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Maîtrise de la composition du lait : influence des
facteurs nutritionnels sur la quantité et les taux de
matières grasses et protéiques (1)
A. Hoden, J.-B. Coulon
To cite this version:
A. HODEN
J.
-B. COULON*INRA
Station de Recherches sur la Vache laitière
35590 Saint-Gilles
* INRA
Laboratoire de la Lactation et de
l’Elevage
des RuminantsTheix 63122
Saint-Genès-Champanelle
Maîtrise
de
la
composition
du lait :
influence des facteurs
nutritionnels
surla
quantité
et
les
taux
de matières
grasses
et
protéiques
(1)
Les
producteurs
de
lait
accordent
depuis quelques
années
de
plus
enplus
d’importance
à
la
qualité
de leur
produit,
qu’il
s’agisse
de
sacomposition
chimique
oude
saqualité bactériologique.
Le
mode de
paiement
du lait
ainsi que
la limitation de la
production
les
ont
fortement
sensibilisés à
cescritères.
Jusqu’en
1990,
l’objectif
essentiel
était
de
produire
le lait le
plus
riche
possible
enmatière
utile
aveccependant
uneincitation
financière de
plus
enplus
importante
accordée
à
la
teneur
enprotéines.
Depuis
cette
année,
avecla
mise
enapplication
des
quotas
surla base de la
matière
grasse,
l’objectif
visé
est
de
produire
unlait de
taux
protéique
élevé
mais
de
taux
butyreux
modéré.
Les
principaux
facteurs de variation de lacomposition
chimique
du lait sont bienconnus. Ils sont liés à l’animal
(facteurs
généti-ques, stadephysiologique,
étatsanitaire)
ou aumilieu
(saison,
alimentation,
traite).
Parmi cesfacteurs,
certainsagissent
dans le même sens sur les tauxbutyreux
etprotéique
(stade
phy-siologique,
saison)
et peuvent entraîner desvariations de 5 à 7
g/kg
entre les mois extrêmesselon les situations
(Coulon
et al1991).
L’éle-veur n’a naturellement que peu de moyens
d’action sur cet ensemble de facteurs
qui
inter-agissent
fortement. Il peutcependant,
enchoi-sissant la date de
vêlage,
modifierl’amplitude
des variations saisonnières de lacomposition
du lait(figure 1).
Il est donc nécessaire d’avoirune bonne connaissance des
phénomènes
et mécanismesqui
règlent
lessynthèses
depro-téines et de matières grasses et leur concentra-tion dans le
lait,
tout en tenant simultanémentcompte
de l’état sanitaire de l’animal. Lesfac-teurs
zootechniques
que sont lagénétique
etl’alimentation restent les
principaux
leviers d’action. La sélection peut, selon les critèresretenus, entraîner une
amélioration,
unmain-tien, ou une
dégradation
des taux. La mise à ladisposition
des « index» séparés
pour le choixdes taureaux permet d’orienter la
composition
du lait selon le sens souhaité. Mais lasélection,
premier
facteurzootechnique
àprendre
encompte, n’a d’effet
qu’à
long
ou moyen termealors que l’alimentation
agit
rapidement.
D’au-tre part, pour une racedonnée,
il existe uneliaison
génétique
positive
assez forte entre lestaux
butyreux (TB)
etprotéique (TP).
Unesélection sur des TP élevés et des TB faibles est
donc difficile à mettre en oeuvre
(Bonaïti 1985).
Par
ailleurs,
les tauxbutyreux
et deprotéines
résultant derapports
entre lesquantités
de(1J Ce texte développe une note de synthèse présentée à l’ONILAIT le 15 mars 1991.
Résumé
_________________________La
composition
chimique
du laitdépend
de facteurs liés à l’animal et au milieu.Parmi ces
derniers,
l’alimentationjoue
un rôleimportant :
elle permetd’agir
à court terme et de manière différente sur les taux de matières grasses et depro-téines. Le taux
protéique
varie dans le même sens que lesapports
énergétiques
(+
0,6g/kg
par UFLsupplémentaire
aux alentours desrecommandations).
