimentaire plus élevés que ceux nourris avec 103 cfu/mL de B. licheniformis et le contrôle. De même, les ormeaux nourris avec 105 cfu/mL de B. licheniformis ont eu le taux de croissance spécifique le plus bas (le meilleur) par rapport à ceux nourris avec 103 ou 107 cfu/mL de B. licheniformis et le contrôle.
Des rougets gris à lèvres minces (Liza ramada) nourris avec des régimes supplémentés en oligosaccharides de mannane (MOS) à 0,5, 1 et 2 % pendant 56 jours ont eu un poids corporel final, un gain de poids, un RMS et un PER plus élevés et un FCR plus faible que le contrôle. De même, les régimes supplémentés en mannane oligosaccharide (MOS) donnés aux crevettes blanches du Pacifique, L. vannamei, à des niveaux d’inclusion de 1, 2, 4, 6 et 8 g kg-1 d’aliment pendant 56 jours ont entraîné des poids corporels finaux, un gain de poids, un RMS et un TFC significativement plus élevés que ceux donnés à un régime sans MOS (contrôle). Dans les régimes supplémentés en MOS, les animaux nourris avec 2 g kg-1 d’aliment ont eu un meilleur gain de poids, un meilleur RMS et un meilleur FCR que ceux nourris avec un régime de 1 g kg-1 de MOS. L’étude a montré que la supplémentation en MOS à 2 g kg-1 d’aliment était préférable à 4, 6 et 8 g kg-1 d’aliment car les animaux nourris avec ces régimes (4, 6 et 8 g kg-1) ont eu des réponses similaires en termes de gain de poids, de RMS et de IC.
Les phytogènes tels que la citronnelle, le géranium et l’ail ont été utilisés pour améliorer la croissance des animaux aquatiques. Par exemple, Al-Sagheer et al., (2018) ont utilisé des huiles essentielles de citronnelle (Cymbopogon citratus) et de géranium (Pelargonium graveolens) comme complément alimentaire pour le tilapia du Nil, Oreochromis niloticus, pendant 84 jours. Les huiles essentielles ont été utilisées à une concentration de 200 et 400 mg kg-1. Les poissons nourris avec des régimes supplémentés en citronnelle à 200 et 400 mg kg-1 et en huile de géranium à 400 mg kg-1 présentaient un FCR plus faible et des ratios d’efficacité protéique plus élevés par rapport au contrôle. De même, les poissons nourris avec des régimes à base de citronnelle à 200 et 400 mg kg-1 et d’huile de géranium à 400 mg kg-1 avaient un poids final et un RMS plus élevés que le contrôle et ceux nourris avec du géranium à 200 mg kg-1 (tableau 1). Les régimes alimentaires supplémentés en ail (1 %, 2 % et 3 %) donnés à des truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) pendant 120 jours ont donné des poids finaux, des gains de poids et des RMS plus élevés que ceux du contrôle. Cependant, le RCF était similaire entre les régimes supplémentés en ail et le contrôle. Parmi les traitements supplémentés en ail, les poissons nourris avec 3 % d’ail ont eu le poids final et le gain de poids les plus élevés.
L’amélioration des indices de croissance enregistrée grâce à l’utilisation d’additifs alimentaires fonctionnels est obtenue par la stimulation de l’appétit et de l’appétence chez l’hôte, ainsi que par la production d’enzymes digestives, telles que la lipase, l’amylase et la protéase, qui aident à décomposer les ingrédients alimentaires, améliorant ainsi la digestibilité des nutriments et les rendant disponibles pour l’animal. Les indices de croissance sont également améliorés par l’apport de facteurs de croissance, tels que les acides aminés et les vitamines, l’amélioration du microbiote intestinal, l’élimination des substances potentiellement nocives contenues dans les aliments et le renforcement du système immunitaire. L’utilisation efficace des aliments fournie par l’AFF implique qu’elle réduit les nutriments dans les effluents rejetés dans l’environnement, réduisant ainsi l’empreinte de l’aquaculture et rendant l’aquaculture plus respectueuse de l’environnement. En outre, un TCF plus faible signifie que la quantité d’aliments nécessaire à la croissance de l’animal est moins importante.
