WO2019002209A1 - Marquage et identification isotopiques des animaux et végétaux - Google Patents

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WO2019002209A1
WO2019002209A1 PCT/EP2018/066959 EP2018066959W WO2019002209A1 WO 2019002209 A1 WO2019002209 A1 WO 2019002209A1 EP 2018066959 W EP2018066959 W EP 2018066959W WO 2019002209 A1 WO2019002209 A1 WO 2019002209A1
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WO
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farm
elements
breeding
animals
animal
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Application number
PCT/EP2018/066959
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Patrice Fauvet
Valérie MIGEON
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Ids Group
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Priority to BR112019027803-6A priority patent/BR112019027803A2/pt
Priority to EP18732794.5A priority patent/EP3646024A1/fr
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K11/00—Marking of animals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02—Food
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    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G01N33/245—Earth materials for agricultural purposes

Definitions

  • the present invention relates to the marking of animals and plants. It relates in particular to a method of isotopic identification of an animal or a plant and its by-products, and a method for imposing a unique code for this animal or plant, and its by-products.
  • the invention finally relates to an information recording medium and an electronic calculator for the implementation of such a method.
  • the object of the present invention is to propose a method making it possible to impose in a safe and reproducible manner a unique code on an animal or a plant and its by-products, making it possible to know its origin, and this preferably with a precision up to 'at its place of breeding or cultivation.
  • One of its aims is to provide an assigned unique code that allows for traceability at different levels of granularity, eg from the farm or farm, or much finer, such as species or varieties, type of production, and optionally , batch dating or production cycle.
  • Another object of the invention is to propose a safe and reproducible identification method of an animal or a plant and its by-products, making it possible to know its origin, and this preferably with a precision going as far as at its place of breeding or cultivation.
  • Yet another object of the invention is to provide such methods adapted to the management of several or many farms or places of culture, and preferably without limitation in the number of farms and places of culture.
  • Another objective is to provide such methods that are economically viable.
  • All these codes can be registered in the model (M), preferably housed in an electronic calculator or the like.
  • Each unique code corresponds to the isotopic signature of the animal or plant at the time of slaughter or harvest respectively. This code no longer varies after slaughter or harvesting, and therefore also marks the products from the animals and plants thus marked. The effect of metabolism, absorption, accumulation or elimination of markers is stopped at slaughter or harvest.
  • the invention takes into account the important points that are the moment of the marking cycle (that is to say the diet under an isotopic diet) and its duration. This code is the result of an isotope diet determined by the model (M) and applied by the farmer or the farmer according to the guidelines given by the model.
  • the model (M) takes into account the rate of accumulation (TA) of the elements and / or isotopes in the animal or plant according to the feeding or watering regime. with this isotopic power supply.
  • feeding regime is meant in particular the duration of feeding of animals or watering plants with the isotopic diet, and the feeding period or periods with this isotopic diet. It can for example be made over a single period or several periods, for example 2 or 3. It can be performed just before slaughter or harvest, or more upstream.
  • This code can also integrate the so-called major markers which have a variability according to the cycles and in particular the composition of the diet.
  • the parameters may have been previously determined by testing on a population of that farm or subset, or that farm or field.
  • the choice of the elements and their isotopes, and their respective ratios that the Model (M) determines for each farm or subset, or for each farm or field is based on the prior knowledge of this here we call the basal geochemical signature (SGB) of the farm or subset, or farm or field.
  • SGB basal geochemical signature
  • the model (M) can advantageously integrate the ability to define an isotopic feed for imposing said unique code, by varying the stable isotopes of elements present in the GBS and their concentrations or ratios.
  • the (M) model will do this in the most minimalist way and taking into account the price, isotope production mode / level of enrichment / isotope strategy depending on the markets, and / or the availability of isotopes so that the price of isotopic food is as low as possible. All these features apply to the objects of the invention defined in more detail below.
  • This model (M) may furthermore make it possible, where appropriate, to connect a farmed animal or a product of an animal to a specific breeding or subset of breeding, or a plant or a product of a plant on a farm or a determined field, by analysis of stable isotope ratios or ratios, which makes it possible to determine a concentration or ratio profile of these stable isotopes, in particular by mass spectrometry, and to compare with the unique registered codes in the model (M).
  • Some elements and their isotopic distribution (stable isotope ratios C, H, O, N, S) vary during the year, for example depending on food or water inputs.
  • the invention also makes it possible to determine the production cycle of the animal or plant, from a sample thereof.
  • the meaning of the invention is meant, in particular, by by-product, all that is derived from the animal or plant. It may in particular be a raw piece (for example including flesh and / or bone and / or skin, eg half-rooster, turkey or chicken leg, etc.), cut and isolated parts (for example flesh , organs, skin, bones, nails, hair, feathers, eggshell, flower, stem, etc.), products derived from animals or plants (eg eggs, fruits, seeds, etc.).
  • the method according to the invention can be applied to an animal intended for slaughter, but not only.
  • the method can also be used to monitor animals that are not intended for slaughter, such as sporting animals or work animals (horses, donkeys, mules, camels, camels, etc.) or animals. company (dogs, cats).
  • the method can also be used for monitoring valuable plants, for example aged trees or plants from noble breeding, such as roses, orchids, etc.
  • the object of the invention is in particular an isotopic identification method and a method for imposing a unique code, as well as an electronic calculator.
  • the isotope identification method makes it possible, where appropriate, to connect a farmed animal or an animal product to a breeding or a specific breeding subset, or to a plant or a product of a plant to a farm or a determined field, by analysis of stable concentrations or stable isotope ratios, may include in particular: a- in a sample derived from the animal / plant or from the product of an animal / plant to be identified, the measurement concentrations (C2) or ratios (R2) of stable isotopes, then obtaining a profile of concentrations or ratios of these stable isotopes, in particular by mass spectrometry, b- comparison of this profile with profiles stored in a predefined model (M) containing in the memory profiles in the form of unique codes each specific to a breeding or subset of breeding or to a farm or field, each unique code having been previously generated by the model (M) and uniquely applied the animals of a farm or a subset of a farm or the plants of a farm or
  • M predefined
  • the concentration or ratios of one or more, preferably all, of the stable isotopes of the following chemical elements are measured: at least 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, preferably all of the following elements: Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V , Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I , Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si,
  • the predefined model (M) comprises the unique livestock or farm codes or fields, defined by the concentration or ratios of one or more, preferably all of the stable isotopes of the following chemical elements such as they can be measured at the time of slaughter / harvest in the animals of these farms / plants of these farms or fields:
  • this unique code for a farm or a farm or field has been determined by the predefined model (M), and imposed on farm animals or farm or field vegetables by the distributed isotope feed so that this code is integrated by the animal at the time of slaughter or the plant at the time of harvest.
  • M predefined model
  • all the farms or farms or fields produce animals / plants having this unique code and the model M has in memory all the unique codes generated at a given time.
  • the imposed variations of certain isotopes is also regulated by the feeding or water supply regime, preferably on a continuous or fractional subperiod of a period or cycle of rearing or rearing. culture, designed to lead to the unique code for slaughter or harvesting.
  • step a- comprises, for each chemical element, the determination of the variations of one or more stable minor isotopes with respect to the most abundant.
  • the concentrations or ratios of isotopes are measured by mass spectrometry (MS).
  • MS mass spectrometry
  • ICP-MS inductively coupled plasma mass spectrometry
  • plasma source mass spectrometry and multi-collection mass spectrometry or isotope ratio mass spectrometry, or IRMS, or any other identify and measure the elements and their stable isotopes, with their concentrations or ratios, for example expressed as ratios of the minor stable isotope (s) to the most abundant stable isotope in the sample.
  • LA-ICP / MS laser ablation coupled plasma mass spectrometry
  • LA-ICP / MS laser-induced plasma spectroscopy
  • LIBS Laser-Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry
  • the method may in particular comprise the use of a programmable electronic calculator, provided with a programmable logic unit, an information recording medium and a data exchange interface connected to each other by a data bus. internal data.
  • the electronic computer may also include a human-machine interface.
  • the method may therefore comprise the acquisition, by the electronic computer, of the concentration (C2) or ratio (R2) values, in particular as measured by SM, forming the isotopic signature of an animal, a plant or a plant. a product from this animal or plant, which one wants to know if it comes from a breeding, a subset of a breeding, or from a farm or field whose unique code is known or registered in the electronic calculator, and, if necessary, to know the exact origin.
  • the computer can therefore also perform the comparison between the data acquired by the computer and the unique registered codes that it has in memory.
  • the calculator can then determine by this comparison whether or not the acquired profile corresponds to a single registered code and, in the first case, to issue the identity of the breeding or rearing subset, or the farm or field, or conclude that there is no match.
  • each newly created unique code is defined in a range of values, or the calculator contains instructions for applying a certain level of variability, for each isotopic element, which takes into account in particular metabolism or metabolism. accumulation of markers by a species or variety. Hence the presence in the calculator of data related to the species. Generally, we can consider that metabolism or accumulation of markers is approximately 15-20% via ingestion by water (liquid) and about 30-40% via animal feed (solid feed).
  • the quantities of isotopes ingested daily may for example be understood in particular for poultry between 1 per 1000 and 50 per thousand, eg 30 per thousand compared to the target values finally measured. More precise data can be generated and recorded in the computer, these data being able to come from experimentation, in particular experimentation on the place of the breeding or the culture.
  • the term "substantially” used here takes into account this variability, simply the method of the invention allows a variability that does not question the generation of a single code (with the isotope isotope variations), nor the ability to compare effectively a measured signature in a sample and a unique code.
  • the determination of a code for a farm or a culture takes into account these variabilities to define a reliable unique code.
  • “Significantly” can mean, for example, a difference of at most 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 or 0.1% for the concentration or ratio.
  • the invention makes it possible to identify the origin of products derived from animals and plants, provided that these animals and plants are part of the breeding and culture management program of the present invention. In animal matters, this traceability can be used both on whole animals and on parts of animals, for example flesh, bones, skin, organs, etc., as has been explained above.
  • the calculator is also programmed to identify the breeding cycle or the slaughter date, or the crop cycle or the date of harvest.
  • the measurement of major and their isotopes (C, H, O, N, S, preferably all) in food and / or water at each cycle, which vary from cycle to cycle due to variations in food and in water, are recorded cycle after cycle in the recording medium of the computer, and the computer is programmed to be able to compare the values of these major in a sample of the animal or plant, and to make the link with major values between different cycles recorded in the recording medium.
  • the method for imposing a unique code specific to the animals of a farm or a subset of a farm, or to the plants of a farm or field, including including the products, in particular food products, derived from these animals or plants, this method being adapted to the implementation of the aforementioned isotopic identification method, may comprise in particular: i- analysis of the stable isotope abundance of several elements (a) in the water of the farm and / or in the food brought to the farm and / or the soil and / or in organic samples breeding animals (black or white flesh, organ, skin and / or bone) of farm animals from at least one rearing cycle, or (b) in the water of and / or the soil and / or in the plant of at least one cycle of culture, one thus obtains the basal geochemical signature (SGB) of the breeding or the subset of breeding, or the farm or field,
  • SGB basal geochemical signature
  • 2-the selection of several elements having stable isotopes among those present in the GBS, is provided to the animals or plants of this cycle or cycles of breeding or subsequent culture, an isotopic diet comprising a determined abundance (eg isotope ratios) of the same element) stable isotopes of the selected elements, this abundance being calculated taking into account the rate of accumulation (TA) of these animals or plants, thanks to which it is conferred at the time of the slaughter of the animal or the harvest of the plant and taking into account the SGB of the breeding or the culture, a unique code to the animals or plants of this breeding, respectively culture.
  • TA rate of accumulation
  • one or more isotopes, or one or more isotopes can be enriched, or enrichment and depletion combined, than an unmodified diet would provide to animals or plants in a given cycle.
  • step i the abundance of stable isotopes of several elements in the flesh, skin and / or bones of livestock, or in the tissues of the plants (stem, leaf, etc.) is analyzed. and / or seeds), thus obtaining the SGB or an element of the GBS of the breeding or the culture.
  • step i the abundance of stable isotopes of several elements in the water and the feed used for the consumption of the animals is analyzed, thereby obtaining GBS or a GBS element of the animal. breeding or breeding sub-group.
  • the concentration of isotopes in animals and plants is also related to the place of breeding or cultivation, by the contributions of soil and available water.
  • food and water are analyzed in concentration or ratios of isotopes at each cycle of culture and culture.
  • control tests are carried out on animals or plants, in order to verify the presence of the isotopes that have been chosen to vary, as well as their concentration or ratios.
  • the GBS may correspond substantially to the isotopic signature of an animal or a plant from the farm or farm, fed in the traditional way to livestock or farm, so without intervention of isotopic food or imposed isotopic variations.
  • Animals are likely to have uncontrolled or non-isotopic food, so plants may receive uncontrolled or non-isotopic water.
  • One or more regular analyzes for example 1 per cycle, in concentration
  • the model (via the calculator) can take into account the variations observed, it can judge them insignificant to obtain the unique code, or it can decide to make a correction, for example to modify the code.
  • a period is defined during which the animals receive isotopic feeding, so as to obtain, at the time of slaughter, animals having acquired the unique unique code of the breeding or the -assembly of breeding.
  • This period is advantageously a fraction of the breeding or cultivation cycle. This period is sufficient for the unique code to be present at the time of slaughter or harvest. If one wants to give figures, said period represents in time preferably less than 1/3, 1/4, 1/5 or 1/6 of the breeding or cultivation cycle.
  • This unique code is a set of concentrations or stable isotope ratios of a number, sufficient and representative, of the elements mentioned above in 3 lists.
  • certain elements and their isotopic distribution are associated with location and / or cycle identification functions.
  • some elements and their isotopic variations are related to a coarse geographic location (eg regional), others to a fine localization (eg livestock or farm, parcels, etc.), others to the cycle of breeding or cultivation (particularly knowledge of isotopic ratios of food and water inputs).
  • some elements and their isotopic ratios are markers whose variation is imposed for the finalization of the unique code.
  • Natural isotopy allows regional geolocation. It is generally based on analyzes of the so-called major (C, H, O, N, S) and the interpretation of isotopic ratios made from a suitable analytical instrument, preferably of the IRMS type. . Concentrations or ratios of the isotopes of these adults are preferably measured, for the 5, or at least 2, 3 or 4 of them. In one embodiment, therefore, a regional geolocation is carried out from these major, in the conditions just described.
  • Sr, B and Li are trace elements, markers of soil and water, and found in animals or plants in specific concentrations and ratios. Preferably, the concentrations or ratios of these 3 elements are also measured.
  • Ca, Na, Mg, K, F, P and Cl are major trace elements brought by food and water. Preferably, it is chosen not to vary their concentrations or ratios in order to retain their ability to give or mark a fine geographical location, such as Sr, B and Li, or in combination with these. Therefore, it is also possible to measure their concentrations or ratios in isotopes.
  • the elements As, Pb and Cd can also be used in the same way, by determining their concentration or the ratios of their stable isotopes. So we can combine at least two or three groups of elements.
  • isotopes are chosen especially from Be, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Se, Rb, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Si; optionally also from La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.
  • it is chosen to vary the ratios of isotopes whose elements are present naturally in animals or plants of the farm or farm.
  • the adults can also be production markers, in the sense that their isotopic ratios vary with food and water, depending on the time of year and composition variations. food and water in the year. In one embodiment, ratios in food and water are measured or known for each cycle of culture or culture, as well as their impact on the isotopic signature of the animal at slaughter or plant at harvest.
  • This element of the signature provided by C, H, O, N and S then allows, on analysis of the animal, plant or by-products, to go up (in addition to the geographical origin, from the farm or the breeding), until the cycle of breeding or culture, and more precisely the date of slaughter or harvest.
  • the method comprises, during a breeding or cultivation cycle, at least one isotope feeding analysis, namely water and / or food, to detect a possible variation of the abundance of stable isotopes of the selected elements.
  • the method comprises the use of an electronic calculator in which are recorded the unique codes specific to other farms or subsets of farms, or other farms or fields, previously determined and recorded.
  • the programmable electronic computer is preferably provided with a programmable logic unit, an information recording medium and a data exchange interface connected to each other by an internal data bus.
  • the electronic computer may also include a human-machine interface.
  • the data measured to establish the GBS of the farm or subset of livestock, or the farm or field concerned are entered in the Calculator, the latter, by its programmable logic unit, being able to determine the SGB or geochemical passport, which establishes the baseline of reference for a given site.