Ilpeut
aussi être amélioré par des apportsspécifiques
en acides aminés(lysine
etméthionine).
Il est presquetoujours
diminué parl’adjonction
delipides,
mêmeprotégés,
dans la ration. Le tauxbutyreux dépend
à la fois de lapart
d’alimentconcentré dans la ration
(et,
quand
celle-ci estélevée,
de la nature de cesali-ments
concentrés),
et du mode deprésentation
et de distribution de la ration(finesse
dehachage,
nombre de repas,mélange
desaliments).
Ilpeut
êtresensi-blement
augmenté
par l’utilisation de certains aliments(ensilage
de maïs,bette-raves,
lactosérum)
ou additifs(substances
tampons,monopropylène glycol).
Il estdonc
possible
de modifier sensiblement et dans des sensopposés
le tauxbuty-reux et le taux
protéique.
Dansl’avenir,
des moyenssynthétiques
etobjectifs
d’appréciation
de laqualité
des rations(indice
defibrosité)
devraient permettrematière utile et la
production
laitière,
il n’est paspossible
de dissocier les variations de lacomposition
du lait de celles desproductions.
Sans
perdre
de vue cet ensemble de facteursqu’il
convient de hiérarchiser dans chacune dessituations
(Coulon 1991),
nous nous intéresse-rons essentiellement aux moyens nutritionnelsdont
disposent
les éleveurs pourproduire
unlait relativement pauvre en matières grasses et
riche en matières
protéiques
afin d’améliorer sonaptitude technologique.
MOYENS D’ACTION
L’objectif
recherché est deproduire
un laitdont le
rapport
TP/TB soit leplus
élevépossi-ble
(0,79
en moyenne en France mais variant de0,87 à 0,75 selon les
départements -
CNIEL1990).
Le taux deprotéines
est liépositivement
au niveau
général
d’alimentation(augmenta-tion d’environ 0,6 g par UFL aux alentours des
recommandations ;
Coulon et Rémond1991)
(figure
2).
Enconséquence,
il estindispensable
d’assurer la couverture des besoins des
ani-maux et
d’agir
sur lapossibilité
desynthèse
desmatières grasses du lait par l’intermédiaire de
la nature des
apports
nutritifs ou/et de la forme deprésentation
des aliments. Ce moded’inter-vention ne devra
cependant
pas nuire à l’étatsanitaire
(acidose,
indigestion...)
de l’animal ni à sa carrière(reproduction).
Il s’effectuera eninfléchissant les orientations fermentaires au
niveau du rumen
(acides
grasvolatils)
vers uneréduction du rapport : acides
acétique
etbutyri-que/propionique
et/ou en améliorant laqualité
de la nutrition azotée
(Rulquin
et al1991).
De manièrepratique,
des facteursgénéraux
etspé-cifiques
sont àenvisager.
1
/ Facteurs
généraux
1.
1
/ La
proportion
d’aliment
concentré
Dans les conditions normales de
présentation
des aliments de la ration de base(hachage
desensilages,
absence defourrages
broyés
etagglo-mérés),
le tauxbutyreux
est peu modifiéjus-qu’à
environ 35-40 % de concentré dans lamatière sèche de la ration totale
(Journet
etChilliard
1985).
La nature de l’alimentd’in-fluence sur la
composition
du lait(Coulon
et al 1989, Hoden et al1990) (tableau 1).