4.2. Utilisation durable des ressources
L’alimentation est l’intrant le plus crucial en aquaculture car elle affecte la croissance et la survie des animaux aquatiques, stimulant ainsi la rentabilité de l’aquaculture. L’aquaculture alimentée repose généralement sur l’approvisionnement des animaux aquatiques en aliments formulés. Les aliments formulés sont produits avec divers ingrédients alimentaires pour répondre aux besoins nutritionnels des animaux. Parmi ces ingrédients alimentaires, la farine de poisson reste la source de protéines la plus efficace pour les animaux aquatiques d’élevage. La farine de poisson et l’huile de poisson sont les principales sources d’acides gras oméga-3 (acide eicosapentaénoïque [EPA] et acide docosahexaénoïque [DHA]). Elles sont plus nutritives et digestibles que tout autre ingrédient alimentaire pour les animaux aquatiques d’élevage. La farine de poisson et l’huile de poisson sont principalement obtenues à partir de stocks sauvages/populations naturelles. Parmi les nombreux utilisateurs de farine de poisson et d’huile de poisson, tels que les industries de production animale et les humains (consommateurs d’huile de poisson), l’aquaculture, qui devrait promouvoir la durabilité des stocks sauvages, est devenue le principal utilisateur. Par exemple, 73 à 86 % de la farine et de l’huile de poisson annuelles totales produites en 2020 ont été utilisées dans la production d’aliments pour l’aquaculture. La production aquacole via l’aquaculture alimentée devrait augmenter à 106 millions de tonnes d’ici 2030, soit 22 % de plus qu’en 2020. Cette croissance des prévisions de production implique une augmentation de la formulation des aliments ; par conséquent, davantage de farine et d’huile de poisson seront nécessaires.
La faible offre de farines et d’huiles de poisson, la forte demande, couplée au prix constamment élevé (qui devrait continuer à augmenter) et la sensibilisation aux questions de durabilité ont mené à une poussée vers une source alternative de protéines pour l’aquaculture. Cela a conduit à utiliser des protéines terrestres d’origine végétale comme substitut partiel ou complet de la farine de poisson. Remplacer (partiellement/totalement) les farines de poisson dans les aliments pour animaux aquatiques par d’autres sources de protéines au-delà d’une certaine mesure, soit pour des raisons économiques ou de durabilité, diminue la performance des animaux aquatiques. Cela est dû au fait que les protéines végétales contiennent des facteurs anti-nutritionnels, notamment des tanins, des phytates, des oligosaccharides et des inhibiteurs de trypsine. Les facteurs anti- nutritionnels compromettent la consommation d’aliments, la digestibilité et l’efficacité, ainsi que les voies gastro-intestinales et la santé des animaux. L’ajout d’additifs fonctionnels aux sources de protéines alternatives peut améliorer l’utilisation des protéines alternatives et minimiser les effets néfastes associés à une plus grande inclusion dans l’aliment aquacole. La farine de soja (FS) est une protéine végétale qui peut être ajoutée à des aliments formulés pour animaux. Cependant, il a été signalé que la supplémentation en FS dans les régimes alimentaires de poissons à des quantités supérieures à 15‑20 % est préjudiciable à la croissance et à la santé des poissons. Avec le FFA, la farine de soja peut remplacer les farines de poisson au-dessus du point de référence (15 à 20 %) sans effets secondaires et, dans certains cas, entraîne une meilleure croissance animale que les régimes de farines de poisson. Dans certaines études, une supplémentation plus élevée en SBM, avec l’ajout de FFA, a conduit à une meilleure croissance par rapport au vide de contrôle de la SBM.
Par exemple, He et al., (2020), ont indiqué que les poids finals, le SGR, la consommation d’aliments et le FCR étaient similaires à ceux du contrôle lorsque le SBM était fermenté avec des probiotiques B. subtilis, Lactobacillus et S. cerevisiae et supplémenté à 30 % dans l’alimentation de l’achigan à grande bouche (Micropterus salmoides). De plus, l’utilisation des AGF entraîne une utilisation accrue des nutriments dans les MBS, de sorte que le coefficient apparent de digestibilité de la matière sèche (ADDM), la protéine brute (ADCP), les lipides bruts (ADCL), les protéines et la rétention des lipides des poissons nourris avec du tourteau de soja fermenté (à 30 % de remplacement) était semblable à ceux du contrôle (sans SBM) (He et al, tableau 2).
De plus, Dawood et al. (2015) ont rapporté qu’une alimentation contenant 30 % de SBM et 1 g de L. plantarum tué par la chaleur par kg d’aliment a entraîné des poids finaux, un gain de poids, un SGR et une consommation d’aliments significativement plus élevés chez les juvéniles de sérioles (Seriola dumerili) que chez le témoin. Aucun effet indésirable sur la santé de l’animal n’a été enregistré, car l’animal avait une glycémie, une hémoglobine, un hématocrite et des triglycérides similaires à ceux des animaux nourris avec l’aliment témoin. De plus, les sérioles nourries avec 30 % de SBM et 1 g de L. plantarum ont montré une activité bactéricide sérique supérieure à celle du témoin.
