30 mars 2011 – L’Arborial, Montreuil Séminaire INRA –DGAL 30 mars 2011 – L’Arborial, Montreuil PRATIQUES AGRICOLES INNOVANTES ET QUALITES NUTRITIONNELLES DES PRODUITS ALIMENTAIRES Peut-on modifier la qualité nutritionnelle de la chair en modulant le régime alimentaire ou les conditions d’élevage des poissons? Françoise MEDALE Unité Nutrition Métabolisme Aquaculture Pôle d’hydrobiologie INRA - St-Pée-sur-Nivelle

Diversité de composition "Le" poisson : une grande diversité d'espèces et d'origines 250 espèces sur le marché français mais une douzaine seulement = 70% des ventes Aquaculture Origine du poisson consommé (FAO 2010) Elevage: 46 % du marché mondial :  20% en France Asie: 89% de la production mondiale (Chine 62%) Couverture de la demande par des importations 70% en Europe, 85% en France Diversité géographique des habitats: espèces marines et d'eau douce d'eaux froides, tempérées ou tropicales Diversité des habitudes alimentaires: carnivores (85%), omnivores, herbivores Diversité de composition Europe: Saumon, truite Poissons marins: bar, daurade, turbot Asie: Carpes, tilapia, pangasius…

Caractéristiques nutritionnelles de la chair des poissons Protéines (16 à 22 %): teneur peu affectée par conditions d’élevage Minéraux P, Na, K: teneur dépendant du milieu d’élevage Oligoéléments Sélénium (x 2-4), Iode et Fluor (x10): milieu et alimentation Vitamines hydrosolubles B6, B12 et PP: teneur modulable par l’apport alimentaire jusqu’à un plateau correspondant à la saturation des capacités de stockage du tissu musculaire Vitamines liposolubles A, D, E: modulables par l’alimentation Lipides (0,5 à 20% selon espèces) : modulables par l’alimentation selon les espèces et la sélection génétique Des acides gras longs polyinsaturés ω3 : quantité très variable selon les espèces, leur alimentation et peut-être le génotype

Les lipides des poissons Caractérisés par leur richesse en AGPI n-3 longue chaine : EPA et DHA dans les phospholipides : fluidité membranaire nécessaire pour des animaux poïkilothermes (température du corps = température de l’eau) dans les lipides neutres (de réserve), reflétant la composition en acides gras du régime alimentaire dans la nature phytoplancton aquatique  invertébrés  poissons en élevage : huiles de poisson Grande plasticité du compartiment « lipides musculaires » - teneur en lipides - composition en acides gras Possibilité de modulation par les facteurs d’élevage, en particulier l’alimentation et la sélection génétique

Stratégies pour optimiser le contenu en EPA et DHA de la chair des poissons par les facteurs d’élevage Augmentation du taux de lipides musculaires (quand l’espèce le permet)  par apport alimentaire (ration, contenu énergétique)  par sélection génétique Effet direct de l’alimentation: huiles incorporées dans l’aliment Effet direct de la sélection génétique ?

Effet de l’alimentation sur la teneur en lipides de la chair des poissons

Teneur en lipides du muscle (% MF) Truite 1,8 à 3,2 kg Modulation de la teneur en lipides de la chair de poisson par l’alimentation 21,6 MJ/kg le contenu énergétique de l'aliment l’apport alimentaire (ration) Teneur en lipides du muscle (% MF) Truite 1,8 à 3,2 kg 13 12 16,8 MJ/kg 11 10 9 8 7 Jeun 25 50 75 100 Taux d’alimentation

Teneur en graisse de la chair : base d’une classification Fortes variations entre espèces de la capacité à stocker les graisses dans le muscle espèces « maigres » : morue, sole, turbot (< 2%) espèces « grasses » : anguille, saumon (> 10%) espèces « intermédiaires » : bar, daurade, truite (< 10%) Teneur en graisse de la chair : base d’une classification L’alimentation modifie la teneur en lipides du site préférentiel de stockage de l’espèce Muscle chez les espèces « grasses » Tissu adipeux périviscéral et muscle chez les espèces « intermédiaires » Foie, tissu adipeux sous-cutané chez les espèces « maigres »

L’effet de l’alimentation sur la teneur en lipides de la chair des poissons dépend de l’espèce Teneur en lipides du muscle (g/100g) Teneur en lipides de l’aliment 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 13 20 sem 40 sem 18 PAS d’effet de l’alimentation sur la teneur en lipides de la chair du CABILLAUD D’après Jobling et al. 2008 Teneur en lipides du muscle (g/100g) Teneur en lipides de l’aliment Capacités de stockage des lipides dans le muscle plus faibles chez la truite que chez le saumon

Effet de la sélection génétique sur la teneur en lipides de la chair des poissons

