Intérêt des phytases en alimentation animale

Report
Mots Clés: Phytase , acide phytique, phosphate
Etudiants: Angélique Everaere
Pierre Marie Peran
Simon Balzer
Kevin Blondel
.
Jury: Bizeray Filoche . D
Caudrillier . J
Anton Gay . P
Promotion 151
4ème année Agri PA
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Plan
 Introduction
 Rôle du phosphore dans l’organisme
 Besoins chez le porc
 Besoins chez la volaille
 Les sources de phosphore
 Les phytates
 Les phytases
 Présentation des phytases
 Fonctionnement
 Problèmes de fonctionnement  Relations ioniques
 Les intérêts
 Intérêts de production
 Intérêts économiques
 Intérêts environnementaux
 Conclusion
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Introduction et généralités.
 Quel domaine : Enzymologie digestive
 Quel élément : Le Phosphore présent dans
les phytates
 Quel enzyme : La Phytase
 Contexte d’hier et d’aujourd’hui
 Les espèces étudiées
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Introduction
Rôle et
besoins en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Rôle du phosphore dans
l’organisme
 Rôle plastique et dynamique
 Réactions cellulaires biochimiques
 P = constituant ATP, acides nucléiques  croissance
et différenciation cellulaire
 Constituant des phospholipides (membranes…)
 Equilibre osmotique, fertilité et reproduction
 […]
Métabolisme du phosphore.
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Introduction
Rôle et
besoins en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Chez le porc :
 Proportion P = 1% chez l’adulte
 25% des MM
 Répartition :
- Tissus osseux = 70-75%
- Tissus mous = 20-25%
- Fluides
 Besoins en P =
Besoins d’entretien
+ Besoins Croissance, âge & type de production
+ Besoins Gestation ou Besoins en lactation
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Introduction
Rôle et
besoins en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Tableau 1 : Apports alimentaires de phosphore recommandés pour le porcelet et le
porc en croissance-finition (INRA, 1979 cité par GUEGEUN et al., 1983)
Tableau 2 : Apports alimentaires de phosphore recommandés pour la truie (INRA,
1979 cité par GUEGUEN et al., 1983)
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Introduction
Rôle et
besoins en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Chez la volaille :
Répondre aux besoins de l’organisme:
• Structure cellulaire et squelettique
• Ponte et croissance
• Entretien
Pathologies liées à l’ excès ou aux
carences :
• En excès : déformations osseuses,
problèmes locomoteurs.
• En carence : Problèmes de production,
croissance, reproduction.
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de
P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Les sources de phosphore
 Phosphore d’origine animale : ex des farines
 Phosphore d’origine végétale :
 molécules organiques
 Phytates
Figure 1: Structure chimique du
myo-inositol, de l’acide phytique et
des phytates, B. SAUVEUR, 1989
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de
P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Les phytates
 Acide myo-inositol hexaphosphorique (IP6)
 Composant essentiel des graines = Réserve
Tableau 3 : Répartition des différents inositol-phosphates dans quelques matières
premières, INRA, cité par A. POINTILLART, 1994
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de
P
Phytases
Intérêts
Conclusion
 De 45 à 90% sous cette
forme selon les espèces
Tableau 4 : Phosphore phytique (en
g/kg) des principales matières
premières en alimentation animale,
INRA, cité par A. POINTILLART, 1994.
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de
P
Phytases
Intérêts
Conclusion
• Répartition des phytates dans la graine :
Tableau 5 : Localisation de l’acide phytique dans le grain, INRA, cité par A.
POINTILLART, 1994.
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Phytases
Sources de P
Intérêts
Conclusion
Les Phytases:
Les phytases naturelles
Les phytases végétales :
Les phytases intestinales :
 6-phytase : déphosphorilyse en 6
3-phytase produite /flore
 Dans les graines
microbienne
 Variable selon l’espèce = élevée blé,
seigle et triticale
 Même localisation que les phytates
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Système unitaire et variation entre espèce
Tableau 6 : Activité phytasique moyenne des matières premières (U/kg, une
unité correspond à la libération d’une µmole de P/min à partir du substrat
phytate de sodium, à pH 5,5 et à 37°C (INRA, A. POINTILLART, 1994)
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Les phytases naturelles
Activité variable selon température et pH

