Comparaison des méthodes de protection ruminale des protéines alimentaires

Deux produits protéiques protégés peuvent avoir le même pourcentage de by-pass déclaré et fournir des quantités différentes d'acides aminés utilisables à l'intestin grêle. Deux étapes distinctes déterminent ce résultat : la quantité de protéines qui résiste à la dégradation ruminale, et la quantité de protéines survivantes qui est ensuite digérée et absorbée. La comparaison des méthodes de protection ruminale exige donc d'examiner les deux.

Les méthodes de protection ruminale incluent le traitement thermique, le traitement chimique, les réactions sucre-aldéhyde et le traitement au lignosulfonate. Chacune modifie les protéines d'une manière différente et offre un équilibre distinct entre la stabilité ruminale, la disponibilité intestinale et le contrôle du processus.

Le regard de Cropenta

La question la plus pertinente pour comparer les technologies de protéines by-pass n'est pas la quantité de protéines échappant au rumen, mais la quantité de protéines digestibles atteignant l'intestin grêle par unité de protéines dégradables dans le rumen remplacée. Une valeur de protéines non dégradables dans le rumen déclarée à un taux de passage spécifié n'est qu'une partie de la comparaison.

Traitement thermique : un changement physique avec une fenêtre de traitement claire

Le traitement thermique dénature les protéines et, dans des conditions plus intensives, peut former des agrégats moins accessibles aux micro-organismes du rumen. C'est un mécanisme relativement simple, mais la fenêtre de traitement est étroite. Un traitement léger laisse une grande partie des protéines dégradables dans le rumen ; un traitement sévère réduit la dégradation ruminale mais peut aussi rendre la lysine moins disponible, réduire la digestibilité des acides aminés et affecter la palatabilité.

Les indicateurs thermiques et l'analyse de la lysine totale décrivent le traitement plutôt que le résultat chez la vache. Pour les protéines protégées du rumen, la preuve pertinente est le profil de dégradation mesuré chez les animaux vivants, associé à la digestibilité intestinale de la fraction non dégradée. Les tests enzymatiques in vitro sont peu corrélés aux mesures in situ, en particulier pour les protéines traitées thermiquement et par réaction de Maillard, où ils tendent à surestimer le degré de protection ruminale.

Traitement chimique et formaldéhyde : réactif et exigeant

La protection chimique repose sur la réticulation ou la modification chimique des groupes protéiques, historiquement à l'aide de formaldéhyde. La protéine traitée résiste à la dégradation ruminale et peut fournir une part élevée de protéines non dégradables dans le rumen, mais la même chimie peut restreindre la libération et la digestion des acides aminés dans la caillette et l'intestin grêle. La manipulation du formaldéhyde soulève également des questions opérationnelles et réglementaires que de nombreux fabricants d'aliments et producteurs préfèrent éviter.

C'est là que le principe en deux étapes devient visible : un traitement qui limite la dégradation ruminale mais abaisse également la digestibilité intestinale peut offrir moins de protéines métabolisables que son chiffre de protéines non dégradables dans le rumen ne le suggère. Les méthodes chimiques peuvent se situer à chaque extrémité de ce compromis, selon la dose, la source de protéines et le contrôle du processus.

Traitement sucre-aldéhyde : la voie de Maillard

Les sucres réducteurs tels que le glucose, le fructose ou le xylose réagissent avec les groupes amino libres des protéines, notamment le groupe epsilon-amino de la lysine, par une réaction de Maillard. Un processus contrôlé produit des produits de type mélanoïdine qui résistent à la dégradation microbienne dans le rumen, tandis que l'acide et les enzymes dans la caillette et l'intestin grêle peuvent toujours libérer des acides aminés.

Un excès de chaleur, d'humidité ou de temps de réaction pousse la réaction plus loin que prévu. La lysine totale peut rester essentiellement inchangée tandis que la lysine réactive diminue, et la digestibilité et la palatabilité peuvent baisser. Le défi technique n'est donc pas simplement d'atteindre un produit stable dans le rumen, mais de s'arrêter à un point où la résistance ruminale et la libération intestinale restent en équilibre. Étant donné que les méthodes in vitro ont tendance à surestimer la protection des protéines traitées par Maillard, la caractérisation in situ est particulièrement pertinente ici.

