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Les systèmes d’appréciation de la valeur énergétique des
aliments pour le porc
J. Noblet
To cite this version:
J. NOBLET
INRA Station de Recherches Porcines 35590 Saint Gilles
Les
systèmes
d’appréciation
de la
valeur
énergétique
des aliments
pour
le
porc
L’alimentation
représente
plus
de
la moitié des
coûts
enproduction
porcine,
l’apport d’énergie
enétant
la
composante
la
plus
importante.
Sur
unplan
pratique,
il
est
donc
nécessaire
d’évaluer
précisément
la
teneur
enénergie
des aliments afin de
"classer" les aliments
entre
euxpour
les
besoins de la formulation
et
d’adapter
les
apports
énergétiques
aux
besoins des
animaux.
L’énergie
brute (EB) de l’alimentconsom-mé n’est pas totalement
disponible
pour les besoins de l’animal.Ainsi,
unepartie
del’énergie
de l’aliment n’estapparemment
pasdigérée
et est excrétée dans les fèces. Deplus,
ladégradation
par fermentation d’unepartie
del’énergie ingérée
induit laproduction
degaz
(méthane, hydrogène).
Parailleurs,
l’excrétion urinaire entraîne des
pertes
d’énergie
liées essentiellement au métabolis-meprotéique. Enfin,
l’utilisationmétabolique
de
l’énergie
alimentaires’accompagne
d’uneproduction
de chaleur (ou extra-chaleur) liée directement à laquantité
d’énergie
ingérée
età la nature des nutriments métabolisés. Ces différentes
étapes
de l’utilisation del’énergie
et les valeurs moyennes mesurées chez le porcen croissance sont résumées à la
figure
1. Lerapport
entre la teneur enénergie digestible
(ED) et la valeur EB
correspond
au coefficientd’utilisation
digestive
del’énergie
(CUDe)alors que le
rapport
entre la teneur enénergie
nette (EN) et la teneur en
énergie
métaboli-sable (EM) est défini comme le rendement
d’utilisation de l’EM (k). Il en résulte que la
valeur
énergétique
d’un aliment estexprimée
en termes
d’ED,
d’EM ou d’EN avec, pourcha-cune de ces trois
étapes,
des modes deprédic-tion différents. En
définitive,
unsystème
énergétique
correspond
à la combinaison d’uneétape
et d’un mode deprédiction
de la valeurénergétique
des aliments.L’objet
de cette revue est, dans unpremier
temps,
d’analyser
lesprincipaux
facteurs devariation du
CUDe,
durapport
EM/ED et du rendement k pourprésenter,
dans unedeuxième
partie,
les différentssystèmes
d’appréciation
de la valeurénergétique
des aliments. La troisièmepartie
concerne lacomparaison
des différentssystèmes.
Lesaspects
méthodologiques
liés àl’appréciation
de la valeur
énergétique
desaliments,
plus
longuement
présentés
par Noblet etHenry
(1991),
sont abordés defaçon
succincte.Résumé
’
Pour un même aliment, il peut être attribué différentes valeurs
énergétiques
selonl’étape de l’utilisation de
l’énergie
qui est considérée(énergie digestible:
ED, énergiemétabolisable : EM ou
énergie
nette : EN) et selon le mode deprédiction
au niveaude
chaque
étape. Dans la premièrepartie
de cet article, les effets de lacomposition
de l’aliment et de facteurs liés à l’animal (âge, poids vif, ...) sur l’utilisation digestiveet métabolique de l’énergie sont analysés de
façon
à présenter, dans une deuxièmepartie, les différents systèmes d’appréciation de la valeur énergétique des aliments pour le porc. Dans la dernière
partie, les avantages, les
limites et la mise en pratiquedes systèmes
énergétiques
sontanalysés
de manièrecomparative.
Il en ressort que la hiérarchie entre régimes et surtout entre matières premières et, parconséquent,
les résultats de la formulation sont fortement dépendants du système énergétiqueLe CUDe d’un aliment varie surtout en
fonction
de sa teneur enparois végétales
et de leur nature.1
/ Utilisation de
l’énergie
des
aliments :
étapes
successives
et
facteurs de variation
l.i / Utilisation
digestive
Le CUDe varie entre 70 et 90% pour la
plu-part
desrégimes
utilisés chez le porc (Noblet et al 1989) et entre 0(paille
deblé,
parexemple)
et 100% (amidon de maïs, parexemple)
pour les matièrespremières
(Noblet et al 1993a). Ces variations résultent dediffé-rences d’utilisation
digestive
des nutrimentsconstitutifs de la matière
organique.
Ladiges-tibilité des matières azotées et des matières grasses varie entre 60 et
95%,
en relation avecleurs
caractéristiques
chimiques.
Ainsi,
ledegré
d’insaturation des matières grasses est corrélépositivement
avec leurdigestibilité
(Wiseman et al 1990). Les
glucides
solubles(amidon,
sucres) sont hautementdigestibles
(95 à 100%) (Noblet et al 1993a). En
fait,
la variabilité du CUDe d’un aliment est avant tout liée à la nature et àl’importance
de sesglucides
de structure ouparois végétales qui
correspondent
à la somme despolysaccharides
non-amylacés
(PNA) et de lalignine
(Carré 1991). Eneffet,
lesparois végétales
ont unedigestibilité plus
faible que les autresconsti-tuants
chimiques.
