EFFICACITE D`UNE PHYTASE SUR LA DIGESTIBILITE ILEALE

EFFICACITE D`UNE PHYTASE SUR LA DIGESTIBILITE ILEALE
EFFICACITE D’UNE PHYTASE SUR LA DIGESTIBILITE ILEALE APPARENTE DU
PHOSPHORE CHEZ LA POULE PONDEUSE
Philipps Petra, Raffaella Aureli, Fidelis Fru
DSM Nutritional Products France, Centre de Recherche en Nutrition Animale, BP 170, 68305
Saint Louis Cedex, France
RÉSUMÉ
Les poules pondeuses ont besoin, pour la production d’œufs et leur entretien, d’un apport en phosphore. La majeure
partie du phosphore dans l’aliment étant présent sous forme phytique, non hydrolysé dans l’intestin, l’ajout de
phytase microbienne présente un avantage. Les effets d’une phytate 6-phosphatase (phytase) destinée à des aliments
présentés en farine, a été testée lors d’un essai de digestibilité de quatre semaines chez la poule pondeuse. 168 poules
pondeuses Isa Brown âgées de 22 semaines ont été réparties en 84 groupes de 2 poules. Les poules ont été nourries
avec un aliment de base en farine, composé de maïs et de tourteau de soja, contenant 3,2 g de phosphore total (P) et
auquel 0, 600, 900 et 1200 U de phytase par kg d’aliment ont été ajoutées. Un marqueur indigestible, le dioxyde de
titane (TiO2), a été inclus dans l’aliment pour calculer l’utilisation iléale apparente des minéraux. A la fin de l’étude,
les animaux ont été sacrifiés et la partie terminale de l’iléum de chaque poule a été prélevée pour la détermination de
la teneur en P et en TiO2. L’addition de doses croissantes de phytase dans l’aliment a permis d’améliorer
significativement l’utilisation iléale apparente du P (p<0,01). Des améliorations de 34 % et 47 % ont été
respectivement obtenues pour des doses de phytase de 600 et 1200 U/kg. La réponse à l’addition phytase sur
l’utilisation iléale apparente de P peut être décrite par une courbe de régression non linéaire. La courbe y=46 + 25,1
(1-e-0,0017x), R2=0,99 décrit clairement un effet dose réponse de la phytase sur l’utilisation iléale apparente de P.
L’addition de 900 U.kg-1 de phytase permet une amélioration significative de 11,6 % du pourcentage de cendres.
ABSTRACT
Phosphorus (P) is a key element to the maintenance and production of eggs by laying hens. As most of the P present
in feed is not directly available, phytate 6-phosphatase (phytase) supplementation could be beneficial. In this study
the effects of the microbial phytase on the utilisation of P by laying hens was evaluated over 4 weeks. 168 laying
hens (22 weeks of age) were divided into 84 groups of two hens. The birds were fed a mash diet based on maize and
soybean meal containing 3.2 g total phosphorus. The basal feed was supplemented with 0, 600, 900 and 1200 U of
phytase per kg feed. In addition, 0.1% of titanium dioxide (TiO2) was added as an indigestible marker in order to
determine the apparent ileal utilisation of phosphorus and calcium. At the end of the study, the animals were
sacrificed and the terminal part of the ileum was collected in order to determine the P and TiO2 concentration.
Supplementation with 600 and 1200 U.kg-1 resulted in significant (p<0.01) increase of 34 % and 47 % in P
utilisation respectively. The dose-dependant response of the apparent ileal utilisation of phosphorus to the addition
of phytase could be described by the following equation: y=46 + 25.1 (1-e-0.0017x), R2=0.99. This study also reports a
significant increase of 12% in tibia ash when 900 U of phytase per kg feed were added to the diet.
Huitièmes Journées de la Recherche Avicole, St Malo, 25 et 26 mars 2009
INTRODUCTION
Les poules pondeuses ont besoin d’un apport en
phosphore aussi bien pour leurs besoins d’entretien
que pour leurs besoins de production. Cependant, la
majeure partie du phosphore végétal est présent
sous forme de phytate et n’est pas utilisable par les
animaux monogastriques. En effet, ceux ci ne
possèdent pas de phytase, l’enzyme responsable de
l’hydrolyse du phytate en inositol phosphate
facilement assimilable. De plus, l’addition de
phosphore inorganique dans les régimes
alimentaires
pour
répondre
aux
besoins
physiologiques des animaux, conduit souvent à un
excès de phosphore excrété dans le fumier.