Ce n’est
qu’avec
desproportions
plus
impor-tantes d’aliments concentrés
(40
à 65%)
que letaux
butyreux
peut
diminuer defaçon
impor-tante
(3
à 10g/kg)
selon letype
d’alimentcom-plémentaire
et/ou la nature dufourrage
utilisé.La diminution sera
plus
sensible avec descéréales
qu’avec
desco-produits cellulosiques
(sons, pulpes
debetteraves) (Coulon
et al1989),
surtout avec les
régimes
à base de foin oud’en-silage
d’herbe.Simultanément,
le tauxprotéi-que est alors
généralement
amélioré mais avec uneamplitude
de variationplus
faible(3
à 4fois
moins),
en raison leplus
souvent del’aug-mentation de niveau des
apports
énergétiques.
Il est
important
de noter que la liaison entre lesapports
énergétiques
et le tauxbutyreux
peutêtre très variable selon la nature et la modalité des
apports
(figure 3).
Ainsi, uneaugmentation
de ces apports via un accroissement de la part
de
l’ensilage
de maïs dans une ration conduiraplutôt
à uneaugmentation
du tauxbutyreux.
Par
ailleurs,
pour des raisons sanitaires, l’uti-lisation derégimes
à fortesproportions
d’ali-ments concentrés nécessite de mettre en oeuvre
tous les moyens permettant de
régulariser
lesapports au cours de la
journée
(augmentation
du nombre de
distributions,
mélange
desali-ments... ).
1.a
/
La
structure
fibreuse de la
ration
Defaçon générale,
la réduction des alimentsen
particules
deplus
enplus
fines se traduitpar une diminution du taux
butyreux
commedans le cas des
régimes
riches en alimentsconcentrés
(Journet
et Hoden 1973, Grant et al1990)
(tableau
2).
Ceci peut seproduire
avecdes
ensilages
finementhachés,
voirebroyés,
surtout s’ils sont associés à une fortecomplé-mentation et à des aliments concentrés
broyés
etagglomérés.
En vue depréserver
l’état desanté de
l’animal,
il seranécessaire,
danscer-tains cas,
d’apporter
unepetite
quantité (1
à2
kg)
defourrage long
tel que du foin. Lapossi-bilité de maîtriser le taux
butyreux
àpartir
d’uncritère
simple
etsynthétique
de la fibrosité de la ration n’est malheureusement pas encoredisponible (Sauvant
et al1990),
même si le tauxbutyreux
diminue assez souvent en dessous de18 % de cellulose brute dans la ration totale.
Ces
types
de critères(ligno-cellulose
ou ADF,parois
cellulaires ou NDF,amidon...)
àeux-seuls,
ne donnentgénéralement
pas satisfac-tion parcequ’ils
n’intègrent
pas l’ensemble desphénomènes
(Hoden
et al 1990, Sauvant et al1991).
Ils ne tiennent pascompte
de la naturedes
glucides
de laparoi
ni de la taille desparti-cules pour assurer une rumination suffisante.
Des travaux actuels sont en cours au travers
d’un concept de la fibrosité
(temps
demastica-tion/kg MS)
mais il n’est pas encorepossible
deprendre
encompte
ce critère dans lesrecom-mandations alimentaires.
1.
3
/
La
qualité
de la
nutrition
azotée
Les vaches laitières de haut niveau ont des besoins
spécifiques
en certains acides aminés(lysine,
méthionine...)
qu’il
convientd’apporter
en vue d’améliorer l’efficacité d’utilisation des
protéines
(PDI)
et d’extérioriser leurspotentiali-tés. Dans ce cas, les récents travaux sur la
nutri-tion azotée démontrent
qu’il
estpossible
d’aug-menter le tauxprotéique
(d’environ
1g/kg)
sans modifier le taux
butyreux
(amélioration
durapport
TP/TB) (Rulquin
1992, tableau3).
Leseffets
positifs
de cettetechnique
ont étéobser-vés essentiellement avec des animaux bien
ali-mentés en
énergie
et en azote et recevant desrations à base
d’ensilage
de maïs. D’unpoint
devue
pratique,
l’apport
des acides aminés lesplus
limitants s’effectuera de manière raison-née àpartir
de sources deprotéines
(tourteaux
desoja
et colzaprotégés,
protéines
animales)
riches en ces éléments. Al’avenir,
il devrait êtrepossible
dedisposer
d’acides aminés desyn-thèse correctement
protégés
de ladégradation
dans le rumen.