Deplus,
l’utilisationdigesti-ve des
parois
végétales
est variable selon leurorigine. Ainsi,
les PNA de lapaille
deblé,
duson de
blé,
de lapulpe
de betterave et descoques de
soja
ont unedigestibilité
derespecti-vement
16, 46,
69 et 79% (Chabeauti et Noblet1990). Il est
généralement
admis que lalignine
est
indigestible
chez le porc (Perez 1991). Ils’ensuit que le CUDe diminue linéairement
avec la teneur en
parois
végétales
del’aliment,
la réduction étant variable selon
l’origine
desparois
végétales
et selonl’importance
de lalignine
(Perez1991 ;
figure
2).La variabilité liée à
l’origine
desparois
végétales
provient
de différences dans leur structurechimique. Schématiquement,
lesPNA
comprennent
trois classes essentielles: leshémicelluloses,
la cellulose et les sub-stancespectiques
(Carré 1991). Parmi ces troisclasses,
les substancespectiques
sont lesplus
digestibles
(80% selon Graham et al 1986 ouChabeauti et al 1991) alors que les hémicellu-loses ont une
digestibilité généralement
supé-rieure à la
cellulose,
les valeurs variant avecl’origine botanique
entre 30 et 60% (Chabeautiet al 1991). Il est donc évident
qu’une
informa-tion sur la
quantité
deparois végétales
com-plétée
par des résultats sur leur nature peu-vent être encore insuffisants pouranalyser
leseffets des
parois végétales
sur le CUDe. Deplus,
la variation de ladigestibilité
des autres constituantschimiques
et/ou des sécrétionsendogènes
avec la nature desparois
végétales
nepeut
êtreprise
en considération.Une difficulté
supplémentaire
est liée auxlimites des méthodes
d’analyse
desparois
végétales.
La méthode laplus
anciennneconduit à la définition d’un résidu connu sous
le terme de cellulose de Weende et
qui
corres-pond,
enpremière approximation,
à la sommede la cellulose et de la
lignine.
Un deuxièmegroupe de méthodes basées sur l’utilisation de
détergents
(Van Soest et Wine 1967)permet
d’isoler une série de résiduscorrespondant
approximativement
à la somme deshémicellu-loses,
de la cellulose et de lalignine
(NDF),
àla somme de la cellulose et de la
lignine
(ADF)et à un estimateur de la
lignine
(ADL). Lessubstances
pectiques
ne sontprises
encompte
dans aucune de ces méthodes. Un autre groupe
de méthodes
permet
de mesurer l’ensemble desparois végétales,
laplus
récente étant celleproposée
par Carré et Brillouet (1989) etqui
consiste à
déterminer,
par voieenzymatique,
de
méthodes,
on s’attache à déterminer lesteneurs en oses constitutifs des
parois
végé-tales, chaque
ose étantplutôt caractéristique
de l’une des trois classes définies ci-dessus.
Malgré
ces difficultés d’ordreméthodolo-gique,
on peutcependant
proposer des rela-tions moyennes mettant en relation le CUDeet des estimateurs des
parois
végétales
(tableau 1). Les meilleures relations sont
obte-nues avec les critères NDF ou WICW. Dans le cas du porc,
l’avantage
du critère WICW sur lecritère NDF est moins évident que chez le pou-let (Carré et al
1984,
Perez1990,
Noblet et Perez 1993) dans la mesure où les substancespectiques
sont biendigérées
chez le porc. Parailleurs,
il est évident que ces relationsmoyennes sous-estiment ou surestiment le CUDe
lorsque
l’utilisationdigestive
desparois
végétales
est très différente des valeurs moyennes mesurées sur un ensemble derégimes
(Noblet et Perez 1993). Pour la mêmeraison,
ces relations ne sont pasapplicables
aux matièrespremières.
Defaçon
encoreinex-pliquée,
les matières minérales ont un effetnégatif
sur le CUDe.Les
équations rapportées
au tableau 1sug-gèrent
que lesparois végétales
ont un effetcomparable
à celui d’un diluantpuisque
le CUDe diminued’approximativement
unpoint
par
point
de NDF.Or,
ladigestibilité
moyenne du NDF desrégimes
utilisés pour établir ceséquations
est voisine de 50%. Ilapparaît
doncque, même si le porc en croissance est en mesure de
digérer
unepart
importante
desparois végétales, l’apport d’énergie
pourl’ani-mal est
négligeable
en raison notamment d’un accroissement de l’excrétion decomposés
endo-gènes
(Noblet et Shi 1993).D’autres facteurs non liés directement à la
composition
de l’aliment sontsusceptibles
d’affecter l’utilisation
digestive
del’énergie
de l’aliment.Ainsi,
une réduction du niveaud’alimentation
s’accompagne
d’uneaugmenta-tion du
CUDe,
la variation n’étantimportante
quelorsque
la modification du niveaud’ali-mentation est
drastique
et/ou les animaux sontjeunes
et/ou lerégime
est riche enparois
végétales
(Roth etKirchgessner
1984,
Evertset al
1986,
Noblet et al 1993a). La variation laplus importante
du CUDe d’un aliment donné est due à la différence depoids
vif des ani-maux, l’écart étant d’autantplus important
que l’aliment est riche en
parois
végétales
(figure
3). A titreindicatif,
dans l’intervalle depoids
40-100kg,
le CUDeaugmente
d’environ0,30
et0,45
point
par tranched’augmentation
dupoids
vif de 10kg
pour des alimentsconte-nant
respectivement
4 et 6% de cellulose brute (Noblet et al 1993a). La combinaison d’une modification du niveau d’alimentation et d’une variationimportante
dupoids
desanimaux
peut
conduire à des écartsimpor-tants de CUDe et de teneur en ED de
l’ali-ment.
