NUTRITION ET ALIMENTATION DES ANIMAUX AQUATIQUES POUR UNE PRODUCTION AQUACOLE DURABLE

Par Dawit Adisu Tadese. Institut éthiopien de recherche agricole, Centre national de recherche sur la pêche et d’autres formes de vie aquatique. Sebeta. Éthiopie.

Au cours de la dernière décennie, le monde a été témoin d’une croissance spectaculaire des industries aquacoles dans de nombreux pays en développement. Il est clairement établi que la production aquacole mondiale va continuer à augmenter, en grande partie dans les pays en développement d’Asie et d’Afrique, grâce à l’expansion de l’aquaculture semi-intensive à petite échelle en étang. La nutrition et l’alimentation jouent un rôle central et essentiel dans le développement durable de l’aquaculture et, par conséquent, les ressources en aliments pour animaux continuent de dominer les besoins de l’aquaculture. Ce document passe en revue un certain nombre de questions spécifiques dans les domaines de la nutrition et de l’alimentation des animaux aquatiques qui sont essentielles pour une production aquacole durable dans les pays industrialisés et les pays en développement. Tout en discutant des besoins en nutriments des poissons dans les conditions d’élevage, la possibilité d’accéder aux bases de données existantes sur les besoins en nutriments est examinée, ainsi que leur application pour l’établissement de principes nutritionnels généraux. Un accent particulier est mis sur la compréhension de la contribution de la nourriture naturellement disponible dans l’aquaculture semi-intensive et sur son rôle dans le développement d’une stratégie de gestion de l’alimentation à la ferme.

1. Introduction

L’aquaculture était connue dans l’Empire romain et en Chine il y a 2000 ans comme une pratique agricole ancienne (Balon 1995 ; Dunham et al., 2000). Cependant, au cours des dernières décennies et depuis les années 1980, le secteur de l’aquaculture a connu une croissance et un développement spectaculaires pour devenir une activité mondiale produisant d’énormes quantités pour le marché. D’autre part, les pêches de capture marines atteignent un plateau ou diminuent, alors que la population mondiale augmente (Dunham 2004). Le nombre estimé de poissons à nageoires dans le monde est d’environ 28500 espèces vivant dans les océans, les estuaires, les rivières, les ruisseaux, les lacs et les étangs, et environ 40% de ces poissons sont des espèces d’eau douce et existent particulièrement dans les régions subtropicales et tropicales (Huntingford et al., 2012). Le principal critère qui détermine la pertinence de certaines espèces pour l’aquaculture est le taux de croissance et la production dans des conditions d’élevage (Pillay et al., 2005). Ainsi, en pisciculture (aquaculture), la nutrition est essentielle car l’alimentation représente généralement environ 50 % des coûts de production variables. La nutrition des poissons a connu des progrès spectaculaires ces dernières années grâce au développement de nouveaux régimes commerciaux équilibrés qui favorisent une croissance et une santé optimales des poissons. En aquaculture, comme dans toutes les opérations de production animale, les paramètres impliqués dans la gestion de la nutrition doivent être évalués afin de trouver un équilibre entre les considérations commerciales, environnementales et qualitatives (FAO 2020). Ce secteur cherche à offrir des avantages sociaux et économiques tout en produisant des aliments très frais (Tadese et al., 2021). Il est essentiel de souligner que la croissance des activités aquacoles est inextricablement liée à la nutrition des poissons, qui a un impact direct sur la qualité des produits. Dans ce contexte, l’aquaculture nécessite une optimisation de la nutrition afin de développer correctement les poissons dans le but de générer des repas de haute qualité (Hasan 2001). L’utilisation d’aliments artificiels en aquaculture, d’autre part, dépend de la compréhension du comportement alimentaire des poissons et de leurs besoins nutritionnels. L’objectif est de fournir des nutriments de haute qualité. Le but est de fournir aux poissons des nutriments de haute qualité dans des conditions physiques acceptables.