Pour les animaux aquatiques vivant en eau douce et ayant des habitudes alimentaires omnivores/herbivores, un remplacement total de la farine de poisson est possible sans aucun effet indésirable sur la croissance. Cependant, l’immunité des animaux peut être compromise, ce qui les rend sensibles aux infections. Par exemple, les crevettes de rivière orientale (Macrobrachium nipponense) qui ont été nourries avec de la farine de soja fermentée avec une combinaison de probiotiques (Pediococcus acidilactic, E. faecalis, S. cerevisiae, Candida utilis, B. subtilis, B. licheniformis, Rhodopseudomonas palustris) et d’enzymes (protéase, cellulase et xylanase) ont complètement remplacé la farine de poisson sans aucun effet indésirable sur la prise de poids, le taux de croissance spécifique, le taux de conversion alimentaire ou la survie. Il est intéressant de noter que les valeurs de ces indices étaient similaires à celles des témoins qui ont été nourris avec des régimes dépourvus de farine de soja. Cependant, lorsqu’elles ont été confrontées à des Aeromonas hydrophila vivants, le taux de mortalité des crevettes de rivière orientales qui ont été nourries avec des régimes dans lesquels la farine de poisson a été totalement remplacée a eu un taux de mortalité plus élevé que le témoin (tableau 2). La mortalité plus élevée était due à un état de santé compromis, comme en témoignent un nombre total d’hémocytes et une activité phagocytaire inférieurs, qui sont des biomarqueurs liés au système immunitaire. Les additifs alimentaires fonctionnels favorisent une utilisation durable des ressources, comme l’utilisation de sources de protéines alternatives dans la production d’aliments pour poissons, ce qui réduit la dépendance à la farine de poisson et réduit les coûts de production, rendant ainsi l’aquaculture plus durable.
4.3. Résistance/immunité accrue aux maladies
Les organismes vivant dans les habitats aquatiques sont constamment exposés au risque de maladie. Le risque de maladie est plus élevé dans les environnements aquatiques que dans les habitats terrestres, car les animaux aquatiques peuvent ingérer des agents pathogènes présents dans l’eau en se nourrissant. Les épidémies constituent une contrainte majeure en aquaculture, représentant environ 40 à 60 % des pertes de production enregistrées dans l’élevage de poissons et de crustacés. Divers facteurs facilitent les épidémies de maladies aquatiques. Par exemple, la quête pour répondre à la demande d’animaux aquatiques et maximiser les profits a conduit à l’intensification de l’aquaculture. L’intensification de l’aquaculture via une densité de peuplement élevée agit comme un terrain fertile pour les agents pathogènes/parasites, augmentant les risques d’apparition et de propagation de maladies. La mauvaise qualité de l’eau, l’élevage, la manipulation et la nutrition entraînent un stress (aigu/chronique) chez les animaux aquatiques d’élevage. Le stress entraîne une réduction des performances de croissance et une suppression du système immunitaire, augmentant à terme la sensibilité aux maladies des poissons en élevage.
Les antibiotiques ont été ajoutés aux aliments aquatiques pour prévenir ou traiter les maladies bactériennes. Les antibiotiques sont connus pour éliminer les bactéries intestinales, ce qui améliore la croissance et l’efficacité alimentaire des animaux aquatiques. Cependant, les antibiotiques et les chimiothérapies ont été associés à l’émergence de souches bactériennes résistantes aux antibiotiques, à l’élimination de microbes non ciblés de l’environnement naturel et à des résidus d’antibiotiques chez les animaux d’élevage destinés à la consommation humaine. Outre ces inconvénients, les antibiotiques sont généralement coûteux, ce qui augmente le coût de production. Les probiotiques, les prébiotiques et les phytogènes ont été utilisés pour prévenir/réduire les maladies et renforcer l’immunité de l’hôte. Par exemple, le bar européen, D. labrax, qui a été nourri avec un régime alimentaire supplémenté en B. velezensis à une concentration de 106 UFC g−1 d’aliment pendant 30 jours avait une activité bactéricide sérique, une activité lysozymique et une production d’oxyde nitrique dans le sérum plus élevées que celles du témoin lorsqu’il était confronté à V. anguillarum. Cela indique que les poissons nourris avec des régimes supplémentés en B. velezensis étaient en meilleure santé que le témoin, car l’état de santé d’un animal peut être évalué via des indices hématologiques. De même, après exposition à Vibrio anguillarum, les taux de survie des poissons nourris avec des régimes supplémentés en B. velezensis étaient plus élevés que ceux du témoin. Les ormeaux, H. discus hanna, nourris avec des régimes supplémentés en B. licheniformis avaient des numérations totales d’hémocytes et d’oxyde nitrique provenant de poussées respiratoires plus élevées que celles du témoin. Ceux nourris avec B. licheniformis à 105 et 107 ufc/mL avaient une activité phagocytaire de l’hémolymphe plus élevée par rapport à celle de ceux nourris avec une concentration de 103 ufc/mL et du témoin. Quatorze jours après l’infection de l’ormeau par V. parahaemolyticus, les ormeaux nourris avec des régimes supplémentés en probiotiques avaient une mortalité plus faible par rapport au témoin. Le dosage de B. licheniformis a affecté la mortalité des ormeaux, un dosage plus faible (103 ufc/mL) entraînant une mortalité plus élevée par rapport à ceux nourris avec 105 et 107 ufc/mL.