Ainsi,
le CUDe d’une même série derégimes
distribués à des truies adultes àl’entretien et à des porcs en croissance
ali-mentés libéralement est, en moyenne, 10%
plus
faible chez les animaux encroissance,
l’écart pouvant être
supérieur
à 15% avec desrégimes
riches enparois
végétales
et, àl’inverse,
trèsfaible,
avec desrégimes
trèsconcentrés en
énergie
(Noblet
et Shi1993,
Noblet et al 1993a). Si l’on s’intéresse auxmatières
premières,
l’écartpeut
encoredeve-nir
plus
important puisque,
dans la mêmeétude,
les CUDe du son deblé,
du corngluten
feed ou de la
pulpe
de betterave mesurés chezle porc en croissance
représentent
respective-ment
81,
72 et 61% des valeurs obtenues chez la truie (Shi et Noblet 1993).Le CUDe
augmente
avec le
poids vif de
Le
rapport
EMlED est d’abordfonction
de la teneur en MATdu
régime.
Il varie ensuite selon letype
d’animal et sonstade
physiologique.
Ces résultats traduisent des effets variables des
parois
végétales
sur le CUDe(figure
4). Enfait,
ilsapparaissent
comme d’autantplus
importants
que les animaux sontjeunes
ouque le niveau d’alimentation est élevé ou, en
d’autres termes, que le transit
digestif
estrapide
ou que lacapacité digestive
au niveaudu gros intestin est faible. Il en résulte que
pour les matières
premières
riches enparois
végétales
et, dans une moindre mesure, enmatières grasses, le CUDe ne
peut
pas êtreconsidéré comme constant pour toutes les
situations rencontrées en
pratique
(Noblet et al 1993a).1.
2
/
Rapport
EM/ED
Le passage de l’ED à l’EM
implique
laprise
en
compte
despertes
d’énergie
sous forme degaz de fermentation (méthane) et dans les urines. Chez le porc en croissance
pesant
envi-ron 45
kg,
laproduction
de méthanereprésen-te environ
0,4%
del’apport
d’ED,
les valeursles
plus
élevées (1%) étant obtenues avec desrégimes
riches enparois
végétales digestibles
(pulpes
debetterave,
coques desoja)
(Noblet etal 1989). La
production
de méthaneaugmente
avec le
poids
vif:0,5, 0,7
et0,8
% de l’EDres-pectivement
chez des porcs de45,
100 et150
kg
(Noblet et al 1993a). Laproduction
laplus
élevée est observée chez des truiesadultes alimentées de
façon
restreinte(1,4%
de l’ED contre
0,4%
chez des porcs en croissan-ce de 45kg
recevant les mêmesrégimes).
Il n’existe toutefois pas de relation claire entre laproduction
de méthane et laquantité
deparois
végétales
dégradées
ou laquantité
d’énergie
digérée
au niveau du gros intestin (Noblet et al1993a).
L’énergie
excrétée dans les urines est avant tout fonction del’importance
de l’excrétionazo-tée urinaire et, par
conséquent,
del’adéqua-tion des
apports
azotés aux besoins del’ani-mal.
Aussi,
à un stade donné de la vie del’ani-mal,
l’excrétion d’azote s’accroit linéairementavec
l’augmentation
de la teneur enprotéines
de l’aliment. Le
rapport
EM/EDdépend
alors directement de la teneur enprotéines
del’ali-ment (tableau 2). Dans la mesure où la
réten-tion azotée varie avec le
poids
ou le stadephy-siologique
desanimaux,
lerapport
EM/ED décroît avecl’augmentation
dupoids
desani-maux, les écarts extrêmes étant mesurés entre des porcs en croissance
rapide
et des animauxadultes à l’entretien recevant les mêmes
régimes.
Dans ces deux situationsextrêmes,
laperte
d’énergie
dans les urinesreprésente
res-pectivement
3,3
et6,5%
del’apport
d’ED(Noblet et Shi
1993,
Noblet et al 1993a). Enpratique,
lerapport
EM/ED est voisin de96% chez le porc en croissance pour la
plupart
des
régimes.
Toutefois,
une telle valeurmoyen-ne moyen-ne
peut
s’appliquer
à des matièrespre-mières dont la teneur en
protéines
est très dif-férente de la teneur moyenne desrégimes.
Ainsi,
lerapport
EM/EDpeut
varier de 100%pour des
graisses
à 97-98% pour lescéréales,
93-96% pour les sources de
protéines
et90-92% pour des matières
premières
riches enprotéines
et en fibres (Noblet et al 1990). Parailleurs,
la diminution durapport
EM/EDconstatée avec
l’augmentation
dupoids
vif desanimaux atténue l’amélioration
parallèle
duCUDe,
de sorte que l’écart de valeurénergé-tique
entre animaux depoids
vifs ou de stadesphysiologiques
différents estplus
faible sur la1.
3
/ Utilisation
métabolique
de
l’énergie
La teneur en EN d’un aliment est
égale
à la différence entre sa teneur en EM et l’extra-chaleur associée aux processusd’ingestion,
dedigestion
et d’utilisationmétabolique.
L’éner-gie apportée
à l’animalpermet
de couvrir des besoins enénergie
très différents(entretien,
dépôt
deprotéines
ou delipides,
gain
depoids,
production
delait,
...) pourlesquels
l’extra-chaleur est variable.
Ainsi,
pour desrégimes
àbase de céréales et de
soja,
le rendement d’uti-lisation de l’EM est voisin de 72% pour la pro-duction de lait (Noblet et Etienne1987),
de75% pour
l’énergie
dugain pondéral
et de 80 et60%
respectivement
pour lesdépôts
delipides
et deprotéines
chez le porc en croissance (Noblet et al 1991) et de 77% pour lacouvertu-re des
dépenses
d’entretien(Noblet
et al1993b). En
plus
de ces variations liées autype
de
&dquo;production&dquo;,
le rendement k varie avec lacomposition chimique
de l’aliment ou la&dquo;natu-re&dquo; de l’EM. En d’autres termes, les rende-ments des différents éléments
digestibles
constitutifs de l’EM sont différents. En consé-quence, la valeur EN d’un aliment variera avecle
type
deproduction,
la hiérarchie entreali-ments
pouvant être,
enthéorie,
différente selon letype
deproduction.