La sélection génétique Exemple chez la truite Fat/log(pds) MxM 1996 :  1024 ind. G0 G1 G2 G3 2000 10% GXG Mesure indirecte par micro-ondes Sélection divergente sur la teneur en lipides du muscle (LM) Torry Fish Fatmeter Teneur en lipides du muscle truite 100 g 4,2 % 6,3%

Modification de la teneur en acides gras longs polyinsaturés 3 de la chair des poissons

La quantité d’EPA+DHA augmente avec la quantité de lipides dans le muscle Teneur en lipides des filets EPA (g/100g chair) DHA (g/100g chair) 2 4 6 8 10 12 M G 4,2 6,3 0;8 3 0;6 2 0;4 1 0;2 M G M G La proportion d’EPA et DHA (% acides gras totaux de la chair) n’est pas modifiée par la sélection pour la teneur en lipides du muscle M G EPA 3,7 3,9 DHA 21,2 22,3

La quantité d’EPA+DHA augmente avec la quantité de lipides dans le muscle Teneur en lipides des filets EPA (g/100g chair) DHA (g/100g chair) 12 6,3 G10 G23 10 0,8 3 10 0,6 8 2 6 0,4 4 6,4 1 0,2 2 4,2 M10 M23 M10 M23 M10 M23 La proportion d’EPA et DHA (% acides gras totaux de la chair) est augmentée par l’ajout d’huile de poisson dans le régime M10 M23 G10 G23 EPA 3,7 6,6 3,9 6,3 DHA 21,2 25,3 22,3 24,5

Nécessité de réduire l'emploi d'huile de poisson dans les aliments piscicoles Les aliments pour poissons d'élevage contiennent des huiles de poissons issues de la pêche minotière Demande croissante d’huile de poisson pour l’aquaculture Les apports de la pêche stagnent, la production d'huiles de poissons aussi L’aquaculture utilise 95% de l’huile de poissons disponible Aliments piscicoles Produits pêche minotière  Alternatives : huiles végétales Ne modifient ni la croissance, ni la teneur en lipides Modifient la composition en acides gras de la chair

La composition en AG de la chair des poissons est très dépendante de l’alimentation Fish Linseed Maize oil oil oil Sat. 19.3 13.4 16.4 MUFA 32.7 26.9 37.1 18:2 n-6 7.0 14.9 35.0 18:3 n-3 4.0 32.3 2.7 20:5 n-3 6.7 1.0 0.1 22:6 n-3 6.8 1.1 0.5 Exemple chez la carpe d’après Runge et al., 1987

Alimentation de finition à base d’huile de poisson Stratégies pour épargner l’huile de poisson et maintenir la richesse en AGPI n-3 du muscle Remplacement avec mélange d’huiles végétales pendant une partie du cycle d'élevage C20:5 n-3 (EPA) 2 4 6 8 10 12 14 16 100 HC 50 HC 25 HC HP 20 sem 4 sem HP 12 sem HP  restore EPA et DHA Alimentation de finition à base d’huile de poisson 4 sem HP 12 sem HP  réduit C18:2ω6 C22:6 n-3 (DHA) 2 4 6 8 10 12 14 16 20 sem 2 4 6 8 10 12 14 16 20 sem C18:2 n-6

Vers une sélection génétique de la teneur en acides gras longs polyinsaturés 3 de la chair des poissons ?

Héritabilité des teneurs en lipides et en 3LC-PUFA de la chair du saumon Analyse de 4 pools de muscle de 48 familles Lipides Percentage Absolu 3LC-PUFA (g/100 g) 3LC-PUFA (mg/100 g) Héritabilité 0,69 0,77 0,34 Erreur std 0,14 0,14 0,11 Leaver et al, 2010

Variabilité du gain en 3LC-PUFA en fonction du génotype chez la truite Gain en EPA et DHA (g/kg) chez des lignées isogéniques de truites nourries avec un aliment dépourvu d’EPA et DHA et contenant de l’huile de lin EPA DHA 2.0 5.0 4.0 1.5 3.0 1.0 2.0 0.5 1.0 0.0 0.0 -0.5 -1.0 A22 AB1 AP2 B45 BO3 N38 R23 R25 A22 AB1 AP2 B45 BO3 N38 R23 R25 -1.0 -2.0

Pratiques d’élevage et caractéristiques nutritionnelles de la chair des poissons Alimentation  module la teneur en lipides des espèces intermédiaires et grasses  affecte le profil en acides gras (intérêt alimentation de finition)  l’adjonction d’anti-oxydants permet de limiter la peroxydation Perspectives:  durée de la phase de finition et choix des huiles de poisson  alternatives à l’huile de poisson: huiles extraites de microalgues (Schizochystrium sp. 35-45% DHA), Végétaux GM? Sélection génétique  efficace pour augmenter la teneur en lipides musculaires sans modifier la composition en AG Perspectives:  Recherche de familles efficaces pour synthèse/rétention d’EPA et DHA  Marqueurs moléculaires pertinents en vue de sélection