  • the computer stores the TA data of the animals of the farm or subset, or plants, in particular according to the rearing conditions, respectively culture, and preferably has calculating means for establishing a correlation between a variation in the abundance of isotope elements and the feeding regime with isotope feeding, to obtain the unique code at the time of the felling, respectively of the harvest.
  • the TA is dependent on the amount of feed (solid and / or liquid) absorbed by the animals or plants during their life cycle or growth and the rate of metabolism or absorption, and this, the calculator can take into account for normal feeding and for isotope feeding.
  • the computer stores the SGB of the farm or its subset or the farm or field.
  • the calculator can calculate and propose to the user a variation of isotope abundance to define the isotopic diet and the feeding regime with this isotopic diet (ie duration and calendar compared to the date of slaughter or harvest) to confer on animals of the breeding or subset of breeding the unique code specific to the time of the slaughter, respectively to the plants the unique unique code at the time of the harvest.
  • the calculator integrates the geochemical passport assigned to each farm or farm, it contains in particular all the geochemical passports of the farms or farms on which the model has been deployed.
  • Each passport is stored in the database and can be modified to update or add complements.
  • This passport consists in particular of the SGB, and can include additional elements, the designation of the species, the subspecies, the variety, isotopic variations during the different cycles of breeding or culture, variations for example related during the season, especially with isotopic variations in the water supply or watering, the rain regime, the qualification bio ("organic”) or not, the practices of breeding or cultivation, in general all the elements referring to a given site. All these data can be consulted and some of them can be included as variables in the definition of a diet and isotopic diet to give the unique code at the time of slaughter or harvest, despite variations seasonal or other variable elements.
  • the calculator operates during the characterization phase. It determines the isotopic abundance variations required to introduce the unique code for the targeted site / farm. If there is a significant change in the analysis of water or animal feed or soil in terms of concentration, the calculator can also be used to recalculate the abundance changes of the required isotopes, to obtain the unique code. These variations are however minimal and a difference between 1 per 1000 to 3 per 1000 can be made.
  • the computer knows (the user having recorded these data) and takes into account one or more, preferably all of the following variables:
  • the unique code integrates an isotopic signature of several rare elements, in particular at least 5, 8, 12, preferably all of the following elements: La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Dg, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.
  • the unique code integrates an isotopic signature of one or more elements, in particular at least 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, preferably all of the elements Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si.
  • This signature element is particularly related to the identity of the breeding or its subset, or the farm or field, and possibly the animal or plant species.
  • the unique code integrates an isotopic signature of the elements C, O, N, H, S, which is particularly related to the feed (solid and / or liquid).
  • the unique code comprises these three isotopic signatures.
  • the unique code comprises stable concentrations or ratios of major element isotopes, namely C, O, H, N and / or S, obtained after measuring concentrations (C3) or ratios ( R3) of these isotopes in the diet and correction by the rate of accumulation in the animal or plant considered.
  • the elements (C, H, O, N and S) are the so-called major elements.
  • Their rate may notably vary from one cycle to another in a year, and this variation can be known (concentrations are measured in batches of food or in water) and taken into account in the unique code, allowing traceability to different levels of granularity, eg from the farm or farm, or much finer, such as species or varieties, type of production, and even lot (production cycle).
  • the calculator may also include data on the concentrations (C3) or ratios (R3) of the major isotopes (C, H, O, N and S) in the diet, and their translation into concentrations or ratios that will be found in animals or plants at the time of slaughter, respectively harvest, according to metabolism or rate of accumulation.
  • the calculator is able to calculate the predicted corrected values by correction by the rate of accumulation in the animal or plant considered.
  • the electronic calculator can also be parameterized with environmental, species, marking (short, long, staggered), geographic, or nutrient reference data. All of this data makes it possible to generate a unique code adapted to the targeted place. It should also be noted that the calculator can be advantageously parameterized with the known reference nutritional values, the toxicity values, and all other criteria, which will allow it to define unique codes (and therefore recipes and isotopic regimes) while avoiding the generation of invalid codes as deviating from these criteria.
  • the calculator calculates and proposes the stable isotope abundance variations and / or the isotopic feeding regime to confer the unique code at the time of slaughter or harvest.
  • the computer is programmed to determine these abundance variations in an optimized manner in terms of price and / or availability of isotopes.
  • the user can thus record data relating to these abundance variation, price and availability variables, and keep them updated over time, so that the calculator can better manage the definition of the elements and isotopes to be varied, so to be added to the diet to produce the isotope diet.
  • the criterion always respected by the calculator is to define the elements and their isotopes, and their concentrations or ratios, to define a new unique code, different from those already established for other farms or subsets, or farms or fields.
  • one varies (or the calculator proposes to vary) the stable isotope abundance of the following chemical elements:
  • the method comprises the fact of (or the calculator recommends to) (a) feed the animals of the farm or subset, with a diet (solid and / or liquid) isotope determined for this farm or under -all, or (b) water the plants of the farm or field, with isotope water determined for that farm or field, with stable concentrations of stable isotopes of the following chemical elements:
  • Intensive poultry farms are characterized by short production cycles (8 cycles x 45 days / year) (in organic farming 5 cycles of 70 J / year) for very large volumes (tens of thousands to hundreds of millions) of poultry).
  • Trace elements (among Zn, Se, Mo, Si, Ti,
  • the isotopic feeding marking cycle will be between 8 to 10 days max.
  • the key factors also retained are the metabolism and the distribution of the elements according to the species (the muscles, the organs, the excrements).
  • the implementations are very important because they guarantee the effectiveness of the marking either via the encoding by the animal food or by the water of watering. This makes it possible to optimize the use and the quantities of stable isotopes required.
  • Greenhouse vegetable crops are generally characterized by short cycles between 2-3 months maximum (Standard or Bio) for large volumes (tomatoes, zucchini, beans ). We select trace elements (among Zn, Se,
  • trace elements are selected (among Zn, Se, Mo, Si, Ti, Sn, Cr, Ge, REEs rare earths) produced mainly by centrifugation except for
  • watering by watering is meant that the plants (plants) can be sprayed with the isotopic solution by any standard means, and / or also be misted with the isotopic solution and / or immersed in an isotopic solution.
  • Isotopes can be brought in any known manner. Chlorides, sulphates and oxides can be used. Chlorides and sulfates are usually soluble in water. They can be added to drinking or watering water or when formulating a solid food. Oxides are generally solid. They can be added to the solid diet, but also be added to the watering or drinking water.
  • the amounts of isotopes supplied to the animals of the farm or subset are within the limits authorized by the Nutritional Reference Values (NRV) and within the limits of the toxicity values.
  • the calculator can be programmed with this information on the VNR and the limits not to exceed in terms of toxicity, it will integrate these data in its recommendations and calculations.
  • the amounts of isotopes provided to the animals of the farm or subassembly are provided to the animals taking into account the rate of accumulation (TA) of this or these isotopes in the animal according to the duration of breeding and feeding period with isotopic feeding.
  • TA rate of accumulation
  • the calculator can integrate this knowledge of the TA and take it into account as described.
  • the animals of the farm or of the subset are fed exclusively or essentially exclusively with the isotopic diet.
  • the animals of the farm or subset are fed with the isotopic feed for at least one sub-period or fraction of the breeding period or cycle (eg less than 1/3, 1/4 , 1/5 or 1/6 of the breeding or cultivation cycle).
  • the calculator is able to propose an isotope feeding method that is suitable for the animal or plant species considered, according to specific criteria recorded in its program.
  • the maturation time is short, is administered isotopée feed end of growth, for example between 1 1th day and 33 th day for slaughter to the 35 th day, or between the 24th and the 33/34 th day (can generally be satisfied with a lower marking maturity of 8-10 days). It is It is easy to determine the isotope diet so that the code is present in the animal or plant at the time of slaughter or harvest. This can be done by experiment, by testing one or more regimes and analyzing the isotopic signature at the time of slaughter or harvest, and preferably by providing this information to the calculator.
  • the method of the invention therefore makes it possible to impose a unique isotopic code on a plant.
  • This plant of known isotopic composition, can be used as all or part of an isotopic solid feed intended for a breeding or subset of breeding managed by the model (M) according to the invention.
  • M model
  • the animals are fed a cycle, according to a predefined adapted diet, with such a plant, in as isotopic solid food or part of an isotopic solid diet.
  • the method making it possible to impose a specific code on the animals of a farm or a subset of a farm, including the products, in particular foodstuffs, derived from or prepared from these animals, this method being adapted to the implementation of the identification method may include feeding the animals of the farm or subset, with a diet (solid and liquid) isotope determined for this farm or subset , having stable concentrations of stable isotopes of the following chemical elements: - at least 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, preferably all of the following: Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, I, Te, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, TI, Pb,
  • the invention also relates to an information recording medium.
  • the recording medium may contain executable instructions programmed to implement a method according to one of the preceding claims when these instructions are executed by an electronic computer.
  • the invention also relates to an electronic computer for implementing the isotopic identification method according to the invention.
  • This calculator may include a unit programmable logic and an information recording medium containing software instructions adapted to, when executed by the logical unit, performing steps of comparing a stable concentration or stable isotope ratios profile, a sample from the animal / plant or product of an animal / plant in the form of stable (C2) or stable (R2) ratios of stable isotopes, with profiles recorded as unique codes of their own a farm or subset of a farm or a farm or field, and determining whether the animal / plant or the product of an animal / plant has a profile substantially equal to a registered code and therefore an indication of the farm / farm or field of origin, or that the animal / plant or product does not come from any farm / farm or field whose code is registered in the model.
  • C2 stable
  • R2 stable
  • the calculator can still include all the functionalities, devices and programming necessary for the accomplishment of the tasks described here and which are devolved on it: -
  • the calculator is the guarantor of the integrity of the unique codes.
  • the electronic calculator receives as input the results of concentration analysis (Geochemical passport).
  • the calculator also contains the logic and the strategies applicable to the type of breeding or cultivation.
  • the calculator When determining the isotopic variations to be made compared to the natural abundance on 1, 2, 3 or more elements, the calculator will make sure that the code is not already allocated.
  • the calculator will make an additional variation according to a doping index (+1/1000 for example) until it finds code availability.
  • FIG. 1 is a diagram of an assembly with an electronic calculator that can be used for the implementation of the invention.
  • Figure 2 is a flow chart of a method for imposing a unique code on animals or plants.
  • FIG. 3 is a flow chart of a process for the isotopic identification of animals or plants, or products derived therefrom.
  • Figures 4 to 7 are graphs showing the isotope abundance variations of zinc on natural chickens and isotopic chickens. Starting from the left to the right: 1 /
  • the standard samples "+ Zn control" define the known natural abundance values with regard to the elements studied. They constitute a reference with which the marked samples are measured. This makes it possible to know if the measuring machine is well configured and has no problems related to possible contamination. 21 "Natural samples” of feather, supreme fillet, pestle, leg are unmarked organic chicken samples. This makes it possible to verify that these chickens are in agreement with the reference. 3 / "Standard Zn" is just there to check for possible contamination. It's a quality control. 4 / "Marked samples” correspond to isotopic chickens. 5 / "Standard Zn” is just there to check for possible contamination. It's a quality control.
  • Figure 8 is a graph showing the signature differences between isotopic chicken samples and natural chicken samples.
  • Example 1 Description of a computer set of management and definition of isotopic codes
  • Set 1 comprises a programmable electronic computer 2 provided with a programmable logic unit 3, an information recording medium 4 and a data exchange interface 5 connected to each other by a data bus internal.
  • the electronic computer 2 also comprises here a man-machine interface 6.
  • the unit 3 comprises for example a microprocessor or a programmable microcontroller.
  • the support 4 here comprises a memory module, for example of FLASH technology or EEPROM, or a magnetic hard disk.
  • the support 4 contains software instructions adapted to implement steps of the method of FIGS. 2 and 3 when these instructions are executed by the calculation unit 3.
  • the human-machine interface 6 here comprises a display screen, a data entry tool such as a keyboard and a speaker.
  • a data entry tool such as a keyboard and a speaker.
  • the man-machine interface 6 can be implemented differently.
  • the electronic computer 2 is a microcomputer or a mobile communication device, such as a tablet or a telephone. It can also be a remote computer server, accessible through the Internet or a dedicated computer network.
  • the interface 6 can be omitted and replaced by a dedicated communication interface, for example a computer, a communication device such as a tablet or a television, which performs the same functions as this interface 6 but which is physically dissociated from the electronic computer 2.
  • the computer 2 is notably programmed to implement a predefined model M, for example by means of executable instructions stored in the support 4.
  • the model M makes it possible, in particular, to impose on animals or plants a unique isotopic code specific to a rearing farm or subset, respectively firm or field, and possibly to even finer granularity levels (eg species or varieties, type This code is based on the nature, concentrations or ratios of stable isotopes of chemical elements.
  • the model (M) also makes it possible, where appropriate, to connect a farmed animal or a product of an animal to a breeding or a subset of a particular breeding, or a plant or a product of a plant or field, by analysis of stable isotope ratios or ratios, to determine a profile of concentrations or ratios of these stable isotopes, in particular by mass spectrometry, and to compare with the unique codes recorded in the model (M).
  • the data used by the model M can be stored in the support 4 and / or be stored in a dedicated database accessible by the computer 2.
  • the interface 5 is adapted to acquire input data, for example in the form of digital or analog signals or in the form of data structures, such as TA accumulation rate values and / or measurements of C2 concentrations and / or R2 ratios of stable isotopes.
  • This data can also be transmitted to the computer 2 via the interface 6.
  • Figure 2, in connection with Figure 1, schematically describes an embodiment of the single code imposition method.
  • the TA is known or he can be calculated in step 102 by feeding the animals or plants on a cycle with fixed ratios of stable isotopes of the selected elements, then slaughter or harvest, removal of the flesh and analysis by MS.
  • the data is sent to the computer 2, for example via the interface 6.
  • the calculator has in memory the unique codes that have been generated for other farms, this knowledge is identified during a step 103 in FIG.
  • the computer By crossing the data obtained in steps 101, 102 and 103, the computer generates, during a step 104, an isotope feeding recipe and a feed regime that will allow, in this farm or farm to obtain, the slaughter or harvest, animals or plants with the unique code.
  • the feeding regime can be tested and the data stored in the calculator 2, for a correlation between this regime and obtaining a stable isotope ratio of an element at the time of slaughter or harvest. Adjustments (in terms of content, in particular) are feasible to obtain exploitable isotope ratios, i.e. with significant differences measurable by MS at slaughter or harvest.
  • the computer generates the composition of the isotoped power supply and / or the power regime, the user being able to access it for example from the interface 6.
  • the feed regime may have been determined in advance, and the computer indicates to the user the composition of the isotopic feed.
  • Example 2 Application to a chicken farm chicken life cycle in the farm: chick 10 days 1 st and second phases of growth 21 days maturity from the 32 th day and slaughter 45 days weight between 1, 8 and 2.3 kg.
  • the power supply is specific to each of the 4 phases. Hens consume on average 3.5 liters of water over the entire life span. Breeding cycles succeed one another in breeding. Referring to Figures 1 and 2.
  • the breeding GBS is determined at step 101, the data is sent to the calculator 2, for example via the interface 6. Water consumption samples are collected and analyzed. and solid foods.
  • the ratios of stable isotopes of the following elements (it has been possible to determine by their prior analysis their presence on the farm, for example by mass spectrometry (MS) analysis on water, food, soil, flesh, feathers, bones and / or paws):
  • these 26 elements Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, Ca, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Rb, Sr, Mo, Rh, Pd, Ag , Cd, Te, Ba, Ti, Pb, Si,
  • SM measurements in the invention in general and in this example in particular, can be carried out by the available methods, in particular:
  • MC-ICPMS in English Multicollector-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer
  • LIBS Laser Induced Breakdown Spectroscopy
  • the calculator has in memory the unique codes that have been generated for other farms, this knowledge is identified during a step 103 in FIG.
  • the computer By crossing the data obtained during the steps 101, 102 and 103, the computer generates, during a step 104, an isotope feeding recipe and a feeding regime which will allow, in this breeding to obtain, to the slaughter, hens with the unique code.
  • the feeding regime can be tested and the data stored in the calculator 2, for a correlation between this regime and obtaining a stable isotope ratio of an element at the time of slaughter at 45 days. Adjustments (especially in terms of content) are feasible to obtain exploitable isotope ratios, ie with significant differences measurable by MS at slaughter at approximately 35 days.
  • the computer generates the composition of the isotoped power supply and / or the power regime, the user can access it for example from the interface 6.
  • the power regime may have been determined in advance, and the computer indicates to the user the composition of the isotopic feed.
  • the isotopic diet constitutes the solid and liquid food of the week preceding slaughter, step 105.
