1- COMPOSITION CHIMIQUE DES ALIMENTS DU BETAIL

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

 

UNIVERSITE DE BATNA

FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT VETERINAIRE

LABORATOIRE DE NUTRITION - ALIMENTATION

COURS DE NUTRITION ANIMALE

DEUXIEME ANNEE DOCTEUR

Par  D^R MEZIANE TOUFIK

Maitre de conférences

 

2004/2005

 

 

 

COMPOSITION CHIMIQUE DES ALIMENTS DU  BETAIL

I- ETUDE DES CONSTITUANTS DES ALIMENTS DES RUMINANTS

 

Les herbivores et plus spécialement les ruminants représentés par l’importance des bovins, ovins et caprins, occupent une place prépondérante chez les animaux domestiques utilisés à des fins de production .Ils possèdent la particularité de transformer les végétaux non utilisables par le reste du règne animal en produits de grande valeur nutritionnelle pour l’être humain, telles que les protéines contenues dans la viande et le lait.

Les ruminants sont les seuls à pouvoir valoriser les constituants cellulosiques des aliments d’origine végétale .Les ruminants  domestiques tirent 90 à  95 % de leur nourriture de l’appareil végétatif aérien des plantes herbacées, des plantes vivrières après leur récolte et des arbustes.

Ces fourrages sont d’une extraordinaire  diversité dans leur nature botanique et leurs caractéristiques morphologiques anatomiques et physico-chimiques qui, toutes, agissent sur leur ingestibilité, leur dégradation dans le rumen et leur digestibilité.

 

I.1-  LES CONSTITUANTS GLUCIDIQUES

L’analyse chimique est beaucoup plus simple et reproductible que la détermination de la composition morphologique. Boussingault au 19éme siècle faisait de l’azote le critère principal de la valeur nutritive. Vers 1860, Henneberg et Stohmann retinrent le principe du dosage de la cellulose brute par une double hydrolyse acide puis alcaline (Jarrige et al.,     1995a).

Une plante ne se décrit pas complètement à des fins nutritionnelles par un bulletin d’analyse. C’est d’abord un édifice d’organes, chacun constitué de tissus, dont la désintégration physique par la mastication est un préalable à la dégradation chimique et joue un rôle primordial dans la quantité ingérée.

 

I.1.1- Les glucides cytoplasmiques

Ce sont essentiellement  des glucides hydrosolubles dont la digestibilité est totale .Le glucose, le fructose et le saccharose est prédominant  et représentent environ

De 3 à 8% de la M.S. Cependant, il existe aussi des fructosanes qui s’accumulent à la base des tiges des graminées. La teneur des plantes fourragères reste en général assez faible .La concentration maximum est atteinte un peu avant le début de l’épiaison chez les graminées et un peu avant le bourgeonnement chez les légumineuses.

L’amidon est absent généralement dans les fourrages sauf dans certaines légumineuses où des teneurs allant de 0.5 à 3 %  de la MS ont été observées.

 

I.1.2- Les glucides pariétaux

Dans cette famille de glucides, il faut distinguer les polyosides proprement dits et les constituants pariétaux qui leur sont associés.

 

I.1.2.1-  Les polyosides sont formés de trois groupes : la cellulose, les hemicelluloses et les substances pectiques

           

I.1.2.1.1  La cellulose : c’est un glucane formé de longues chaînes de molécules  glucose aux environs de 1000 dans les plantes fourragères qui sont unies par des liaisons osidiques de type ß (1-4). Jarrige et al. 1995). La liaison osidique ß, contrairement à la liaison µ , est résistante à l’attaque des enzymes du suc digestif mais qui peuvent être attaquée par les enzymes des bactéries de l’appareil digestif des ruminants. Ces chaînes sont disposées parallèlement et associées en fibrilles puis en en fibres .Cette structure spécifique et sa configuration ß lui confère une certaine résistance aux enzymes et ce qui explique en partie sa digestibilité inférieure à celle des glucides pariétaux. (ITEB- INRAP 1984, Jarrige et al.     1995a)

La cellulose est le  constituant principal des tissus de soutien (le collenchyme et le sclérenchyme) et d’une partie des tissus de conduction (le xylème).