Des prébiotiques (xylooligosaccharides ; 10 g kg−1 d’aliment) dérivés d’épis de maïs, des probiotiques (L. plantarum ; 108 UFC g−1 d’aliment) et des symbiotiques (xylooligosaccharides (10 g kg−1 d’aliment) + L. plantarum (108 UFC g−1 d’aliment) ont été administrés au tilapia du Nil (O. niloticus) pendant 86 jours. Lors d’une exposition à Streptococcus agalactiae, les poissons nourris avec le régime symbiotique ont eu la survie la plus élevée (71,88 %) par rapport au témoin (31,25 %), à ceux qui ont été nourris avec un probiotique seul (59,38 %) et à ceux qui ont été nourris avec des prébiotiques seuls (56,25 %). Les aliments supplémentés en probiotiques, prébiotiques et symbiotiques avaient une activité lysozyme du mucus cutané, une activité peroxydase du mucus cutané, une activité lysozyme sérique, une activité sérique activité de phagocytose, activité de peroxyde sérique et activité de complément alternatif (acH50) par rapport au groupe témoin. Cependant, les poissons nourris avec des symbiotiques présentaient une activité de lysozyme du mucus cutané, une activité de peroxydase du mucus cutané et une activité de phagocytose sérique plus élevées que celles des poissons nourris avec des probiotiques seuls ou des prébiotiques seuls.
Même si les symbiotiques entraînent de meilleurs avantages pour la santé et l’immunité que les régimes contenant des probiotiques ou des prébiotiques seuls, la concentration utilisée dans les symbiotiques peut avoir un impact sur l’efficacité des symbiotiques pour obtenir les avantages requis. Diverses combinaisons de B. subtilis et d’oligosaccharide de mannane [(15 % de probiotiques + 0,2 % de prébiotiques) ; (5 % de probiotiques + 0,6 % de prébiotiques) ; (15 % de probiotiques + 0,6 % de prébiotiques)] ont été utilisées comme complément alimentaire pour la carpe mrigal (Cirrhinus mrigala) pendant 60 jours. Les carpes Mrigal supplémentées avec 15 % de probiotiques + 0,6 % de prébiotiques présentaient une augmentation de l’activité du lysozyme et de l’éclatement respiratoire et des enzymes antioxydantes par rapport au groupe témoin et aux autres groupes de traitement symbiotique. De plus, 15 % de probiotiques + 0,6 % de prébiotiques présentaient la mortalité la plus faible (20 %) après le défi avec l’infection par Aeromonas hydrophilla, tandis que le groupe témoin présentait une mortalité de 80 %. Avant d’utiliser un mélange de probiotiques ou de symbiotiques, il est conseillé d’évaluer les conséquences de leurs interactions ainsi que leurs effets biologiques distincts, car la combinaison de B. subtilis et de L. Plantarum a entraîné un effet antagoniste, entraînant une réduction de l’immunité chez le crabe de boue, Scylla paramamosain.
Les poissons-chats, Clarias gariepinus, nourris avec des régimes contenant 0,5, 1 et 3 % de poudre d’ail avaient des numérations de globules rouges, de globules blancs, de protéines plasmatiques, d’hémoglobine et d’hématocrite plus élevées que le témoin lorsqu’ils étaient nourris pendant 12 semaines. Cependant, parmi les C. gariepinus nourris avec des régimes supplémentés en ail, ceux nourris avec un régime à 0,5 % d’ail avaient des numérations de globules rouges, de globules blancs, de protéines plasmatiques, d’hémoglobine et d’hématocrite significativement plus élevées. Al-Sagheer et al. (2018) ont utilisé des huiles essentielles de citronnelle (C. citratus) et de géranium (P. graveolens) comme complément alimentaire pour le tilapia du Nil, O. niloticus, pendant 84 jours. Les huiles essentielles ont été utilisées à des concentrations de 200 et 400 mg kg−1. Français L’application d’huile de citronnelle et d’huile de géranium a réduit le nombre total de bactéries, le nombre de coliformes, le nombre d’Escherichia coli et d’Aeromonas spp dans le tractus gastro-intestinal des poissons par rapport au témoin. L’huile de citronnelle à une concentration de 200 mg kg−1 a conduit à une augmentation significative de la catalase sérique (CAT), de l’activité lysozyme plasmatique et de l’immunoglobuline M (IgM) par rapport aux autres concentrations d’huile de citronnelle, d’huile de géranium et au témoin. Le taux de survie du tilapia après une exposition à A. hydrophila était de 70, 95, 90, 85 et 95 % pour le témoin, 200 et 400 mg kg−1 d’huile de citronnelle et 200 et 400 mg kg−1 d’huile de géranium, respectivement. Des progrès dans l’utilisation des FFA ont eu lieu, étant utilisés comme immunostimulant et pour le traitement