L’addition de phytase microbienne dans la ration
alimentaire apparaît donc comme une solution pour
améliorer la disponibilité du phosphore phytique et
réduire l’apport de phosphore minéral. Plusieurs
études (Van Der Klis et al., 1997 ; Panda et al.,
2005) ont montré qu’en plus d’une diminution de
phosphore dans les excréments, l’addition de
phytase dans un aliment déficient en phosphore
permet une amélioration de l’absorption iléale du
phosphore, de la production d’œufs et une
augmentation du taux de cendres des tibias chez la
poule pondeuse. Cette étude propose d’évaluer
l’efficacité de dose croissante d’une phytase, sur la
digestibilité iléale apparente du phosphore chez la
poule pondeuse nourrie avec un aliment très pauvre
en phosphore.
1. MATERIEL ET METHODES
1.1. Animaux
Cette étude a été réalisée au Centre de Recherche en
Nutrition Animale de DSM Nutritional Products
France sur des poules pondeuses Isa Brown agées
de 22 semaines réparties en 84 groupes de 2 poules.
Le traitement témoin ainsi que les trois traitements
additionnés de phytase ont été répétés 12 fois,
chaque répétition étant constituée de deux poules
logées dans la même cage. L’essai s’est déroulé
pendant quatre semaines dans des conditions de
température et d’humidité contrôlées. Les animaux
avaient accès à l’eau et à l’aliment ad libitum.
Chaque groupe de poules a été pesé au début et à la
fin de l’étude expérimentale. L’aliment a été pesé
afin de calculer l’ingestion journalière. Les œufs de
chaque groupe ont été récoltés et pesés une fois par
semaine pour calculer les performances de ponte
des poules pondeuses au cours de l’essai (poids des
œufs, taux de ponte). Après 4 semaines, les 2
poules de chaque cage ont été sacrifiées et la partie
terminale de l’iléum (entre 17 et 2 cm en amont de
la jonction iléo-caecale) de chaque poule a été
prélevée afin de récupérer le contenu intestinal qui
a été lyophilisé pour la détermination de la teneur
en dioxyde de titane (TiO2), en calcium (Ca) et en
phosphore (P) total. En parallèle le tibia droit de
chaque animal a été prélevé pour la détermination
du pourcentage de cendres des os.
1.2. Aliment
Les poules ont été nourries deux semaines avant le
début de l’essai avec un aliment de base en farine
composé de maïs et de tourteau de soja contenant
3,2 g de P total et 28,3 g de Ca par kg d’aliment.
Cet aliment a été formulé de manière à répondre
aux besoins nutritionnels des poules pondeuses tout
en restant faible en phytase endogène et en
présentant un déficit en P total pour évaluer les
effets de l’addition d’une phytase. (Tableau 1).
Pendant les quatre semaines de l’étude, les poules
ont été nourries avec le même aliment de base
auquel des doses croissantes de phytase ont été
ajoutées. La phytase RONOZYME® NP (M)
(phytate 6-phosphatase produite à partir d’
Aspergillus oryzae) a été formulée de manière à être
utilisée exclusivement dans un aliment sous forme
de farine et a été testée aux niveaux d’inclusion de
0, 600, 900 et 1200 U par kg d’aliment. De plus, du
TiO2 a été ajouté à l’aliment à une teneur de 1 g par
kg comme marqueur indigestible pour calculer
l’utilisation iléale apparente de P et de Ca.
1.3. Analyses biochimiques
Les analyses des nutriments dans l’aliment ont été
réalisées en suivant les méthodes standards
classiques de détermination (VDLUFA 1976). La
détermination de la teneur en Ca, P et TiO2 dans
l’aliment et les échantillons de contenus intestinaux
a été réalisée par spectrométrie d’émission plasma
(DIN EN ISO 1998) après une minéralisation
HNO3 / H4FN aux micro ondes. Les utilisations
iléales apparente de P (U.app. P) et de Ca (U.app.
Ca) (en % d’ingestion)) ont été calculées de la
manière suivante :
100 – 100 x {[TiO2 A] / [TiO2 CI]} x {[X CI] /[X A]},
où [TiO2 A] et [TiO2 CI] sont les concentration en
dioxyde de titane respectivement dans l’aliment et
le contenu iléal, où [X CI ] et [X A] sont les
concentrations en nutriment X dans le contenu iléal
et l’aliment respectivement.