   1.1 Besoins nutritionnels des poissons en aquaculture

Les régimes alimentaires des poissons doivent contenir tous les nutriments essentiels et l’énergie nécessaire pour répondre aux besoins physiologiques des poissons en croissance. Les acides aminés, les acides gras, les vitamines, les minéraux et les macronutriments énergétiques sont tous des éléments essentiels pour les poissons (protéines, graisses et hydrates de carbone). Les protéines sont nécessaires dans l’alimentation pour obtenir des acides aminés, qui sont ensuite utilisés pour construire de nouvelles protéines ou maintenir les protéines existantes dans les tissus, les protéines excédentaires étant transformées en énergie. Dans l’alimentation, les lipides fournissent les acides gras nécessaires ainsi que de l’énergie. Chez les poissons, les lipides sont des composants structurels essentiels des membranes et servent de précurseurs aux hormones stéroïdiennes et aux prostaglandines. En outre, les lipides influencent la quantité d’acides gras insaturés dans les poissons, mais leur capacité à utiliser les glucides alimentaires comme source d’énergie varie en fonction de l’espèce et de leur régime naturel. Les glucides peuvent fournir de l’énergie aux poissons, mais leur capacité à le faire varie en fonction de l’espèce et de son régime alimentaire naturel. Les vitamines sont des molécules chimiques essentielles à la survie, à la croissance et au développement des poissons. Les poissons sont incapables de produire les vitamines nécessaires à leur alimentation. Les minéraux sont classés en deux types en fonction de la demande : les microminéraux et les microminéraux. Ils sont essentiels à la formation des groupes fonctionnels d’enzymes et d’hormones, ainsi qu’au contrôle de la production de protéines.

       1.2 Digestibilité des nutriments

La digestibilité des nutriments dans l’alimentation peut affecter l’aquaculture, l’efficacité de la production et l’impact sur l’environnement. La biodisponibilité ou digestibilité de l’alimentation est la proportion de nutriments contenus dans la nourriture qui est digérée et absorbée par le poisson. Les données sur la digestibilité et l’énergie digestible disponible des ingrédients alimentaires dans les régimes alimentaires des poissons sont essentielles pour optimiser les formulations alimentaires. Des aliments mal digérés entraînent une croissance limitée et des excréments riches en nutriments, qui polluent l’environnement. Par conséquent, la digestibilité des nutriments et le potentiel de rétention des nutriments et des déchets doivent être pris en compte pour une production animale efficace et durable lors de l’examen des formulations alimentaires. Les poissons ont la capacité d’utiliser les lipides comme source d’énergie et d’économiser les protéines pour le dépôt et la croissance, de sorte que l’inclusion de lipides dans les régimes alimentaires des poissons est importante pour la croissance et l’énergie. La plupart des aliments commerciaux sont aujourd’hui formulés pour augmenter les performances de croissance en exploitant l’effet des économies de protéines réalisées par les lipides à haute énergie, ce qui permet à la majeure partie des protéines alimentaires de se transformer en chair.

2. Nutrition, alimentation et santé des poissons

Les poissons ont besoin de composés organiques et inorganiques, représentés par les macronutriments et les micronutriments, pour leur énergie, leur maintien, leur croissance, leur reproduction, leur immunité et ainsi de suite ; les macronutriments lipidiques comprennent les protéines, les hydrates de carbone et les micronutriments comprennent les vitamines, les minéraux, les substances attractives, etc. Certains processus métaboliques et la croissance des poissons dépendent de l’obtention de quantités adéquates de certains nutriments indispensables qui ne peuvent pas être synthétisés de novo et doivent être acquis par le biais du régime alimentaire. Si le régime alimentaire manque ou présente des quantités déficientes d’un ou de plusieurs des nutriments indispensables, le poisson présentera certains symptômes. Parmi ceux-ci, on peut citer une réduction de l’IF et de la croissance, des troubles métaboliques, un développement irrégulier, une coloration du corps et un comportement inhabituel [4].

