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Effet du niveau d’alimentation sur la composition
chimique et la qualité fromagère du lait de vaches
Holstein et Normandes : Résultats préliminaires
Catherine Vertes, A. Hoden, Y. Gallard
To cite this version:
Catherine VERTES, A. HODEN, Y. GALLARD
INRA Station de Recherches sur la Vache laitière
Saint-Gilles 35590
L’Hermitage
*
INRA Station de
Génétique
quantitative
etappliquée
Le Pin-au-Haras 61310 ExmesEffet
du
niveau
d’alimentation
sur
la
composition
chimique
et
la
qualité
fromagère
du lait
de vaches Holstein
et
Normandes
Résultats
préliminaires.
Les
différences de
taux
protéique
des laits observées
entre
Normandes
et
Holstein
serépercutent-elles
bien
jusqu’au
niveau
de leur
aptitude
fromagère ?
Le niveau
d’alimentation
peut-il
avoir
une
influence
aussi
importante
que
celle observée
entre
génotypes ?
Avec
l’augmentation
dupotentiel
deproduc-tion des vaches
laitières,
sous l’effetessentielle-ment de la
sélection,
il devient deplus
enplus
difficile de couvrir les besoins nutritifs des
ani-maux. Le déficit
énergétique
estprobablement
la cause essentielle d’une baisse du tauxprotéi-que du lait
(Rémond 1985)
et de sonaptitude
fromagère (Kerjean 1984).
Il est en effet bienconnu
qu’une
modification du niveau desapports
énergétiques
aux alentours dudegré
desatisfaction des besoins des animaux, se traduit
par des variations dans le même sens de la
pro-duction laitière
(Faverdin
et al1987)
et du tauxprotéique
que Rémond(1985)
a pu estimer àenviron 0,5
g/kg
pour 1 UFL.Le
génotype
constitue une autre source devariation
importante
de lacomposition
du lait. Ainsi, les vaches Normandesproduisent
enmoyenne un lait à taux
protéique
plus
élevé(+
2,5g/kg) (Hargrove
et al 1981, Bonaiti1985)
et de meilleureaptitude fromagère
(Grandison
1986, Froc et al1988)
que celui des vaches Holstein. Cecipourrait
êtrepartiellement
reliéau
polymorphisme génétique
des caséines et enparticulier
à lafréquence
du variant B de lacaséine-kappa, plus
élevée chez les Normandes que chez les Holstein(Ménard
et al 1986, Mar-ziali etNg-Kwai-Hang
1986, Grosclaude1988).
L’étude
comparée
de ces 2facteurs, génotype
etalimentation,
n’a pas souvent été réalisée dans des conditionsexpérimentales
permettant d’estimer au mieux l’influence propre de cha-cun d’entre eux ainsi que leurs éventuelles interactions. Deplus,
les effets ont rarement été mesurés à la fois sur lespropriétés
physico-chi-miques
et lesaptitudes technologiques
des laits. Unepremière
comparaison
a été effectuée en 1987 sur le troupeau de vaches laitières duDomaine INRA du Pin au Haras
(Normandie)
dans le cadre d’un essai àlong
terme mis enplace depuis
1980 par la Station deGénétique
quantitative
etappliquée (Colleau
etafl.
Cet essai a pourobjectif
de comparer, selon unschéma
factoriel,
lesperformances
zootechni-ques réalisées par des vaches laitières de 3génotypes :
Normand sélectionné(No),
Hols-tein témoin(HF)
et Holstein sélectionné(HF+
),
soumises à deuxsystèmes
de conduite dits haut(H)
ou bas(B).
Lesystème
H regroupe enparti-culier des
techniques
alimentairesoptimales
permettant une extériorisation dupotentiel
deproduction
des animauxqui
sontcependant
soumis à unvêlage précoce (2 ans).
