FR3081682A1 - Procede d'amelioration de la degradation de la paille de ble - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à un procédé d'amélioration de la dégradation de la paille de blé chez l'animal comprenant les étapes suivantes : a) fourniture de la paille de blé b) prétraitement chimique de ladite paille fournie c) alimentation d'un ruminant avec la paille de blé traitée ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d) d'administration d'un additif ruminai enzymatique. La présente invention concerne également l'utilisation simultanée d'un additif ruminai enzymatique lors de l'alimentation d'un animal avec de la paille de blé ayant subi un prétraitement chimique.
Description
PROCEDE D’AMELIORATION DE LA DEGRADATION DE LA PAILLE DE BLE
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention se rapporte au domaine agricole de la nutrition animale et concerne un procédé d’amélioration de la dégradation du fourrage.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
La paille de blé représente une ressource peu onéreuse qui pourrait contribuer au renforcement de l’autonomie fourragère et alimentaire de certaines exploitations. De plus, dans certaines zones géographiques, le fourrage représente une ressource qualitativement très importante qui pourrait avantageusement être valorisée en nutrition animale.
Cependant, l’utilisation de la paille de blé est limitée chez les ruminants à haut niveau de production tels que les bovins notamment. Effectivement, malgré sa richesse en fibres, la paille de blé a une faible valeur nutritionnelle du fait d’une mauvaise digestion par les ruminants. En effet, d’un point de vue chimique, la présence de liaisons entre les constituants de la paroi végétale entraîne une résistance plus ou moins forte à l’attaque du microbiote digestif ruminai. Cette résistance se traduit par une faible dégradation du fourrage chez l’animal.
Ainsi, afin d’améliorer la dégradation du fourrage, et notamment de la paille de blé, des recherches ont été menées depuis des décennies. Il a été démontré que le recours à des prétraitements chimiques ou enzymatiques permettait d’améliorer la dégradation. Il a également été démontré que la dégradation de la paille de blé pouvait être améliorée par une utilisation combinée de prétraitements chimiques et enzymatiques, lesdits prétraitements présentant même un effet synergique. La publication de Cheng, XL et al1 présente par exemple les effets d’un prétraitement alcalin sur l’efficacité des enzymes exogènes pour augmenter la digestibilité de la paille de blé.
Dans cette publication, la paille de blé est prétraitée avec une solution alcaline puis avec une solution d’enzyme par pulvérisation. Les résultats montrent ainsi que la combinaison du prétraitement chimique alcalin et du traitement enzymatique améliore la digestibilité de la paille de blé. Le traitement enzymatique mis en œuvre est appliqué sur la paille de blé en amont de l’alimentation de l’animal afin de respecter un temps d’incubation suffisant et de permettre un effet sur la digestibilité. Le traitement enzymatique peut donc être qualifié de prétraitement en ce sens qu’il s’agit d’un traitement préliminaire de la paille de blé afin que cette dernière, une fois le temps d’incubation respecté, puisse être utilisée ultérieurement en alimentation animale et que la digestion en soit améliorée.
Cependant, l’utilisation d’enzymes en prétraitement n’est pas efficiente et présente plusieurs inconvénients. En effet, au sein d’une exploitation, il est chronophage pour un agriculteur de pulvériser l’ensemble d’un stock de paille de blé. De plus, il est nécessaire de respecter un temps d’application et que le traitement soit appliqué de manière homogène ce qui implique que la paille de blé se présente sous une forme relativement libre ou en vrac. Enfin, le coût des enzymes étant relativement onéreux, cela limite d’autant la possibilité d’un prétraitement à l’échelle d’une exploitation, surtout lorsque ce dernier est associé à un prétraitement chimique qui représente déjà un coût supplémentaire. En conséquence, la combinaison d’un prétraitement chimique et enzymatique, quand bien même cette dernière est efficace pour améliorer la digestibilité de la paille de blé, ne permet pas une application à grande échelle au sein des exploitations en raison de son cout élevé de mise en œuvre. Ce point est d’ailleurs soulevé par la publication de Cheng, XL et al1 dans la partie implication qui mentionne explicitement que la combinaison entre un traitement alcalin et enzymatique n’est pas économiquement viable.
Il existe ainsi un besoin de disposer de procédés permettant d’améliorer la dégradation de la paille de blé, lesdits procédés étant peu coûteux et permettant une mise en œuvre à l’échelle d’une exploitation agricole. La valorisation de la paille de blé permet ainsi d’améliorer l’autonomie fourragère et globale de l’exploitation.