    2.1 La fonction des macronutriments alimentaires dans la nutrition des poissons

Le principal composant de l’alimentation des poissons est la protéine car elle offre l’indispensable et le dispensable (AA) pour synthétiser les protéines corporelles et fournit en partie l’énergie pour l’entretien (Gan et al., 2012). En plus d’être un constituant important et le plus coûteux des régimes alimentaires pour les espèces cultivées, les protéines sont le matériau de construction pour la croissance des poissons et remplissent une grande variété de fonctions biologiques jouant un rôle clé dans pratiquement tous les processus biologiques dans le corps (Cyrino2008). En outre, elles sont importantes pour la régulation de l’expression des gènes, des enzymes et des hormones (Steffens, 1988). Les hydrates de carbone sont également un composant organique principal des animaux et sont présents dans le corps des poissons en petites quantités. Cette classe de macronutriments comprend les sucres (glucose) et leurs polymères (glycogène). Les poissons peuvent synthétiser des glucides à partir d’AA et d’acides gras (AG), ils ne sont donc pas des nutriments essentiels (Huntingford et al., 2012).

Les lipides peuvent se séparer en lipides polaires (phospholipides) qui jouent un rôle structurel et en lipides neutres responsables du stockage de l’énergie (formes triacylglycérols) et esters. De même, tous les acides gras (AG) jouent les rôles mentionnés ci-dessus, tandis que certains spécifiques ont des rôles importants dans la régulation et le contrôle du métabolisme, et une quantité suffisante de lipides/AG doit être satisfaite en énergie brute et en besoins spécifiques pour les AG fonctionnels essentiels, les stérols et les phospholipides (Lee, 2015).

3. Aliments extrudés

Le processus d’extrusion est une combinaison d’humidité, de cisaillement mécanique, de pression et de température. Il est utilisé depuis près d’un siècle dans l’industrie alimentaire et ses conséquences sont des changements chimiques et physiques, tels que la réduction de la taille des particules d’ingrédients, la gélatinisation de l’amidon et l’inactivation des enzymes (Cheng et al., 2003). Cette technique de production d’aliments améliore généralement la digestibilité des protéines végétales (Srihara et Alexander, 1984). Cependant, les aliments extrudés coûtent 10 à 15 % de plus que les aliments granulés conventionnels (Nates 1984). Des études menées pour étudier l’effet des aliments extrudés dans les régimes alimentaires ont montré que l’extrusion pouvait diminuer la teneur en facteurs antinutritionnels tels que les lectines, les glycosides cyanogènes et les inhibiteurs (trypsine, protéase et inhibiteurs) (Adamidou et al., 2009 ; Barrows 2007 ; Francis 2001 ; Drew 2007), et améliorer l’utilisation des protéines (Gaylord 2008).

4. Acides aminés

Toutes les protéines contiennent des groupements du même ensemble de 20 AA, dont la plupart ont peu ou pas d’activité biologique inhérente sous leur forme libre. Sur les 20 acides aminés présents dans les protéines (chez certaines espèces), 10 ne sont pas synthétisés par les animaux et doivent donc être acquis via l’alimentation (Huntingford et al., 2012).

    4.1 Utilisation des acides aminés

 L’utilisation des AA peut être affectée par plusieurs facteurs, tels que la structure chimique des AA, les facteurs biologiques et la composition du régime alimentaire (NRC, 2011). La disponibilité des AA, en particulier lorsqu’ils sont fournis conjointement avec des hydrates de carbone, régule et augmente la synthèse des protéines (Bender, 2012). Les comportements alimentaires des poissons sont principalement classés en phases d’alerte, d’appétit et de consommation, cette dernière phase consistant en la prise de nourriture et le rejet ou l’ingestion, et les AA sont des stimulants efficaces pour chacune de ces phases (Houlihan, 2001). Les principales substances pouvant être produites après les processus de catabolisme des acides aminés par les animaux sont des composés organiques assez simples tels que le nitrate, le nitrite, l’urée, l’acide urique, les sels d’ammonium et les purines) et l’excès d’AA pendant l’état nourri pour les besoins de la synthèse des protéines ne sont pas stockés mais sont catabolisés (Lovell, 1989).