En
pratique,
il est toutefoisimpossible
d’étudier les variations de k dans toutes les situations de laproduction
porcine.
Il est donc nécessaire de choisir des situations &dquo;modèles&dquo;représentatives
d’un maximum de situations.Dans le cas de l’animal en
croissance,
lesdon-nées de la
bibliographie
montrent que k s’accroît avec la teneur en amidon ou enmatières grasses du
régime
et diminue avecl’augmentation
des teneurs enparois végétales
ou enprotéines
(Schiemann et al1972,
Just1982,
Just et al1983,
Noblet et al 1989). Ces conclusions sont concrétisées dans la relation suivante (Noblet et al 1989):kp
f
(%) =67,4
+0,051
x MG +0,019
x Amidon-
0,018
x MAT(R
Z
=0,61)
où
MG,
amidon et MATcorrespondent
auxteneurs en matières grasses, amidon et matières azotées
totales, exprimées
en g parkg
de matière sèche. Dans le cas de la truieadulte à
l’entretien,
une relation similaire a puêtre établie (Noblet et al 1993b): k
m =
67,2
+0,066
x MG +0,016
x Amidon(R
z
=0,57)
Les variations de k avec la
composition
chi-mique
de l’aliment sont laconséquence
deren-dements d’utilisation des éléments
digestibles
très différents. Dans le cas du porc en
crois-sance, les rendements sont estimés à
95, 85,
54,
57 et 0% pourrespectivement
les matièresgrasses
digestibles,
l’amidon,
les matièresazo-tées
digestibles,
les hémicellulosesdigestibles
et la teneur en ADFdigestible
(Noblet et al1989).
Pour la couverture desdépenses
d’entretien,
les valeurs sont relativementcom-parables
(Noblet et al 1993b).Même si le
concept
d’énergie
nette estl’objectif
final en matière d’estimation de lavaleur
énergétique
desaliments,
les résultatsévoqués
ci-dessus mettent clairement enévi-dence les
précautions
àprendre.
Enparticu-lier,
la valeur EN d’un aliment ne se mesurepas directement et elle résulte de calculs et
d’hypothèses
(Noblet etHenry
1991).Aussi,
au-delà des différences de rendements liées à
la nature de la
&dquo;production&dquo;,
les valeurs de k et les teneurs en EN sontdépendantes
de la pro-cédure d’évaluation. Enconséquence,
lesteneurs en EN de la
bibliographie
ne sontgénéralement
pascomparables
entre elles. Cesaspects
seront discutésplus largement
dans la troisièmepartie
de l’article.2
/ Les
systèmes énergétiques
Comme
indiqué
ci-dessus,
unsystème
éner-gétique
est la résultante d’uneétape
dans l’uti-lisation del’énergie
(ED vs EM vs EN) et, ausein de
chaque
étape,
d’un mode d’évaluation. La situation est laplus complexe
avec les sys-tèmes EN pourlesquels
interviennent nonseu-lement la
composition
de l’aliment maiségale-ment la nature de la
&dquo;production&dquo;
etl’approche
méthodologique.
2.i
/
Energie digestible
La teneur en ED d’un aliment
peut
êtredéterminée directement en maintenant des
porcs en cage de
digestibilité
afin de mesurerles
quantités d’énergie perdues
dans les fèces. Cette méthode a été utilisée pourl’établisse-ment des valeurs
rapportées
dans les tables(INRA,
1989).Cependant,
enpratique,
on nepeut
utiliser cette méthodecompte
tenu de salourdeur et du délai de
réponse
relativementlong.
La méthode laplus simple
consiste alorsà
prendre
les valeurs moyennesrapportées
dans les tables. Mais elle se révèle insuffisante
pour les matières
premières,
dont lacomposi-tion
chimique
est trèsvariable,
et pour lesrégimes.
Desapproches
alternatives sont nécessaires.Pour les matières
premières,
la teneur enED
peut
être calculée en additionnant lacontribution des éléments
digestibles,
ceux-cipouvant
être calculés àpartir
des données decomposition
chimique
et des coefficients dedigestibilité
des différents élémentsnutritifs,
rapportés
dans les tables (CVB 1988). Deséquations
deprédiction
ont ainsi étéproposées
(Schiemann et al
1972,
Noblet et al 1989). Il estégalement possible
d’estimer la teneur enED d’un nombre limité de matières
premières
àpartir
de leurscaractéristiques chimiques.
Quelques
équations
sontproposées
autableau 3.
Pour les
régimes,
la méthode laplus simple
consiste à additionner les contributions desmatières
premières,
ensupposant
l’absenced’interactions.
Quand
lacomposition
centési-male de l’aliment est
inconnue,
les seules pos-sibilités sont de recourir à deséquations
deprédiction
en fonction de lacomposition
chi-mique
ou à des méthodesphysiques
(infra-rouge)
ouenzymatiques
(in vitro). Pour cesdeux derniers groupes de
méthodes,
lesLa teneur en ED
d’un aliment calculée à
partir
des valeurs ED de sesconstituants est
surestimée
lorsque
la teneur enparois
végétales
est élevée.nées de la
bibliographie
restent insuffisantes et les résultats pas suffisammentrépétables.
Pour ce
qui
concerne leséquations
deprédic-tion basées sur la
composition chimique
(tableau
4),
leur validité est liée aux conditionsexpérimentales
de leur établissement(poids
desanimaux,
représentativité
desrégimes,
...) et à laprécision
desanalyses
sur les aliments.Par
ailleurs,
ceséquations
ne peuvent pasprendre
encompte
leseffets,
parexemple,
del’origine
desparois
végétales
ou dudegré
d’insaturation des matières grasses. Elles
peu-vent donc conduire à surestimer ou, au
contraire,
à sous-estimer la valeur ED derégimes
contenant des matièrespremières
aty-piques
sur leplan
de leurscaractéristiques
chimiques.