1.
4
/
L’apport
de
lipides
alimentaires
La
supplémentation
enlipides
des rationsentraîne presque
toujours
une diminution dutaux
protéique
(Morand-Fehr
et al1986),
mêmelorsqu’ils
sontprotégés
(tableau
4) ;
celle-ci estcependant
moinsmarquée
en débutqu’en
Le
hachage
fin desfourrages
conduit à unediminution
duTB,
surtout
lorsqu’il
estassocié à un
apport
Un
apport
delipides,
mêmeprotégés,
entraîne unediminution du
tauxprotéique.
milieu de lactation
(Doreau
et Chilliard1991).
Les effets sur le taux
butyreux
sontbeaucoup
plus
variables etdépendent
enparticulier
dutype
derégime
utilisé et de la nature dessources de
lipides
(Morand-Fehr
et al 1986,Doreau et Chilliard
1991).
Lesaugmentations
sont d’autant
plus
fortes que les rations sontpauvres en acides gras
(foins
etensilages
d’herbe).
Lesréponses
diminuentpuis
devien-nent
négatives
dès que la teneur en acides gras(non protégés)
de la rationdépasse
en moyenne6 %.
Lorsque
différentes sourceslipidiques
sont
comparées,
le tauxbutyreux
estplus
élevéavec les matières grasses pauvres en acides gras
polyinsaturés
(suif,
huile depalme)
qu’avec
les riches et,parmi celles-ci,
avec lesgraines
oléa-gineuses
qu’avec
les huilescorrespondantes.
2
/ Facteurs
spécifiques :
les aliments
2.
1
/ Le
maïs
plante
entière
Sous forme
d’ensilage,
le maïsplante
entière est un aliment favorable à lasynthèse
desmatières grasses en raison essentiellement des
orientations fermentaires dans le rumen
(l’ami-don fermenté est favorable à la
production
d’acide
butyrique)
et à la richesse enlipides
dugrain
de maïs. Il estprobablement
leprincipal
responsable
alimentaire du maintien, voire del’amélioration du taux
butyreux
au cours de ladernière décennie. Dans les conditions
classi-ques d’utilisation de
l’ensilage
de maïs, et lors-que celui-cireprésente
une partimportante
desdeux-2.
3
/ Aliments
complémentaires
de la
ration
L’influence sur le taux
butyreux
del’apport
(3
à 4kg
de matièresèche)
d’alimentscomplé-mentaires à une ration de base
dépendra
de leurs effetsspécifiques
sur les orientations fer-mentaires dans le rumen. Ainsi,l’apport
debetteraves ou de mélasse de
betteraves,
delac-tosérum ou d’ultrafiltrat se traduira par une
augmentation
d’autantplus
sensible du tauxbutyreux
que celui-ci est faible(Hoden
et al 1985,Journet
et Chilliard1985).
Elle seraprati-quement nulle avec les rations à base
d’ensi-lage
de maïs(sauf
avec dulactosérum)
maispourra atteindre de 3 à 5
g/kg
de lait aveccer-tains
régimes
(graminées
oulégumineuses)
sur-tout si la
proportion
d’aliments concentrés estélevée. Cet effet est à relier à une
production
accrue d’acidebutyrique
et aupouvoir tampon
élevé résultant des sucres
(saccharose, lactose)
arrivant dans le rumen. Les
pulpes
de bette-raves et les drêches de brasserie considéréscomme aliments concentrés auront des effets variables sur le taux
butyreux
selon les types derations
(ensilages
de maïs vsensilages
d’herbeet
foins)
et laproportion
d’aliments concentrés mais leur tendancegénérale
sera de faire bais-ser le tauxbutyreux (0,5
à 3g/kg) (Hoden
et al 1985,Journet
et Chilliard1985).