Passage de l’estomac
 Traitement des aliments ou de granulation par la vapeur
 Activité trop faible /[phytates]

Maturation de la graine

Fermentation des graines
Rôle négligeable sur l’hydrolyse des phytates  Nécessité
de trouver une autre solution pour hydrolyser les
phytates
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Les phytases naturelles
Tableau 7 : Estimation du temps de séjour des aliments et des changements de
pH le long du tube digestif chez le porc (VANBELLE et al., 1990)
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Les phytases exogènes :
 Origine
 Processus de fonctionnement
 Intérêts
 Objectifs de fabrication:
 Supporte le stockage à température ambiante
 Supporte le processus technologique de fabrication.
 Résiste au PH gastrique ou au niveau du Gésier.
 Action efficace sur le substrat.
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Fonctionnement de la phytase
exogène
Figure 2 : Effet du pH d’incubation sur
l’activité de la phytase d’aspergillus ficuum
à une température d’incubation de 40°C,
SIMELL et al., 1991
Figure 3 : Effet du pH d’incubation sur
l’activité d’aspergillus ficuum à une
température d’incubation de 37°C,
SIMONS et al., 1990
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Fonctionnement de la phytase
exogène
Figure 4 : Effet de la température sur l’activité de la phytase
microbienne d’Aspergillus ficuum, NAIR, 1991
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Fonctionnement des phytases
 Phytate doit être en solution aqueuse
 Phytase activité variable selon pH, T°C, durée de
contact avec le substrat, présence d’ions métalliques,
d’ions Ca, Mg, et de vitamine D
Figure 5 : Action de la phytase sur l’acide phytique, P. LEBORGNE, 1992-1993
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Relation ioniques
 Lorsqu’il n’y a pas de présence de phytases microbiennes:
→précipitation des cations Ca2+, Cu2+,Zn2+ et Mg2+ avec
l’acide phytique
→Formation de phytates et diminution de l’absoption au
niveau du tissu intestinal
 Solubilité dans l’eau du phytate:
 Cu2+ > Zn2+ > Ni2+ > Mn2+ > Fe3+ > Ca2+
 Cette solubilité dépend du pH:

Plus le pH est bas, plus la solubilité est accrue
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Zinc
 La teneur en zinc dans les matières
premières est corrélée avec la teneur
en phosphore phytiques
 Cependant, la complexation entre
l’acide phytique et le zinc réduit
l’absorption des différents éléments
 L’addition de phytase microbienne
améliore la disponibilité du zinc,
ainsi que l’ajout d’acides organiques
et de vitamines D
Figure 6 : Teneur en zinc des matières
premières en fonction de leur teneur en
phosphore phytiques, INRA-AFZ, 2002
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Calcium
 Le phytate de calcium est le moins soluble des
phytates
 L’ajout de Calcium alimentaire n’a pas d’influence sur
le mécanisme de libération du phosphore dans le tube
digestif par la phytase
Mais:
 Ca alimentaire réduit la digestibilité du phosphore
 Un manque de Calcium entraine une fixation minérale
osseuse réduite
→ Pertes de phosphore urinaire important
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Les intérêts
 3 types d’intérêts:
 Pour la production
 Économique
 Environnementale
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Intérêts de production
 Améliorent la digestibilité du phosphore végétal chez





