EFFET DE L’INCLUSION D’ACIDE DE HOUBLON COMME ADDITIF ALIMENTAIRE SUR LE TILAPIA DU NIL (Oreochromis niloticus)

Les acides de houblon, dérivés de la levure de bière usée, présentent de fortes propriétés antimicrobiennes qui pourraient améliorer la durabilité économique et environnementale de l’aquaculture. Un essai de 56 jours a été mené avec le tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) pour évaluer les effets des acides de houblon (Humulone et Lupulone) sur les paramètres de production, l’activité du lysozyme et les caractéristiques des filets. Les résultats n’ont pas indiqué de changements significatifs dans la production globale, à l’exception de l’indice viscéro-somatique. Bien que le traitement alimentaire avec environ 300mg acides de houblon/kg ait montré un poids moyen de poisson légèrement plus élevé, il n’y avait pas de différences notables dans la couleur ou l’arôme des filets par rapport au groupe de contrôle. Il est important de noter que l’inclusion d’acides de houblon n’a pas eu d’effet négatif sur le poisson. Bien que l’étude n’ait pas démontré de bénéfices significatifs de la supplémentation en acides de houblon, l’absence d’effets négatifs suggère un potentiel d’utilisation des sous-produits de brasserie dans les formulations d’aliments pour poissons.

1. INTRODUCTION

L’aquaculture continuant d’être le principal producteur de fruits de mer, de nouvelles pratiques visant à maximiser le rendement, telles que l’élevage à haute densité et les aliments formulés, sont nécessaires pour répondre à la demande croissante de fruits de mer tout en tenant compte de l’augmentation des coûts opérationnels (FAO, 2024). Dans les aliments formulés, les additifs alimentaires fonctionnels sont essentiels pour les producteurs car ils peuvent potentiellement améliorer l’efficacité alimentaire, stimuler la croissance et soutenir la santé immunitaire (Alemayehu et al., 2018). Les additifs tels que les pré- et probiotiques, comme Saccharomyces cerevisiae alimentaire dans l’alimentation du tilapia, peuvent améliorer la santé intestinale pour aider à améliorer la digestibilité et le gain de poids (Abu-Elala et al., 2013). Lorsqu’elles sont ajoutées à l’alimentation du tilapia, les substances phytogènes telles que Moringa oleifera (Gbadamosi et al., 2016) et Allium sativum (Metwally, 2009) ont permis de réduire le stress oxydatif et d’améliorer la réponse immunitaire. Par conséquent, les additifs alimentaires peuvent être utilisés pour soutenir la production de poissons plus sains, y compris le tilapia, et conduire à de meilleurs résultats économiques pour les producteurs et les agriculteurs.

Les acides de houblon pourraient constituer un nouvel additif alimentaire potentiel pour l’aquaculture. Présents dans le houblon, Humulus lupulus, les acides de houblon sont bien connus pour leur activité antimicrobienne contre les bactéries gram-positives (Shimwell, 1937). Efficace à des concentrations aussi faibles que 10-25 ppm (Cocuzza & Peifer, 2021), le houblon a traditionnellement été incorporé dans la production de bière en tant qu’antimicrobien puissant. Les acides de houblon en tant qu’additifs alimentaires ont été étudiés dans l’alimentation du bétail et ont permis d’améliorer la fermentation ruminale (Wang et al., 2010) et de réduire la production de méthane par les microbes (Blaxland et al., 2021). En outre, les acides de houblon ont également été associés à des activités antioxydantes, anticancéreuses et anti-inflammatoires chez l’homme (Olšovská et al., 2016 ; Puligundla et al., 2020 ; Van Cleemput et al., 2009), ce qui pourrait présenter des avantages supplémentaires pour la production aquacole. L’utilisation des acides de houblon en tant qu’antimicrobiens naturels peut également séduire les consommateurs et constituer ainsi un additif alimentaire utile pour les producteurs aquacoles.