   4.2 La fonction des acides aminés

Outre la fonction principale de composant nécessaire à la synthèse des polypeptides et autres substances azotées, ils ont cinq rôles essentiels dans la régulation et la nutrition des animaux ; ces rôles majeurs peuvent être joués dans la signalisation cellulaire, la défense antioxydante, la détection chimique, la régulation épigénétique, la transcription et les modifications protéiques ; en outre, ces nutriments jouent d’autres rôles dans la croissance, le développement, la survie, la prévention des maladies et le traitement de certains troubles (systèmes digestif, musculaire, reproductif et cardiovasculaire) (Wu G 2013). De même, les organismes peuvent synthétiser à partir des acides aminés d’importants produits biologiques tels que les plumes, les écailles, les anticorps, les enzymes et les hormones (Lee 2015). Fafournoux, Bruhat (2000) ont affirmé que les acides aminés pourraient jouer clairement, conjointement avec les hormones, un rôle clé dans le contrôle et la modification des expressions génétiques aux niveaux de la transcription et de la stabilité de l’ARNm. Ils sont essentiels pour les poissons en tant que substrats énergétiques, pour la régulation des voies métaboliques (Andersen et al., 2016). Dans la figure suivante (Fig 1), Wu (2009) résume les rôles possibles des acides aminés.

Fig. 1 : Fonctions des AA dans la croissance, le développement et la santé des poissons, d’après Li, Mai (2008).

   4.3 Besoins en acides aminés essentiels (AAE) des poissons

Les études réalisées pour estimer les besoins des poissons en 10 acides aminés indispensables ont révélé des résultats significatifs variés en raison de la conception expérimentale, de la portée et des approches méthodologiques utilisées, que ce soit pour des espèces d’eau douce telles que le tilapia, la carpe commune, la barbue de rivière, le saumon, la carpe majeure indienne, la truite arc-en-ciel, etc. ou des espèces marines telles que la dorade, le bar, le flet, le turbot et d’autres (NRC 2011). Cowey (1994) a déclaré que le facteur particulier important dans les études des besoins en acides aminés. Les besoins de maintenance estimés par « A nonlinear mixed modeling approach » pour la majorité des AAE représentent une faible proportion des besoins globaux (moins de 10%) avec des exceptions significatives pour la phénylalanine et l’histidine et ne peuvent pas être considérés comme égaux pour tous les AAE (Acton, 2013).

   4.4 Acides aminés limitants

Les AA limitants des protéines sont les AAE présents en faible quantité par rapport aux besoins d’utilisation totale des protéines pour la synthèse des protéines tissulaires. En général, les légumineuses et les protéines animales sont limitées par leur teneur en méthionine et en cystéine, tandis que les protéines céréalières sont limitées par leur teneur en lysine (Bende, 2012). Les AAE synthétisés à partir de l’aspartate et nécessaires à l’alimentation des animaux non ruminants sont la lysine, la méthionine et la thréonine, et les principales cultures telles que le soja, le maïs et le riz sont pauvres en au moins l’un de ces trois AA (Singh 1999).

Les besoins en lysine des poissons se situent entre 40 et 50 g/kg de protéines alimentaires pour la plupart des espèces de poissons, la valeur de la méthionine se situe entre 20 et 30 g/kg de protéines alimentaires et celle de la thréonine entre 20 et 50 g/kg de protéines alimentaires, et il est difficile d’expliquer l’absence d’accord sur ces valeurs de besoins (D’Mello, 2003).

   4.5 Efficacité de l’utilisation des acides aminés cristallins (AAC)  alimentaires

L’ajout d’AAC dans les régimes alimentaires est directement absorbé par l’intestin grêle ; et les résultats de certaines études menées sur des humains et des animaux tels que les porcs, les poulets et les rats ont indiqué que les acides AAC ont des valeurs nutritionnelles élevées lorsqu’ils sont ajoutés à un régime déficient en ces acides aminés, d’autre part, la supplémentation de ces derniers avec la quantité appropriée est sans danger pour l’animal en général (Wu, 2013). L’utilisation des AAC dans l’alimentation aquatique devient de plus en plus importante en raison du coût de ces derniers qui est réduit avec les progrès de la biotechnologie et l’énorme production et disponibilité et deuxièmement, ils peuvent répondre aux exigences des profils d’AAE lorsqu’ils sont ajoutés à d’autres sources de protéines dans l’alimentation des poissons et des crevettes dans le cas de la substitution de la farine de poisson (NRC 2011).