Dans le traitement B, laqualité
desfourrages
utilisés estinférieure et le niveau de
complémentation
desRésumé
________________________L’influence du
génotype
sur laqualité fromagère
du lait estétudiée,
en interactionavec le
système
d’alimentationhivernal,
dans un essai croisant 3génotypes
(Nor-mand,
Holstein témoin et Holstein fortementsélectionné)
avec 2 niveaux d’alimen-tation(haut
etbas).
Le niveau hautcorrespond
à la couverture des besoins nutri-tifs alors que le niveau bas se situe à des apports nutritifs inférieurs d’environ 2UFL/j
durant lapériode
hivernale. La meilleurecomposition
chimique
du lait des vachesNormandes, comparativement
auxHolstein, (+
10 % pour la teneur encaséine,
+ 35 % pour lerapport
caséinekappa/caséines)
serépercute
sur saqua-lité
fromagère
(+
28 % pour la fermeté dugel
et + 10 %pour le
rendement).
Les vaches alimentées au niveau hautproduisent
un lait de meilleurequalité
que celles alimentées au niveau bas et les différences mesurées entre les 2 niveaux d’alimentation sont de même ordre degrandeur
que celles observées entre lesgénotypes
Normand et Holstein. Iln’apparaît
pas de différence dequalité
du lait entre les 2génotypes
Holstein. Les Normandes semblent au moins aussi sensiblesà la sous-alimentation que les Holstein mais leur sous-alimentation s’est avérée
proportionnellement plus
sévère. Les mesures réalisées 3 semainesaprès
la mise à l’herbelorsque
toutes les vaches sont sur despâturages
d’excellentequalité
indi-quent
qu’intra génotype,
laqualité
des laits estpratiquement indépendante
du niveau d’alimentation hivernal. A cettepériode,
les différences decomposition
vaches est
plus
faible. Ceci nepermet
pasd’ex-térioriser au mieux la
production
des vachesqui
ne vêlent néanmoins que versl’âge
de 34 mois.1
/ Conditions
expérimentales
1.
1
/
Constitution
des lots
et
mesures Pour réaliser cettepremière
étude(1987),
5 lotséquilibrés
de 10 vaches ont été constitués(tableau
1)
en tenant compte du numéro et du stade de lactation ainsi que dupolymorphisme
intra-race des caséines. Lesfréquences
des variants B des caséineskappa
etalphasi
sontproches
de cellesgénéralement
observées pources
génotypes (Grosclaude 1988).
Il n’a pas étépossible
de réaliser l’étude sur le lot HF+ B enraison de son trop faible effectif.
Une estimation
approchée
des bilans nutri-tifs(UFL, PDI)
a pu êtreréalisée,
selon les recommandations INRA(1988),
àpartir
desmesures individuelles de
quantités ingérées
parles vaches en
première
et deuxièmelactations,
effectuées durant le troisième mois de lactation
(fin
de lapériode
hivernale).
Pour les autres vachesmultipares,
nous avons considéré que leniveau
d’ingestion
de la ration de base était le mêmequ’en
secondelactation,
lesquantités
d’aliments concentrésingérées
étant connuesindividuellement. Durant cette
période
de find’hiver,
3 séries deprélèvements
de lait ont été effectués sur les 5 lots de vaches.Durant les 6
premières
semaines depâturage
qui
ont suivi, tous les animaux ont bénéficié d’un niveau d’alimentation élevé àpartir
d’une herbe dequalité,
offerte à volonté. Deux séries deprélèvements
ont été réalisés sur les mêmesconditions de bonne
alimentation,
lescaracté-ristiques
physico-chimiques
ettechnologiques
des laits issus des différents
génotypes.
1.z/
Prélèvements
et
analyses
du
lait
Les mesures ont été réalisées en
adoptant
lamême
méthodologie
que celleproposée
anté-rieurement(Vertès
et Hoden1989).