Il est donc du mérite des inventeurs d’avoir mis au point un procédé permettant de répondre à tout ou partie des problèmes de l’art antérieur.
RESUME DE L’INVENTION
Un premier objet de l’invention concerne un procédé d’amélioration de la dégradation de la paille de blé chez l’animal comprenant les étapes suivantes :
a) fourniture de la paille de blé,
b) prétraitement chimique de ladite paille fournie,
c) alimentation d’un animal avec la paille de blé prétraitée à l’étape b), ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape d) d’administration d’un additif ruminai enzymatique.
Un second objet de l’invention concerne l’utilisation simultanée d’un additif ruminai enzymatique lors de l’alimentation d’un animal avec de la paille de blé ayant subi un prétraitement chimique.
DESCRIPTION DETAILLEE
Un premier objet de l’invention concerne un procédé d’amélioration de la dégradation de la paille de blé chez l’animal comprenant les étapes suivantes :
a) fourniture de la paille de blé,
b) prétraitement chimique de ladite paille fournie,
c) alimentation d’un ruminant avec la paille de blé traitée, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape d) d’administration d’un additif ruminai enzymatique.
La dégradation est définie comme étant la dégradation des aliments sous l’action des microorganismes du réticulo-rumen.
Au sens de la présente invention, le terme « prétraitement » désigne un traitement réalisé sur la paille blé en amont de l’administration à l’animal, ledit traitement étant effectué par mise en contact entre une solution chimique et la paille de blé.
Le procédé selon l’invention permet donc d’améliorer la dégradation de la paille de blé lorsque celle-ci est utilisée pour nourrir un animal.
En effet, le procédé mis au point permet de rendre les constituants pariétaux de la paille de blé plus accessibles aux enzymes de dégradation des microorganismes du rumen et d’en d'améliorer la dégradation.
L’ampleur de cette dégradation conditionne la digestibilité dans l’ensemble du tube digestif et, par conséquent, la valeur énergétique du régime alimentaire du ruminant.
La digestibilité est un critère qui définit le degré auquel une matière organique est digérée par un animal. Plus la digestibilité est importante, et meilleure est la digestion.
De plus, en améliorant la dégradation de la paille de blé, le procédé selon l’invention permet également de mieux la valoriser en alimentation animale car à l’heure actuelle elle est sous utilisée en raison des difficultés qu’ont les animaux pour la digérer comparativement à d’autres aliments.
La première étape du procédé selon l’invention consiste donc à fournir de la paille de blé. La paille de blé correspond au produit agricole représenté par la partie de la tige ou chaume de blé. La paille de blé fournie est celle classiquement utilisée par l’homme du métier en alimentation animale et peut se présenter sous différentes formes, aussi bien sous forme de bottes de paille que sous une forme en vrac.
Selon un mode de réalisation particulier, la paille peut subir au préalable une étape de traitement mécanique dont l’objectif est de réduire la taille des brins et de permettre à la fois une meilleure accessibilité des fibres aux traitements ultérieurs et une meilleure dégradation. Selon ce mode de réalisation particulier, la paille de blé peut préalablement subir un hachage, une lacération ou défibrage, ou encore un broyage.
La seconde étape du procédé selon l’invention consiste à effectuer un prétraitement chimique de la paille de blé.
Le prétraitement chimique permet notamment une réduction importante de la rigidité des structures végétales, un gonflement des parois et leur pénétration par les électrolytes et les enzymes cellulolytiques des microorganismes du rumen. Les microorganismes peuvent ainsi coloniser plus rapidement les particules végétales qui sont alors dégradées plus vite et de manière plus intense, améliorant ainsi la dégradation.
Le prétraitement chimique mis en œuvre dans le procédé de l’invention est un prétraitement réalisé par une solution alcaline tel que classiquement mis en œuvre par l’homme du métier. Ainsi, le prétraitement chimique peut être réalisé par une solution d’hydroxyde de sodium (NaOH), de soude, de chaux, d’hydroxyde de potassium (KOH), d’ammoniaque anhydre (NH3), d’ammoniaque aqueux (NH4OH), d’urée ou un mélange de ces composés. Préférentiellement, le prétraitement chimique mis en œuvre à l’étape b) est réalisé avec une solution d’hydroxyde de sodium (NaOH).