Les acides de houblon sont un composant important de la levure de bière épuisée (SBY), leur utilisation en tant que supplément protéique dans l’alimentation des poissons offre un potentiel d’amélioration de la durabilité économique et environnementale dans les opérations d’aquaculture. La levure de bière épuisée est un sous-produit majeur de l’industrie brassicole qui fait actuellement l’objet de recherches en tant que nouveau supplément protéique pour l’aquaculture (Covert et al., 2025 ; Jaeger et al., 2020). Au cours du processus de brassage, les acides de houblon sont adsorbés sur les cellules de levure, devenant ainsi un composant difficile à séparer du SBY. La concentration des acides de houblon présents dans la levure sèche peut varier considérablement d’un style de bière à l’autre, allant de 60 à 3 000 μg d’acide de houblon/gramme de levure sèche (Bryant & Cohen, 2015).

Alors que des recherches antérieures ont initialement étudié l’efficacité antimicrobienne des AH en aquaculture (Barnes et al., 2012 ; Lee et al., 2022), peu d’attention a été accordée à des applications plus larges. Dans les systèmes terrestres, divers modèles animaux ont exploré l’inclusion d’acides de houblon dans les aliments pour animaux, révélant une augmentation des taux de croissance chez les porcs (Sbardella et al., 2016), une amélioration des taux de croissance chez les volailles (Bortoluzzi et al., 2014), une réduction de la production de méthane chez les ruminants (Pszczolkowski et al., 2016), et une réduction de la production d’ammoniac chez les caprins (Flythe, 2009). La saveur amère distinctive, l’arôme puissant et le pigment vert caractéristique du houblon soulèvent des inquiétudes quant à son incorporation dans l’alimentation des poissons, comme en témoignent les recherches antérieures sur les additifs alimentaires affectant la couleur (Oehlenschläger & Ostermeyer, 2016) et l’arôme (Jones et al., 2016) du filet final.

Compte tenu des avantages potentiels et des possibilités d’incorporation des acides de houblon dans les aliments, l’objectif de cette étude était d’évaluer de manière exhaustive l’impact de l’inclusion des acides de houblon sur diverses mesures de la croissance et de la santé au cours d’un essai alimentaire contrôlé afin d’acquérir une compréhension globale de leur potentiel en tant qu’additif alimentaire dans l’aquaculture.

2. MÉTHODES :

   2.1 Aperçu de l’expérience

L’étude a consisté en un essai d’alimentation de 56 jours visant à évaluer l’impact de l’acide houblon sur la croissance du tilapia du Nil. Quatre concentrations différentes d’acides de houblon ont été testées : environ 0, 60, 300 et 1200 mg/kg d’aliment. Des mesures hebdomadaires du poids des poissons ont été effectuées pour évaluer la croissance, et l’indice de consommation a été calculé pour analyser les schémas de croissance. D’autres mesures, notamment le facteur de condition (FC), le rendement en filets (FY) et l’indice viscéro-somatique (VSI), ont été enregistrées à la fin de l’essai afin d’évaluer la composition interne du poisson. Les évaluations de la santé ont été effectuées en mesurant l’indice hépatosomatique (HSI), tandis que les effets antimicrobiens ont été évalués par l’activité du lysozyme dans les échantillons de sang.

   2.2 Conditions expérimentales

Toutes les procédures animales ont été approuvées par l’IACUC de l’université de Floride. L’essai a été réalisé dans un système de flux au laboratoire aquatique, utilisant douze réservoirs circulaires de 2082 L. L’eau provenait d’aquifères souterrains. L’eau provenait d’aquifères souterrains et était filtrée avant d’entrer dans les réservoirs. Chaque bassin était équipé d’un système d’aération pour garantir des conditions optimales. Quatre-vingt-seize tilapias du Nil juvéniles ont été acclimatés pendant sept semaines avant l’essai, au cours desquelles ils ont été nourris avec des aliments commerciaux pour tilapias jusqu’à ce qu’ils atteignent un poids moyen d’environ 36,03 g. Les poissons ont été triés dans les bassins pour assurer une répartition égale des poids avant le début de l’essai.