des infections. Français L’extrait aqueux de feuilles de neem a été utilisé avec succès pour traiter l’infection à Citrobacter freundii. Selon Thanigaivel et al., (2015), les poissons infectés ont été traités en les élevant dans de l’eau stérile contenant 10 mg/l de l’extrait ou en les injectant par voie intramusculaire. Le taux de survie enregistré était de 80 %, tandis que ceux traités par injection intramusculaire avaient un taux de survie de 70 %. L’efficacité des FFA est influencée par les souches/espèces de probiotiques, de prébiotiques ou de phytogéniques utilisés, le dosage utilisé, la durée d’exposition et l’espèce animale. Le dosage des FFA peut dépendre des bénéfices cibles visés. Le dosage requis pour l’amélioration de la croissance peut varier en fonction de l’immunité contre la maladie ; par exemple, 108 ufc (kg−1 de régime) de probiotiques mixtes sont efficaces pour améliorer la croissance de L. vannamei. Cependant, 107 ufc (kg−1 de régime) sont plus efficaces pour induire une résistance aux maladies à V. alginolyticus. Français Les implications de l’application prolongée de probiotiques (tout au long de la période de culture) sont inconnues. Cependant, pour les prébiotiques (β-glucane), un dosage élevé ou une utilisation prolongée a un impact négatif sur l’immunité des animaux aquatiques, conduisant à une immunosuppression. Des doses modérées de β-glucane et une alternance de régime alimentaire (avec un régime de base sans β-glucane) sont conseillées. Néanmoins, Couso et al., (2003) ont rapporté qu’une concentration élevée de β-glucane (10 g kg−1 d’aliment) administrée à court terme à des dorades royales avec un régime alimentaire alterné améliorait l’immunité contre la pasteurellose, tandis qu’une faible concentration de β-glucane (1 g kg−1 d’aliment) administrée à long terme avec un régime alimentaire alterné entraînait une immunité plus élevée. La concentration élevée de β-glucane utilisée à long terme a entraîné une immunosuppression car le taux de mortalité enregistré était similaire à celui du témoin. Les différences entre les deux études mentionnées ci-dessus peuvent être dues aux différentes espèces de poissons et aux différents agents pathogènes. Par conséquent, il convient de tester le dosage et l’efficacité contre chaque espèce et chaque agent pathogène.
4.4. Antiparasitaire
L’infestation parasitaire est une autre limitation de l’aquaculture. Les ectoparasites se nourrissent des tissus, des muqueuses et du sang de l’hôte, provoquant des lésions sur la peau de l’hôte. L’infestation parasitaire affecte la croissance de l’hôte, le rendant vulnérable à une infection secondaire par des bactéries ou des champignons, ce qui peut entraîner la mortalité. L’infestation parasitaire réduit également la valeur des produits de l’aquaculture et réduit la rentabilité. Les additifs alimentaires fonctionnels, tels que les phytogéniques, sont également des antiparasitaires efficaces et aident à prévenir ou à éliminer l’infestation parasitaire. Les phytogéniques ont été utilisés pour prévenir ou réduire le succès de l’infection par des parasites, notamment Ichthyopthirius multifiliis, Trichodiniasis et monogenans.
Le benzoate d’emmaectine, classé comme avermectine, est sûr et couramment utilisé pour traiter tous les stades de développement du pou du poisson. Cependant, l’efficacité du benzoate d’emmaectine sur le pou du poisson est diminuée en raison de son utilisation généralisée, ce qui entraîne une adaptation du parasite et, par conséquent, une tolérance accrue. L’extrait d’azadrichtine A de l’huile de neem s’est avéré efficace pour réduire l’infestation par les poux de mer chez les saumons. Des régimes alimentaires supplémentés en ail (50 et 150 ml d’ail écrasé par kg d’aliment) administrés au barramundi, Lates calcalifer, pendant dix jours ont entraîné une prévalence d’infection similaire (92 à 100 %) à celle du témoin, quelles que soient les concentrations d’ail incluses dans l’aliment. Des régimes alimentaires supplémentés en ail (50 et 150 ml d’ail écrasé par kg d’aliment) administrés au barramundi, Lates calcalifer, pendant 30 jours ont entraîné un taux de réussite d’infection inférieur (environ 10 %) par rapport au témoin. Les phytogéniques sont des alternatives efficaces dans la gestion des parasites en aquaculture car ils proviennent de sources naturelles, sont sûrs, respectueux de l’environnement et conformes aux pratiques de production durables.