De plus, le prétraitement chimique peut être effectué de différentes manières selon les techniques connues de l’homme du métier, qu’elles soient industrielles ou non. Ainsi, le prétraitement chimique peut être effectué en voie humide, en voie semi-humide, en voie semisèche, ou en voie sèche. Selon un mode de réalisation particulier, lorsque le prétraitement est effectué en voie humide ou semi-humide, il peut être appliqué par pulvérisation ou encore par trempage.
En fonction de la manière dont le traitement est effectué, l’homme du métier adaptera la concentration de la solution alcaline, tout comme les temps d’incubation post-traitement (cf. Chenost et Kayouli. 2.3. Les traitements chimiques. Dans : Utilisation des fourrages grossiers en régions chaudes. Rome, 1997. Étude FAO - Production et santé animales - 135. ISBN 92-5-203981-3).
Pour un prétraitement avec une solution de soude en voie semi-humide, ladite solution peut être concentrée de 1,6 à 5% puis mélangée à raison de 1 à 3 L/kg de paille de blé. La paille de blé peut alors être distribuée aux animaux 24 à 48 heures après le mélange.
Pour un prétraitement avec une solution de soude en voie semi-sèche, la mise au point d’une machine couplée à la prise de force d’un tracteur pour hacher et malaxer la paille est nécessaire. La solution de soude est concentrée de manière intermédiaire entre les voies semi-humide et sèche, à 12% puis malaxée dans la machine avec la paille à raison de 0,4 L/kg de paille. Le temps d’action de la soude est d’environ 8 jours. La paille peut être séchée à l’air libre.
Pour un prétraitement en voie sèche, qui est un procédé industriel de traitement, la solution de soude est plus concentrée (16%). La solution est alors mélangée à la paille hachée à raison d’environ 0,3 L/kg de paille de blé. Cette dernière est alors passée dans une presse à filière. L'action améliorante de la soude est très rapide (de 20 secondes à environ une minute) grâce la température et à la pression élevées régnant dans la filière.
Préférentiellement, le prétraitement chimique est effectué par voie semi-humide.
Une fois l’étape de prétraitement réalisée, le procédé selon l’invention comprend une étape d’alimentation d’un animal avec la paille prétraitée chimiquement.
Cette étape d’alimentation est une étape classique bien connue de l’homme du métier de l’élevage. Les animaux sont alors nourris avec la paille de blé prétraitée. D’une manière préférentielle, les animaux sont des ruminants comme par exemple la vache ou le bœuf.
L’étape d’administration consiste à administrer l’additif ruminai enzymatique à l’animal de manière à ce que ce dernier se retrouve dans le reticulo-rumen de l’animal. Cette étape d’administration peut être réalisée avant, simultanément, ou après l’étape d’alimentation. De préférence l’étape d’administration est réalisée simultanément à l’étape d’alimentation.
D’une manière tout à fait surprenante, les inventeurs ont en effet constaté qu’une étape d’administration d’un additif ruminai enzymatique permettait d’améliorer de façon significative la dégradation, voire même, de créer une synergie sur la dégradation avec le prétraitement chimique de la paille de blé.
D’une manière tout à fait avantageuse, et à l’inverse de ce qui était connu jusqu’à présent, le procédé selon l’invention peut être appliqué à grande échelle sur l’ensemble d’un élevage et de manière peu onéreuse puisque l’enzyme n’est pas utilisée en prétraitement sur la paille mais est administrée à l’animal en tant qu’additif. Cela permet de réaliser des économies substantielles de temps et de coût. En effet, l’additif ruminai enzymatique est directement administré au ruminant lors de l’alimentation et il n’est plus nécessaire de le pulvériser sur le stock entier de paille de blé ou la paille de blé à consommer prochainement. De cette manière, le procédé selon l’invention permet de s’affranchir des temps d’incubation normalement nécessaires pour permettre à l’enzyme d’agir lorsqu’elle est utilisée en prétraitement de la paille de blé.
L’additif ruminai enzymatique est un mélange comprenant au moins deux enzymes. Les enzymes utilisées dans l’additif ruminai enzymatique peuvent être des glucanases, des xylanases, des estérases, ou des carboxyméthylcellulases.
Selon un mode de réalisation particulier, l’additif ruminai enzymatique est un mélange de glucanase et de xylanase et en particulier d’endo-1,3(4)-bêta-glucanase et d’endo-bêta-1,4xylanase.
Selon la nomenclature EC des enzymes (Enzyme Commission number) :
l’enzyme endo-1,3(4)-p-glucanase a le code EC 3.2.1.6, l’enzyme endo-1,4-p-xylanase a le code EC 3.2.1.8.