  • Example 3 By way of example, on a chicken, it was: - Added 86 Sr to the drinking water over the entire cycle of the animal
  • farms There are 6 farms, farms A, B, C, and X with 90 000 hens per cycle, farm D with 300 000 hens per cycle, farm E with 120 000 hens per cycle.
  • the isotope contents were varied according to the following table.
  • Example 5 Isotopic Identification of Animals or Plants This example illustrates the method of determining whether an animal or plant X is from a farm or farm that is part of the monitoring and identification procedure. of the invention, and determination of its precise origin, namely which farm or farm in the world.
  • a sample of the animal or plant is taken in 201, and subjected to MS analyzes of all elements and stable isotopes in step 202.
  • the user enters the data of the profile obtained in the computer 2 (or an interface with the mass spectrometer does so automatically, wired or not), the latter searching in its information recording medium 4 if a registered profile (unique code) is found in the profile obtained, step 204.
  • the user is informed in 206 that the animal or plant tested is not from a farm or farm followed and conditioned according to the 'invention.
  • the computer provided 208 to the user the precise identity of the farm or farm from which the animal or plant comes.
  • EXAMPLE 6 Isotopic Identification of Hens This example illustrates the method of knowing whether or not a hen X originates from a breeding operation forming part of the procedure for monitoring and identifying the invention, and of determining its precise origin. , which farm in the world. Referring to Figures 1 and 3.
  • a flesh sample is taken in 201, and subjected to MS analyzes of all the elements and their stable isotopes in step 202.
  • the user enters the data of the profile obtained in the computer 2 (or an interface with the mass spectrometer does this automatically, wired or not), the latter searching in its information recording medium 4 if a registered profile (unique code) is found in the profile obtained, step 204.
  • the user is informed in 206 that the test animal is not from a breeding followed and conditioned according to the invention.
  • the computer provided 208 to the user the precise identity of the farm from which the animal comes.
  • the example is an entire animal from which a sample was taken. This animal may for example have been taken from a stall, or it may also have taken a piece of meat packaged and sold in pieces. The method is equally applicable to another animal or plant.
  • the unique internal code corresponds to the ingestion of isotopic markers by industrial broilers. This unique code corresponds to a controlled variation of markers throughout the chicken organism.
  • the route of ingestion of the markers may be via drinking water or food.
  • the amount of markers to be added is calculated according to the concentration of the markers initially present in the water and the food. Another important factor in calculating the amount of markers to be ingested is their metabolism / uptake by the chicken organism.
  • Zinc has 5 stable isotopes whose natural abundances are reported in Table 2. Choose as a marker to add zinc 68 with a natural abundance of 18.75%. The amount of total zinc 68 supplied via food and water is therefore 23.95 mg (18.75% * 127.7 mg). The amount added depends on the target value which is chosen: in this example it is 10 out of 68 the ratio Zn / Zn 64. It is calculated according to equation (1) according to the abundances of each isotope.
  • Our experiment consisted in adding isotopic markers in the drinking water and / or the food of these chickens so that they are marked in vivo.
  • the concentrations and the periods (cycles) of marking varied for the different batches according to the test scenarios applied.
  • the chickens were then killed, cut into pieces and analyzes of compositions in concentrations and isotopic made to quantify and evaluate the marking. This allowed to show the phase of metabolization of markers in the body of chickens.
  • the presence and durability of the markers was also studied by analysis of organic samples.
  • the hen house is made in a garden shed, to simulate intensive farming conditions. Four enclosures have been constructed to perform four simultaneous tests. Each pen is 0.72 m 2 (0.8 m * 0.9 m). Depending on the legislation in intensive farming, it is possible to put 12 to 15 chickens / m 2 , weighing 2.2 to 1 .8 kg each respectively. We can so put up to 8 chickens per pen. Consider a maximum of 5 chickens per half-pad to take into account the welfare of the animals. b. Management of chicks and chickens
  • the fast-growing ROSS 308 chicks come from the Couer Duc, Blaches Quarter, Crest, 26400. They are available in a day-old chick.
  • the chicks are raised in a ground enclosure. Cartons are placed on the ground and the litter is made of wood chips. It is replaced every two days for sanitary reasons.
  • the enclosure is equipped with a drinking trough suitable for chicks (and chickens) and a feeder.
  • the necessary heat is produced by an infrared lamp adapted to poultry.
  • Chicks need a temperature around 35 ° C during the first days, which should decrease around 20 ° C (Table 3).
  • the chickens are then distributed in their respective pens a few days before the start of the tests.
  • Each enclosure is equipped with a feeder and a dummy trough.
  • the floor is covered with PVC flooring and litter of wood chips. It is replaced every two days for sanitary reasons.
  • cycle 1 tests are performed on ROSS 308 fast-growing chickens, via drinking water and for 10 days (24 to 34 days, lot 1) and 15 days (19 to 34 days, lot 2). ).
  • the labeled chickens have finally killed the 37 th day early.
  • the "control" chickens were killed on day 42.
  • a first batch is considered a "control” and is not marked.
  • a second and third batch are marked at 30 per thousand (Table 4). The quantity of chickens per batch will depend on the mortality rate. The mortality is four chicks. Four chickens are distributed for each test.
  • Table 4 Experimental Conditions for Cycle 1. By default, batch 1 of each cycle will be the control batch without labeling.
  • the chicken feed is composed of corn, meal feed soybean extraction feed, wheat, oil cake extract sunflower husked, wheat bran, soybean oil, calcium carbonate, salt, magnesium oxide, monocalcium phosphate and a premix of additives.
  • Table 5 Food composition for cycle 1 chicks and chickens.
  • Methionine 4.60 g / kg 4.80 g / kg 4.80 g / kg
  • Endo-1, 3 (4) - beta- 1500 UV / kg 1750 UV / kg 1750 UV / kg glucanase EC 3, 2, 1, 6
  • iron and zinc as marker elements, with their associated isotopes: 57 Fe and 68 Zn. These elements are two trace elements whose contents in the food are generally between 80 and 150 ⁇ g / g and 40-120 ⁇ g / g respectively. In the feed given to the chickens, the minimum concentration of iron is 50 ⁇ g / g and zinc of 75 ⁇ g / g.
  • nitric acid For the batch 2,500 ml of stock solution are prepared in a bottle. For batch 3, 750 ml of stock solution are prepared in another bottle. Each day, a volume of these stock solutions (50 ml) is taken and diluted in a volume of water. The stock solution must have a pH below 2.5 in order to avoid the precipitation of iron. For this, nitric acid will be added: the amount to add depends on the initial pH of the stock solution.
  • the daily water consumption for 4 chickens evolve from 730 ml to 1 L of .44 ug th to 33 th day (calculated with 10% margin).
  • the dilution ratio is between 5 and 3.3% (Tables 5 and 6).
  • the iron and zinc levels in the drinking water are below the recommended values of 0.3 mg / l and 5 mg / l respectively (Tables 6 and 7).
  • Table 6 Quantity of markers to be added to the drinking water to have a mark of 5, 10 and 30 per thousand (considering 100% metabolism) over 10 days.
  • Table 7 Theoretical chemical data on the concentration of iron and zinc in stock solutions and drinking water (diluted) of Cycle 1.
  • Table 8 Dilution of a volume of stock solution in a volume of water during the 10 days of Cycle 1 marking.
  • the two stock solutions have a concentration of 3.4 mg / L of 57 Fe, as well as 17.6 and 19.4 mg / L of 68 Zn. From these data, the potential-pH diagram of iron was calculated to verify the solubilization of iron (Figure 1). The red dots correspond to the pH of the oral solutions given to the chickens, diluted from the stock solutions.

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Abstract

Méthode d'identification isotopique permettant, le cas échéant, de relier un animal d'élevage ou un produit d'un animal à un élevage déterminé, ou un végétal ou un produit d'un végétal à une ferme, par analyse de concentration ou de ratios d'isotopes stables, et comparaison à des codes isotopiques précédemment générés de manière unique pour un ensemble d'élevages ou de fermes. Méthode permettant d'imposer un code unique aux animaux d'un élevage ou aux végétaux d'une ferme, calculateur permettant de conserver les codes uniques générés en mémoire, de générer des codes uniques pour de nouveaux élevages ou fermes et d'effectuer des comparaisons.

Description

Marquage et identification isotopiques des animaux et végétaux
La présente invention concerne le marquage des animaux et des végétaux. Elle concerne notamment une méthode d'identification isotopique d'un animal ou d'un végétal et de ses sous-produits, ainsi qu'une méthode permettant d'imposer un code unique à cet animal ou végétal, et à ses sous-produits. L'invention concerne enfin un support d'enregistrement d'information et un calculateur électronique pour la mise en œuvre d'un tel procédé.
La possibilité de déterminer l'origine des matières animales ou végétales dans les produits agro-alimentaires est devenue un enjeu de sécurité alimentaire et un facteur de pénétration des marchés par les éleveurs, agriculteurs et transformateurs du secteur. La grande distribution est également de plus en plus concernée du fait de son implication ou quasi intégration dans la filière en achetant des lots entiers de production ou en intervenant directement auprès des éleveurs.
La présente invention a pour objectif de proposer une méthode permettant d'imposer de manière sûre et reproductible un code unique à un animal ou un végétal et à ses sous- produits, permettant de connaître son origine, et cela de préférence avec une précision allant jusqu'à son lieu d'élevage ou de culture.
Elle a notamment pour objectif de fournir un code unique affecté permettant une traçabilité à des niveaux de granularité différents, par exemple de l'élevage ou de la ferme, ou beaucoup plus fins, tels que espèces ou variétés, type de production, et, optionnellement, la datation du lot ou cycle de production.
Un autre objectif de l'invention est de proposer une méthode d'identification sûre et reproductible d'un animal ou d'un végétal et de ses sous-produits, permettant de connaître son origine, et cela de préférence avec une précision allant jusqu'à son lieu d'élevage ou de culture. Un autre objectif encore de l'invention est de fournir de telles méthodes adaptées à la gestion de plusieurs ou de nombreux élevages ou de lieux de culture, et de préférence sans limitation dans le nombre d'élevages et de lieux de culture.
Un autre objectif est de fournir de telles méthodes qui soient économiquement viables.
Ces objectifs ainsi que d'autres, sont atteints notamment grâce à l'utilisation d'un modèle prédéfini (M) employé pour imposer aux animaux ou végétaux un code isotopique unique propre à un élevage ou sous-ensemble d'élevage, respectivement ferme ou champ, et éventuellement à des niveaux de granularité encore plus fins (e.g. espèces ou variétés, type de production, éventuellement lot), ce code étant basé sur la nature, les concentrations ou les ratios en isotopes stables d'éléments chimiques. Ces objectifs ainsi que d'autres, sont également atteints par la mesure et la connaissance des concentrations en isotopes d'éléments majeurs apportés par l'alimentation et retrouvés dans une mesure prévisible et analysable dans les animaux et végétaux, et permettant d'apporter des éléments de signature concernant les cycles de production, par exemple. Au fur et à mesure du déploiement de la solution à plusieurs élevages ou fermes, des codes uniques peuvent être générés pour chacun d'entre eux, en tenant compte des codes précédemment générés pour d'autres élevages ou fermes. Tous ces codes peuvent être enregistrés dans le modèle (M), de préférence logé dans un calculateur électronique ou similaire. Chaque code unique correspond à la signature isotopique de l'animal ou du végétal au moment de l'abattage, respectivement de la récolte. Ce code ne varie plus après abattage ou récolte, et marque donc également les produits issus des animaux et végétaux ainsi marqués. L'effet de métabolisation, d'absorption, accumulation ou élimination des marqueurs est stoppé à l'abattage ou à la récolte. L'invention tient compte des points importants que sont le moment du cycle de marquage (c'est-à-dire du régime sous une alimentation isotopée) et de sa durée. Ce code est le résultat d'une alimentation isotopée déterminée par le modèle (M) et appliquée par l'éleveur ou le cultivateur selon les directives données par le modèle. Pour aboutir à ce code unique à l'abattage ou récolte, le modèle (M) tient compte du taux d'accumulation (TA) des éléments et/ou isotopes dans l'animal ou végétal en fonction du régime de nourrissage ou d'abreuvage avec cette alimentation isotopée. Par régime de nourrissage, on entend notamment la durée d'alimentation des animaux ou d'arrosage des végétaux avec l'alimentation isotopée, et la ou les périodes de nourrissage avec cette alimentation isotopée. Elle peut par exemple être apportée sur une seule période ou plusieurs périodes, par exemple 2 ou 3. Elle peut être réalisée juste avant l'abattage ou récolte, ou plus en amont. A titre d'exemple chez le poulet, afin de s'assurer de la présence des marqueurs au moment de l'abattage ou de la récolte, on peut notamment apporter l'alimentation isotopée du 1 1 ème jour au 33ème jour, ou du 24ème au 33/34ème jour avant abattage. Ce code peut aussi intégrer les marqueurs dits majeurs qui ont une variabilité selon les cycles et notamment la composition de l'alimentation. Les paramètres peuvent avoir été déterminés au préalable par essais sur une population de cet élevage ou sous- ensemble, ou de cette ferme ou champ. De manière préférée et avantageuse, le choix des éléments et de leurs isotopes, et de leurs ratios respectifs que le Modèle (M) détermine pour chaque élevage ou sous-ensemble, ou pour chaque ferme ou champ, est basé sur la connaissance préalable de ce qu'on appelle ici la signature géochimique basale (SGB) de l'élevage ou sous-ensemble, ou de la ferme ou champ. Cette SGB, comme il sera décrit plus loin, est la connaissance d'éléments chimiques, de leurs isotopes stables, de leurs concentrations ou ratios respectifs, au sein de l'élevage ou de son sous-ensemble, ou de la ferme ou champ, préalablement à l'imposition du code par une alimentation isotopée. Le modèle (M) peut avantageusement intégrer la capacité à définir une alimentation isotopée permettant d'imposer ledit code unique, en faisant varier les isotopes stables d'éléments présents dans la SGB ainsi que leurs concentrations ou ratios. De préférence, le modèle (M) va faire cela de la manière la plus minimaliste qui soit et en tenant compte du prix, mode de production des isotopes/niveau d'enrichissement/stratégie des isotopes en fonction des marchés, et/ou de la disponibilité des isotopes afin que le prix de l'alimentation isotopée soit le plus bas possible. Toutes ces caractéristiques s'appliquent aux objets de l'invention définis plus en détail ci-après. Ce modèle (M) peut permettre en outre, le cas échéant, de relier un animal d'élevage ou un produit d'un animal à un élevage ou à un sous-ensemble d'élevage déterminé, ou un végétal ou un produit d'un végétal à une ferme ou un champ déterminé, par analyse de concentrations ou de ratios d'isotopes stables, permettant de déterminer un profil de concentrations ou de ratios de ces isotopes stables, notamment par spectrométrie de masse, et de comparer aux codes uniques enregistrés dans le modèle (M). Certains éléments et leur répartition isotopique (ratios d'isotopes stables C, H, O, N, S) varient au cours de l'année, par exemple en fonction des apports en nourriture ou en eau. L'invention permet aussi de déterminer le cycle de production de l'animal ou du végétal, à partir d'un échantillon de celui-ci.
Au sens de l'invention, on entend, notamment, par sous-produit, tout ce qui est issu de l'animal ou du végétal. Il peut notamment s'agir d'un morceau brut (par exemple incluant chair et/ou os et/ou peau, e.g. demi-coq, cuisse de dinde ou de poulet, etc.), de parties découpées et isolées (par exemple chair, organes, peau, os, ongles, poils, plumes, coquille d'œufs, fleur, tige, etc.), de produits issus de l'animal ou du végétal (par exemple œufs, fruits, graines, etc.). La méthode selon l'invention peut être appliquée sur un animal destiné à l'abattage, mais pas seulement. En effet, elle peut aussi être employée au suivi d'animaux qui ne sont pas destinés à l'abattage, tels que les animaux de sport ou de travail (chevaux, ânes, mulets, dromadaires, chameaux, etc.) ou les animaux de compagnie (chiens, chats). La méthode peut aussi être utilisée pour le suivi de plantes de valeur, par exemple arbres âgés ou plantes issues de sélections nobles, comme les rosiers, orchidées, etc.
Ainsi, l'invention a-t-elle pour objets notamment une méthode d'identification isotopique et une méthode permettant d'imposer un code unique, ainsi qu'un calculateur électronique.