Lesprélève-ments de lait ont été effectués à la traite du matin et les taux
butyreux
etprotéique
des échantillons individuels ont été mesurés par le laboratoire du centreinterprofessionel
de l’Orne. Apartir
de ceux-ci, un lait demélange
d’un volume d’environ 2
litres,
obtenu par pon-dération en fonction desproductions
indivi-duelles, a été immédiatement constitué pourchaque
lot,
écrémépuis
stocképendant
24h à 4C. Les échantillons ont alors été réchauffés à 35C et standardisés àpH
6,6(HCI)
afin deréali-ser les
analyses
suivantes :- matière
sèche,
matières azotéestotales,
nonprotéiques
(filtrat
TCA 15%)
et solubles(filtrat
pH
4,6),
calcium total et soluble(ultrafiltra-tion),
-
analyse
de la fractioncaséinique
parchroma-tographie
FPLC, réalisée à la Station INRA de Recherches laitières deJouy-en- Josas,
- vitesse de raffermissement du
coagulum
(vis-cosimètre Rhéomat
30),
fermeté dugel
(analy-seur de consistance
Stevens),
rendements fraiset azotés
corrigés
parrapport
à un caillé de référence à 30 % de MS et 22 % d’extrait azoté(Vandeweghe 1987).
L’interprétation statistique
des résultats a étéréalisée par
analyse
de variancepermettant
d’estimer l’influence de chacun des effets(race
et niveaud’alimentation)
et leur interaction tout en tenant compte de lanon-indépendance
des données intra lot(effet animal)
selon unmodèle décrit par Rowell et Walters
(1976).
Afin d’obtenir un schémaéquilibré,
l’analyse
de variance a été réalisée
uniquement
sur lesdonnées des lots NoB, NoH, HFB et HFH. Par
ailleurs,
uneanalyse
factoriellemultiple
aper-mis
d’appréhender
les relations entre les varia-bles decomposition
chimique, d’aptitude
fro-magère
et decaractéristiques zootechniques.
2
/ Résultats
et
discussion
2.
1
/ Influence
des
systèmes
d’alimentation
et
du
génotype
en
période
hivernale
L’estimation du bilan nutritif
(apports
-besoins -
interactions)
a montré que les vachessoumises au niveau d’alimentation B ont été, en
moyenne, sous-alimentées d’environ 0,9 UFL et 200 g de PDI par
jour
aussi bien en Noqu’en
HF
Simultanément,
les vaches du niveau d’ali-mentation H ont été suralimentées d’environ 0, 5 UFL et 50 g de PDIpar
jour.
Tous
systèmes
alimentaires confondus, laproduction
laitière des vaches No a été infé-rieure de 9,6kg/j
à celle des vaches HF mais les tauxprotéique
etbutyreux
ont étébeaucoup
plus
élevés : + 2,5 et+
5
,
5
g/kg respectivement
(P
< 0,01 ; tableau2).
En moyenne, pour lesgénotypes
No et HF, le niveau d’alimentation Ha
permis
uneproduction
laitièresupérieure
de3,4
kg
parjour
ainsi que de meilleurs tauxpro-téique
(+
3,4g/kg)
etbutyreux (+
2,3g/kg)
(P
<0,01)
par rapport au niveau B.Intra-génotype,
les écarts de tauxprotéique
observés entre les deux niveaux d’alimentation ont étésignificati-vement
plus
élevés chez les No(4,0 g/kg
soit12,5 %)
que chez les HF(2,8 g/kg
soit9,7 %).
Ceci estpeut
être à attribuer aux différencesd’apports
nutritifs entre les niveaux H et B rela-tivementplus
élevées chez les No que chez les HF et/ou auxcaractéristiques
propres des ani-maux.Par
ailleurs,
les tauxprotéiques
des laits issus des vaches des traitements NoB et HFH n’ont pas étésignificativement
différents(écart
de 0,9g/kg)
pour une différence deproduction
laitière de 13
kg.
La
composition
physico-chimique
etl’apti-tude
fromagère
des laits écrémés demélange
ont étésignificativement
meilleures chez les No par rapport à celles des laits de HF(tableau
2 ;figure 1).