4.5. Amélioration de la qualité de l’eau
Les aliments aquacoles sont riches en nutriments tels que les protéines, les glucides, les minéraux et les vitamines. Les protéines, qui constituent la majeure partie des nutriments des aliments aquacoles, comprennent le carbone, l’azote, le phosphore et certains autres éléments. De l’azote et du phosphore entrant dans le système de culture (via les applications d’aliments et d’engrais), seuls 20 à 50 % environ sont retenus par les animaux. Cela signifie qu’environ 50 à 80 % de ces nutriments sont des restes dans le système de culture. Par conséquent, l’unité de culture aquacole est caractérisée par de la matière organique, des déchets azotés et organiques comme l’ammoniac et le nitrite émanant des aliments non consommés, et des excréments et autres produits excréteurs des animaux aquatiques. L’accumulation de ces nutriments dans le système de culture est préjudiciable aux animaux aquatiques dans un tel système car elle détériore la qualité de l’eau, augmentant la demande biochimique et chimique en oxygène, épuisant ainsi l’oxygène dans le système.
La qualité de l’eau fait référence aux attributs physiques, chimiques et biologiques de l’eau, qui influencent son adéquation à une utilisation spécifique. La qualité de l’eau est essentielle en aquaculture car les animaux aquatiques vivent dans l’eau et toutes leurs fonctions physiologiques, telles que la respiration, l’alimentation, l’excrétion et la reproduction, s’effectuent dans le milieu aquatique. Il existe un lien étroit entre la qualité de l’eau et la santé des animaux dans les systèmes d’élevage terrestres. Une qualité de l’eau sous-optimale n’entraîne pas directement de mortalité en soi, mais provoque du stress chez les animaux aquatiques, les rendant plus vulnérables aux maladies. Il est nécessaire d’optimiser la qualité de l’eau, car elle affecte dans une large mesure la croissance, la survie, la reproduction, la qualité et, par conséquent, la productivité et le succès des entreprises aquacoles.
Une pratique qui désapprouve la durabilité de l’aquaculture est le rejet d’effluents dans l’écosystème aquatique. L’écosystème aquatique est le point final des effluents aquacoles, quel que soit le système de production utilisé (qu’il s’agisse de systèmes en eau libre ou terrestres). Les effluents non traités sont riches en nutriments et ont un impact négatif sur le plan d’eau récepteur, ce qui peut entraîner une prolifération excessive d’algues et une eutrophisation. Ces phénomènes peuvent détruire la biodiversité aquatique, réduire l’oxygène dissous dans l’eau et déstabiliser l’équilibre de l’écosystème.
Diverses techniques et systèmes ont été développés pour traiter les eaux usées de l’aquaculture et en améliorer la qualité afin de réduire la charge en nutriments de l’eau. Il s’agit notamment de la technologie biofloc, des systèmes d’aquaculture en recirculation, de l’aquaculture multitrophique intégrée, de l’aquaponie, de l’utilisation de biofiltres, de l’échange d’eau, de la photocatalyse et de produits chimiques tels que la zéolite. Cependant, soit les systèmes/techniques sont compliqués, peu rentables, soit ils peuvent entraîner une bioaccumulation chez l’animal, ce qui est préjudiciable au consommateur dans le cas des produits chimiques.
Des additifs fonctionnels peuvent être appliqués à l’alimentation ou à l’eau pour améliorer la qualité de l’eau. Cependant, l’application d’additifs fonctionnels à l’eau donne de meilleurs résultats en termes d’amélioration de la qualité de l’eau, bien que l’application en tant qu’additifs alimentaires ait également produit des résultats substantiels. Le bar européen (D. labrax) qui a été nourri avec un régime supplémenté en P. acidilactici à un taux de 2 g/kg, 2,5 g/kg et 3 g/kg d’aliment pendant 60 jours a connu une réduction significative du pH de l’eau et de la concentration d’ammoniac dans le réservoir recevant les régimes probiotiques par rapport au témoin. De même, l’eau du réservoir de carassins (Carassius carassius) recevant un aliment contenant des probiotiques mixtes (B. megaterium mélangé à B. subtilis, B. megaterium mélangé à B. coagulans à une concentration de 6,0 × 105 UFC/mL) avait des concentrations réduites de NO2-N, NO3-N et de phosphore total par rapport au témoin après 15 jours d’application. Plus précisément, les réservoirs recevant les traitements B. megaterium + B. subtilis et B. megaterium + B. coagulans présentaient des concentrations de NH4+-N inférieures de 21,9 % et 7,7 % respectivement par rapport au témoin.
En ce qui concerne l’application des acides gras libres pour améliorer la qualité de l’eau, la température et le taux de renouvellement de l’eau sont des éléments essentiels pour ne pas tuer le probiotique ou le rendre inefficace en le vidant du système de culture. L’amélioration de la qualité de l’eau grâce aux acides gras libres offre de nombreux avantages pour la santé et le bien-être des animaux aquatiques d’élevage, tels que la réduction du stress, l’amélioration de la survie et de la croissance, la réduction de l’incidence des épidémies et la minimisation de l’impact environnemental, augmentant ainsi la durabilité de l’aquaculture (tableau 3).