Méthode d'identification isotopique La méthode d'identification isotopique permet, le cas échéant, de relier un animal d'élevage ou un produit d'un animal à un élevage ou à un sous-ensemble d'élevage déterminé, ou un végétal ou un produit d'un végétal à une ferme ou un champ déterminé, par analyse de concentrations ou de ratios d'isotopes stables, peut comprendre notamment : a- dans un échantillon issu de l'animal/végétal ou du produit d'un animal/végétal à identifier, la mesure de concentrations (C2) ou de ratios (R2) d'isotopes stables, puis l'obtention d'un profil de concentrations ou de ratios de ces isotopes stables, notamment par spectrométrie de masse, b- la comparaison de ce profil avec des profils enregistrés dans un modèle prédéfini (M) contenant en mémoire des profils sous forme de codes uniques chacun propre à un élevage ou sous-ensemble d'élevage ou à une ferme ou champ, chaque code unique ayant été préalablement généré par le modèle (M) et appliqué de manière unique aux animaux d'un élevage ou d'un sous-ensemble d'un élevage ou aux végétaux d'une ferme ou d'un champ par une alimentation isotopée délivrée à ces animaux/végétaux de manière que, au moment de leur abattage/récolte, les concentrations ou ratios de ces isotopes stables dans ces animaux/végétaux soient sensiblement identiques au code unique, c- conclusion que l'animal/végétal ou le produit d'un animal/végétal à identifier a un profil sensiblement égal à un code enregistré (utilisation possible d'un intervalle avec une valeur minimale et une valeur maximale) et en outre indication de l'élevage ou sous-ensemble d'élevage/ferme ou champ d'origine, si, à l'issue de la comparaison, le profil correspond à un profil enregistré et, dans le cas contraire, la conclusion que l'animal/végétal ou le produit ne provient d'aucun élevage ou sous-ensemble d'élevage /ferme ou champ dont le code est enregistré dans le modèle.
Dans ce qui suit, le terme sous-ensemble d'élevage ne sera pas toujours repris en même temps que le terme élevage, mais on considère qu'il est compris dans le terme élevage.
Dans ce qui suit, les mesures de concentrations (C2) ou de ratios (R2) d'isotopes stables de plusieurs éléments permettent d'obtenir des profils isotopiques en ratios d'isotopes d'un même élément et aussi, de préférence, des ratios entre éléments chimiques. Les mesures sont réalisées par les méthodes de mesure fiables pour les éléments considérés (voir plus loin).
De préférence, à l'étape a-, on mesure la concentration ou les ratios d'un ou plusieurs, de préférence la totalité des isotopes stables des éléments chimiques suivants : - au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si,
- au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu et/ou, de préférence et,
- C, O, N, H, S (de préférence tous, mais on n'exclut pas 2, 3 ou 4 d'entre eux).
De préférence, le modèle prédéfini (M) comprend les codes uniques d'élevages ou de fermes ou champs, définis par la concentration ou les ratios d'un ou plusieurs, de préférence la totalité des isotopes stables des éléments chimiques suivants tels que l'on peut les mesurer au moment de l'abattage/récolte dans les animaux de ces élevages/des végétaux de ces fermes ou champs :
- au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si, - au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu et/ou, de préférence et,
- C, O, N, H, S (de préférence tous, mais on n'exclut pas 2, 3 ou 4 d'entre eux).
Nous verrons plus loin des modalités préférées de gestion des éléments et de leurs ratios, combinant des mesures de certains d'entre eux, de préférence au niveau de chaque cycle d'élevage ou de culture, et des variations de certains autres par la nourriture et/ou l'eau d'alimentation, d'abreuvage ou d'arrosage.
De préférence, ce code unique pour un élevage ou une ferme ou champ a été déterminé par le modèle prédéfini (M), et imposé aux animaux de l'élevage ou aux végétaux de la ferme ou champ par l'alimentation isotopée distribuée de manière que ce code soit intégré par l'animal au moment de son abattage ou le végétal au moment de sa récolte. De cette manière tous les élevages ou les fermes ou champs produisent des animaux/végétaux ayant ce code unique et le modèle M a en mémoire l'ensemble des codes uniques générés à un temps donné. On verra plus loin que les variations imposées de certains isotopes est aussi régulée par le régime de nourrissage ou d'apport d'eau, sur, de préférence, une sous-période continue ou fractionnée d'une période ou cycle d'élevage ou de culture, conçu pour aboutir au code unique à l'abattage ou récolte. De préférence, l'étape a- comprend, pour chaque élément chimique, la détermination des variations d'un ou plusieurs isotopes stables mineurs par rapport au plus abondant.
De préférence, les concentrations ou ratios d'isotopes sont mesurées par spectrométrie de masse (SM). On peut notamment utiliser la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif, ou ICP-MS, la spectrométrie de masse à source plasma et à multi-collection, ou la spectrométrie de masse à ratio isotopique, ou IRMS, ou toute autre technique permettant d'identifier et mesurer les éléments et leurs isotopes stables, avec leurs concentrations ou leurs ratios, par exemple exprimé en ratios du ou des isotopes stables mineurs par rapport à l'isotope stable le plus abondant dans l'échantillon. Il est ainsi également possible de procéder à des analyses de concentration par spectrométrie de masse à plasma induit couplée à l'ablation laser (LA-ICP/MS, en anglais Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) ou par spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS, en anglais Laser Induced Breakdown Spectroscopy).
La méthode peut notamment comprendre l'utilisation d'un calculateur électronique programmable, pourvu d'une unité logique programmable, d'un support d'enregistrement d'informations et d'une interface d'échange de données raccordés entre eux par un bus de données interne. Le calculateur électronique peut également comporter une interface homme-machine.
La méthode peut donc comprendre l'acquisition, par le calculateur électronique, des valeurs de concentrations (C2) ou ratios (R2), notamment telles que mesurées par SM, formant la signature isotopique d'un animal, d'un végétal ou d'un produit issu de cet animal ou de ce végétal, dont on veut savoir s'il provient d'un élevage, d'un sous-ensemble d'un élevage, ou d'une ferme ou champ dont le code unique est connu ou enregistré dans le calculateur électronique, et, le cas échéant, de connaître l'origine exacte. Le calculateur peut donc aussi effectuer la comparaison entre les données acquises par le calculateur et les codes uniques enregistrés qu'il a en mémoire. Le calculateur peut ensuite déterminer par cette comparaison si le profil acquis correspond ou pas à un code unique enregistré et délivrer dans le premier cas l'identité de l'élevage ou sous-ensemble d'élevage, ou la ferme ou le champ, ou alors conclure qu'il n'y a aucune correspondance. Concernant le degré de variabilité acceptable, chaque code unique nouvellement créé est défini dans un intervalle de valeurs, ou bien le calculateur contient des instructions pour appliquer un certain niveau de variabilité, pour chaque élément isotopé, qui tient compte notamment de la métabolisation ou de l'accumulation des marqueurs par une espèce ou une variété. D'où la présence dans le calculateur de données liées à l'espèce. De manière générale, on peut considérer que la métabolisation ou l'accumulation des marqueurs est d'environ 15-20% via l'ingestion par l'eau (liquide) et d'environ 30 à 40% via la nourriture animale (alimentation solide). Les quantités d'isotopes ingérées quotidiennement pourront être par exemple comprises notamment pour les volailles entre 1 pour 1000 et 50 pour mille, e.g. 30 pour mille par rapport aux valeurs cibles finalement mesurées. Des données plus précises peuvent être générées et enregistrées dans le calculateur, ces données pouvant être issues d'expérimentation, notamment d'expérimentation sur le lieu de l'élevage ou de la culture. Le terme « sensiblement » utilisé ici tient compte de cette variabilité, simplement la méthode de l'invention autorise une variabilité qui ne remet en cause ni la génération d'un code unique (avec les variations isotope par isotope), ni la capacité de comparer efficacement une signature mesurée dans un échantillon et un code unique. La détermination d'un code pour un élevage ou une culture prend en compte ces variabilités pour définir un code unique fiable. « Sensiblement » peut notamment signifier un écart d'au plus 5, 4, 3, 2, 1 , 0,5 ou 0,1 % pour la concentration ou le ratio. L'invention permet d'identifier l'origine des produits issus des animaux et végétaux, pour autant que ces animaux et végétaux fassent partie du programme de gestion des élevages et cultures de la présente invention. En matière animale, on pourra bénéficier de cette traçabilité aussi bien sur animaux entiers, que sur des parties d'animaux, par exemple chair, os, peau, organes, etc., comme cela a été explicité supra. Comme il sera vu plus loin, le calculateur est aussi programmé pour permettre d'identifier le cycle d'élevage ou la date d'abattage, ou encore le cycle de culture ou la date de récolte. Dans ce cas la mesure des majeurs et de leurs isotopes (C, H, O, N, S, de préférence tous) dans la nourriture et/ou l'eau à chaque cycle, qui varient de cycle en cycle du fait des variations dans les aliments et dans l'eau, sont enregistrées cycle après cycle dans le support d'enregistrement du calculateur, et le calculateur est programmé pour pouvoir comparer les valeurs de ces majeurs dans un échantillon de l'animal ou du végétal, et de faire le lien avec des valeurs de majeurs entre différents cycles enregistrés dans le support d'enregistrement.
Méthode permettant d'imposer un code unique La méthode permettant d'imposer un code unique propre aux animaux d'un élevage ou d'un sous-ensemble d'un élevage, ou aux végétaux d'une ferme ou d'un champ, y compris aux produits, notamment alimentaires, issus de ces animaux ou végétaux, cette méthode étant adaptée à la mise en œuvre de la méthode d'identification isotopique précitée, peut comprendre notamment : i- l'analyse de l'abondance d'isotopes stables de plusieurs éléments (a) dans l'eau de l'élevage et/ou dans la nourriture apportée à l'élevage et/ou le sol et/ou dans des échantillons organiques des animaux de l'élevage (chair noire ou blanche, organe, peau et/ou os) d'animaux de l'élevage d'au moins un cycle d'élevage, ou (b) dans l'eau d'arrosage de la culture et/ou le sol et/ou dans le végétal d'au moins un cycle de culture, l'on obtient ainsi la signature géochimique basale (SGB) de l'élevage ou du sous-ensemble d'élevage, ou de la ferme ou du champ,
2i- la sélection de plusieurs éléments ayant des isotopes stables parmi ceux présents dans le SGB, on apporte aux animaux ou végétaux de ce cycle ou de cycles d'élevage ou de culture ultérieurs, une alimentation isotopée comprenant une abondance déterminée (e.g. ratios des isotopes d'un même élément) des isotopes stables des éléments sélectionnés, cette abondance étant calculée en tenant compte du taux d'accumulation (TA) de ces animaux ou végétaux, ce grâce à quoi on confère au moment de l'abattage de l'animal ou la récolte du végétal et compte-tenu de la SGB de l'élevage ou de la culture, un code unique aux animaux ou végétaux de cet l'élevage, respectivement culture.
Dans un mode de réalisation, on peut enrichir en un ou plusieurs isotopes, ou appauvrir en un ou plusieurs isotopes, ou combiner enrichissement et appauvrissement, par rapport à ce qu'un régime non modifié apporterait aux animaux ou végétaux lors d'un cycle donné.
On verra plus loin que l'on peut mesurer les ratios d'isotopes d'un nombre plus ou moins important d'éléments, notamment parmi les éléments permettant une plus fine discrimination géographique. Plus ce nombre est grand, plus la signature de base SGB représente déjà un degré de précision important concernant la ferme ou l'élevage, plus il est possible de réduire le nombre d'éléments pour lesquels on va imposer une modification du ratio d'isotopes. C'est pourquoi on dira que l'on commence de préférence à une variation d'au moins 3 éléments, mais l'homme du métier comprend maintenant parfaitement que l'on peut modifier, notamment augmenter ce nombre pour avoir suffisamment de précision.
De préférence, à l'étape i, on analyse l'abondance d'isotopes stables de plusieurs éléments dans la chair, la peau et/ou les os d'animaux de l'élevage, ou dans les tissus des végétaux (tige, feuille et/ou graines), l'on obtient ainsi la SGB ou un élément de la SGB de l'élevage ou de la culture.
De préférence, à l'étape i, on analyse l'abondance d'isotopes stables de plusieurs éléments dans l'eau et la nourriture utilisée pour la consommation des animaux, l'on obtient ainsi la SGB ou un élément de la SGB de l'élevage ou du sous-ensemble d'élevage. La concentration en isotopes dans les animaux et végétaux est également liée au lieu d'élevage ou de culture, par les apports du sol et de l'eau disponible. De préférence, pour la définition du SGB, la nourriture et l'eau sont analysés en concentration ou ratios des isotopes à chaque cycle d'élevage et de culture. De préférence, pour la définition du SGB, on effectue des analyses de contrôle sur les animaux ou les végétaux, afin de vérifier la présence des isotopes que l'on a choisi de faire varier, ainsi que leur concentration ou ratios.
De préférence on réalise toutes ces mesures, pour définir le SGB.
La SGB peut correspondre sensiblement à la signature isotopique qu'aurait un animal ou un végétal de l'élevage ou de la ferme, alimenté de la manière traditionnelle à l'élevage ou à la ferme, donc sans intervention de l'alimentation isotopée ou des variations isotopiques imposées.
Les animaux sont susceptibles de disposer d'une nourriture non contrôlée ou non isotopée, de même les végétaux peuvent-ils recevoir une eau non contrôlée ou non isotopée. Une ou des analyses régulières (par exemple 1 par cycle, en concentration) du sol ou de l'eau notamment peuvent être réalisées. Le modèle (via le calculateur) peut tenir compte des variations constatées, il peut les juger insignifiante pour l'obtention du code unique, ou il peut décider d'apporter une correction, par exemple modifier le code.
De préférence, à l'étape 2i, on définit une période pendant laquelle les animaux reçoivent l'alimentation isotopée, de manière à obtenir, au moment de l'abattage, des animaux ayant acquis le code unique propre de l'élevage ou du sous-ensemble d'élevage. Cette période est avantageusement une fraction du cycle d'élevage ou de culture. Cette période est suffisante pour que le code unique soit présent au moment de l'abattage ou de la récolte. Si l'on veut donner des chiffres, ladite période représente en temps de préférence moins d'1/3, 1/4, 1/5 ou 1 /6 du cycle d'élevage ou de culture. Ce code unique est un ensemble de concentrations ou de ratios d'isotopes stables d'un certain nombre, suffisant et représentatif, des éléments cités plus haut en 3 listes.
De préférence, on associe certains éléments et leur répartition isotopique à des fonctions de localisation et/ou d'identification de cycle. Ainsi, certains éléments et leurs variations isotopiques sont reliées à une localisation géographique grossière (e.g. régionale), d'autres à une localisation fine (e.g. élevage ou ferme, parcelles, etc.), d'autres au cycle d'élevage ou de culture (en connaissance notamment des ratios isotopiques des apports en nourriture ou en eau). Enfin, certains éléments et leurs ratios isotopiques sont des marqueurs dont on impose la variation pour la finalisation du code unique. L'isotopie naturelle permet d'effectuer une géolocalisation régionale. Elle est généralement basée sur des analyses de ce que l'on appelle les 5 majeurs (C, H, O, N, S) et l'interprétation des ratios isotopiques effectués à partir d'un instrument analytique adapté, de préférence de type IRMS. Les concentrations ou les ratios des isotopes de ces majeurs sont de préférence mesurés, pour les 5, ou alors au moins 2, 3 ou 4 d'entre eux. Dans un mode de réalisation, on effectue donc une géolocalisation régionale à partir de ces majeurs, dans les conditions qui viennent d'être décrites.
Afin de fournir une origine géographique encore plus précise et de concourir à l'obtention d'une signature incluant une origine géographique plus fine, dans un mode de réalisation préféré, notamment en plus du précédent, on a recours à des mesures de ratios d'isotopes d'éléments capables de signer une origine géographique plus fine que les majeurs. Ces éléments sont ceux des deux autres listes évoquées supra. Parmi ces listes, il y a certains éléments tels que le Sr, B, Li, Ca, Na, Mg, K, F, P, Cl, As, Pb, Cd qui permettent de discriminer des lieux géographiques proches, voire contigus. De préférence, on mesure ces éléments (tous ou un nombre représentatif et discriminant, notamment au moins 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , 12 ou tous), en concentration et de préférence en ratios d'isotopes. Sr, B et Li sont des éléments traces géographiques, marqueurs du sol et de l'eau, et se retrouvant chez l'animal ou le végétal dans des concentrations et ratios spécifiques. De préférence on mesure aussi les concentrations ou les ratios de ces 3 éléments. Ca, Na, Mg, K, F, P et Cl sont des éléments trace majeurs apportés par la nourriture et l'eau. De préférence, on choisit de ne pas faire varier leurs concentrations ou ratios afin de conserver leur capacité à donner ou marquer une localisation géographique fine, comme Sr, B et Li, ou en combinaison avec ces derniers. On prévoit donc aussi la possibilité de mesurer leurs concentrations ou leurs ratios en isotopes. Les éléments As, Pb et Cd peuvent aussi être utilisés de la même manière, en déterminant leur concentration ou les ratios de leurs isotopes stables. On peut donc combiner au moins deux ou les trois groupes d'éléments.