Les tibias prélevés ont été congelés à –20°C jusqu’à
l’analyse. Sur chaque tibia, un fragment de 2 cm de
la partie centrale de la diaphyse de l’os a été
découpé. Ce fragment a été débarrassé de la moelle
et utilisé pour déterminer la résistance osseuse
définie comme la force d’écrasement en Newton à
appliquer au fragment pour atteindre le point de
rupture, grâce à un appareil de type Instron (Lloyd
LR10K). Le pourcentage de cendres des os a été
déterminé après dégraissage des fragments d’os
Huitièmes Journées de la Recherche Avicole, St Malo, 25 et 26 mars 2009
dans l’éthanol et dans l’éther, séchage à l’étuve à
105°C et incinération à 550°C dans un four à
moufle.
1.4. Analyses statistiques
Une analyse de variance à un facteur (ANOVA 1) a
été utilisée afin d’évaluer statistiquement
l’utilisation iléale apparente de P et de Ca ainsi que
le pourcentage de cendres dans les tibias, grâce au
logiciel Stat box V.5 (Grimmersoft 1995). Les
moyennes significativement différentes (p<0,05)
ont été comparées grâce au test de Newman Keuls.
Si la lettre attribuée aux deux moyennes de chaque
paire est identique alors la différence observée n’est
pas statistiquement significative. Inversement, si la
lettre attribuée aux deux moyennes de chaque paire
diffère, la différence est significative.
Une analyse de régression non linéaire a été réalisée
en utilisant le programme Origin 7,0. Un model
exponentiel du type y= a + b (1-exp (-k x)) a été
appliqué aux données, avec
a: réponse obtenue sans addition de phytase
b :réponse maximale à l’addition de phytase
k :paramètre décrivant la pente de la courbe
x :addition de phytase en U.kg-1
y :réponse (utilisation du phosphore)
2. RESULTATS ET DISCUSSION
Le détail de la composition de l’aliment de base et
des valeurs analysées en nutriments et en énergie
métabolisable est présenté dans le Tableau 1. Les
poules pondeuses ont été nourries avec un aliment
contenant 144 g de protéines brutes et 12,1 MJ par
kg d’aliment d’énergie métabolisable.
Les résultats d’analyse de l’activité de la phytase
dans les différents traitements alimentaires sont
présentés dans le Tableau 2. La phytase native
présente dans l’aliment est inférieure à 50 U.kg-1.
L’activité de la phytase analysée dans l’aliment
correspond aux dosages cibles.
Le niveau de P non phytique (NPP) déterminé en
faisant la différence entre la teneur en P total et la
teneur en P phytique était de 1,1 g NPP par kg
d’aliment. Ce niveau est inférieur aux
recommandations NRC (1994) de 2.5 g NPP par kg
d’aliment. Néanmoins dans cette étude comme celle
décrite par Rama Rao et al (1999), la faible teneur
en NPP n’a pas affecté la production d’œufs du
groupe témoin et une amélioration de la production
a été enregistrée avec l’addition de phytase
(Tableau 3). Van der Klis et al (1997) ont observé
au contraire une diminution importante de la
production d’œufs de poules nourries avec un
aliment contenant 1.2 g.kg-1 NPP.
Les résultats de l’utilisation iléale apparente de Ca
et de P sont détaillés dans le Tableau 4.
L’utilisation iléale apparente de P a été
significativement améliorée par l’addition de doses
croissantes de phytase par rapport au traitement
témoin. L’utilisation apparente de P a été
augmentée, passant de 46.0% (groupe témoin) à
67.5 % par l’addition de phytase. La réponse de
l’utilisation iléale apparente de P à l’addition de la
phytase a pu être décrite par une courbe de
régression non linéaire. La courbe y=46 + 25,1 (1-e0, 0017x
), R2=0,99 décrit clairement un effet dose
réponse de la phytase sur l’utilisation iléale
apparente de P (Figure 1). En plus de l’utilisation
du phosphore, celle du calcium a aussi été
améliorée par l’ajout de phytase (Van der Klis et
al., 1997) et de manière significative par rapport au
groupe témoin. Cependant, il n’y avait pas de
différences significatives entre les différentes doses
de phytase testées. L’augmentation de la
disponibilité du P et du Ca a eu un effet sur la
minéralisation osseuse (Tableau 5). En effet,
l’addition de phytase dans un aliment contenant 1.1
g.kg-1 NPP a permis d’augmenter significativement
le pourcentage de cendres des tibias et d’améliorer
la résistance osseuse. Ces résultats sont en accord
avec ceux observés par Panda et al., 2005.