2.
4
/ Additifs
Certains additifs alimentaires
peuvent agir
sur le taux
butyreux (figure 5).
Ainsi, le bicar-bonate de sodium(substance
tamponqui
per-met de limiter les chutes de
pH
dans lerumen)
et
l’oxyde
demagnésium
(qui
augmenterait
leprélèvement
d’acides gras au niveau de lamamelle)
peuvent accroître le tauxbutyreux
enRéduire la
part
d’ensilage
de maisdans
la ration est unmoyen
eflicace de
réduire le
tauxbutyreux.
en aliment concentré, finesse des
particules...)
qui
à l’extrêmepeuvent
engendrer
des pro-blèmes sanitaires(rumination
insuffisante,
aci-dose...).
).
D’autres additifs tels que le
monopropylène
glycol (MPG),
utilisés dans certains cas pourprévenir
ou traiter les cétoses, peuvent enquantité
élevée faire diminuer lasynthèse
dematières grasses et améliorer celle de
protéines.
Ainsi, à titre
expérimental,
des apports de MPGde l’ordre de 1
kg
avec des rations à based’en-silage
de maïs se sont traduits par une chute de3 à 4 g du taux
butyreux
et uneaugmentation
de 0,5 à 1 g du taux
protéique
(Hurtaud
etal,
résultats non
publiés).
Cette action doit êtreattribuée à des modifications
(accroissements
de l’acidepropionique
dans le rumen et de l’acidelactique
dansl’organisme)
qui
concou-rent à une formation
importante
deglucose
métabolisé relativement lentement
(Rérnond
1984).
Cet additifmélangé
à la ration nepré-sente pas d’inconvénient
particulier
(appétibi-lité,
étatsanitaire)
en dehors del’importance
deson coût actuel
qui
ne permet pas degénérali-ser son utilisation.
CONCLUSION -
PERSPECTIVES
En vue de modifier avec la meilleure maîtrise
possible
lacomposition
dulait,
il est nécessaired’avoir une
approche
globale
des différentsphénomènes
et de hiérarchiser l’influence des différents facteurs. Ceux-ci sont nombreux etinteragissent
entre eux sur les variations destaux
butyreux
et deprotéines.
Ces taux sont lerapport
entre desquantités
de matières et lesquantités
de laitqui
ont chacune undétermi-nisme différent. D’une
façon générale,
lesfac-teurs liés à l’animal
(origine
génétique,
stadephysiologique)
ainsi que la saison(durée
dujour)
font varier les tauxbutyreux
etprotéique
dans le même sens, alors que les facteurs du
milieu,
etprincipalement
l’alimentation,
per-mettent de les faire varier en sens inverse. Il est
donc
indispensable
d’avoir une bonneconnais-sance des mécanismes
d’origine digestive
oumétabolique
qui
permettent d’améliorer lessynthèses
deprotéines
et au contraire de réduire celles des matières grasses sanscom-promettre l’état sanitaire et la carrière de l’ani-mal.
L’alimentation constitue le moyen le
plus
efficace à court terme de faire varier les tauxbutyreux
et deprotéines
en sens inverse. Pourréduire le taux
butyreux,
les efforts porteront essentiellement sur la forme deprésentation
ou/et la nature des aliments sans toutefois
modifier le niveau des apports nutritifs. Ce
der-nier ainsi que la
qualité
de la nutrition azotée(acides
aminésessentiels)
doivent êtrepréser-vés voire améliorés pour accroître le taux
pro-téique.
Celui-ci constituera en effet à l’avenir lecritère
qualitatif
essentiel de lacomposition
du lait en vue de sonpaiement.
Nous avons vu que
l’ensilage
de maïsplante-entière, dont
l’avantage
est surtoutd’apporter
un maximum
d’énergie produite
surl’exploita-tion sous une forme
compatible
(four-rage +
concentré)
avec lescaractéristiques
digestives
du ruminant, étaitprobablement
leprincipal
responsable
de l’évolution actuelle dutaux
butyreux.