Selon ce mode de réalisation, la dose de glucanase peut être comprise entre 200 unités/g de paille et 7000 unités/g de paille, de préférence entre 400 unités/g de paille et 5000 unités/g de paille, comme par exemple environ 4670 unités/g de paille.
La dose de xylanase peut être comprise entre 200 unités/g de paille et 7000 unités/g de paille de préférence entre 400 unités/g de paille et 5000 unités/g de paille, comme par exemple environ 4670 unités/g de paille.
Les unités enzymatiques correspondent à la quantité d’enzyme nécessaire pour :
libérer 1 pmole de glucose par minute à pH 4,8 et 50°C, à partir d’un substrat de glucanes d’orge pour la glucanase ;
libérer 1 pmole de xylose par minute à pH 5,3 et 50°C, à partir d’un substrat de xylane de Birchwood pour la xylanase.
Toujours selon ce mode de réalisation, la glucanase peut être une endo-1,3(4)-p-glucanase et la xylanase peut être une endo-p-1,4-xylanase. Dans ce cas, et d’une manière avantageuse, le rapport glucanase/xylanase est d’au moins 0,5, de préférence d’au moins 0,75, et tout particulièrement d’environ 1.
L’additif ruminai enzymatique se présente sous une forme adaptée à une administration animale. Ainsi, l’additif ruminai enzymatique peut être sous la forme de gélules, de bolus, de poudre, de granulés ou encore liquide, comme par exemple dans des ampoules. De préférence, l’additif ruminai enzymatique est sous forme de poudre ou liquide, de préférence sous forme de poudre.
Une gélule ou capsule est une préparation solide, constituée d’une enveloppe dure ou molle de forme et de capacité variable.
Un comprimé ou un bolus est une préparation solide contenant une unité de prise d’un ou plusieurs principes actifs (ou préparation). Ils sont obtenus par compression d’un volume constant de particules. Destinés au bétail, ils deviennent plus gros et on les appelle alors bolus. Selon un mode de réalisation particulier l’additif ruminai est sous forme de poudre qui est ensuite mélangé à de la paille de blé prétraitée chimiquement selon l’invention. Le mélange est ensuite utilisé pour alimenter un animal.
L’amélioration de la dégradation de la paille de blé peut être déterminée par les techniques connues de l’homme du métier comme par exemple par des mesures de la perte de matière sèche par incubation dans du liquide ruminai. Le détail des mesures est présenté dans la partie exemple ci-après.
Le procédé selon l’invention est particulièrement avantageux car il permet de manière surprenante une action synergique entre l’additif ruminai enzymatique et le prétraitement chimique de la paille de blé sur la dégradation de la paille de blé.
En effet, l’effet sur la dégradation ruminale est plus important que la somme des effets combinés du prétraitement chimique et de l’additif ruminai enzymatique seuls.
Aucun procédé connu jusqu’à présent n’améliorait la dégradation de la paille de blé à un niveau équivalent à l’amélioration apportée par le procédé selon l’invention.
Il est connu d’utiliser un prétraitement chimique, et notamment un prétraitement alcalin pour le traitement de la paille de blé afin d’en améliorer la digestibilité. Il est également connu d’utiliser un prétraitement enzymatique pour améliorer cette même digestibilité.
Jusqu’à présent, les traitements réalisés sur la paille, qu’ils soient chimiques ou enzymatiques étaient des prétraitements dans le sens où ils étaient réalisés avant l’ingestion par l’animal.
Le prétraitement enzymatique est connu pour améliorer la digestibilité de la paille chez les animaux mais ce type de prétraitement n’est que peu utilisé car cela représente un coût trop élevé de pulvériser ou de prétraiter des lots entiers de pailles pour une alimentation ultérieure à l’animal. L’objectif de ces prétraitements est de parvenir à mieux potentialiser une source de nourritures peu valorisée jusqu’à présent. Or l’utilisation de prétraitements enzymatiques, quand bien même ces derniers se sont révélés intéressants pour l’amélioration de la digestibilité, n’a pas été développée dans le milieu agricole car le coût nécessaire d’un prétraitement enzymatique n’est pas compensé par le gain en terme alimentaire pour les animaux.
Il a déjà été prouvé dans l’art antérieur que la combinaison d’un prétraitement chimique et enzymatique de la paille pouvait améliorer la digestibilité de la paille et même présenter une synergie. Cependant, compte tenu des coûts du prétraitement enzymatique in situ ou ex vivo de la paille de blé, la combinaison des deux prétraitements n’a jamais été mise en œuvre à l’échelle des exploitations et était considérée jusqu’à présent comme inadaptée par l’homme du métier.