Mais pour réellement distinguer des élevages ou des cultures dans une même localité, voir des parcelles contiguës, on ajoute un moyen de signature unique (dite imposée) via des éléments traces (isotopes stables) dont on va faire varier/doper l'abondance naturelle. Pour ce faire on fait varier les ratios de certains isotopes, de préférence d'autres éléments que ceux du paragraphe précédent, que l'on peut choisir notamment dans les listes évoquées supra. Ces isotopes sont notamment choisis parmi Be, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Se, Rb, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Si ; éventuellement aussi parmi La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. Avantageusement, on choisit de faire varier les ratios d'isotopes dont les éléments sont présents naturellement chez les animaux ou végétaux de l'élevage ou de la ferme. On choisit de faire varier les ratios d'isotopes pour un nombre d'éléments suffisant pour la discrimination, et on peut notamment se fixer un minimum de 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou à 10 éléments. Les majeurs (C, H, O, N et S) peuvent aussi être des marqueurs de production, en ce sens que leurs ratios isotopiques varient avec la nourriture et l'eau, en fonction du moment de l'année et des variations de composition de la nourriture et de l'eau dans l'année. Dans un mode de réalisation, les ratios dans la nourriture et l'eau sont mesurés ou connus pour chaque cycle d'élevage ou de culture, ainsi que leur impact sur la signature isotopique de l'animal à l'abattage ou du végétal à la récolte. Cet élément de la signature apporté par C, H, O, N et S (ou un sous-ensemble discriminant de 2, 3 ou 4) permet alors, sur analyse de l'animal, du végétal ou de sous-produits, de remonter (en plus de l'origine géographique, de la ferme ou de l'élevage), jusqu'au cycle d'élevage ou de culture, et plus précisément la date d'abattage ou de récolte. De préférence, la méthode comprend, au cours d'un cycle d'élevage ou de culture, au moins une analyse de l'alimentation isotopée, à savoir de l'eau et/ou de la nourriture, pour détecter une éventuelle variation de l'abondance des isotopes stables des éléments sélectionnés.
De préférence, la méthode comprend l'utilisation d'un calculateur électronique dans lequel sont enregistrés les codes uniques propres à d'autres élevages ou sous-ensembles d'élevages, ou à d'autres fermes ou champs, préalablement déterminés et enregistrés.
Le calculateur électronique programmable est de préférence pourvu d'une unité logique programmable, d'un support d'enregistrement d'informations et d'une interface d'échange de données raccordés entre eux par un bus de données interne. Le calculateur électronique peut également comporter une interface homme-machine. De préférence, les données mesurées pour établir la SGB de l'élevage ou sous-ensemble d'élevage, ou de la ferme ou champ concerné sont entrées dans le Calculateur, ce dernier, par son unité logique programmable, étant à même de déterminer le SGB ou passeport géochimique, qui établit la base de départ de référence pour un site donné.
De préférence, le calculateur stocke les données du TA des animaux de l'élevage ou du sous-ensemble, ou des végétaux, notamment en fonction des conditions d'élevage, respectivement culture, et a de préférence des moyens de calcul permettant d'établir une corrélation entre une variation d'abondance d'éléments d'isotopes et le régime de nourrissage avec l'alimentation isotopée, pour l'obtention du code unique au moment de l'abattage, respectivement de la récolte. Le TA est dépendant de la quantité d'alimentation (solide et/ou liquide) absorbée par les animaux ou végétaux au cours de leur cycle de vie ou de croissance et du taux de métabolisation ou absorption, et ceci, le calculateur peut en tenir compte pour l'alimentation normale et pour l'alimentation isotopée. De préférence, le calculateur stocke le SGB de l'élevage ou de son sous-ensemble ou de la ferme ou champ. Il stocke aussi les codes uniques propres à d'autres élevages ou sous- ensembles d'élevages, ou d'autres fermes ou champs, qui ont été établis à une période antérieure. Le calculateur peut calculer et proposer à l'utilisateur une variation d'abondance des isotopes pour définir l'alimentation isotopée et le régime d'alimentation avec cette alimentation isotopée (i.e. durée et calendrier par rapport à la date d'abattage ou de récolte) pour conférer aux animaux de l'élevage ou sous-ensemble d'élevage le code unique propre au moment de l'abattage, respectivement aux végétaux le code unique propre au moment de la récolte.
Suivant une caractéristique avantageuse, le calculateur intègre le passeport géochimique attribué à chaque élevage ou à chaque ferme, il contient notamment tous les passeports géochimiques des élevages ou fermes sur lesquels le modèle a été déployé. Chaque passeport est stocké dans la base de données et peut être modifié pour mise à jour ou ajout de compléments. Ce passeport est notamment constitué de la SGB, et peut comprendre des éléments additionnels, la désignation de l'espèce, la sous-espèce, la variété, des variations isotopiques au cours des différents cycles d'élevage ou de culture, variations par exemple liées à la saison, avec notamment le variations isotopiques dans l'eau d'alimentation ou d'arrosage, au régime de pluie, à la qualification bio (« organic ») ou non, aux pratiques d'élevage ou de culture, de manière générale l'ensemble des éléments référant à un site donné. Toutes ces données peuvent être consultées et certaines d'entre elles peuvent être intégrées comme variables dans la définition d'un régime et d'une alimentation isotopée afin de donner le code unique au moment de l'abattage ou de la récolte, malgré des variations saisonnières ou autres éléments variables.
Nous avons vu que le calculateur opère lors de la phase de caractérisation. Il détermine les variations d'abondance isotopiques requises pour introduire le code unique pour le site/ferme ciblé. Si on constate un changement important lié à l'analyse de l'eau ou de la nourriture animale ou du sol en termes de concentration, le calculateur pourra également être utilisé pour recalculer les variations d'abondances des isotopes requis, pour l'obtention du code unique. Ces variations sont toutefois minimes et un écart entre 1 pour 1000 à 3 pour 1000 pourra être effectué. De préférence, le calculateur connaît (l'utilisateur ayant enregistré ces données) et tient compte d'un ou plusieurs, de préférence la totalité des variables suivantes :
- l'espèce animale ou la variété végétale,
- la durée d'élevage avant abattage ou la durée de culture avant récolte,
- éventuellement la durée d'alimentation et le calendrier de nourrissage théorique avec une alimentation isotopée,
- le taux d'accumulation TA des animaux ou des végétaux dans les conditions d'élevage, respectivement de culture,
- l'apport éventuel de nourriture non contrôlée (par exemple en élevage en plein air, pluie pour les végétaux),
- données relatives au sol (notamment dans les élevages ou cultures bio (« organic »).
Une fois la phase de caractérisation du site réalisée et enregistrée dans le calculateur, on peut avantageusement, avant de définir l'alimentation isotopée et son régime d'administration, effectuer une analyse de contrôle sur les animaux ou les végétaux, afin de vérifier que ce que le passeport géochimique contient comme isotopes stables et leurs concentrations/ratios, est toujours valide. On peut se contenter d'analyser les muscles (blancs et noirs) pour les animaux. De préférence, le code unique intègre une signature isotopique de plusieurs éléments rares, notamment au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Dg, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. On peut préciser que ces éléments rares sont principalement associés à la localisation géographique de l'élevage ou de la ferme ou champ, notamment au niveau continent, pays ou région. De préférence, le code unique intègre une signature isotopique d'un ou plusieurs éléments, notamment au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si. Cet élément de signature est notamment est rapporté à l'identité de l'élevage ou de son sous-ensemble, ou de la ferme ou champ, et éventuellement de l'espèce animale ou végétale.
De préférence, le code unique intègre une signature isotopique des éléments C, O, N, H, S, qui est notamment rapportée à l'alimentation (solide et/ou liquide).
De préférence le code unique comprend ces trois signatures isotopiques. Dans un mode de réalisation préféré, le code unique comprend des concentrations ou ratios d'isotopes stables d'éléments majeurs, à savoir C, O, H, N et/ou S, obtenus après mesure des concentrations (C3) ou de ratios (R3) de ces isotopes dans l'alimentation et correction par le taux d'accumulation chez l'animal ou végétal considéré. Les éléments (C, H, O, N et S) sont les éléments dits majeurs. Leur taux peut notamment varier d'un cycle à un autre dans une année, et cette variation peut être connue (on mesure les concentrations dans les lots d'aliment ou dans l'eau) et prise en compte dans le code unique, permettant une traçabilité à des niveaux de granularité différents, par exemple de l'élevage ou de la ferme, ou beaucoup plus fins, tels que espèces ou variétés, type de production, et même lot (cycle de production).
Le calculateur peut aussi comprendre les données relatives aux concentrations (C3) ou aux ratios (R3) des isotopes majeurs (C, H, O, N et S) dans l'alimentation, et leur traduction en concentrations ou ratios que l'on retrouvera chez les animaux ou les végétaux au moment de l'abattage, respectivement récolte, selon la métabolisation ou le taux d'accumulation. Le calculateur est en mesure de calculer les valeurs corrigées prévisibles par correction par le taux d'accumulation chez l'animal ou végétal considéré.
Le calculateur électronique peut également être paramétré avec des données environnementales, d'espèces, des données de cycle de marquage (court, long, échelonné), géographiques ou éléments nutritionnels de référence. L'ensemble de ces données permet de générer un code unique adapté au lieu ciblé. Il est également à préciser que le calculateur peut être avantageusement paramétré avec les valeurs nutritionnelles de référence connues, les valeurs de toxicité, et toutes autres critères, qui lui permettront de définir des codes uniques (et donc des recettes et régimes isotopiques) en évitant la génération de codes invalides car s'écartant de ces critères. Le calculateur calcule et propose les variations d'abondance d'isotopes stables et/ou le régime d'alimentation isotopée pour conférer le code unique au moment de l'abattage ou de la récolte. De préférence, le calculateur est programmé pour déterminer ces variations d'abondance de manière optimisée en termes de prix et/ou de disponibilité des isotopes. L'utilisateur peut ainsi enregistrer des données relatives à ces variables variation d'abondance, prix et disponibilité, et les tenir à jour au cours du temps, afin que le calculateur gère au mieux la définition des éléments et des isotopes à faire varier, donc à ajouter dans l'alimentation pour produire l'alimentation isotopée. Le critère que respecte toujours le calculateur est de définir les éléments et leurs isotopes, et leurs concentrations ou ratios, pour définir un nouveau code unique, différents de ceux déjà établis pour d'autres élevages ou sous-ensembles, ou fermes ou champs. De préférence, pour ajuster les ratios d'isotopes de l'alimentation isotopée, on fait varier (ou le calculateur propose de faire varier) l'abondance d'isotopes stables des éléments chimiques suivants :
- au moins 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr,
Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Tl, Pb, Si, et/ou, de préférence et
- au moins 3, 4, 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Dg, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. De préférence, la méthode comprend le fait de (ou le calculateur préconise de) (a) nourrir les animaux de l'élevage ou du sous-ensemble, avec une alimentation (solide et/ou liquide) isotopée déterminée pour cet élevage ou sous-ensemble, ou (b) d'arroser les végétaux de la ferme ou du champ, avec une eau isotopée déterminée pour cette ferme ou champ, comportant des concentrations déterminées en isotopes stables des éléments chimiques suivants :
- au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si,
- au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, et/ou, de préférence et,
- C, O, N, H, S, ledit code unique étant atteint au moment de l'abattage de l'animal, respectivement de la récolte des végétaux.
On peut décrire les modes de réalisation suivants, avec une stratégie d'utilisation des éléments en fonction des espèces et de la taille des élevages afin d'être en capacité de garantir une traçabilité sur le long terme.
1 . Les élevages intensifs de volailles standards sont caractérisés par des cycles de production courts (8 cycles x 45 j /an environ) (en élevage Bio 5 cycles de 70 J/an environ) pour des volumétries très importantes (Dizaines de milliers à centaines de millions de volailles). On sélectionne des éléments traces (parmi Zn, Se, Mo, Si, Ti,
Sn, Fe, Cr, Ge...) produits par centrifugation. On peut enrichir en isotopes ou appauvrir, cette dernière solution étant plus favorable d'un point de vue économique. Le cycle de marquage nourrissage isotopé) sera entre 8 à 10j max.
2. Les élevages intensifs/extensifs de grands animaux (Vache, veau, cheval, mouton, chèvre, cochons...) sont caractérisés par des cycles de production longs (1 1 mois, 16 Mois et au-delà) pour des volumétries importantes (Milliers à millions d'individus). On sélectionne des éléments traces (parmi Zn, Se, Mo, Si, Ti, Sn, Cr, Ge,...) produits par centrifugation. On peut enrichir en isotopes ou appauvrir, cette dernière solution étant plus favorable d'un point de vue économique. Le cycle de marquage sera entre 1 -3 mois vers la fin de vie de l'animal. 3. Les élevages en pisciculture ont les mêmes éléments traces que pour les volailles.
Les facteurs clés également retenus sont la métabolisation et la répartition des éléments en fonction de l'espèce (les muscles, les organes, les excréments). Les mises en œuvre sont très importantes car elles garantissent l'efficacité du marquage soit via l'encodage par la nourriture animale ou par l'eau d'abreuvement. Ceci permet d'optimiser l'usage et les quantités d'isotopes stables requis.
On peut aussi décrire les modes de réalisation suivants pour les cultures en fonction du type et du lieu de culture (maraîchère, fruit, viticulture...)
1 . Les cultures maraîchères sous serre sont généralement caractérisées par des cycles courts entre 2-3 mois maximum (Standard ou Bio) pour des volumétries importantes (tomates, courgettes, haricots...). On sélectionne des éléments traces (parmi Zn, Se,
Mo, Si, Ti, Mn, Sn, Cr, Ge, Cu, V...) produits principalement par centrifugation et quelques-uns par Calutron dont le Cu, V, Rb.
2. Pour les autres cultures dont les arbres fruitiers, et tout ce qui est issu d'une plante ou d'un arbre, on sélectionne des éléments traces (parmi Zn, Se, Mo, Si, Ti, Sn, Cr, Ge, terres rares REEs...) produits principalement par centrifugation sauf pour les
REEs produites via les calutrons.
Les facteurs clés également retenus sont le taux d'accumulation des éléments et les mises en œuvre par des systèmes d'encodage dédiés.
En fonction du niveau d'enrichissement de l'isotope choisi, cela fait varier l'abondance naturelle des autres isotopes d'un même élément. L'analyse des ratios isotopiques d'un même élément permettra de mettre en évidence le ratio à utiliser déterminant la présence du ou des marqueurs et sa/leur valeur en concentration. Avec la connaissance des divers éléments et ratios isotopiques, il est possible de se contenter de faire varier (et donc d'apporter les ratios d'isotopes correspondants, enrichis et/ou appauvris) les ratios de seulement 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 éléments.
Dans la présente demande, par arrosage on entend que les plantes (végétaux) peuvent être arrosées avec la solution isotopée par tous moyens standards, et/ou également être brumisées avec la solution isotopée et/ou immergées dans une solution isotopée.
Les isotopes peuvent être apportés de toute manière connue. On peut utiliser les chlorures, les sulfates et les oxydes. Chlorures et sulfates sont généralement solubles dans l'eau. Ils peuvent être ajoutés à l'eau de boisson ou à l'eau d'arrosage ou lors de la formulation d'un aliment solide. Les oxydes sont généralement solides. Ils peuvent être ajoutés à l'alimentation solide, mais aussi être ajoutés à l'eau d'arrosage ou de boisson.
De préférence, les quantités d'isotopes apportées aux animaux de l'élevage ou du sous- ensemble sont dans les limites autorisées par les Valeurs Nutritionnelles de Référence (VNR) et dans les limites des valeurs de toxicité. Le calculateur peut donc être programmé avec ces informations sur les VNR et les limites à ne pas dépasser en termes de toxicité, il intégrera ces données dans ses préconisations et calculs.
De préférence, les quantités d'isotopes apportées aux animaux de l'élevage ou du sous- ensemble sont fournies aux animaux en tenant compte du taux d'accumulation (TA) de ce ou ces isotopes dans l'animal en fonction de la durée d'élevage et de la période de nourrissage avec l'alimentation isotopée. Comme on l'a vu, le calculateur peut intégrer cette connaissance du TA et en tenir compte comme décrit.