De la mêmefaçon,
elles ne sont pasapplicables
aux matièrespremières.
Un
problème
important
sur leplan
pratique
concerne lacomparaison
de la valeur ED obte-nue par additivité des valeurs ED des matièrespremières incorporées
dans l’aliment (EDt)avec celle mesurée sur les animaux (EDm) ou
celle calculée à
partir
de l’une deséquations
du tableau 4 (EDc). Apartir
des données de Noblet et al (1990) obtenues sur un ensemblede 17
régimes préparés
àpartir
de 13 matièrespremières
parfaitement
caractérisées sur leplan
de leurcomposition chimique
et, parconséquent,
de leur valeur&dquo;EDtables&dquo;,
on meten évidence que EDm (chez des porcs de 45
kg)
et EDc sont
identiques,
en moyenne, alors quela méthode d’additivité (EDt) surestime en
moyenne de 5% la teneur en ED par rapport à
la valeur obtenue sur les animaux (EDm). De
plus,
l’écart entre EDm et EDt est variable:faible pour les
régimes simples
contenant peude
parois
végétales
et trèsimportant
avec desrégimes complexes
riches enparois végétales.
Les différences résultent en fait d’une
suresti-mation de la valeur ED des matières pre-mières riches en
parois végétales
pour les ani-maux et dans les conditions (niveaud’alimen-tation libéral) de notre étude. La
règle
d’additi-vité des valeurs ED des matièrespremières
est donc àappliquer
avecprécaution
lorsque
lesaliments sont de
type
complexe
en incluantnotamment des matières
premières
riches enparois végétales,
etlorqu’ils
sont distribués àdes niveaux d’alimentation élevés et à des
ani-maux
jeunes.
En
effet,
nous avons montré ci-dessus que le CUDe d’un aliment varie avec lepoids
vifdes animaux et, dans une moindre mesure, avec le niveau
d’alimentation,
l’amplitude
de la variationdépendant
elle-même descaracté-ristiques
de l’aliment. Ces effetsexpliquent
en
partie
les différences entre EDm et EDt mentionnées ci-dessus mais ils conduisent surtout à l’établissement de valeursénergé-tiques
liées autype
d’animalauquel
l’alimentdans ce sens pour un nombre limité de
matières
premières
et pour lesrégimes
lorqu’ils
sont utilisés par le porc en croissanceou la truie adulte (Noblet et al
1993a,
Noblet et Shi1993,
Shi et Noblet 1993). Des étudesen cours sur le porc en croissance entre 30 et
90
kg
et unepremière synthèse
de données dela
bibliographie
(Noblet et al 1993a)permet-tent de proposer des corrections dans le cas de
l’animal en croissance.
2.
2
/
Energie
métabolisable
Les
approches
pour estimer la valeur EM des matièrespremières
et desrégimes
sonttout à fait
comparables
à cequi
a été décritpour l’ED. En
fait,
dans de nombreux cas, la valeur EM est estimée directement àpartir
de la valeur ED enappliquant
unrapport
EM/ED,
soit constant, soit variable avec lateneur en
protéines
de l’aliment. Deplus,
lespertes
d’énergie
sous forme de méthane sontgénéralement ignorées
alorsqu’elles
peuvent
représenter
jusqu’à
4 à 5% de la teneur en EDpour
quelques
matièrespremières (coques
desoja,
parexemple).
Les valeurs EM sontpar-fois &dquo;standardisées&dquo; pour un niveau de réten-tion azoté donné.
Enfin,
pour tenircompte
d’un rendement moindre de l’EM desparois
végétales
pour laproduction d’EN,
unecorrec-tion
prenant
encompte
l’importance
desparois
végétales dégradées
par fermentation estappliquée
(DLG 1984). 2.3
/
Energie
netteLes
systèmes
énergétiques
permettant
deprédire
la teneur en EN des aliments du porcsont en nombre limité. Le seul
système
dispo-nible pour les animaux à l’entretien est celui
proposé
par Noblet et al (1993b)qui
ne diffèrepas de
façon
importante
de celui mis aupoint
selon la même
approche
par Noblet et al (1989)chez le porc en croissance. Pour ce
qui
concer-ne le porc encroissance,
la teneur en ENcor-respond
à une utilisation combinée de l’EMpour l’entretien et la croissance (Just 1975 et
1982,
Just et al1983,
Ewan1989,
Noblet et al1989) ou pour l’entretien et
l’engraissement
(Schiemann
et al 1972). Leséquations
princi-pales
proposées
par ces auteurs sontrappor-tées au tableau 5.
Le
système
proposé
par Schiemann et al(1972) (ou
système
NEF) est basé sur des mesures de bilansénergétiques
en chambresrespiratoires
chez des porcspesant
de 95 à 185kg
etdéposant
la presque totalité de leuréner-gie
sous forme delipides.
Les variations de lacomposition chimique
des 67régimes
étaientsurtout associées à des différences dans la nature des
glucides puisque
seulement 6régimes
contenaientplus
de 20% de matièresazotées (en % de la matière sèche) et un seul
plus
de 4% de matières grasses. La teneur enEN est calculée à
partir
des teneurs enélé-ments
digestibles,
fractionnés selon la métho-de métho-de Weenmétho-de (tableau 5). Outre les limites du mode de fractionnement et la faible variabilité dans lacomposition
desrégimes,
il est pro-bable que les résultats sont affectés par le fait que les mesures ont été réalisées chez desporcs de
poids
vifs variables et recevant desniveaux d’alimentation non constants.