Il est donc du mérite de la présente invention d’avoir pu développer un procédé permettant une amélioration de la dégradation de la paille, ledit procédé pouvant être mis en œuvre à l’échelle d’un élevage sans présenter de surcroît de travail ou de surcoût dommageable. Au contraire, le procédé selon l’invention permet de potentialiser la paille de blé et permet ainsi aux animaux de présenter une meilleure digestion vis-à-vis de cet aliment qui constitue parfois une des ressources principales.
Grace au procédé selon l’invention, la paille de blé est mieux valorisée et il est plus simple pour les élevages de tendre vers l’autosuffisance alimentaire sans engendrer de surcout important.
Un second objet concerne l’utilisation d’un additif ruminai enzymatique simultanément à l’alimentation d’un animal avec de la paille de blé ayant subi un prétraitement alcalin. Ledit additif ruminai enzymatique est un mélange enzymatique comprenant au moins deux enzymes. Les enzymes utilisées dans l’additif ruminai enzymatique peuvent être des glucanases, des xylanases, des estérases, ou des carboxyméthylcellulases.
Selon un mode de réalisation particulier, l’additif ruminai enzymatique est un mélange de glucanase et de xylanase et en particulier d’endo-1,3(4)-bêta-glucanase et d’endo-bêta-1,4xylanase.
Selon ce mode de réalisation, la dose d’endo-1,3(4)-p-glucanase peut être comprise entre 200 unités/g de paille et 7000 unités/g de paille, de préférence entre 400 unités/g de paille et 5000 unités/g de paille, comme par exemple environ 4670 unités/g de paille.
De même, la dose d’endo-p-1,4-xylanase peut être comprise entre 200 unités/g de paille et 7000 unités/g de paille de préférence entre 400 unités/g de paille et 5000 unités/g de paille, comme par exemple environ 4670 unités/g de paille.
D’une manière avantageuse, le rapport endo-1,3(4)-p-glucanase/endo-p-1,4-xylanase est d’au moins 0,5, de préférence d’au moins 0,75, et tout particulièrement d’environ 1.
L’additif ruminai enzymatique se présente sous une forme adaptée à l’administration animale. Ainsi, l’additif ruminai enzymatique peut être sous la forme de gélules, de bolus, de poudre, de granulés ou encore liquide, comme par exemple dans des ampoules. De préférence, l’additif ruminai enzymatique est sous la forme de poudre ou liquide, de préférence sous forme de poudre.
L’utilisation selon l’invention est particulièrement avantageuse car elle permet d’améliorer la dégradation de la paille de blé par les animaux. De plus, l’utilisation simultanée permet de créer un effet synergique sur la dégradation de la paille de blé.
L’invention sera mieux comprise à l’aide des exemples ci-après qui se veulent purement illustratifs et n’apportent en aucun cas une limitation.
FIGURES
Figure 1 : Effet d’un prétraitement alcalin de la paille de blé sur la dégradation de la matière sèche de la paille de blé (en pourcentage % de matière sèche).
Figure 2 : Effet de l’additif ruminai enzymatique ou prébiotique sur la dégradation de la matière sèche de la paille de blé non prétraitée (en pourcentage % de matière sèche).
Figure 3 : Comparaison de l’effet d’un prétraitement alcalin seul, de l’utilisation d’un additif ruminai seul ou de la combinaison d’un prétraitement alcalin et d’un additif ruminai enzymatique sur la dégradation de la matière sèche de la paille de blé (en pourcentage % de matière sèche).
Les deux lignes pointillées représentent la valeur de la disparition de la matière sèche de la paille de blé prétraitée à la soude et non prétraitée, respectivement.
EXEMPLES
Matériels et méthodes
1. Préparation des modules de fermentation
La paille de blé est broyée sur une maille de 2 cm (Electra) puis les particules fines sont éliminées grâce à un tamis de 1,18 mm (Penn State Separator).
Des fractions de 3 g sont ensuite pesées en triplicats et placées dans des flacons équipés d’un module de mesure de la pression (Ankom Technology).
2. Prétraitement
Un prétraitement est appliqué par voie semi-humide pendant 24 heures sur la paille avant incubation avec le jus de rumen. Deux types de prétraitement sont appliqués. Un prétraitement à l’eau (contrôle) et un prétraitement chimique.