Dans un mode de réalisation, les animaux de l'élevage ou du sous-ensemble sont alimentés exclusivement ou essentiellement exclusivement avec l'alimentation isotopée.
De préférence, les animaux de l'élevage ou du sous-ensemble sont alimentés avec l'alimentation isotopée pendant au moins une sous-période ou fraction de la période ou cycle d'élevage (e.g. moins d'1 /3, 1/4, 1/5 ou 1/6 du cycle d'élevage ou de culture). Le calculateur est apte à proposer une méthode d'alimentation isotopée qui convient à l'espèce animale ou végétale considérée, selon des critères propres enregistrés dans son programme.
Par exemple pour les aviaires, par exemple le poulet, dont le durée d'élevage est courte, on administre l'alimentation isotopée en fin de croissance, par exemple entre le 1 1 eme jour et le 33ème jour pour un abattage vers le 35ème jour, ou entre le 24ème et le 33/34ème jour (on peut en général se contenter d'une durée de marquage inférieure ou égale à 8-10 jours). Il est aisé de déterminer les régimes d'alimentation isotopée pour que le code soit présent chez l'animal ou le végétal au moment de l'abattage, respectivement de la récolte. Ceci peut se faire par l'expérience, en testant un ou des régimes et en analysant la signature isotopique au moment de l'abattage, respectivement de la récolte, et de préférence en apportant ces informations au calculateur.
La méthode de l'invention permet donc d'imposer un code isotopique unique à un végétal. Ce végétal, de composition isotopique connue, peut être utilisé comme tout ou partie d'une alimentation solide isotopée destinée à un élevage ou sous-ensemble d'élevage géré par le modèle (M) selon l'invention. Donc, dans un mode de réalisation de la méthode pour imposer un code unique à un élevage ou à un sous-ensemble d'un élevage, on alimente les animaux d'un cycle, selon un régime prédéfini adapté, avec un tel végétal, en tant qu'aliment solide isotopé ou partie d'une alimentation solide isotopée.
Selon l'invention, la méthode permettant d'imposer un code propre aux animaux d'un élevage ou d'un sous-ensemble d'un élevage, y compris aux produits, notamment alimentaires, issus ou préparés à partir de ces animaux, cette méthode étant adaptée à la mise en œuvre de la méthode d'identification de peut comprendre le fait de nourrir les animaux de l'élevage ou du sous-ensemble, avec une alimentation (solide et liquide) isotopée déterminée pour cet élevage ou sous-ensemble, comportant des concentrations déterminées en isotopes stables des éléments chimiques suivants : - au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, I, Te, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, TI, Pb,
- au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, et - C, O, N, H, S, ledit code étant finalisé au moment de l'abattage de l'animal.
L'invention a aussi pour objet un support d'enregistrement d'informations. Le support d'enregistrement peut contenir des instructions exécutables programmées pour mettre en œuvre un procédé conforme à l'une des revendications précédentes lorsque ces instructions sont exécutées par un calculateur électronique.
L'invention a aussi pour objet un calculateur électronique pour la mise en œuvre de la méthode d'identification isotopique selon l'invention. Ce calculateur peut comporter une unité logique programmable et un support d'enregistrement d'informations contenant des instructions logicielles adaptées pour, lorsqu'elles sont exécutées par l'unité logique, mettre en œuvre des étapes de comparaison d'un profil de concentrations ou de ratios d'isotopes stables, d'un échantillon issu de l'animal/végétal ou du produit d'un animal/végétal, sous forme de concentrations (C2) ou de ratios (R2) d'isotopes stables, avec des profils enregistrés sous forme de codes uniques chacun propre à un élevage ou sous-ensemble d'élevage ou à une ferme ou champ, et de détermination si l'animal/végétal ou le produit d'un animal/végétal a un profil sensiblement égal à un code enregistré et donc indication de l'élevage/ferme ou champ d'origine, ou que l'animal/végétal ou le produit ne provient d'aucun élevage/ferme ou champ dont le code est enregistré dans le modèle. D'autres caractéristiques du calculateur électronique ont été décrites supra.
Le calculateur peut encore comprendre toutes les fonctionnalités, dispositifs et programmations nécessaires à l'accomplissement de taches décrites ici et qui lui sont dévolues : - Le calculateur est la garante de l'intégrité des codes uniques.
- Le calculateur électronique reçoit en entrée des résultats des analyses en concentration (Passeport géochimique).
- Tous les éléments traces géographiques, ultra traces, macro traces, et éléments traces (micros) peuvent y être répertoriés.
- Le calculateur contient également la logique et les stratégies applicables au type d'élevage ou de culture.
Lors de la détermination des variations isotopiques à effectuer par rapport à l'abondance naturelle sur 1 , 2, 3 ou plus éléments, le calculateur va s'assurer que le code n'est pas déjà alloué.
- Si le code est déjà alloué et en fonction de la logique et les stratégies applicables au type d'élevage ou de culture, le calculateur va effectuer une variation supplémentaire en fonction d'un indice de dopage (+1/1000 par exemple) jusqu'à ce qu'elle trouve une disponibilité de code.
- S'il s'avérait qu'il y ait un problème de disponibilité, elle va d'abord vérifier les éléments différentiateurs du passeport géochimique et tenir compte d'une valeur ou de plusieurs valeurs et les ajouter à la recette du code unique. Cela permet de ne pas ajouter en général plus de trois marqueurs. On préfère en effet avoir au minimum une signature basée sur la variation de 3 isotopes.
Une fois la recette/code unique généré, le code est enregistré dans le calculateur. L'invention va être maintenant décrite plus en détail à l'aide de modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et se référant au dessin annexé.
La figure 1 est un schéma d'un ensemble avec calculateur électronique utilisable pour la mise en œuvre de l'invention. La figure 2 est un ordinogramme d'un procédé permettant d'imposer un code unique à des animaux ou végétaux.
La figure 3 est un ordinogramme d'un procédé d'identification isotopique d'animaux ou de végétaux, ou de produits qui en sont issus.
Les figures 4 à 7 sont des graphes montrant les variations d'abondances d'isotopes du zinc sur des poulets naturels et des poulets isotopés. En partant de la gauche vers la droite : 1 / Les échantillons standard « +contrôle Zn » définissent les valeurs d'abondances naturelles connues au regard des éléments étudiés. Ils constituent une référence avec la laquelle on mesure les échantillons marqués. Cela permet notamment de savoir si la machine de mesure est bien configurée et n'a pas de problèmes liés à des contaminations éventuelles. 21 Les « échantillons naturels » de plume, filet suprême, pilon, cuisse sont des échantillons organiques non marqués de poulet. Cela permet de vérifier que ces poulets sont en accord avec la référence. 3/ « Standard Zn » est simplement là pour vérifier une éventuelle contamination. C'est un contrôle Qualité. 4/ Les « échantillons marqués » correspondent aux poulets isotopés. 5/ « Standard Zn » est simplement là pour vérifier une éventuelle contamination. C'est un contrôle Qualité.
La figure 8 est un graphe montrant les différences de signature entre échantillons de poulet isotopé et échantillons de poulet naturel.
Exemples :
Exemple 1 : Description d'un ensemble informatique de gestion et de définition des codes isotopiques
L'ensemble 1 comporte un calculateur électronique 2 programmable, pourvu d'une unité logique programmable 3, d'un support d'enregistrement d'informations 4 et d'une interface d'échange de données 5 raccordés entre eux par un bus de données interne. Le calculateur électronique 2 comporte également ici une interface homme-machine 6. L'unité 3 comporte par exemple un microprocesseur ou un microcontrôleur programmable. Le support 4 comporte ici un module mémoire, par exemple de technologie FLASH ou EEPROM, ou encore un disque dur magnétique. Le support 4 contient des instructions logicielles adaptées pour mettre en œuvre des étapes du procédé des figures 2 et 3 lorsque ces instructions sont exécutées par l'unité de calcul 3.
L'interface homme-machine 6 comporte ici un écran d'affichage, un outil de saisie de données tel qu'un clavier et un haut-parleur. En variante, l'interface homme-machine 6 peut être réalisée différemment.
Par exemple, le calculateur électronique 2 est un micro-ordinateur ou un dispositif de communication mobile, tel qu'une tablette ou un téléphone. Il peut également s'agir d'un serveur informatique distant, accessible au travers du réseau internet ou d'un réseau informatique dédié. Dans ce cas, l'interface 6 peut être omise et remplacée par une interface de communication dédiée, par exemple un ordinateur, un dispositif de communication tel qu'une tablette ou un téléviseur, qui remplit les mêmes fonctions que cette interface 6 mais qui est physiquement dissociée du calculateur électronique 2.
Le calculateur 2 est notamment programmé pour implémenter un modèle M prédéfini, par exemple grâce à des instructions exécutables stockées dans le support 4.
Le modèle M permet notamment d'imposer aux animaux ou végétaux un code isotopique unique propre à un élevage ou sous-ensemble d'élevage, respectivement ferme ou champ, et éventuellement à des niveaux de granularité encore plus fins (e.g. espèces ou variétés, type de production, éventuellement lot), ce code étant basé sur la nature, les concentrations ou les ratios en isotopes stables d'éléments chimiques. Le modèle (M) permet en outre, le cas échéant, de relier un animal d'élevage ou un produit d'un animal à un élevage ou à un sous-ensemble d'élevage déterminé, ou un végétal ou un produit d'un végétal à une ferme ou un champ déterminé, par analyse de concentrations ou de ratios d'isotopes stables, permettant de déterminer un profil de concentrations ou de ratios de ces isotopes stables, notamment par spectrométrie de masse, et de comparer aux codes uniques enregistrés dans le modèle (M).
Les données utilisées par le modèle M peuvent être stockées dans le support 4 et/ou être stockées dans une base de données dédiée accessible par le calculateur 2.
Par exemple, l'interface 5 est adaptée pour acquérir des données d'entrée, par exemple sous la forme de signaux numériques ou analogiques ou sous la forme de structures de données, telles que des valeurs de taux d'accumulation TA et/ou des mesures de concentrations C2 et/ou de ratios R2 d'isotopes stables. Ces données peuvent également être transmises au calculateur 2 par l'intermédiaire de l'interface 6. La figure 2, en lien avec la figure 1 , décrit de manière schématique un mode de réalisation de la méthode d'imposition de code unique. On procède à la détermination par SM de la SGB de l'élevage ou de la ferme à l'étape 101 , les données sont adressées au calculateur 2, par exemple par l'intermédiaire de l'interface 6. Le TA est connu ou il peut être calculé en étape 102 en alimentant les animaux ou les végétaux sur un cycle avec des ratios déterminés des isotopes stables des éléments sélectionnés, puis abattage ou récolte, prélèvement de la chair et analyse par SM. Les données sont adressées au calculateur 2, par exemple par l'intermédiaire de l'interface 6.
Le calculateur a en mémoire les codes uniques qui ont été générés pour d'autres élevages, on identifie cette connaissance lors d'une étape 103 à la figure 2.
En croisant le données obtenues lors des étapes 101 , 102 et 103, le calculateur génère lors d'une étape 104 une recette d'alimentation isotopée et un régime d'alimentation qui permettront, dans cet élevage ou ferme d'obtenir, à l'abattage ou récolte, des animaux ou des végétaux ayant le code unique. Le régime d'alimentation peut être testé et les données conservées dans le calculateur 2, pour une corrélation entre ce régime et l'obtention d'un ratio d'isotopes stables d'un élément au moment de l'abattage ou de la récolte. Des ajustements (en teneur notamment) sont réalisables pour obtenir des ratios d'isotopes exploitables, i.e. avec des différences significatives mesurables par SM à l'abattage ou récolte. Le calculateur génère la composition de l'alimentation isotopée et/ou le régime d'alimentation, l'utilisateur pouvant y accéder par exemple depuis l'interface 6.
En variante, le régime d'alimentation peut avoir été déterminé à l'avance, et le calculateur indique à l'utilisateur la composition de l'alimentation isotopée.
Exemple 2 : Application à un élevage de poules Cycle de vie du poulet dans la ferme : poussin 10 jours, 1 ere et deuxième phases de croissance 21 jours, maturité à compter du 32eme jour et abattage à 45 jours, poids entre 1 ,8 et 2,3 kg. L'alimentation est propre à chacune des 4 phases. Les poules consomment en moyenne 3,5 litres d'eau sur toute la durée de vie. Les cycles d'élevage se succèdent dans l'élevage. On se réfère aux figures 1 et 2. On procède à la détermination de la SGB de l'élevage à l'étape 101 , les données sont adressées au calculateur 2, par exemple par l'intermédiaire de l'interface 6. On recueille, puis analyse des échantillons d'eau de consommation et d'aliments solides. Les ratios des isotopes stables des éléments suivants (on a pu déterminer par des analyses préalables leur présence sur l'élevage, par exemple par analyse par spectrométrie de masse (SM) sur l'eau, la nourriture, le sol, la chair, le plumes, les os et/ou les pattes) :
- ces 26 éléments: Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, Ca, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Rb, Sr, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Te, Ba, Ti, Pb, Si,
- ces 15 terres rares : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. Les mesures de SM dans l'invention en général et dans cet exemples en particulier, peuvent être effectuées par les méthodes disponibles, notamment :
- la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif, ou ICP-MS (en anglais :
Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry),
- la spectrométrie de masse à source plasma et à multi-collection, ou MC-ICPMS (en anglais Multicollector-lnductively Coupled Plasma Mass Spectrometer)
- la spectrométrie de masse à ratio isotopique, ou IRMS (en anglais Isotope-ratio mass spectrometry).
- LA-ICP/MS (Ablation Laser)
LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). Le TA est connu ou il peut être calculé en étape 102 en alimentant les animaux sur un cycle avec des ratios déterminés des isotopes stables des éléments indiqués, puis abattage, prélèvement de la chair et analyse par SM. Les données sont adressées au calculateur 2, par exemple par l'intermédiaire de l'interface 6.
Le calculateur a en mémoire les codes uniques qui ont été générés pour d'autres élevages, on identifie cette connaissance lors d'une étape 103 à la figure 2.
En croisant le données obtenues lors des étapes 101 , 102 et 103, le calculateur génère lors d'une étape 104 une recette d'alimentation isotopée et un régime d'alimentation qui permettront, dans cet élevage d'obtenir, à l'abattage, des poules ayant le code unique.
Le régime d'alimentation peut être testé et les données conservées dans le calculateur 2, pour une corrélation entre ce régime et l'obtention d'un ratio d'isotopes stables d'un élément au moment de l'abattage à 45 jours. Des ajustements (en teneur notamment) sont réalisables pour obtenir des ratios d'isotopes exploitables, i.e. avec des différences significatives mesurables par SM à l'abattage à 35 jours environ.
Le calculateur génère la composition de l'alimentation isotopée et/ou le régime d'alimentation, l'utilisateur pouvant y accéder par exemple depuis l'interface 6. En variante, le régime d'alimentation peut avoir été déterminé à l'avance, et le calculateur indique à l'utilisateur la composition de l'alimentation isotopée.
Pour les poules, on peut ainsi définir un régime dans lequel l'alimentation isotopée constitue la nourriture solide et liquide de la semaine précédant l'abattage, étape 105.
Exemple 3 : A titre d'exemple, sur une poule, on a : - Ajouté 86Sr à l'eau de boisson sur tout le cycle de 'l'animal
- Ajouté 66Zn pendant les 14 jours précédant l'abattage
Les mesures SM ont donné ceci :
Isotopes 84Sr 86Sr 87Sr 88Sr
Abondance 0,5574 9,8566 7,0015 82,5845 naturelle en %
Isotopes 64Zn 66Zn 67Zn 68Zn 70Zn
Abondance 48,63 27,90 4,10 18,75 0,62 naturelle en
o //o
Exemple 4 : Modélisation de marquage sur plusieurs fermes à l'aide de ratios d'isotopes différents :
On dispose de 6 fermes, fermes A, B, C, et X de 90 000 poules par cycle, ferme D de 300 000 poules par cycle, ferme E de 120 000 poules par cycle.
On a choisi de faire varier les teneurs en isotopes selon le tableau suivant.