Traitement au lignosulfonate : un mode d'action différent

Le traitement au lignosulfonate fonctionne par des interactions de liaison entre la fraction lignosulfonate phénolique et les protéines, formant un complexe que les enzymes du rumen attaquent moins facilement. Il est souvent décrit comme une voie non chimique dans le sens où il ne repose pas sur la réticulation par le formaldéhyde, mais le résultat dépend toujours de la dose, de l'uniformité du mélange, de l'humidité et de la protéine impliquée.

Comme pour les traitements sucre-aldéhyde, la question d'évaluation reste la même : la fraction protégée reste-t-elle disponible pour la digestion enzymatique après avoir quitté le rumen ? Un mécanisme de liaison qui limite la dégradation dans le rumen peut également retenir les acides aminés dans l'intestin, de sorte que les chiffres de by-pass déclarés doivent toujours être lus en parallèle avec la digestibilité intestinale mesurée.

Lire les valeurs de PNDR sans se tromper

La protéine non dégradable dans le rumen, également appelée PNDR ou protéine by-pass, est calculée à partir des caractéristiques de dégradation mesurées à un taux de passage fractionné (Kp) supposé. Les paramètres des sacs de nylon in situ derrière ce calcul incluent la fraction soluble, la fraction potentiellement dégradable, la fraction non dégradable et le taux de dégradation fractionné par heure. Parce que Kp est supposé plutôt que mesuré dans le sac, les valeurs de PNDR ne sont comparables qu'au même taux de passage.

La PNDR n'est pas une déclaration de stabilité ruminale après un certain nombre d'heures, et elle ne dit rien en soi sur la digestion dans l'intestin grêle. Les systèmes d'évaluation des protéines nutritionnelles, tels que les systèmes néerlandais DVE/OEB, allemand nXP/RNB, INRA PDI et CNCPS pour les protéines métabolisables, traduisent les mesures de dégradation et de digestibilité en valeurs de formulation. Ces valeurs sont des calculs, et elles diffèrent selon les systèmes et les hypothèses.

Ce qu'apportent les mesures in situ et intestinales

Un profil de dégradation mesuré n'est pas en soi un essai d'alimentation, et aucun chiffre de production laitière ou de croissance n'en découle.

Choisir entre les méthodes de protection en pratique

Pour les acheteurs et les formulateurs, la comparaison comporte quatre niveaux. Premièrement, le mécanisme et son contrôle du processus : la chaleur dépend de la température, de l'humidité et du temps ; les voies de Maillard du type de sucre, de la distribution, de l'humidité et de l'homogénéité ; le lignosulfonate des conditions de liaison ; les voies chimiques de la dose et de la réaction des réactifs. Deuxièmement, le profil de dégradation ruminale à un Kp spécifié. Troisièmement, la digestibilité intestinale de la fraction non dégradée. Quatrièmement, l'évaluation dans un système protéique cohérent.

Pour les opérations en usine d'aliments, la taille des particules, l'uniformité du mélange et l'humidité au point de traitement affectent toutes la consistance, et un ingrédient qui se comporte différemment entre les lots peut compliquer la granulation et le stockage. Les pourcentages de PNDR déclarés basés sur des méthodes in vitro ne doivent pas être placés à côté des valeurs in situ comme s'il s'agissait de la même mesure.

Résumé technique

Les méthodes thermique, chimique, sucre-aldéhyde et lignosulfonate limitent la dégradation ruminale par différentes voies, mais chacune peut altérer la disponibilité intestinale des acides aminés. Comparez les protéines protégées sur la dégradation ruminale mesurée au même taux de passage supposé, la digestibilité intestinale de la fraction survivante, le contrôle du processus et un système d'évaluation des protéines cohérent.

Cet article a été créé avec l'aide de l'IA et relu par l'équipe éditoriale de Cropenta. Il s'agit d'une information générale, et non d'un conseil professionnel.