Le prétraitement chimique est appliqué par mise en contact de la paille de blé avec une solution d’hydroxyde de sodium (NaOH) à 5 %. 9 ml de solution sont utilisés pour 3 g de paille de blé.
3. Additif
Afin de recréer les conditions in vivo de la co-administration de la paille de blé et de l’additif selon le procédé de l’invention, l’additif est ajouté dans les modules au moment de l’incubation avec le liquide ruminai.
L’additif utilisé est de nature enzymatique ou prébiotique.
L’additif ruminai enzymatique est un mélange de deux enzymes selon un rapport 1:1 :
une endo-1,3(4)-bêta-glucanase, ci-après GP, ayant une activité de 70000 unités/g et une endo bêta 1-4 xylanase, ci-après XP, ayant une activité de 70000 unités/g.
Les unités enzymatiques correspondent à la quantité d’enzyme nécessaire pour :
libérer 1 pmole de glucose par minute à pH 4,8 et 50°C, à partir d’un substrat de glucanes d’orge pour la glucanase ;
libérer 1 pmole de xylose par minute à pH 5,3 et 50°C, à partir d’un substrat de xylane de Birchwood pour la xylanase.
Une dose du mélange enzymatique (GP+XP) correspond à 0,04 g du mélange enzymatique pour 3 g de paille, soit 0,02 g de GP et 0,02 g de XP pour 3 g de paille, soit 470 unités (arrondi à la dizaine) de GP et XP pour 1g de paille.
Dix doses du mélange enzymatique ((GP+XP) x10) correspond à 0,4 g du mélange enzymatique pour 3 g de paille, soit 0,2 g de GP et 0,2 g de XP pour 3 g de paille, soit 4670 unités (arrondi à la dizaine) de GP etXP pour 1 g de paille.
L’additif prébiotique est de l’extrait de levure tel que NucleoSaf® ou de la levure autolysée telle que NutriSaf®. Le prébiotique est administrée à une dose 0,4 g/module (donc pour 3 g de paille)
4. Obtention du liquide ruminai pour la fermentation
Le contenu ruminai est collecté environ 2 heures post repas chez des vaches laitières taries, porteuses d’une canule ruminale et nourries avec une ration à base de paille de blé, d’ensilage de maïs et d’un supplément minéral et vitaminé.
Après la collecte, le contenu ruminai est filtré au travers d’un tamis métallique de maille 1,6 mm afin d’obtenir le liquide ruminai.
Le liquide ruminai est ensuite mélangé à une solution tampon pH = 7 (ratio 1:1) pour former le milieu d’incubation. Ce dernier est mis à buller avec du CO2 exempt d’oxygène.
5. Préparation des modules de fermentation
Plusieurs modules sont préparés et répartis au sein de 4 essais. La composition des différents modules et leur répartition au sein des essais sont présentés ci-après :
Essai 1 : Paille de blé uniquement prétraitée modules contenant de la paille prétraitée chimiquement avec une solution alcaline selon le protocole du point 2. ci-dessus ;
modules contenant de la paille prétraitée selon le même protocole que le point 2. mais en remplaçant la solution alcaline par de l’eau ;
modules témoin contenant uniquement de la paille, ci-après C.
Essai 2 : Paille de blé non prétraitée et additif ruminai enzymatique (cf. point 3. ci-dessus).
modules contenant de la paille non prétraitée et un additif ruminal (GP+XP) ;
modules contenant de la paille non prétraitée et un additif ruminai concentré 10 fois ((GP+XP)x10) ;
modules contenant de la paille non prétraitée et de l’extrait de levure, ci-après EXL tel que NucleoSaf® ;
modules contenant de la paille non prétraitée et de la levure autolysée, ci-après LA telle que NutriSaf® ;
modules témoin contenant uniquement de la paille, ci-après C.
Essai 3 : duplicata de l’essai 2 afin de valider et confirmer les résultats.
Essai 4 : Paille de blé prétraitée (cf. point 2.) et additif ruminai enzymatique (cf. point 3.) modules contenant de la paille prétraitée chimiquement avec une solution alcaline selon le protocole du point 2. ci-dessus et un additif ruminai enzymatique GP+XP ;
modules contenant de la paille prétraitée chimiquement avec une solution alcaline selon le protocole du point 2. et un additif ruminai enzymatique concentré 10 fois ((GP+XP)x10) ;
modules témoin contenant uniquement de la paille, ci-après C.
Pour chacun des essais, la paille non prétraitée correspond à de la paille prétraitée selon le même protocole que le point 2. mais en remplaçant la solution alcaline par de l’eau.