Nutrition et santé

Plusieurs études ont été menées pour déterminer les besoins nutritionnels des poissons et des crustacés (Elfina Azwar et al., 2022 ; Silva et al., 2012 ; Nina et al., 2014). Un autre domaine d’étude de la nutrition aquacole qui a suscité un intérêt considérable est l’utilisation de sous-produits végétaux et animaux comme alternatives à la farine de poisson dans l’alimentation des poissons (Kathryn et al., 2004). Malheureusement, ces recherches étaient principalement axées sur l’amélioration de la croissance, de l’efficacité alimentaire et de la santé générale.

Avant d’adopter de nouvelles techniques immunostimulantes, il est clairement nécessaire d’améliorer la stabilité des immunostimulants, des micronutriments et des vaccins oraux, en particulier dans les conditions subtropicales et tropicales, ainsi que les informations nutritionnelles liées à l’utilisation efficace des vaccins et/ou de la chimiothérapie. En outre, le renforcement de la santé par une bonne alimentation permettrait non seulement de réduire le besoin de chimiothérapie, mais aussi d’éviter les épidémies catastrophiques. Les facteurs toxiques et antinutritionnels (qui empêchent l’assimilation efficace des nutriments) présents dans les ingrédients végétaux, les déséquilibres nutritionnels dans les aliments formulés, les facteurs toxiques adventices, les composés toxiques formés pendant le stockage et la transformation des aliments, ainsi que d’autres facteurs, peuvent tous avoir un impact négatif sur la santé des espèces cultivées et accroître leur sensibilité aux maladies. Bien que ces informations soient documentées et que des mesures adéquates lors de la formulation et de la transformation des aliments puissent réduire le risque (Devresse et al., 1997), des études supplémentaires sont nécessaires pour créer de meilleures techniques permettant de réduire ces conséquences négatives.

Conclusion

 Les industries aquacoles de nombreux pays en développement se sont considérablement développées au cours de la dernière décennie. L’aquaculture a ainsi contribué de manière significative à la sécurité alimentaire et à la réduction de la pauvreté. La production aquacole mondiale devrait encore augmenter, ce qui ne fera qu’accroître ces besoins. La fourniture d’aliments pour animaux continue de dominer les besoins de l’aquaculture, car la nutrition et l’alimentation sont cruciales pour la réussite de l’aquaculture. Une grande partie de l’augmentation de la production aquacole en Asie et en Afrique se fera très certainement par l’expansion de l’élevage semi-intensif en étang à petite échelle ; par conséquent, la disponibilité et le coût des ressources en aliments peuvent constituer des restrictions importantes pour ce développement. Dans un avenir proche, la farine de poisson restera le principal composant de l’aquaculture intensive d’espèces marines carnivores, bien qu’il existe un potentiel d’utilisation limitée de sous-produits animaux en tant que sources de protéines alternatives. Avec le développement de l’aquaculture intensive, les aquaculteurs doivent analyser attentivement l’impact de la charge en nutriments sur l’environnement aquatique et faire appel à la fois à la science et au jugement pour prévenir ces problèmes. En outre, il convient de maintenir un équilibre prudent entre l’environnement, la santé/résistance aux maladies et l’utilisation d’aliments pour animaux afin d’éviter que le système ne se dégrade, ce qui réduirait la valeur marchande et la confiance des consommateurs.

Source : Dawit Adisu Tadese. Aquatic animal nutrition and feeding for sustainable aquaculture production.  International Journal of Advanced Research in Biological Sciences. Volume 9, Issue 12-2022. DOI: http://dx.doi.org/10.22192/ijarbs.2022.09.12.015