Or,
cesdeux
paramètres
affectent la validité d’unsys-tème EN (Noblet et
Henry
1991).Les études conduites au Danemark par Just
et ses collaborateurs ont été réalisées chez des porcs de 20 à 90
kg,
par latechnique
desabat-tages.
La teneur en EN calculée àpartir
de laquantité
d’énergie
fixée et d’une estimation de laproduction
de chaleur aujeûne
(618
kJ/kg
o
.60;
280kJ/kg
o
.
75
dans lesystème
NEF;
750kJ/kg
o
.6o
dans lesystème
de Noblet etal 1989). La teneur en EN d’un aliment est
alors calculée à
partir
de sa teneur en EM(tableau 5). L’ordonnée à
l’origine négative
dans
l’équation signifie
que le rendement d’uti-lisation del’énergie
est d’autantplus
élevé que lerégime
a une forte concentration enénergie.
Le
système proposé
par Noblet et al (1989)repose sur des mesures de bilans
énergétiques
en chambresrespiratoires
réalisées chez desporcs de 45
kg.
L’étudeportait
alors sur 41régimes.
De nouvelleséquations
calculées àpartir
de 61régimes
serontpubliées
prochai-nement. Troisapproches
ont été utilisées pour laprédiction
de la teneur en EN des aliments(tableau 5). La
première
estcomparable
à celle de Schiemann et al (1972) avec toutefois desmodes de fractionnement
plus complets
(prise
en
compte
notamment de la teneur enami-don). La seconde se
rapproche
de celle propo-sée par Just(1975,
1982) etprend
encompte
La teneur en EN
Le
système
EM a peud’avantages
par
rapport
ausystème
ED.les teneurs en ED ou en EM et
quelques
carac-téristiques chimiques
brutes. La troisième estune tentative pour
prédire
la teneur en ENdirectement à
partir
descaractéristiques
chi-miques
de l’aliment. Ce dernier grouped’équa-tions n’est pas
applicable
aux matièrespre-mières alors que les deux
premiers
peuvent
être utilisés indifféremment pour les
régimes
et les matières
premières.
Enfin,
des mesures de teneur en EN ont étéréalisées à l’Université de l’Iowa par Ewan et collaborateurs (de
Goey
et Ewan 1975). Lesmesures ont
porté
exclusivement sur desmatières
premières
(environ 20) et ont étéréa-lisées sur des
porcelets
par la méthode desabattages.
Lacompilation
de tous les résultatsdisponibles
a été réalisée par Ewan (1989).Outre le modèle animal dont la
physiologie
digestive
estparticulière
par rapport au porc en croissance et à latruie,
les données de Ewan et collaborateurs nepeuvent
s’appliquer
qu’aux
matièrespremières étudiées,
l’extrapo-lation à d’autres matières
premières
et à desrégimes
étant difficilementenvisageable.
3
/ Comparaison
des
systèmes
énergétiques
3.
1
/
ED,
EM
etEN
La relation concernant les variations de k
avec la
composition chimique
de l’alimentmontre clairement que la hiérarchie entre
ali-ments dans le
système
EM sera modifiée dansle
système
EN en fonction de leurscaractéris-tiques
chimiques.
Ainsi,
si l’on estime que la valeur ENreprésente
la &dquo;meilleure&dquo; estimation de la valeurénergétique
d’unaliment,
lessys-tèmes EM ou ED surestimeront les aliments
riches en matières azotées ou en
parois
végé-tales et,
inversement,
sous-estimeront ceuxayant
des teneurs élevées en matières grasses ou en amidon. Ces conclusions sont clairementmises en évidence dans le tableau 6 où les
valeurs
ED,
EM et EN mesurées surquelques
matières
premières
sontprésentées.
Dans les travaux de Noblet et al
(1989),
lerapport
EN/ED,
en moyenne de 71% pour les41
régimes
del’étude,
variait de 64 à 76%. Les valeurs extrêmes sont obtenues avec desrégimes
peu utilisés enpratique. Aussi,
pourla
plupart
desrégimes,
lerapport
EN/EDvariera entre 68 et 73%. Cet écart est considé-rablement
plus
réduit que celui que l’onpeut
observer pour les matières
premières
(tableau 6). En
définitive,
le choix et lesavan-tages
dusystème
EN parrapport
auxsys-tèmes ED ou EM se
justifient beaucoup plus
pour les matières
premières
que pour lesrégimes.
Toutefois,
même pour lesrégimes,
ilest clair à
partir
des résultats d’essaiszootech-niques
(nonpublié)
que, pour un ensemble derégimes, l’expression
de l’indice deconsomma-tion sur la base de l’EN
supprime
les écartsentre
régimes
observés sur la base de l’ED. Lesystème
EM a peud’avantages
sur lesystème
ED;
il atténuelégèrement
la surestimation de la valeurénergétique
des aliments riches enprotéines.
3.
2
/
Les
systèmes
EN
Dans le
paragraphe
précédent,
nous avonsmis en évidence que la valeur EN d’un aliment
est calculée selon différentes
équations,
chaque
équation
conduisant alors à unsystè-me.
Chaque
équation
est établie dans des conditionsexpérimentales
et avec desmétho-dologies
différentes. Un même alimentpeut
par
conséquent
avoir autant de valeurs ENqu’il
y ad’équations.
Lacomparaison
des sys-tèmes EN est doncprimordiale.
Dans cebut,
les valeurs EN mesurées sur 41
régimes
(Noblet et al 1989) et surquelques
matièrespremières
(Noblet et al1990,
tableau 6) ont étécomparées
à cellespouvant
être calculées avecles
équations proposées
par Schiemann et al(1972)
(ENr),
Just et al (1983)(ENj)
et Nobletet al (1989) (tableau 5).