Ceci a été le cas pour les teneursen matière azotée totale
(+
8%),
en caséines(+
10%)
ainsi que pour lepourcentage
decaséine-kappa
parrapport
aux caséines totales(+
35%)
(P < 0,05),
en accord avec les observations deHargrove
et al(1981).
Parallèlement,
les laits deL’efl‘et du
niveaud’alimentation
enpériode
hivernale
estdu même
ordre
degrandeur
que l’efl’et dugénotype
sur lacomposition
et lesNo ont
présenté
une vitesse de raffermissement et une fermeté maximale dugel plus
élevées(respectivement
+ 43%,
P < 0,05 et + 28%,
P <0,01)
ainsiqu’un
rendement fraiscorrigé
plus
important
(+
10%,
P <0,05).
Les 2génotypes
Holstein
(HF
etHF+ )
alimentés au niveau Hont donné des laits de
qualité technologique
comparable.
Le rapport
caséines/protéines
du lait n’a pas été modifié par le niveau d’alimentationcomme l’avaient montré Yousef et al
(1970),
Gordon et Forbes(1971),
Rémond(1985)
et Le Dore et al(1986).
Pour lesgénotypes
No et HF, lesystème
d’alimentation H apermis,
parrap-port au niveau B, de
produire
des laits demeil-leure teneur en caséines
(+
3,0g/kg
soit + 14% ;
P <0,05)
et dont le rapportcaséine-kàppa/
caséines a été
supérieur (+
1,25point
% soit+ 14
% ;
P <0,10).
Parallèlement,
la vitesse deraffermissement
(+
24% ;
P <0,10)
et la fermeté maximale dugel (+
45 % ; P <0,01)
ont étéplus
élevées,
en accord avec les résultats de Bartschet al
(1979).
Parailleurs,
le rendement fraiscor-rigé
a été accru de 14 %(P
<0,05).
L’aptitude fromagère
des laits issus des lots NoB et HFH a étécomparable,
seul lerende-ment frais
corrigé
a été inférieur avec le lotHFH
(-
4% ;
P <0,10).
Ceci estprobablement
à relier à la meilleurequalité
des caséines(caséine-kappa
et variantB)
pour les No.2.
2
/ Effet de la
mise à
l’herbe
L’effet de la mise à l’herbe a été
analysé
pourles
principaux
critères par différence des valeurs observées entre environ 1 moisaprès
(moyenne
des 2prélèvements
aupâturage)
et 1 mois avant(moyenne
des 3prélèvements
enhiver)
la transition.Quel
que soit legénotype,
le passage à l’herbe n’a pas modifié les évolu-tions de laproduction
laitière et du tauxprotéi-que des vaches
préalablement
alimentées auniveau H
(figure 2).
Enrevanche,
chez lesani-maux soumis au niveau B, la mise à l’herbe a
provoqué
une hausse brutale(P
<0,01)
de cesparamètres
et enparticulier
du tauxprotéique
(+
3,1g/kg
pour les No et 2,3g/kg
pour lesHF).
Laproduction
laitière et le tauxprotéique
ont ainsi atteint des niveauxcomparables
àceux observés chez les vaches issues des sys-tèmes H comme l’avaient observé Rook et al
(1960),
Rémond(1985)
et Coulon et al(1986)
dans leurs résultats.La mise à l’herbe a conduit à une sensible
réduction de la teneur en calcium total du lait
dans tous les cas
(-
5 % en moyenne, P <0,10)
en accord avec les résultats de
Guéguen
(1971)
et de Grandison et al
(1985a).
Parallèlement auxaugmentations
du tauxprotéique,
la mise à l’herbe a améliorél’aptitude
fromagère
des laitsaccroissant
respectivement
de 46 % et 39 % la vitesse deraffermissement,
de 23 % et 15 % la fermeté maximale(P
< 0,05).
2.