Pour chaque essai, 3 modules blancs sont réalisés. Ils contiennent uniquement du milieu d’incubation tel que décrit au point 4. du présent exemple.
Les flacons d’incubation reçoivent 200 ml de milieu d’incubation chacun puis sont saturés avec du CO2 exempt d’oxygène. La quantité de paille, prétraitée ou non, au sein de chaque module est de 3 grammes.
6. Mesure de la matière sèche dégradée.
Les flacons sont incubés à 39°C pendant 96 heures pour permettre la fermentation.
Après 96 h d’incubation, les modules sont placés dans la glace afin de stopper la fermentation. La quantité de matière sèche non dégradée est ensuite mesurée en filtrant et séchant le résidu d’incubation à 60°C pendant 4 jours (ci-après nommé résidu).
Le substrat incubé correspond à la paille de blé prétraitée ou non prétraitée.
La disparition de la matière sèche (en pourcentage %) est calculée selon la formule ci-après : [substrat incubé - (résidu du substrat incubé - résidu du module de contrôle)]/substrat incubé x 100
Que ce soit pour le substrat incubé, les résidus du substrat incubé ou du module de contrôle, il s’agit de la moyenne des résultats obtenus pour les modules d’un même traitement.
7. Analyse statistique
Les résultats de dégradation de la matière sèche (en pourcentages %) ont été soumis à une analyse de variance à l'aide du modèle univarié générale linéaire du logiciel de traitement statistique des données SPSS® (IBM®, SPSS®, version 22). Le modèle intègre les effets de la covariable et des produits, la covariable étant la dégradation de la matière sèche des contrôles (en pourcentage %). Une transformation Iog10 des valeurs exprimées en pourcentage a été effectuée pour l’analyse.
Les résultats sont considérés comme non significatifs lorsque P > 0,05.
Les différentes lettres a, b, c, d, e, f utilisées dans les figures indiquent si des valeurs sont significativement différentes ou non. Ainsi, les résultats ne sont pas significativement différents lorsque la même lettre est reportée (P>0,05).
Résultats
Dans les différentes figures la lettre « n » représente le nombre de modules pour un même traitement.
Effet du prétraitement chimique sur la dégradation ruminale de la paille de blé in vitro L’analyse de la dégradation ruminale de la matière sèche à partir de l’essai 1 permet dans un premier temps de confirmer qu’un prétraitement alcalin améliore la dégradation de la paille de blé (cf. figure 1).
Effet de l’additif ruminai enzymatique sur la dégradation de la paille de blé
Les résultats de la figure 2 montrent que la dégradation ruminale de la matière sèche n’est pas augmentée en présence d’additif ruminai enzymatique, ainsi ce dernier, seul, ne présente pas d’effet significatif sur la dégradation ruminale de la paille de blé.
A l’inverse, la dégradation ruminale de matière sèche est augmentée en présence de prébiotique (extrait de levure ou levure autolysée). L’utilisation d’un prébiotique améliore donc la dégradation ruminale in vitro de la paille de blé.
Effet de l’utilisation d’un prétraitement alcalin et d’un additif ruminai enzymatique
La figure 3 permet de mettre en évidence un effet significatif sur la dégradation ruminale de la matière sèche de l’utilisation d’un additif ruminai enzymatique sur de la paille de blé prétraitée à la soude.
Le prétraitement à la soude permet d’améliorer la dégradation ruminale de la matière sèche de 10,9 points par rapport à de la paille de blé non prétraitée.
De même, l’utilisation de l’additif ruminai enzymatique (GP + XP) x10 sur de la paille non prétraitée augmente de 4,5 points ladite dégradation. A l’inverse, aucune augmentation de la consommation de matière sèche n’est observée sur de la paille non prétraitée en présence d’une adjonction de l’additif ruminai enzymatique (GP + XP).
Par contre, d’une manière tout à fait surprenante, l’adjonction d’un additif ruminai enzymatique sur de la paille prétraitée chimiquement avec de la soude permet de mettre en évidence un effet synergique sur la dégradation ruminale de la matière sèche.
L’effet synergique s’entend comme le fait que la dégradation ruminale chez l’animal de la paille de blé prétraité chimiquement et en présence d’additif ruminai enzymatique est supérieure à la dégradation ruminale obtenue par un prétraitement chimique seul, par l’administration de l’additif enzymatique seule ou par les deux réunis mais œuvrant indépendamment.