CONCLUSION
Le principal objectif de cette étude expérimentale
était de déterminer les effets de l’addition de
phytase sur l’utilisation iléale apparente de P chez
la poule pondeuse. L’étude a montré que l’ajout de
phytase dans un aliment contenant 1.1 g.kg-1 NPP
permet de maintenir les performances de ponte.
Cette phytase présente en plus l’avantage
d’améliorer l’utilisation iléale apparente de P
quelque soit la dose utilisée et cela de manière dose
dépendante, ainsi que de favoriser la minéralisation
osseuse. En conclusion, l’addition de 900 U de
phytase dans un aliment pour poules pondeuses
permet de réduire le niveau de NPP à 1.1 g par kg
d’aliment, car elle contribue à améliorer la
disponibilité du P sans affecter les performances de
ponte.
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
EEC, 1986, Journ.Off.d.Comm.Europ., L130, 53-54
DIN EN ISO, 1998. ISO 11885 : 1997, E22
Grimmersoft, 1995. Manuel d’utilisation
Originlab Corporation, 2002.Origin Version 7, Guide de programmation
Huitièmes Journées de la Recherche Avicole, St Malo, 25 et 26 mars 2009
Panda A.K., 2005. Br.Poult.Sci.46 :464-469
Rama Rao, 1999. Ani.Feed Sci.Tech.79:211-222
Van der Klis J.D., 1997. Poult.Sci.76 :1535-1542
Tableau 1 : Composition de l’aliment de
base
Ingrédients (%)
Maïs
Tourteau de soja (50 % CP)
Huile de soja
DL-Méthionine
Coquilles d’huître
CaCO3
NaCl
Premix
Dioxyde de titane
Teneurs analysées:
Protéine brute (g/kg)
Energie métablisable (MJ/kg)
143,9
12,1
Calcium (g/kg)
Total P (g/kg)
P non phytique (mg/kg)
28,3
3,2
1,1
Tableau 2 : Activité de la phytase dans les échantillons
d’aliment
70,4
19,0
1,00
0,20
1,50
6,70
0,10
1,00
0,10
Traitement
Produit
Dose
(U/kg)
Activité
phytasique
(U/kg aliment)
A
Contrôle
-
<50
B
phytase
600
596
C
phytase
900
1012
D
phytase
1200
1238
Une unité de phytase (U) correspond à l’hydrolyse d’1µmol
d’inositol phosphate à partir de 0,5Mm de phytate par minute à
un pH de 5,5 et à 37°C
Tableau 4 : Utilisation iléale apparente du P et du Ca
Tableau 3 : Performances de ponte
Produit
Témoin
Produit
Phytase
Traitement
A
B
C
D
Dose (U / kg)
-
600
900
1200
Cages x poule
12 x 2
12 x 2
12 x 2
12 x 2
Production
oeufs
(%)
91.1 A
97.4 A
98.8 A
94.6 A
± 5.4
100
± 12.3
106.9
± 31.9
108.5
± 5.4
103.8
%
Témoin
Traitement
A
B
C
D
Dose (U / kg)
-
600
900
1200
Cages x poule
12 x 2
12 x 2
12 x 2
12 x 2
U. app. P
46,0 B
± 11,4
100
64,3 B
± 21,0
100
61,6 A
± 10,2
133,9
81,3 A
± 15,3
126,4
65,8 A
± 9,3
143,0
86,2 A
± 5,5
134,1
67,5 A
± 8,7
146,7
82,9 A
± 7,0
128,9
(%)
%
U.app. Ca
(%)
%
%
39 A
± 6,9
100
49 A
± 12,7
125,6
54 A
± 8,3
138,5
50 A
± 8,5
128,2
%
45,0 B
± 1,58
100
49,2 A
± 0,85
109,3
50,1 A
± 1,48
111,6
47,8 A
± 1,21
106,1
Résistance
(N)
Cendres (%)
Figure 1 : Régression non linéaire de l’utilisation
iléale apparente du P (moyenne ± écart sur la
moyenne)
Utilisation iléale apparente du P (% ingestion)
Tableau 5 : Résistance osseuse et taux de cendres dans les
tibias
Produit
Témoin
Phytase
Traitement
A
B
C
D
Dose (U / kg)
600
900
1200
Cage x poule
12 x 2
12 x 2
12 x 2
12 x 2
Phytase
70
65
60
55
50
45
40
0
200
400
600
U/kg
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