3
/ Différences
entre
vaches
Normandes
et
Holstein
au
pâturage
Intra-génotype,
les laitsproduits
aupâturage
se sont très peu différenciés selon leur niveau alimentaire hivernald’origine (figure 1).
SeulLe niveau d’alimentation hivernal n’a
quasiment
pasd’effet
sur laqualité
des laits
produits
aupâturage :
les écarts entre laitssubsiste encore un écart
significatif
de 0,7g/kg
du tauxprotéique
entre les laits des lots NoB etNoH ;
c’estpourquoi
nous nereprésenterons
que les différences relatives aux
génotypes.
A cettepériode
(moyenne
des 2prélèvements),
laproduction
laitière et le tauxprotéique
des No ont étésignificativement
différents(P
<0,01)
deceux observés chez les HF
(-
6,7kg/j
et + 2,9g/kg
respectivement).
Laproduction
laitière aété la seule variable
significativement
différentef’ti!rf’irsn!)<!vp<!HF(’tHF+(+2,4kg/j).
).
Le
rapport
caséines/protéines
du lait écrémé demélange
des No a étéidentique
à celui des HF, mais laqualité fromagère
de leur lait a étésupérieure
(tableau
3 etfigure
1) d’après
lesmesures de vitesse de raffermissement
la teneur en caséines
supérieure
de 2g/kg
pourles laits de No par rapport à ceux de HF ainsi
qu’au
rapportcaséine-kappa/caséines plus
élevé de 2,3
points
% avec les No.2.
4
/ Relation
entre
la
composition
chimique
et
l’aptitude
fromagère
des laits
Cette étude a été réalisée à
partir
de l’ensem-ble des 25 échantillons de laits écrémés demélange
issus des 5 traitements x 5périodes
de cet essai. Les liaisons entre les différents para-mètres mesurés(tableau 4)
montrent que letaux
protéique
explique
58 % des variations de la vitesse de raffermissement ducoagulum,
74 % de celles de la fermeté du
gel
et 85 % de celles du rendement fraiscorrigé.
Enprenant
en compte des critères
supplémentaires,
desrelations
plus
précises
ont pu être établies parrégressions
multiples
entre laqualité fromagère
du lait et sacomposition.
Ainsi les variations de la vitesse de raffermissement ducoagulum
ont étéexpliquées
à 70 % en associant au tauxprotéique
le pourcentage decaséine-kappa
et lerapport
caséines/protéines.
Celles de la fermeté maximale l’ont été à 83 % enajoutant
au tauxprotéique
la teneur en calcium.Intra-génotype,
ces liaisons sontgénéralement plus
faibles,
exception
faite de la relation entre le tauxpro-téique
et le rendement fraiscorrigé.
Ainsi letaux
protéique
explique
de 42 %(No)
à 49 %(HF)
des variations de la vitesse de raffermisse-ment ducoagulum
et de 68 %(No)
à 62 %(HF)
de celles de la fermeté dugel.
Les corrélationspositives
entre la fermeté dugel
et les teneursen caséines et en calcium sont en accord avec
les résultats de Grandison et al
(1985b)
et deStorry
et al(1983).
).
L’analyse
factoriellemultiple (AFMULT
sousADDAD,
1985)
des liaisons entre les variables decomposition
chimique (groupe A),
d’apti-tude
fromagère (groupe B)
et des caractéristi-queszootechniques (groupe
C, variablesquali-tatives
supplémentaires)
indique
que les 2 pre-miers axesreprésentent
ensemble 66 % des variations(figure
3).
D’une manièregénérale,
lesprincipaux
critères du groupe A(matières
azotéestotales,
caséines, calciumtotal)
sont associés à ceux du groupe B(vitesse
de raffer-missement et fermeté dugel,
rendement fraiscorrigé)
et sont trèsproches
de l’axe factoriel 1. Par contre, l’axe 2 traduit une discriminationdes laits en fonction des fractions azotées solu-bles essentiellement. Il est
possible
deséparer
les laits en 3 ensembles selon l’axe 1 de l’AFM(figure 3) :
- ensemble 1 : laits des vaches Normandes
au
pâturage
ou soumises au niveau d’alimentationhivernal
haut,
associés aux meilleurescaracté-ristiques
chimiques
ettechnologiques.