En effet, l’adjonction de l’additif ruminai enzymatique (GP + XP) et ((GP + XP) x10) sur de la paille de blé prétraitée à la soude permet d’augmenter respectivement ladite consommation de 7,8 points et 19,5 points.
Le procédé selon l’invention est donc particulièrement avantageux en ce qu’il permet d’améliorer de manière significative la dégradation ruminale de la paille de blé lorsque cette dernière est prétraitée chimiquement.
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Claims (17)
1. Procédé d’amélioration de la dégradation ruminale de la paille de blé chez l’animal comprenant les étapes suivantes :
a) fourniture de la paille de blé
b) prétraitement chimique de ladite paille fournie
c) alimentation d’un ruminant avec la paille de blé traitée ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape d) d’administration d’un additif ruminai enzymatique.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le prétraitement chimique de l’étape b) est un prétraitement alcalin.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le prétraitement alcalin est un prétraitement réalisé avec une solution d’hydroxyde de sodium, de soude, de chaux, d’hydroxyde de potassium, d’ammoniaque anhydre, d’ammoniaque aqueux, d’urée ou un mélange de ces composés, de préférence le traitement alcalin est réalisé avec une solution d’hydroxyde de sodium.
4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le prétraitement chimique est effectué par voie humide, semi-humide, sèche ou semi-sèche, de préférence le prétraitement chimique est effectué par voie semi-humide.
5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape d) d’administration d’un additif ruminai enzymatique est réalisée avant, après ou simultanément à l’étape c) d’alimentation d’un animal avec la paille de blé prétraitée, de préférence simultanément à l’étape c).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’additif ruminai enzymatique est un mélange enzymatique comprenant au moins deux enzymes choisies parmi les glucanases, les xylanases, les estérases, ou les carboxyméthylcellulases.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’additif enzymatique est un mélange enzymatique comprenant une glucanase et une xylanase, de préférence une endo1,3(4)-p-glucanase et une endo-β-1,4-xylanase.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’endo-1,3(4)-p-glucanase est présente en une dose comprise entre 200 unités/g de paille et 7000 unités/g de paille, de préférence entre 400 unités/g de paille et 5000 unités/g de paille, et encore plus de préférence 4670 unités/g de paille.
9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’endo-p-1,4-xylanase est présente en une dose comprise entre 200 unités/g de paille et 7000 unités/g de paille, de préférence entre 400 unités/g de paille et 5000 unités/g de paille, et encore plus de préférence 4670 unités/g de paille.
10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’endo-1,3(4)-p-glucanase et l’endo-p-1,4-xylanase sont présentes dans un rapport d’au moins 0,5, de préférence dans un rapport d’au moins 0,75 et encore plus de préférence dans un rapport 1:1 au sein du mélange enzymatique.
11. Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l’additif ruminai est sous forme de poudre ou liquide, de préférence sous forme de poudre.
12. Procédé selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l’animal appartient à la famille des Bovidae.
13. Utilisation d’un additif ruminai enzymatique avant, après ou simultanément à l’alimentation d’un animal avec de la paille de blé ayant préalablement subi un prétraitement alcalin, de préférence simultanément à l’alimentation d’un animal.
14. Utilisation d’un additif ruminai enzymatique selon la revendication 13, caractérisée en ce que ledit additif ruminai enzymatique est un mélange enzymatique comprenant au moins deux enzymes choisies parmi les glucanases, les xylanases, les estérases, ou les carboxyméthylcellulases, de préférence une glucanase et une xylanase et encore plus de préférence une endo-1,3(4)-p-glucanase et une endo-p-1,4-xylanase.
15. Utilisation selon la revendication 14, caractérisée en ce que l’endo-1,3(4)-p-glucanase est présente en une dose comprise entre 200 unités/g de paille et 7000 unités/g de paille, de préférence entre 400 unités/g de paille et 5000 unités/g de paille, et encore plus de préférence 4670 unités/g de paille.
16. Utilisation selon la revendication 14, caractérisé en ce que l’endo-p-1,4-xylanase est présente en une dose comprise entre 200 unités/g de paille et 7000 unités/g de paille, de préférence entre 400 unités/g de paille et 5000 unités/g de paille, et encore plus de préférence 4670 unités/g de paille.
17. Utilisation selon la revendication 14, caractérisé en ce que l’endo-1,3(4)-p-glucanase et l’endo-p-1,4-xylanase sont présentes dans un rapport d’au moins 0,5, de préférence dans un rapport d’au moins 0,75 et encore plus de préférence dans un rapport 1:1 au sein du mélange enzymatique.
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