5. Adoption d’additifs alimentaires fonctionnels
Les politiques gouvernementales, telles que les restrictions/interdictions d’utilisation d’antibiotiques, ont conduit à la quête du développement d’additifs sûrs et efficaces pouvant servir d’alternative aux antibiotiques, donnant naissance à l’idée d’additifs fonctionnels en aquaculture. Cela valide le dicton selon lequel la nécessité est mère d’invention. L’identification d’additifs alimentaires aux propriétés exceptionnelles a commencé par la recherche et s’est étendue aux essais sur le terrain et à la garantie que les additifs alimentaires utilisés dans la formulation des aliments sont conformes aux normes, limites, exigences de contenu et autres spécifications déterminées par la réglementation, le processus d’obtention d’une licence et la commercialisation. L’industrie des aliments fonctionnels a vu l’essor de nombreux produits commerciaux destinés aux différents stades de vie des animaux d’élevage. Parmi les exemples d’aliments fonctionnels commerciaux, citons Z Pro de Zeigler et Bactocell de Lallemand Animal Nutrition (pour les poissons et les crevettes), le prémélange Hinter Aquafeed de Hinter (pour les poissons et les crustacés), Sanacore*GM d’Adisseo (pour les poissons), Leiber @ Bet-S de Leiber et Nucleforce de Bioberica (tous deux pour les poissons et les crustacés). Les avantages des additifs alimentaires fonctionnels ont été pris en compte grâce à la sensibilisation des praticiens et des parties prenantes de l’aquaculture (à la recherche de solutions innovantes pour améliorer la croissance, la production et la santé des animaux aquatiques) via des séminaires et des publications scientifiques. La demande d’aliments fonctionnels est en hausse ; sa croissance devrait augmenter à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 4,3 % entre 2023 et 2030. Les facteurs à l’origine de la demande d’aliments fonctionnels sont l’augmentation de la demande de produits aquacoles, la quête d’amélioration de la croissance animale, la rentabilité, la prévention/résistance aux maladies et la prévention et l’élimination des parasites. Les additifs alimentaires fonctionnels sont utilisés dans les élevages de carpes, de crevettes, de poissons-chats et dans presque tous les élevages aquatiques terrestres.
Les aliments fonctionnels ont été largement adoptés en Asie, en Europe et en Amérique du Nord, probablement parce que ces régions disposent d’industries aquacoles bien établies. En Chine, les additifs alimentaires fonctionnels sont classés en fonction de la fonction particulière attribuée à leur utilisation. Ces classifications comprennent les aliments préventifs contre les maladies, les aliments améliorant la croissance, les aliments de soins de santé et les aliments améliorant la qualité des filets. Par exemple, les aliments fonctionnels contenant de l’astaxanthine améliorent la couleur des filets, ce qui conduit à une meilleure acceptation par les consommateurs. La couleur pourrait faire que le produit soit classé comme un produit haut de gamme, ce qui entraînerait des prix et une rentabilité plus élevés. Ainsi, en raison des avantages tirés des aliments fonctionnels, ainsi que du respect des exigences de durabilité, les aliments fonctionnels pourraient supplanter les aliments traditionnels dans l’aquaculture, en particulier dans les pays développés/les fermes aquacoles à grande échelle. Cependant, dans les pays en développement/les fermes à petite échelle, les aliments traditionnels pourraient persister en raison du coût associé aux aliments fonctionnels, ce qui augmenterait le coût des produits au point que les consommateurs de la localité pourraient ne pas être en mesure de les acheter.
6. Défis associés aux additifs alimentaires fonctionnels
Bien que les additifs alimentaires fonctionnels soient bénéfiques pour améliorer les performances de croissance, la santé et l’immunité globale des espèces ciblées, ils ne sont pas exempts de limites. Les additifs alimentaires fonctionnels contiennent des additifs spécialisés qui peuvent augmenter le coût de l’alimentation et le coût de production, ce qui rend les aliments fonctionnels plus chers que les aliments traditionnels. La formulation d’un aliment fonctionnel efficace nécessite une compréhension approfondie des besoins nutritionnels des espèces ciblées. Par conséquent, l’incorporation d’additifs fonctionnels, tels que les probiotiques et les prébiotiques, peut nécessiter une expertise en nutrition des poissons et en formulation d’aliments. Ironiquement, l’application de phytogéniques, qui semble moins technique que d’autres additifs, peut également nécessiter une expertise. De plus, l’utilisation de certains additifs alimentaires dans les aliments pour l’aquaculture peut dépendre de l’approbation réglementaire ; l’obtention de l’approbation pour de nouveaux additifs peut être longue et compliquée, retardant la commercialisation de l’aliment. L’une des raisons pour lesquelles une telle innovation est vérifiée est de s’assurer que la consommation d’animaux issus de cette innovation n’est pas préjudiciable aux humains/consommateurs. Certains additifs fonctionnels peuvent être sensibles à des facteurs