Pour les 41
régimes,
les valeurs moyennes de ENr etENj
sontrespectivement
9,95
et9,40
MJ/kg
de matièresèche,
la valeur EN mesurée (ENm) étantégale
à10,60
MJ/kg
de matière sèche. L’écart moyen est essentiellement dû àproduc-tion de chaleur au
jeûne
(voir ci-dessus).Toutefois,
pour l’ensemble desrégimes,
les valeurs ENr ouENj
ne sont pas strictementproportionnelles
à la valeur mesurée.L’équa-tion suivante:
ENr =
2,22
+0,728
x ENm (ETR =0,24)
danslaquelle
les teneurs en EN sontexpri-mées en MJ par
kg
de matièresèche, indique
que, dans le cas de
ENr,
lesrégimes
à faibleconcentration en
énergie
sontsurestimés,
rela-tivement aux
régimes
à teneur enénergie
éle-vée. Une
analyse
plus approfondie
des écartsentre ENm et ENr montre que la différence entre les deux estimations s’accroît avec
l’aug-mentation de la teneur en amidon et diminue
lorsque
la teneur en fibres est accrue. Lamême démarche
appliquée
ausystème
ENj
met en évidence que la différence entre ENm et
ENj
est corréléepositivement
aux teneursen amidon et en matières grasses et
négative-ment à la teneur en
protéines
(Noblet et al1989). Comme on
pouvait s’y attendre,
lesvaleurs
EN6,
EN6b et EN19 (tableau 5) sontcomparables
en moyenne àENm,
la valeurEN6 tendant
cependant
à surestimer la valeurEN des
régimes
à faible concentrationénergé-tique.
Ces observations sont encore illustrées
plus
clairement au tableau 6 pour
quelques
matières
premières.
Ainsi,
comparativement
aux valeurs mesurées, le
système
ENrsous-estime la valeur
énergétique
des aliments riches en amidon et surestime celle des ali-ments contenantbeaucoup
de fibres ou depro-téines. Ces insuffisances du
système
ENr avaientdéjà
étésoulignées
parBorgrevve
et al(1975). Le
système ENj
offre peud’avantages
par rapport ausystème
EDpuisque,
parexemple,
les hiérarchies établies entre matièrespremières
dans lessystèmes
ED ouEN sont très
comparables
(tableau 6).Ainsi,
il sous-estime les aliments riches en amidon eten matières grasses et surestime ceux
qui
ont des teneurs élevées enparois végétales.
Cesconclusions ne sont pas, a
posteriori,
trèssur-prenantes
puisque,
d’unepart,
dans lesystème
ENr,
on attribue au résidu extractif non azotédigestible
une valeur EN constante alorsqu’il
estparticulièrement hétérogène;
d’autrepart,
il n’est pas tenucompte
de lacomposition
de l’EM dans leséquations
proposées
par Just(1975,
1982) et Just et al (1983). Ces résultats sont en accord avec leséquations
dusystème
proposé
par Noblet et al (1989) où l’intérêt de laprise
encompte
de la teneur en amidon del’aliment pour la
prédiction
de la valeur EN estclairement mis en évidence.
3.
3
/
Conséquences pratiques
Les
paragraphes précédents
ont clairementmontré que la hiérarchie entre aliments est
variable selon le
système énergétique
adopté,
les écarts lesplus
importants
étant observés pour les matièrespremières.
Les résultats obtenus en formulation au moindre coût seront donc fonction dusystème énergétique
adopté.
Ceci est clairement démontré dans le cas desmatières
premières
riches enprotéines
pourlesquelles
la valeur ED surestime la valeurénergétique
&dquo;vraie&dquo;. Enconséquence,
pour unemême série de matières
disponibles,
la formu-lation au moindre coût basée sur la valeur ENconduit à des
régimes
ayant
des teneurs enmatières azotées
plus
faibles que sur la basede la valeur ED. A
l’inverse,
lesystème
ENconduit à des taux d’introduction de matières
grasses
plus
élevées. Lesdivergences
entresystèmes
EN induisentégalement
desdiffé-rences au niveau des matières
premières
intro-duites et de la
composition chimique
desrégimes. Ainsi, comparativement
ausystème
EN de Noblet et al
(1989),
lesystème
ENr conduit à introduire moins de matières pre-mières riches en amidon (céréales) etplus
desous
produits
riches enparois végétales
et/ou en matières azotées. Lesconséquences
du choix dusystème
énergétique
sur les résultatsde la formulation ont été
plus longuement
abordés par Noblet (1990).
La validité d’un
système énergétique
peut
être
appréciée
de différentesfaçons,
laplus
probante
étant laréponse
des animauxmesu-rée au cours d’essais
zootechniques.
Dans cebut,
huitrégimes
ont été distribués à 540porcs alimentés individuellement et
répartis
dans six sitesexpérimentaux.
Les valeurs ENselon les différents
systèmes
ont été calculéesà
partir
des teneurs mesurées enED,
EM et enéléments
digestibles
de ces 8régimes.
Les résultats (nonpubliés)
confirment lasupériori-té du
concept
EN sur lesconcepts
ED ou EMpour la
prédiction
desperformances (par
exemple,
indice de consommation àcomposi-tion
corporelle
constante) du porc. Ils confir-ment, tout comme les travaux deBorgrevve
etal
(1975),
le biais introduit par lesystème
ENrpour les aliments riches en amidon et la non
supériorité
dusystème
ENj
sur lesystème
ED.Les
équations EN6, EN19,
...permettent
uneprédiction
satisfaisante desperformances
desanimaux. La validité des
équations proposées
par Noblet et al (1989) se vérifieégalement
lors de leur
application
au casparticulier
desmatières
premières,
la valeur calculée étantalors
proche
de la valeur mesurée (Noblet et al1990,
tableau 6). Ceséquations
se sont enfintrouvées vérifiées lors de la
comparaison
de valeurs EN mesurées sur de nouveauxrégimes
et des valeurs calculées à
partir
deséquations
EN6, EN19, ...