    2.3 Conception des aliments et production

Quatre régimes de traitement avec différentes concentrations d’acides de houblon ont été formulés pour l’étude. Un régime de base a été dérivé d’un aliment expérimental précédent pour tilapia, auquel ont été ajoutés des acides de houblon sous forme d’extraits liquides. La concentration d’acides de houblon a été calculée sur la base d’un remplacement de 40 % des protéines de la farine de poisson par de la levure de bière épuisée (SBY). Les traitements comprenaient des concentrations faibles (60 mg/kg), moyennes (300 mg/kg), élevées (1200 mg/kg) et un contrôle (pas d’acides de houblon). Les formulations visaient à reproduire les profils des acides de houblon trouvés dans différentes sources de SBY provenant de brasseries artisanales et multinationales, garantissant une évaluation complète des effets des acides de houblon sur le tilapia.

   2.4 Analyse chimique

Les méthodes utilisées pour analyser les paramètres de qualité de l’eau ont été adaptées des protocoles établis par la HACH et l’American Public Health Association. Des paramètres clés tels que la température de l’eau, la concentration en oxygène dissous, le pH, les niveaux de nitrite et de nitrate ont été contrôlés tout au long de l’essai, afin de garantir une qualité constante de l’eau dans les bassins à circulation. La température de l’eau a été maintenue à 26,5 ± 1,2 °C, tandis que les niveaux d’oxygène dissous et de pH ont été maintenus à 6,1 ± 0,4 ppm et 8,1 ± 0,2, respectivement. En outre, les niveaux de nitrite et de nitrate ont été soigneusement contrôlés, ce qui démontre l’approche rigoureuse adoptée pour maintenir des conditions optimales pour les tilapias.

Avant l’essai, une analyse proximale et minérale approfondie des aliments de traitement a été réalisée par un laboratoire tiers afin de s’assurer qu’ils répondaient aux exigences nutritionnelles nécessaires à la croissance des tilapias. L’analyse a confirmé que les formulations d’aliments respectaient les directives nutritionnelles établies par Nguyen et al. (2018), ciblant une composition de base sèche d’environ 7 % de matières grasses et 38 % de protéines. Ce processus de formulation minutieux était crucial pour soutenir la santé et la croissance des tilapias tout au long de la période expérimentale.

2.5 Échantillonnage

À la fin de l’essai de 56 jours, huit poissons ont été sélectionnés au hasard dans chaque groupe de traitement (CTRL, LOW, MED, HIGH) en fonction de la concentration d’HA dans leur alimentation. Les poissons de trois réservoirs partageant le même traitement ont été rassemblés pour être disséqués. Chaque poisson a été euthanasié à l’aide d’une solution tamponnée de méthanesulfonate de tricaïne, après quoi leur poids et leur longueur ont été enregistrés pour la mesure du facteur de condition. Le sang a été prélevé dans les vaisseaux caudaux à l’aide d’une seringue et d’une aiguille, distribué dans des tubes recouverts d’EDTA pour éviter la coagulation, et stocké sur de la glace pour une analyse ultérieure de l’activité du lysozyme. En outre, les viscères et les échantillons de foie ont été prélevés et pesés pour les indices viscéraux et hépatosomatiques, tandis que les carcasses ont été découpées en filets pour une analyse plus approfondie, y compris l’évaluation de l’arôme et de la couleur.

2.6 Activité du lysozyme

Après l’échantillonnage, les échantillons de sang ont été centrifugés pour séparer le plasma, qui a ensuite été stocké à -80°C jusqu’à l’analyse. L’activité du lysozyme dans le plasma a été mesurée à l’aide d’un kit de dosage commercial basé sur la fluorescence. Ce test détecte l’activité du lysozyme en évaluant son effet sur les parois cellulaires de Micrococcus lysodeikticus, avec une sensibilité allant jusqu’à 20 U/mL. La mesure de l’activité du lysozyme était cruciale pour l’analyse des effets antimicrobiens des acides de houblon, car cette enzyme joue un rôle important dans la réponse immunitaire innée des poissons.