environnementaux tels que la température et l’humidité, ce qui affecte leur stabilité et leur durée de conservation. Le maintien de la stabilité de ces additifs pendant le processus de production d’aliments et leur durabilité pendant le stockage présentent une difficulté technique. Cela peut être minimisé en utilisant la micro-encapsulation, qui protège les additifs pendant la production et le stockage. Les additifs alimentaires fonctionnels ne sont efficaces que lorsqu’ils sont administrés quelques jours ou semaines avant le début d’une maladie. On ne peut pas prédire quand une maladie peut survenir, ce qui signifie que les FFA doivent être utilisés en continu/par intermittence dans les fermes pour être efficaces car une fois la maladie commencée, les FFA ont une capacité limitée à traiter cette maladie. En raison de cette limitation dans le traitement des maladies, une forte dépendance aux antibiotiques et aux chimiothérapies pour traiter les maladies est toujours enregistrée dans l’aquaculture. Comme dans les situations réelles, certains aliments fonctionnels peuvent ne pas être aussi appétissants pour certains animaux que les aliments traditionnels/conventionnels. Cela peut entraîner une consommation alimentaire inadéquate, compromettant ainsi l’essence même de l’aliment fonctionnel. La quantité d’additif alimentaire dans les aliments fonctionnels est essentielle, car un excès peut entraîner des problèmes d’appétence, et une quantité trop faible peut être insuffisante pour mettre en valeur les attributs de l’additif. Le neem est connu pour avoir un goût amer ; par conséquent, une concentration élevée dans les régimes alimentaires entraîne une appétence réduite. Pour minimiser les problèmes d’appétence des aliments, les aliments fonctionnels peuvent être introduits dans les aliments dès le plus jeune âge et non après que les papilles gustatives de l’animal se soient familiarisées avec un régime alimentaire particulier. De plus, des arômes synthétiques, tels que ceux obtenus à partir de mélanges d’acides aminés (par exemple, des mélanges d’arginine, d’alanine et de glycine) ou le mélange de solvants hydrosolubles tels que le propylène glycol avec des produits chimiques aromatiques comme la triméthylamine, la 2-acétylpyrazine, la 2-acétylpyridine et le sulfure de diméthyle, peuvent être appliqués dans les aliments pour réduire les problèmes d’appétence.
De plus, l’acceptabilité commerciale des produits aquacoles nourris avec des régimes fonctionnels peut être influencée par la perception des aliments fonctionnels par le consommateur. Par conséquent, les consommateurs doivent être éclairés sur les avantages associés aux aliments fonctionnels. De plus, les régimes fonctionnels peuvent influencer les propriétés sensorielles des produits aquacoles. Par exemple, les poissons nourris avec des régimes complétés par des additifs phytogéniques comme l’ail ont eu la saveur de l’ail incorporée dans leurs filets (observation personnelle), ce qui peut être répulsif pour les consommateurs sensibles/allergiques à l’ail. La perception des produits aquacoles affecte à la fois la demande et l’offre du produit. Un changement de régime alimentaire d’une alimentation avec additifs phytogéniques à une alimentation sans additifs peut être effectué quelques semaines avant la récolte pour épuiser la concentration phytogénique dans les tissus. De plus, on ne sait pas si l’utilisation de probiotiques entraînera une résistance aux antimicrobiens, car il a été signalé que les probiotiques possèdent des gènes de résistance aux antimicrobiens ou développent des tendances à entraîner une résistance aux antimicrobiens, ce qui est l’une des raisons pour lesquelles l’utilisation d’antibiotiques est déconseillée.
7. Conclusions
Cette étude expose les avantages des additifs alimentaires fonctionnels pour l’aquaculture et la manière dont ils contribuent à minimiser les défis de durabilité associés à l’aquaculture. Les différentes publications examinées ont montré que l’application d’additifs alimentaires fonctionnels en aquaculture réduit le stress, facilite la digestion, améliore la croissance et la qualité de l’eau, augmente les chances de survie des animaux aquatiques après une exposition à des infections, réduit les infestations parasitaires et réduit l’empreinte de l’aquaculture sur l’environnement. Les additifs alimentaires, qui offrent tous ces avantages, sont un plus pour l’agriculteur car ils augmentent la rentabilité, réduisent la dépendance aux antibiotiques et atténuent le coût d’achat des antibiotiques, ainsi que d’autres effets associés à leur utilisation. Tous ces avantages dérivés des additifs alimentaires fonctionnels en font des superaliments. L’initiative des additifs alimentaires fonctionnels reste une avancée significative pour l’aquaculture ; cependant, des recherches supplémentaires doivent être menées pour déterminer la meilleure combinaison et quantité d’additifs alimentaires fonctionnels qui entraîneraient plus d’avantages que ceux obtenus actuellement.
Source : Onomu, A.J.; Okuthe, G.E. The Role of Functional Feed Additives in Enhancing Aquaculture Sustainability. Fishes 2024, 9, 167. https://doi.org/10.3390/fishes9050167