(nonpublié).
L’intérêt du
concept
EN pour l’estimation dela valeur
énergétique
des aliments chez le porc,comparativement
auxconcepts
ED ouEM,
est relativementévident,
surtout pour les matièrespremières.
Lesquestions
d’ordrepra-tique
sont alors :quel
système
doit-on choisir et commentpeut
s’estimer la valeurénergé-tique ?
Lesystème proposé
par Noblet et al(1989)
présente
desavantages
sur lessystèmes
ENr et
ENj
(teneur enamidon,
...) et ilpermet
une meilleure discrimination des valeurs
éner-gétiques
des aliments. Sa mise enplace
peut
s’adapter
à tous lessystèmes
existants (tablesde valeurs
ED, EM,
de teneurs en élémentsdigestibles,
...).Ainsi, l’équation
EN6 (ou EN6b) basée sur les teneurs enamidon,
digestible&dquo; s’applique
aux donnéesdisponibles
dans les tables CVB (1988) ou DLG (1984).
L’équation
EN19peut
être utilisée immédiate-ment àpartir
d’unsystème
ED(INRA,
1989).Cette
approche
est autant valable pour les matièrespremières
que pour lesrégimes
donton connaît la
composition
centésimale. Dans cedernier cas, la teneur en EN se calcule à
partir
des sommes d’éléments
digestibles
apportés
par les matières
premières (EN6,
EN6b) ou dela teneur en ED additive et des
caractéris-tiques
chimiques
durégime
(EN19) ou parsimple
addition des valeurs EN des matièrespremières.
Dans le cas
particulier
desrégimes
dont lacomposition
centésimale et lescaractéristiques
des matièrespremières
utilisées ne sont pasconnues, le seul recours est
actuellement,
comme pour l’ED ou
l’EM,
l’utilisation derela-tions mettant directement en relation la valeur
EN et la
composition
chimique
de l’aliment.Quelques
relations ont étéproposées
parNoblet et al (1989) (tableau 5). Il faut insister
sur le fait que de telles relations ne sont
appli-cables
qu’aux
régimes,
laprécision
du résultatétant,
comme pour l’ED oul’EM,
limitée parl’origine
des matièrespremières
(nature desparois végétales,
des matières grasses, ...) et laqualité
desanalyses
de laboratoire. Elles per-mettent toutefois une discriminationrapide
derégimes
dont seules lescaractéristiques
decomposition
chimique
sontdisponibles.
Dans lecas des matières
premières,
ellespeuvent
créerdes distorsions dues au fait que, par
exemple,
les
parois végétales
ou les matières grasses ontune
digestibilité
très différente de cellemesu-rée en moyenne sur un
grand
nombre derégimes.
Conclusions
et
perspectives
Les résultats
présentés
dans cettesynthèse
mettent clairement en évidence les difficultés
et les limites de tous les modes d’évaluation de la teneur en
énergie
des aliments pour le porc.On doit
cependant
accorder unepréférence
auxsystèmes EN,
lesystème proposé
par Noblet etal (1989) étant en mesure de discriminer
plus
précisément
les aliments en fonction de leurscaractéristiques
chimiques;
il offre différentespossibilités
pour le passage d’unsystème
EDou EM au
système
ENproposé
et il a été validépar des essais
zootechniques.
Deplus,
cesystè-me établi dans le cas du porc en croissance sera
prochainement
révisé en fonctiond’obser-vations nouvelles. Il sera
également
étendu aux autres situationsphysiologiques
rencon-trées en
production
porcine,
à savoir lesani-maux utilisant une
part
élevée del’apport
énergétique
pour la couverture de leursdépenses
d’entretien (Noblet et al 1993b) ou ceux dont lacomposition chimique
dugain
(rapport protéines :
lipides)
varie avec notam-ment lepoids
vif ou le typegénétique
(Nobletet al 1993c).
L’article a
également
mis en évidence que ladigestibilité
del’énergie
d’un aliment est nonseulement fonction de ses
caractéristiques
chi-miques
maiségalement
de l’animalauquel
l’aliment est distribué. Les effets dupoids
vif des porcs, du niveau d’alimentation et dudegré
decomplexité
durégime
sont apparuscomme
quantitativement importants.
Enconséquence,
une attentionparticulière
devraêtre accordée à cet
aspect
de la détermination de la valeurénergétique
des aliments chez leporc. En d’autres termes, tout
système,
quel
que soit son
degré
desophistication,
serainca-pable
deprédire
avecprécision
la valeur d’unaliment si la
digestibilité
del’énergie
et desnutriments est incorrecte.
Enfin,
l’industrie de l’alimentation animaleou, de
façon plus générale,
les différentsparte-naires de la
production porcine, requièrent
des méthodespermettant
deprédire
précisément
etrapidement
la valeur nutritionnelle des ali-ments. L’utilisation des tables de valeurnutri-tionelle ou
d’équations
faisantappel
auxcarac-téristiques
decomposition chimique
estsou-vent insuffisante. Les
progrès
dans ce domaineviendront essentiellement de
propositions
concernant les méthodes basées sur destech-niques
in vitro ouphysico-chimiques.
Texte présenté en Novembre 1992 lors d’une session du
Cours Approfondi d’Alimentation Animale et préparé à
partir d’une revue présentée lors de la réunion bisannuelle de l’Australasian Pig Science Association (Décembre 1991). ).
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