2.7 Performance de croissance des poissons

Les paramètres de production des poissons, y compris les taux de survie, l’indice de consommation et la prise de poids, ont été évalués dans les quatre groupes de traitement. Des évaluations quotidiennes ont été effectuées pour contrôler les taux de survie et tout effet indésirable entraînant la mortalité des poissons. Des mesures hebdomadaires de la prise de poids et du taux de fécondité ont été enregistrées pour chacun des 12 réservoirs. À la fin de l’essai d’alimentation, divers indices de santé tels que l’indice hépatosomatique (IHS), l’indice somatique viscéral (IVS), le facteur de condition (FC) et le rendement en filets (RF) ont été calculés à partir des spécimens récoltés dans chaque groupe de traitement afin d’évaluer la croissance globale et les performances nutritionnelles.

2.8 Évaluation sensorielle

Des filets dépouillés et désossés de poissons nourris avec des aliments de différentes concentrations ont été comparés à l’aide d’un panel de consommateurs. Les filets ont été cuits à 180°C pendant 8 minutes selon la méthode de préparation de Turchini et al. (2003).

2.9 Évaluation de la couleur

Les filets de chaque traitement ont été débarrassés de toute arête, dépouillés et coupés en cubes de 1 cm de côté avant d’être placés dans un gobelet en plastique transparent et scannés pour leur couleur Hunter LAB à l’aide d’un MiniScan XE (HunterLab, Reston, VA, USA). En raison de la coloration foncée des acides du houblon (alpha, bêta et iso-alpha), le LAB a été enregistré pour déterminer si un transfert potentiel de couleur de l’AH a été trouvé dans le filet de poisson.

2.10 Analyse statistique

Toutes les données ont été supposées normalement distribuées et les résidus du modèle étaient hétéroscédastiques. Des ANOVA à un et à deux sens suivies du test de Dunnett ont été réalisées en utilisant une combinaison de RStudio.

3 RÉSULTATS

 Les résultats de cette étude sur les effets des acides de houblon (HA) en tant qu’additif alimentaire dans l’aquaculture du tilapia indiquent que si les acides de houblon n’ont pas modifié de manière significative les paramètres de croissance ou les réponses immunitaires, ils peuvent néanmoins offrir des avantages sans avoir d’impact négatif sur les qualités sensorielles.

4. Implications pour l’aquaculture durable

L’étude met en évidence le potentiel des acides de houblon en tant qu’additifs alimentaires durables, en particulier lorsqu’ils sont combinés à de la levure de bière épuisée. Cela correspond à la demande des consommateurs pour une production alimentaire respectueuse de l’environnement et peu transformée. Cependant, les conditions de laboratoire contrôlées limitent l’applicabilité des résultats à l’aquaculture commerciale, où la qualité de l’eau et les défis microbiens varient. Les recherches futures devraient se concentrer sur des essais à grande échelle et explorer les interactions entre les acides de houblon et d’autres composants alimentaires afin d’optimiser les formulations d’aliments.

 5. Conclusion

 Bien que les acides de houblon n’aient pas eu d’impact significatif sur les paramètres de croissance ou les réponses immunitaires du tilapia, leur inclusion dans les aliments constitue une voie prometteuse pour des pratiques d’aquaculture durables sans compromettre la qualité sensorielle.

Source : Lee, J. K., Farzad, R., Lee, T., Ying Chuah, S. X., Omidvar, R., Sims, C., Zhang, B., Ropicki, A., & MacIntosh, A. J. (2025). Effect of hop acid inclusion as a feed additive on Nile tilapia, Oreochromis niloticus, production, lysozyme activity, fillet color, and aroma. Journal of the World Aquaculture Society, 56(2), e70014. https://doi.org/10.1111/jwas.70014.