Dans les fourrages , elle représente de 40 à 45 % de l’ensemble des parois  et par rapport à la M.S totale de la plante , la teneur varie  de 15 à 40 % selon l’espèce et surtout selon l’âge de la plante. Cette proportion augmente avec l’âge de la plante et c’est ce qui explique en partie la diminution de la digestibilité lorsque la plante vieillit (Jarrige. 1981, ITEB-  INRA 1984).

I.1.2.1.2- Les hémicelluloses : ils sont composés essentiellement de pentoses, xylose en particulier, de quelques  hexoses et d’acides uroniques. Leur teneur varie de 12 à 25 % de la M.S des fourrages. Plus la plante vieillit, plus la teneur en hémicelluloses augmente .Leur digestibilité est un peu inférieure à celle de la cellulose en raison de leur imprégnation par la lignine (Jarrige, 1981).

I.1.2.1.3-  Les substances pectiques qui sont des dérivés de l’acide galacturonique. On les retrouve dans les lamelles moyennes des cellules. Elles ont une teneur avoisinant les 2 % de la M.S des graminées et ayant une digestibilité très élevée et proche de celle des glucides cytoplasmiques  (ITEB- INRAP, 1984).

I.2- LES CONSTITUANTS NON GLUCIDIQUES : Le seul constituant intéressant est représenté par la lignine qui est une substance complexe formée de plusieurs alcools. La lignine incruste progressivement les fibres polyosidiques des tissus de soutien et de conduction. Sa teneur varie de 2 % dans l’herbe jeune  à  12 –13 % de la M.S dans la paille. La lignine est pratiquement indigestible, elle protège une partie des polyosides  membranaires, qu’elle incruste, de la dégradation microbienne .De ce fait la lignine est le facteur principal limitant de la digestibilité des aliments.

I.2.1- LES CONSTITUANTS AZOTES  (ou matières azotées totales = protéines brutes) 

On distingue :

I.2.1.1-  Les matières azotées protidiques (MAP): Elles sont localisées dans les cellules chlorophylliennes et elles donnent par hydrolyse des acides aminés. Elles sont constituées de protéines, de peptides  et des acides aminés libres.

I.2.1.2- Les matières azotées non protidiques (MANP): Elles sont localisées dans les vacuoles des cellules végétales, elles ne donnent pas à l’hydrolyse  des acides aminés .Ce sont les amines, les amides (telle que l’urée,…), les formes azotées  simples (NO₂-, NO_³-, NH₄+…), les bases azotées (formes cycliques constituants des acides nucléiques).

Dans les fourrages verts, elles représentent  15 à 35 % des matières azotées totales, cette proportion est plus élevée dans les tiges que dans les feuilles .Les légumineuses sont plus riches que les graminées. Les matières azotées non protidiques des  foins récoltées dans de bonnes conditions ont en général une proportion comprise entre 30 et 40 % des matières azotées totales (ITEB-INRAP, 1984).

I.2.2- LES CONSTITUANTS  LIPIDIQUES.

Dans les plantes fourragères, on trouve des galactolipides qui sont des glycérides associés à  du galactose .Ils sont localisés dans les chloroplastes, riches en acides gras non saturées et en particulier l’acide linoléique .On rencontre également des cérides (qui sont des alcools à poids moléculaire élevé + des acide gras) dans la cuticule des feuilles où ils constituent la substance principale de la cutine qui est indigestible.

Les lipides représentent une très faible fraction de la M.S  des fourrages (2 à 5 %),

Ce qui explique le peu d’intérêt qu’il leur est accordé le plus souvent (Jarrige 1995a).

 

Tableau  n° 1 : Les  différents  constituants des aliments (ITEB- INRAP,  1984)

	Eau	Eau
MATIERE BRUTE	Matière  sèche	Matières minérales	Macro-éléments : Chlore-phosphore-soufre-calcium -magnesium -potassium - sodium.
			Oligo-éléments : Fer –cuivre-zinc-cobalt                             Manganèse-iode-sélénium.
		Matière Organique	Glucides	Glucides cytoplasmiques : Pentoses-      Hexoses (glucose –fructose …)        Saccharose –maltose-lactose        Melibiose        Fructosanes        Amidon… Glucides pariétaux : Cellulose        Hémicelluloses        Substances pectiques (lignine)
			Lipides	Glycérides        Stérides        Cérides
			Matières azotées	Matières azotées protidiques :        Acides aminés libres        Combinaisons d’acides aminés  (peptides, polypeptides, protides) Matières azotées non protidiques :        Amides (urée, …)        Amines        Ammoniaque        Bases azotées …