Ferme A B C D E X isotopes 68Zn / 57Fe / 68Zn / 58Fe / 68Zn / 57Fe 68Zn / 68Zn / 68Zn / 'Rb 5Mo bTi
Teneur m g/ 1 cycle de 0,344/0,049/ 0,344/0,0065/ 0,344/0,00 0,344/0 0,344/0 0,344/ production, boisson 0,0044 0,0044 49/0,00138 ,0065/0 ,0065/0 0,0049 isotopée pendant 10 jours ,072 ,00462 /0,005
28
Ceci revient à produire pour 8 cycles d'élevages par an, en kg :
68Zn 57pe 58pe 95Mo 91 ^ 87Rb 46-pj
2,41488 0,1 1907 0,029835 0,0121 18 0,001 125 0,1944 01004277
Exemple 5 : Identification isotopique d'animaux ou de végétaux Cet exemple illustre la méthode permettant de savoir si un animal ou un végétal X est issu ou pas d'un élevage ou d'une ferme faisant partie de la procédure de suivi et d'identification de l'invention, et de détermination de son origine précise, à savoir quel élevage ou ferme dans le monde.
On se réfère aux figures 1 et 3. Un échantillon de l'animal ou du végétal est prélevé en 201 , et soumis à analyses par SM de l'ensemble des éléments et leurs isotopes stables en étape 202. En 203, l'utilisateur entre les données du profil obtenu dans le calculateur 2 (ou une interface avec le spectromètre de masse le fait de manière automatique, filaire ou non), ce dernier recherchant dans son support d'enregistrement d'informations 4 si un profile enregistré (code unique) se retrouve dans le profil obtenu, étape 204. En l'absence de corrélation (205), l'utilisateur est informé en 206 que l'animal ou végétal testé n'est pas issu d'un élevage ou ferme suivi et conditionné selon l'invention. En présence de corrélation (207), le calculateur fourni en 208 à l'utilisateur l'identité précise de l'élevage ou ferme d'où provient l'animal ou le végétal.
Exemple 6 : Identification isotopique de poules Cet exemple illustre la méthode permettant de savoir si une poule X est issue ou pas d'un élevage faisant partie de la procédure de suivi et d'identification de l'invention, et de détermination de son origine précise, à savoir quel élevage dans le monde. On se réfère aux figures 1 et 3.
Un échantillon de chair est prélevé en 201 , et soumis à analyses par SM de l'ensemble des éléments et leurs isotopes stables en étape 202. En 203, l'utilisateur entre les données du profil obtenu dans le calculateur 2 (ou une interface avec le spectromètre de masse le fait de manière automatique, filaire ou non), ce dernier recherchant dans son support d'enregistrement d'informations 4 si un profile enregistré (code unique) se retrouve dans le profil obtenu, étape 204. En l'absence de corrélation (205), l'utilisateur est informé en 206 que l'animal testé n'est pas issu d'un élevage suivi et conditionné selon l'invention. En présence de corrélation (207), le calculateur fourni en 208 à l'utilisateur l'identité précise de l'élevage d'où provient l'animal. L'exemple porte sur un animal entier dont on a prélevé un échantillon. Cet animal peut par exemple avoir été prélevé sur un étal, ou l'on peut aussi avoir prélevé un morceau de viande conditionné et vendu en morceau. Le procédé s'applique de la même façon également à un autre animal ou à un végétal.
Exemple 7: marquage interne d'un code unique via l'utilisation d'isotopes stables de poulets de chair industriels.
Le code unique interne correspond à l'ingestion de marqueurs isotopiques par les poulets de chair industriels. Ce code unique correspond ainsi à une variation contrôlée des marqueurs dans tout l'organisme du poulet.
Ces variations sont imposées par la quantité des marqueurs ingérés par le poulet. Ces quantités, pour un même code unique, doivent être ajustées en fonction de certains critères environnementaux :
Les conditions d'élevages des poulets de chair industriel
La voie d'ingestion des marqueurs
La métabolisation de ces marqueurs par l'organisme des poulets de chair industriel.
En condition industrielle, les poulets de chair sont élevés dans un bâtiment clos, chauffé entre 30 et 20 °C, et sous lumière artificielle pendant 23 à 18 heures. Les poussins arrivant dans le bâtiment sont élevés jusqu'à l'âge de 35 à 42 jours pour un poids moyen entre 1 ,8 et 2,2 kg. Les informations sont compilées dans le Tableau 1 : Tableau 1 : Conditions d'élevage des poulets de chair industriels de souche ROSS 308 (Manuel de gestion des poulets de chair ROSS, Aviagen, 2010)
Cycle Température Luminosité Consommation Consommation Poids vif cumulée de cumulée d'eau moyen/poulet (jours) (°C) (heures/jour) nourriture (g) (mL) (g)
1 30 23 13 28 57
6 27 23 131 275 160
15 24 20-18 613 1 124 535
21 22 20-18 1 183 2055 929
27 20 20-18 1968 3357 1414
35 20 20-18 3322 5716 2144
42 20 20-18 4741 8213 2809
La voie d'ingestion des marqueurs peut être via l'eau d'abreuvement ou la nourriture. Dans chacun des cas, la quantité de marqueurs à apporter est calculée en fonction de la concentration des marqueurs initialement présents dans l'eau et la nourriture. Un autre facteur important pour calculer la quantité de marqueurs à faire ingérer est leur métabolisation/absorption par l'organisme du poulet.
Prenons comme exemple le cas du zinc comme marqueur pour des conditions fixes. Il sera ajouté pendant 10 jours, du 24ieme au 33ieme jours, via l'eau d'abreuvement ou la nourriture. Le poulet mangera environ 1 ,5 kg de nourriture dont la concentration en zinc est de 85 mg/kg. Il boira environ 2,6 L d'eau dont la concentration en zinc est de 9 μg/L. La quantité totale de zinc ingéré durant cette période sera de 127,73 mg.
Le zinc possède 5 isotopes stables dont les abondances naturelles sont reportées dans le Tableau 2. Choisissons comme marqueur à ajouter le zinc 68 dont l'abondance naturelle est de 18,75 %. La quantité de zinc 68 totale apportée via la nourriture et l'eau est donc de 23,95 mg (18,75% * 127,7 mg). La quantité à ajouter dépend de la valeur cible que l'on choisit : dans cet exemple elle est de 10 sur le rapport 68Zn/64Zn. Elle se calcule selon l'équation (1 ) en fonction des abondances de chaque isotope.
Dans le cas d'une homogénéisation complète du zinc naturel et du marqueur, il faudra alors une abondance moyenne modifiée de zinc 68 de 18,907 % pour un ajout de 0,25 mg étalé sur dix jours. Dans le cas où le marqueur est mieux ou moins bien métabolisé par le poulet que le zinc naturel, la quantité à ajouter de marqueurs sera recalculée à la baisse ou à la hausse respectivement. Tableau 2 : Abondances naturelles des isotopes du
Figure imgf000030_0002
Valeur cible = * 1000 (Equation 1 )
Figure imgf000030_0001
Exemple 8 : Essai dans une ferme d'élevage de poulets
On a testé le marquage isotopique d'une quantité de poulets, regroupés en différents lots. Notre expérimentation a consisté à ajouter des marqueurs isotopiques dans l'eau d'abreuvage et/ou la nourriture de ces poulets afin qu'ils soient marqués in vivo. Les concentrations et les périodes (cycles) de marquage ont varié pour les différents lots en fonction des scénarios tests appliqués. Les poulets ont été ensuite tués, découpés en morceaux et des analyses de compositions en concentrations et isotopiques réalisées pour quantifier et évaluer le marquage. Cela a permis de montrer la phase de métabolisation des marqueurs dans le corps des poulets. La présence et la durabilité des marqueurs a également été étudiée par analyse de prélèvements organiques.
Conditions d'élevages identiques pour les différents lots (hors marqueurs)
Environnement clos (type batterie sur sol dur)
Poulets de race à croissance rapide (ROSS 308)
Nourriture produite en une seule fois pour les différents lots (homogénéité)
Durée de vie des poulets de 35 à 42 jours (1 .8 à 2.2 kg)
1. Conditions d'élevages
a. Le poulailler
Le poulailler est réalisé dans un abri de jardin, afin de simuler des conditions d'élevages intensifs. Quatre enclos ont été construits afin de pouvoir réaliser quatre tests simultanés. Chaque enclos fait 0.72 m2 (0.8 m * 0.9 m). Selon la législation en élevage intensif, il est possible de mettre 12 à 15 poulets/m2, pesant 2.2 à 1 .8 kg chacun respectivement. On peut donc mettre jusqu'à 8 poulets par enclos. Considérons un maximum de 5 poulets par demi- enclos pour tenir compte du bien-être des animaux. b. Gestion des poussins et des poulets
Les poussins de race ROSS 308 à croissance rapide proviennent du Couvoir Duc, Quartier des Blaches, Crest, 26400. Ils sont disponibles en poussin d'un jour.
Les poussins sont élevés dans un enclos au sol. Des cartons sont placés au sol et la litière est composée de copeaux de bois. Elle est remplacée tous les deux jours pour des raisons sanitaires. L'enclos est équipé d'un abreuvoir adapté pour des poussins (et poulets) et d'une mangeoire. La chaleur nécessaire est produite par une lampe infrarouge adaptée aux volailles. Les poussins ont besoin d'une température autour de 35 °C durant les premiers jours, qui devra diminuer autour de 20 °C (Tableau 3).
Les poulets sont ensuite répartis dans leur enclos respectifs quelques jours avant le début des tests. Chaque enclos est équipé d'une mangeoire et d'un abreuvoir à tétines. Le sol est recouvert d'un sol PVC et d'une litière de copeaux de bois. Elle est remplacée tous les deux jours pour des raisons sanitaires.
Tableau 33 : Evolution de la température ambiante au cours du cycle 1
Figure imgf000031_0001
04/09/2017 16 1 oui
05/09/2017 16 oui
26 06/09/2017 16 1 oui
07/09/2017 14.5 oui
08/09/2017 14 oui
25 09/09/2017 14 oui
10/09/2017 13 oui
1 1 /09/2017 15 oui
24 12/09/2017 15 oui
13/09/2017 14 oui
14/09/2017 15 oui
23 15/09/2017 17 non
16/09/2017 14 Non
17/09/2017 14 Non
22 18/09/2017 13 non
19/09/2017 Pas de chauffage
20/09/2017 Pas de chauffage
21 21 /09/2017 Pas de chauffage
22/09/2017 Pas de chauffage
23/09/2017 Pas de chauffage
20 24/09/2017 Pas de chauffage
25/09/2017 Pas de chauffage
26/09/2017 Pas de chauffage 30 27/09/2017 Pas de chauffage
31 28/09/2017 Pas de chauffage
32 29/09/2017 Pas de chauffage
33 30/09/2017 Pas de chauffage
34 01 /10/2017 Pas de chauffage
35 20 02/10/2017 Pas de chauffage
36 03/10/2017 Pas de chauffage
37 04/10/2017 8 Pas de chauffage
(marqués)
42 09/10/2017 4 Pas de chauffage
(témoins)
2. Conditions expérimentales
Au cours d'un cycle, il peut être réalisé jusqu'à 3 tests différents de marquage et 1 test témoin sans marquage. Les lots peuvent être de 5 poulets chacun. Les paramètres tests à faire varier sont :
• La durée de marquage : 10, 20, 35, 42 jours, etc.
• Le mode d'administration : eau d'abreuvage ou nourriture
• La concentration et l'intensité des marqueurs
• Différentes races de poulets : croissance rapide et lente, etc.
· Le choix des marqueurs
3. Cycle 1
a. Conditions expérimentales du cycle 1 :
Dans un premier temps, les tests du cycle 1 sont réalisés sur des poulets à croissance rapide ROSS 308, via l'eau d'abreuvement et durant 10 jours (24 à 34jours, lot 1 ) et 15 jours (19 à 34jours, lot 2). Les poulets marqués ont finalement été tués le 37ieme jour tôt le matin. Les poulets « témoins » ont été tués le jour 42. Parmi les 20 poussins de l'expérience, un premier lot est considéré comme « témoin » et n'est pas marqué. Un second et troisième lot sont marqués à 30 pour mille (Tableau 4). La quantité de poulets par lot dépendra du taux de mortalité. La mortalité est de quatre poussins. Quatre poulets sont répartis pour chaque tests. Tableau 4 : Conditions expérimentales pour le Cycle 1. Par défaut, le lot 1 de chaque cycle sera le lot témoin sans marquage.
Figure imgf000034_0002
La nourriture pour poulets est composée de maïs, tourteaux feed stock d'extraction de soja, blé, tourteaux feed d'extraction de tournesol décortiqué, son de blé, huile de soja, carbonate de calcium, sel, oxyde de magnésium, phosphate monocalcique et d'un prémélange d'additifs.
Tableau 5 : Composition de la nourriture pour les poussins et poulets du cycle 1.
Figure imgf000034_0001
Cendres brutes (M. 5.40 % 5.70 % 5.70 %
Minér.)
Cellulose brute 4.20 % 4.20 % 4.20 %
Calcium 0.90 % 1 .05 % 1 .05 %
Phosphore 0.55 % 0.55 % 0.55 %
Sodium 0.13 % 0.15 % 0.15 %
Méthionine 4.60 g/kg 4.80 g/kg 4.80 g/kg
Lysine 10.70 g/kg 10.80 g/kg 10.80 g/kg
Additifs (non Rapport 1 .15- Rapport 1 .15- garantie, minimum) 1 .2 1 .2
Vitamines
A 8600 Ul/kg 10000 Ul/kg 10000 Ul/kg
D3 2600 Ul/kg 3000 Ul/kg 3000 Ul/kg
E Acétate di 30 Ul/kg 35 Ul/kg 35 Ul/kg
Alpha- tocopheryl
C 5 mg/kg 6 mg/kg 6 mg/kg
Oligo-éléments
Fer E1 FeS04.H20 50 mg/kg 58 mg/kg 58 mg/kg
Cuivre E4 CuS04.5H20 12 mg/kg 14 mg/kg 14 mg/kg
Manganèse E5 MnO 78 mg/kg 91 mg/kg 91 mg/kg
Zinc ZnO 75 mg/kg 87 mg/kg 87 mg/kg Iode Kl 0.90 mg/kg 1 mg/kg 1 mg/kg
Sélénium Na2Se03 0.30 mg/kg 0.35 mg/kg 0.35 mg/kg
Enzymes
6-Phytase EC 3, 1 , 3, 375 OTU/kg 440 OTU/kg 440 OTU/kg 26
Endo-1 , 3 (4) - beta- 1500 UV/kg 1750 UV/kg 1750 UV/kg glucanase EC 3, 2, 1 , 6
Endo-1 , 4 - beta- 1 100 UV/kg 1285 UV/kg 1285 UV/kg xylanase EC 3, 2, 1 , 8
Antioxygènes
Gallate propyle E310 4 mg/kg 4 mg/kg 4 mg/kg
BHT E321 9 mg/kg 1 1 mg/kg 1 1 mg/kg
b. Formulation du marquage du Cycle 1
Nous avons choisi le fer et le zinc comme éléments marqueurs, avec leurs isotopes associés : 57Fe et 68Zn. Ces éléments sont deux oligo-éléments dont les teneurs dans la nourriture sont généralement comprises entre 80 et 150 μg/g et 40-120 μg/g respectivement. Dans la nourriture qui est donné aux poulets, la concentration minimum en fer est de 50 μg/g et en zinc de 75 μg/g.
Afin de calculer la quantité de marqueurs à ajouter dans l'eau d'abreuvement et considérant une métabolisation de 100 %, nous nous sommes basés sur la concentration en fer et en zinc mesurée dans la nourriture d'un producteur de prémixes pour volailles, soit 144 μg/g de fer et 120 μg/g de zinc (Tableau 4).
Pour le lot 2,500 ml de solution mère sont préparés dans une bouteille. Pour le lot 3, 750 ml de solution mère sont préparés dans une autre bouteille. Chaque jour, un volume de ces solutions mères (50 ml) est prélevé et dilué dans un volume d'eau. La solution mère doit avoir un pH inférieur à 2.5 afin d'éviter la précipitation du fer. Pour cela, de l'acide nitrique sera ajouté : la quantité à ajouter dépend du pH initial de la solution mère.
La consommation d'eau journalière pour 4 poulets évoluera de 730 ml à 1 .44 L du i gieme au 33ieme jour (calculé avec 10 % de marge). En diluant 50 ml de la solution mère pour atteindre ces volumes d'eau, le taux de dilution est compris entre 5 et 3.3 % (Tableaux 5 et 6). Les concentrations en fer et zinc dans l'eau d'abreuvement sont inférieures aux valeurs recommandées de 0.3 mg/l et 5 mg/L respectivement (Tableaux 6 et 7).
Tableau 6 : Quantité de marqueurs à ajouter dans l'eau d'abreuvement pour avoir un marquage de 5, 10 et 30 pour mille (considérant 100 % de métabolisation) sur 10 jours.