- ensemble 2 : laits hivernaux des vaches Hols-tein soumises au niveau d’alimentation
bas,
opposés
auxprécédents
sur tous les critères retenus.- ensemble 3 : autres
laits,
(lots
NoB enhiver,
HFB à
l’herbe,
HFH etHF+ H)
qui
ont descaractéristiques
intermédiaires.Conclusion
Cette étude
préliminaire
apermis
deconfir-mer, dans nos conditions
expérimentales,
lameilleure
aptitude fromagère
des laitsproduits
par les vaches Normandes par rapport à celle des laits de Holstein. Deplus,
elle a montré quele niveau d’alimentation peut avoir une
influence aussi
importante
que legénotype
surla
composition
physico-chimique
etl’aptitude
fromagère
du lait.Enfin,
elle aindiqué
que lesvaches Normandes semblaient aussi sensibles que les Holstein à la sous-alimentation. Cette
première
série de résultats acependant
étéobtenue à
partir
de faibles effectifs d’animaux degénotypes
très différents(écarts
importants
entre les index de matière
utile)
insuffisam-ment
représentatifs
dutroupeau
et soumis à des traitements alimentaires extrêmes(niveaux
d’apports nutritifs).
Ces conditionspeuvent
avoirexagéré
les différences etexpliquer
par-tiellement lesplus
faibles écarts obtenus dans d’autrescomparaisons
(Froc
et al1988)
et sur latotalité des animaux de ce même troupeau
(Col-leau,
communicationpersonnelle).
Parailleurs,
dans le schéma
expérimental
utilisé,
les mêmes animaux n’ont pas été soumis successivementaux 2 niveaux d’alimentation. Des différences individuelles ont pu ainsi introduire des biais
intra-génotype.
A titred’exemple,
un écart de TB(3,4
g/kg)
a été observé entre les lots NoB et NoH aupâturage.
Par
ailleurs,
certainesopérations
de standar-disation dans lapréparation
des échantillons delait,
et enparticulier l’écrémage
total au lieud’un taux de 29
g/kg pratiqué
en industrielai-tière, a pu modifier les écarts
d’aptitude
froma-gère
des laits entre les traitements.C’est
pourquoi
cettepremière
étude a étésui-vie, en 1988, d’un second essai réalisé sur des
laits individuels
comportant
simultanément la fabrication demicro-fromages.
L’étude des relations entre les
paramètres
chimiques
ettechnologiques
du lait montre que le tauxprotéique explique,
tousgénotypes
confondus,
plus
de 60% des variations del’ap-titude
fromagère
mais n’estcependant
pas seulen cause.
L’adjonction
d’autres critères tels que la teneur en calcium ou laproportion
decaséine-kappa
permet
d’expliquer jusqu’à
80% des variations. Deplus,
dans notre essai, les laits de Normandesayant
lesplus
forts tauxprotéiques
sont aussi ceux dont laqualité
descaséines est la meilleure.
Remerciements
Nous tenons à remercier nos collègues de l’INRA, J.J. Col-leau et A. Muller (Station de Génétique quantitative et
appliquée) pour leur participation à cette étude, J.P. Pélis-sier et G. Miranda (Station de Recherches laitières) pour
l’analyse des caséines sur FPLC, Marie-Françoise Mahé et
E Grosclaude (Laboratoire de Génétique biochimique) pour la réalisation du typage des caséines, P. Faverdin
(Station de Recherches sur la Vache laitière) pour ses
conseils avisés concernant l’interprétation statistique des résultats et R. Vicaire (ITEB) pour l’attribution d’une bourse ACTA-MRT.
Références
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