le porc et le poulet
Important dans le métabolisme du phosphore pendant
la période ponte
Important facteur de croissance durant la période
juvénile
Jouent un rôle dans le métabolisme calcique et la
formation des os
Peuvent combler les carences d’un régime
Possibilité de ne pas utiliser de phosphore minéral
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Intérêts économiques
Diminution des achats de matières premières
Tableau 8 : Exemple de calculs d’économie de phosphore
possible avec la phytase, INRA, POINTILLART, 1994
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Intérêts environnementaux
 Diminution des rejets
de phosphore (environ
61% (P.H.SELLE, 2006))
et de zinc
 Limitation de la
pollution des rivières et
des nappes phréatiques
Figure 7 : Diagramme de la pollution du phosphore, BEDFORD ET AL., 1983
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Intérêts environnementaux
Tableau 9 : Quantité d’éléments fertilisants produits par porc en fin d’essai
et bilan d’utilisation du phosphore, J.CASTAING, 1997
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Introduction
Rôle et besoins
en P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Figure 8 : Effet des supplémentations graduelles de phytase sur la disponibilité
du phosphore dans des régimes pour poulets de chair (SIMONS et al., 1990)
Une unité phytase = quantité d’enzyme nécessaire pour libérer une µmol de phosphore
inorganique du phytate de sodium par minute à pH 5,5 et 40°C.
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Introduction
Rôle et besoins en
P
Sources de P
Phytases
Intérêts
Conclusion
Conclusion
 Différents types de phytases
 Augmentation de l’assimilation de phosphore et
améliore la croissance
 Une solution pour diminuer:
 les coûts de production
 Les rejets phosphorés
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Bibliographie
 Mémoire « Intérêt d’une phytase microbienne dans l’alimentation de porcs à
l’engraissement », M.-A. LE GOLFF, 1991-1992
 Mémoire « La phytase microbienne : influence sur les performances et sur
l’ossification des poulets de chair et poules pondeuse », M. LE HELLOCOM,
1993-1994
 Mémoire « L’ossification des poulets de chair : importance des minéraux et des
vitamines. Etude sur la phytase microbienne », P. LEBORGNE, 1992-1993
 Phosphore phytique et phytases dans l’alimentation des volailles, INRA, B.
SAUVEUR, 1989
 Phytates, phytases : leur importance dans l’alimentation des monogastriques,
INRA, A. POINTILLART, 1994
 Le zinc dans l’alimentation du porc : oligo-élément essentiel et risque potentiel
pour l’environnement, INRA, P.S. REVY, C. JONDREVILLE, J.Y. DOURMAND,
Y. NYS, 2003
 Utilisation des enzymes exogènes en alimentation porcine et avicole, UNIV. DE
LIEGE, Y. BECKERS, F. PIRON, 2009
 Effets de la 3-phytase d’aspergillus niger sur les performances
zootechniques et les caractéristiques de la coquille d’œuf de poules
pondeuses recevant des aliments à base de blé ou de maïs, BASF
NUTRTION ANIMALE,ISA, M. ROUAULT, P. JOLY, M. MAGNIN, 2007
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Bibliographie
 Effet de l’apport d’une phytase microbienne (ronozyme P5000) chez le canard




de barbarie sur la rétention du phosphore, INRA, DSM NUTRTIONAL
PRODUCTS, M-D. BERNADET, G. GUY, J. BROZ, Y. NYS, 2005
Méta-analyse de l’effet de la phytase dans les aliments pour porcs, UNIV.
LAVAL, INRA, INAPG, CENTRE DE RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT SUR
LE BOVIN LAITIER ET LE PORC, P.J BAILLEUL, JF BERNIER, J. VAN MILGEN,
D. SAUVANT, C. POMAR, 2001
Influence de l’incorporation de phytase microbienne dans les aliments, sur les
performances, la résistance osseuse et les rejets phosphorés chez le porc chez le
porc charcutier, CHAMBRE D’AGRICULTURE DES CÔTES D’ARMOR, INRA,
P. LATIMIER, A. POINTILLART, A. CORLOUER, C. LACROIX, 1994
Utilisation de phytase microbienne dans des aliments à base de maïs humide
pour le porc charcutier, ASSOCIATION GENERALE DES PRODUCTEURS DE
MAÏS, AGPM, J. CASTAING, J.G. CAZAUX, R. COUDURE, M. TUCOU, 1997
Effect of reduced dietary calcium concentration and phytase supplementation
on calcium and phosphorus utilization in weanling pigs with modified mineral
status. JOURNAL OF ANIMAL SCIENCE, Létourneau−Montminy, M.−P.,
Narcy, A., Magnin, M., Sauvant, D., Bernier, J.F., et Jondreville, C., 2010
31
Merci de votre attention

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