Marquage 30/1000 Marquage 30/1000 Précision de pesée (Sans coupelle)
24ieme au 34ieme jours 19ieme au 34ieme jours b'Fe 95.5 % 57Fe 57FeCI2 57Fe 57FeCI2
1 poulet / jour 15.00 μg 33.68 μg
1 poulet / 10 jours 150.00 336.80 μg
9
4 poulets / jour 60 μg 134.72 μg
4 poulets / 10 jours 600.00 1347.2 93.1 %
9
4 poulets / jour 60 μg 134.72 μg
4 poulets / 15 jours 900 μg 2020.8
bBZn 97.8 % 68Zn 68ZnCI2 68Zn 68ZnCI2 poulet / jour 105 μ9 214.61 μ9 poulet / 10 jours 1050 μ9 2146.10
9
poulets / jour 420 μ9 858.43 μ9 poulets / 10 jours 4200 μ9 8584.30 98.7 %
Μ9
poulets / jour 420 μ9 858.43 μ9 poulets / 15 jours 6300 12876.5
9 Μ9
Tableau 7 : Données chimiques théoriques sur la concentration de fer et zinc dans les solutions mères et eau d'abreuvement (diluée) du Cycle 1.
Figure imgf000039_0001
Tableau 8 : Dilution d'un volume de solution mère dans un volume d'eau au cours des 10 jours de marquage du Cycle 1.
Jour Date Volume de Volume d'eau/ 4 Lot 1 Lot 2 Notes
solution poulets (au plus
mère proche)
19 Dim. 17/09/17 50 ml 685 g non
20 Lun. 18/09/17 50 ml 731 g non
21 Mar. 19/09/17 50 ml 777 g non
22 Mer. 20/09/17 50 ml 823 g + 10 g non
23 Jeu. 21/09/17 50 ml 874 g non
24 Ven. 22/09/17 50 ml 925 g
25 Sam. 23/09/17 50 ml 976 g 26 Dim. 24/09/17 50 ml 1031 g
27 Lun. 25/09/17 50 ml 1087 g
28 Mar. 26/09/17 50 ml 1 142 g
29 Mer. 27/09/17 50 ml 1 193 g
30 Jeu. 28/09/17 50 ml 1244 g
31 Ven. 29/09/17 50 ml 1295 g
32 Sam. 30/09/17 50 ml 1341 g
33 Dim. 01/10/17 50 ml 1387 g
34 Lun. 02/10/17 - n o n non
35 Mar. 03/10/17 - non non
36 Mer. 04/10/17 non non Abattage
8
poulets marqués lot 1 et 2
42 Lun. 09/10/17 Abattage
8
poulets témoins
Chaque jour et pour les deux enclos correspondant aux poulets « marqués » on prépare les dilutions appropriées. c. Résultats
Mise en solution des marqueurs
Les deux solutions mères ont une concentration de 3.4 mg/L de 57Fe, ainsi que de 17.6 et 19.4 mg/L de 68Zn. A partir de ces données, le diagramme potentiel-pH du fer a été calculé pour vérifier la solubilisation du fer (Figure 1 ). Les points rouges correspondent aux pH des solutions buvables données aux poulets, diluées à partir des solutions mères.
C (b/Fe) = ((0,17/1000)*57)/(0,685+0,05) = 0.01318 M. La concentration en 57Fe de 0.17 mg correspond à la quantité dans 50 ml de solution mère, d (HN03) =(50*0,335)/(685+50) = 0.023 M. Solution la moins diluée. pH! = 1 .642
C2 (HNO3) =(50*0,335)/(1387+50) = 0.012 M. Solution la plus diluée.
Figure imgf000041_0001
La concentration en HN03 de 0.335 M correspond à 250 ml de la solution 1 (ph = 1 ) + 750 ml de la solution 2 (pH = 0.3) ayant un pH de 0.475.
Le fer ne doit donc pas avoir précipité dans les solutions diluées données à boire aux poulets car le pH est inférieur à 2 et reste dans le domaine de Fe3+. Tableau 9 : Echantillonnage par lot du Cycle 1
Figure imgf000041_0002
30 ·
31
32 ■
33
34
35 ■ ■
Nombre 2*2= 4 2 3 6*3 = 18 3*12 = 36
d. Résultats d'analyses des marqueurs obtenus :
Pour le dopage du Zinc : Zn68 en comparant l'abondance des isotopes stables. Pour rappel, les ratios isotopiques calculés sont :
Figure imgf000042_0001
Nous constatons que les échantillons de viande marqués ont une valeur d'abondance supérieure au standard connu. Figures 4-7.
Pour le dopage du Fer : Fe57 en comparant l'abondance des isotopes stables. Pour rappel, les ratios isotopiques calculés sont :
Figure imgf000042_0002
Nous constatons que les échantillons de viande marqués ont une valeur d'abondance supérieure au standard connu. Figure 8. Bien que le dopage ait été effectué sur Zn68, la variation de l'abondance n'est pas mesurable par rapport à l'isotope le plus abondant. Cela montre que nos marqueurs sont en quantité infime et qu'il est important de bien mesurer le bon rapport isotopique pour détecter les marqueurs. Lors de l'expérience, nous nous sommes continuellement attachés à être au minimum de quantité à faire ingérer par les animaux (les volailles). Compte tenu du dopage et de l'abondance naturelle de l'isotope qui sera sélectionné, certains ratios isotopiques sont plus indicatifs de la variation isotopique provoquée déterminant ainsi le code Unique. C'est pour cela que nous devons avant tout regarder le ratio Zn68/Zn67.

Claims

Revendications
1 . Méthode d'identification isotopique permettant de relier un animal d'élevage ou un produit d'un animal à un élevage déterminé ou un sous-ensemble d'élevage, ou un végétal ou un produit d'un végétal à une ferme ou un champ, par analyse de concentration ou de ratios d'isotopes stables, comprenant : a- dans un échantillon issu de l'animal/végétal ou du produit d'un animal/végétal à identifier, la mesure de concentrations (C2) ou de ratios (R2) d'isotopes stables, puis à obtenir un profil de concentrations ou de ratios de ces isotopes stables, b- la comparaison de ce profil avec des profils enregistrés dans un modèle prédéfini (M) contenant en mémoire des profils sous forme de codes uniques chacun propre à un élevage ou sous-ensemble d'élevage ou à une ferme ou champ, chaque code unique ayant été préalablement généré par le modèle (M) et appliqué de manière unique aux animaux d'un élevage ou aux végétaux d'une ferme ou d'un champ par une alimentation isotopée délivrée à ces animaux/végétaux de manière que, au moment de leur abattage/récolte, les concentrations ou ratios de ces isotopes stables dans ces animaux/végétaux soient sensiblement identiques au code unique, c- la conclusion que l'animal/végétal ou le produit d'un animal/végétal à identifier a un profil sensiblement égal à un code enregistré et donc indication de l'élevage/ferme ou champ d'origine, si, à l'issue de la comparaison, le profil correspond à un profil enregistré et, dans le cas contraire, la conclusion que l'animal/végétal ou le produit ne provient d'aucun élevage/ferme ou champ dont le code est enregistré dans le modèle.
2. Méthode selon la revendication 1 , dans laquelle, à l'étape a-, on mesure la concentration ou les ratios d'un ou plusieurs, de préférence la totalité des isotopes stables des éléments chimiques suivants :
- au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si,
- au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu et/ou, de préférence et,
- C, O, N, H, S.
3. Méthode selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le modèle prédéfini (M) comprend les codes uniques d'élevages ou de fermes ou champs, définis par la concentration ou les ratios d'un ou plusieurs, de préférence la totalité des isotopes stables des éléments chimiques suivants tels que l'on peut les mesurer au moment de l'abattage/récolte dans les animaux de ces élevages/des végétaux de ces fermes ou champs :
- au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si,
- au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu et/ou, de préférence et,
- C, O, N, H, S.
4. Méthode selon la revendication 3, dans laquelle ce code unique pour un élevage ou une ferme ou champ a été déterminé par le modèle prédéfini (M), et imposé aux animaux de l'élevage ou aux végétaux de la ferme ou champ par l'alimentation isotopée distribuée de manière que ce code soit intégré par l'animal au moment de son abattage ou le végétal au moment de sa récolte, notamment conformément à la méthode selon l'une quelconque des revendications 5 à 13.
5. Méthode permettant d'imposer un code unique propre aux animaux d'un élevage ou d'un sous-ensemble d'un élevage, ou aux végétaux d'une ferme ou d'un champ, y compris aux produits, notamment alimentaires, issus de ces animaux ou végétaux, , dans laquelle : i- on analyse l'abondance d'isotopes stables de plusieurs éléments dans l'eau de l'élevage et/ou dans la nourriture apportée à l'élevage et/ou dans la chair, la peau et/ou les os d'animaux de l'élevage d'au moins un cycle d'élevage, ou dans l'eau d'arrosage de la culture et/ou dans le végétal d'au moins un cycle de culture, l'on obtient ainsi la signature géochimique basale (SGB) de l'élevage ou du sous-ensemble d'élevage, ou de la ferme ou du champ,
2i- on sélectionne plusieurs éléments ayant des isotopes stables parmi ceux présents dans le SGB, on apporte aux animaux ou végétaux de ce cycle ou de cycles d'élevage ou de culture ultérieurs, de préférence sur une sous-période de l'élevage ou culture, une alimentation isotopée comprenant une abondance (i.e. ratios des isotopes d'un même élément) déterminée des isotopes stables des éléments sélectionnés, cette abondance étant calculée en tenant compte du taux d'accumulation (TA) de ces animaux ou végétaux, pour conférer au moment de l'abattage de l'animal ou la récolte du végétal et compte-tenu de la SGB de l'élevage ou de la culture, un code unique aux animaux ou végétaux de cet l'élevage, respectivement culture.
6. Méthode selon la revendication 5, dans laquelle, à l'étape i, on analyse l'abondance d'isotopes stables de plusieurs éléments dans la chair, la peau et/ou les os d'animaux de l'élevage, ou dans les tissus des végétaux (tige, feuille et/ou graines), l'on obtient ainsi la SGB de l'élevage ou de la culture, ou on analyse l'abondance d'isotopes stables de plusieurs éléments dans l'eau et la nourriture utilisée pour la consommation des animaux, l'on obtient ainsi la SGB de l'élevage ou du sous-ensemble d'élevage.
7. Méthode selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle, à l'étape 2i, on définit une période pendant laquelle les animaux reçoivent l'alimentation isotopée, de manière à obtenir, au moment de l'abattage, des animaux ayant acquis le code unique propre de l'élevage ou du sous-ensemble d'élevage, de préférence propre au cycle de production.
8. Méthode selon l'une des revendications 5 à 7, comprenant, au cours d'un cycle d'élevage ou de culture, au moins une analyse de l'alimentation normale et/ou isotopée, à savoir de l'eau et/ou de la nourriture, pour détecter une éventuelle variation de l'abondance des isotopes stables des éléments sélectionnés.
9. Méthode selon l'une des revendications 5 à 8, comprenant l'utilisation d'un calculateur électronique dans lequel sont enregistrés les codes uniques propres à d'autres élevages ou sous-ensembles d'élevages, ou à d'autres fermes ou champs, préalablement déterminés et enregistrés, et/ou dans laquelle est enregistré le SGB de l'élevage ou sous-ensemble d'élevage, ou de la ferme ou champ concerné.
10. Méthode selon la revendication 9, dans laquelle le calculateur stocke les données du TA des animaux de l'élevage ou du sous-ensemble, ou des végétaux, notamment en fonction des conditions d'élevage, respectivement culture, et de préférence est équipé d'un programme informatique ou d'un algorithme permettant d'établir une corrélation entre une variation d'abondance d'éléments d'isotopes et le régime de nourrissage avec l'alimentation isotopée, pour l'obtention du code unique au moment de l'abattage, respectivement de la récolte.
1 1 . Méthode selon la revendication 9 ou 10, dans laquelle le calculateur est équipé d'un programme informatique ou d'un algorithme permettant, à partir du SGB de l'élevage ou de son sous-ensemble ou de la ferme ou champ, et de la connaissance des codes uniques propres à d'autres élevages ou sous-ensembles d'élevages, ou d'autres fermes ou champs, de calculer et proposer à l'utilisateur une variation d'abondance des isotopes pour définir l'alimentation isotopée et le régime d'alimentation avec cette alimentation isotopée (i.e. durée et calendrier par rapport à la date d'abattage ou de récolte) pour conférer aux animaux de l'élevage ou sous-ensemble d'élevage le code unique propre au moment de l'abattage, respectivement aux végétaux le code unique propre au moment de la récolte.
12. Méthode selon l'une des revendications 5 à 1 1 , dans laquelle le code unique intègre :
- une signature isotopique de plusieurs éléments rares, notamment au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Dg, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu ces éléments rares étant principalement associés à la localisation géographique de l'élevage ou de la ferme ou champ, notamment au niveau continent, pays ou région, une signature isotopique d'un ou plusieurs éléments, notamment au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si, ceux-ci étant rapportés à l'identité de l'élevage ou de son sous-ensemble, ou de la ferme ou champ, et éventuellement de l'espèce animale ou végétale, et une signature isotopique des éléments C, O, N, H, S.
13. Méthode selon l'une des revendications 5 à 12, comprenant le fait de (a) nourrir les animaux de l'élevage ou du sous-ensemble, avec une alimentation (solide et/ou liquide) isotopée déterminée pour cet élevage ou sous-ensemble, ou (b) d'arroser les végétaux de la ferme ou du champ, avec une eau isotopée déterminée pour cette ferme ou champ, comportant des concentrations déterminées en isotopes stables des éléments chimiques suivants :
- au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Pb, Si,
- au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, et/ou, de préférence et,
- C, O, N, H, S, ledit code unique étant atteint au moment de l'abattage de l'animal, respectivement de la récolte des végétaux.
14. Méthode selon l'une des revendications 5 à 13, dans laquelle on mesure les ratios des isotopes stables des C, H, O, N, S dans la nourriture et/ou l'eau pour chaque cycle d'élevage ou de culture.
15. Méthode selon la revendication 14, dans laquelle le code unique comprend des ratios naturels d'isotopes d'éléments issus de l'élevage ou de la culture, en provenance du sol, de l'eau et de la nourriture, et des ratios imposés d'isotopes d'autres éléments apportés par l'eau et/ou la nourriture sur une sous-période de la période d'élevage ou de culture.
16. Méthode selon la revendication 15, dans laquelle les ratios naturels d'isotopes sont pour au moins 5 des éléments Sr, B, Li, Ca, Na, Mg, K, F, P, Cl, As, Pb, Cd et l'ensemble des éléments C, H, O, N, S.
17. Méthode selon la revendication 15 ou 16, dans laquelle les ratios d'isotopes imposés sont pour au moins 3 éléments parmi Be, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Se, Rb, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, I, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, Ti, Si ; éventuellement aussi parmi La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.
18. Méthode permettant d'imposer un code propre aux animaux d'un élevage ou d'un sous- ensemble d'un élevage, y compris aux produits, notamment alimentaires, issus ou préparés à partir de ces animaux, et comprenant le fait de nourrir les animaux de l'élevage ou du sous-ensemble, de préférence sur une sous-période de l'élevage ou culture, avec une alimentation (solide et liquide) déterminée pour cet élevage ou sous-ensemble, comportant des concentrations déterminées en isotopes stables des éléments chimiques suivants :
- au moins 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, de préférence la totalité des éléments suivants : Li, Be, B, F, Na, Mg, Al, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, I, Te, Ba, Hf, Ta, W, Re, Ir, Hg, TI, Pb,
- au moins 5, 8, 12, de préférence la totalité des éléments suivants : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, et
- C, O, N, H, S, ledit code étant finalisé au moment de l'abattage de l'animal.
19.- Calculateur électronique (2) pour la mise en œuvre de la méthode d'identification isotopique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant une unité logique (3) programmable et un support d'enregistrement d'informations (4) contenant des instructions logicielles adaptées pour, lorsqu'elles sont exécutées par l'unité logique (3), mettre en œuvre des étapes de comparaison d'un profil de concentrations ou de ratios d'isotopes stables, d'un échantillon issu de l'animal/végétal ou du produit d'un animal/végétal, sous forme de concentrations (C2) ou de ratios (R2) d'isotopes stables, avec des profils enregistrés sous forme de codes uniques chacun propre à un élevage ou sous-ensemble d'élevage ou à une ferme ou champ, et de détermination si l'animal/végétal ou le produit d'un animal/végétal a un profil sensiblement égal à un code enregistré et donc indication de l'élevage/ferme ou champ d'origine, ou que l'animal/végétal ou le produit ne provient d'aucun élevage/ferme ou champ dont le code est enregistré dans le modèle.
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