Enconséquence,
des rationshivernales comportant une
proposition
plus
fai-ble
d’ensilage
de maïs et unepart
accrue degraminées
etlégumineuses (associées
à uneplus
fortecomplémentation)
constitueraientprobablement
un moyen efficace de réductionsystématique
de la teneur en matières grasses. L’association des 2 types derégimes
avec unepart
del’ensilage
de maïs limitée à moins de50 % de la ration de base
pourrait
constituer unobjectif
à moyen terme.Dans des structures
d’exploitations
particu-lières
(faible disponibilité
enfourrages)
et avecdes conditions
économiques
permettant unelimitation suffisante du coût de
l’énergie
néces-saire auséchage
desfourrages
et/ou duprix
des céréales
comparativement
à celui de lavalorisation du
lait,
il seraitpossible
deconce-voir d’autres
systèmes
de rationnement des vaches laitières en France. Les apports defour-rages de la ration de base
pourraient
alors êtrelimités au
profit
d’une distributionplus
libéraled’aliments concentrés comme cela est le cas
dans d’autres pays tels que les USA, Israël ou
certains pays membres de la CEE. Une
présen-tation du maïs
plante
entière par voie sèchepermettrait
également
de limiter lasynthèse
dematières grasses. Dans toutes ces situations, les
techniques
d’alimentation devront permettreun étalement maximum de
l’ingestion
durant lajournée
tout enpréservant
une structurefibreuse suffisante de la ration pour éviter les
problèmes
sanitaires. Dans certains cas, parsécurité, un apport d’une
petite
quantité
defourrages longs
sera même rendu nécessaire,dont le besoin pourra être mieux
précisé
lors-que des recommandations sur l’indice de
fibro-sité de la ration
(Sauvant
et al1990)
serontdis-ponibles.
Il n’est pas encorepossible
actuelle-ment de
disposer
de celles-ci en vue d’obtenir uneparfaite
maîtrise du tauxbutyreux
du lait(en
terme deg/kg)
tout enpréservant
l’étatsanitaire des animaux. A
l’avenir,
il sera aussienvisageable
de distribuer certains additifsali-mentaires à forte action
spécifique
sur laréduc-tion de la
synthèse
des matières grasses. Desétudes sont
poursuivies
actuellement dans ce sens à l’INRA avec différentes substances dontle coût est encore malheureusement trop élevé.
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Summary
Regulating
thecomposition
of milk : influence of nutritional factors on thequantity
and the fatand protein
content of milk.The chemical
composition
of milkdepends
onfactors related to the animal and to its envi-ronment.
Among
the latter factors dietplays
an
important
role. In the short term it canhave different effects on fat and
protein
con-tent. The
protein
content varies in relation to energy intake(+
0.6 g/kg
per UFL around energyrequirements).
It may also beimproved
by
the addition ofspecific
amino-acids(lysine
andmethionine).
It isnearly
always
reducedby
the addition oflipids
(even
whenprotected)
in the diet. The fat contentdepends
on thepercentage
of concentrate in the diet(and
when this is
high
on thetype
of concentrateused)
and also on thepresentation
anddis-tribution of feed
(particle
size,
number ofdis-tributions,
mix offeed).
It can besignificantly
increased
by
the use of certaindietary
consti-tuents(maize
silage,
beets,
lactoserum)
oradditives
(buffers, monopropylene glycol).
It isthus
possible
tomodify
inopposite
ways the fat and theprotein
contents.In the
future,
synthetic
tools forappreciate
thequality
of the rations(fibrosity index)
shouldimprove
regulation
in variations in fat andprotein
contents.HODEN A., COULON
J.-B.,
1991. Maîtrise de lacomposition
du lait : Influence des facteursnutritionnels sur la
quantité
et les taux dematières grasses et