Tableau n° 2 : Les principaux  glucides cytoplasmiques et constituants pariétaux

(Jarrige,  1981)

Localisation	Dénomination		Unités constitutives
Contenu cellulaire	Sucres libres	Glucose Fructose Saccharose Mélibiose	Glucose, fructose Glucose, galactose
	Polyosides de réserve	Fructosanes Amidon	Fructose Glucose
Paroi	Polyosides	Cellulose	Glucose
		Hémicelluloses	Xylose Arabinose Galactose Mannose Glucose Acide glucuronique
		Substances pectiques	Acide galacturoniqure Arabinose Galactose
	Substances non pectiques	Lignine	Alcool coumarylique Alcool coniférylique Alcool synapylique

Tableau n° 3 : Classification des matières azotées des aliments  (ITEB – INRAP, 1984)

Matières azotées totales dont :	Constituants
Matières azotées protéiques	Protéines : plus de 100 acides aminés (AA) ·         hétéroprotéines ·         holoprotéines Polypeptides complexes (de 10 à plus de 100 AA) Polypeptides simples ou peptides (de 2 à 10 AA) Acides aminés.
Matières azotées non protéiques	Bases azotées (formes cycliques, constituants des acides nucléiques) Amines – Amines (R-NH2) Urée   (CO (NH2) 2) Formes azotées simples : NO2 -, NO3 -, NH4+

I.2.3- LES MINERAUX :

La composition minérale d’un fourrage résulte de l’action de plusieurs facteurs comme le stade de végétation de la plante, sa famille botanique et les conditions de milieu et d’exploitation (comme les épandages ou les fertilisants). Comme tous les mammifères,

Les ovins doivent trouver dans leur régime alimentaire tous les éléments minéraux indispensables en quantités suffisantes. Compte tenu des risques d’insuffisance d’apport en éléments minéraux des rations à base de fourrages des ruminants , l’attention des nutritionnistes est attirée sur les éléments minéraux suivants: P , Ca , Na , Mg , S ( pour la laine ), Zn ,Cu ,Co (Gueguen et al.,     1978 ).

Avant d’aborder, le métabolisme minéral et les besoins des animaux, il convient d’évaluer l’apport alimentaire qui recouvre la composition minérale des aliments des ruminants et la capacité d’absorption  de l’animal. Les  matières minérales totales (ou cendres brutes) représentent de 8 à 15 % de la matière sèche (MS) des fourrages (Meschy et al.     1995).

1.2.3.1- Les macro-éléments minéraux : se présentent dans le végétal sous des formes chimiques variées :

*  Le potassium et sodium sont presque totalement ionisés.

* Les phosphates sont sous des formes multiples ; P inorganique ; Phosphates estérifiés ou non ; phytates dans les graines.

* Le calcium est sous forme soluble, partiellement soluble (phosphates) ou sous forme d’oxalates  insolubles, et enfin une fraction de calcium peut également être liée aux protéines et aux pectines

* Le  magnésium dont  50 % sont sous forme soluble, environ 10 % associés au complexe chlorophyllien, et une partie non négligeable est complexée aux acides organiques et à la lignine  (Meschy et al.     1995).

Tableau n° 4 : Plages de variations des teneurs minérales dans les fourrages

(Little, 1982 cités par Meschy et al.    1995

Macro-éléments	Teneur en g /kg de MS
P	0.2    à     7
Ca	0.4    à   41
Mg	0.3    à   10
Na	0.01  à   21
K	10     à   60
S	0.5    à     4

1.2.3.2-  Les oligo-éléments

Les plantes fourragères peuvent souffrir de carences en oligo-éléments avec une production diminuée dues essentiellement aux carences rencontrées principalement sur les sols .Selon Grace et al.1991, l’usage de fertilisants peut altérer la concentration des oligo-éléments dans les plantes en augmentant la teneur en Mo et Se et en diminuant celles du Co, Mn, Fe et Zn.

Tableau n° 5 : Teneurs  en oligo-éléments de quelques grains et fourrages

(en mg /kg de MS  ou ppm) (INRA. 1978 ; Chapuis. 1991

).

Aliment	Cuivre	Zinc	Manganèse
Fourrage sec prairie naturelle Fourchette des valeurs (min   -   max)	5.2 ± 0.8 2.8 - 8.0	29.1 ± 0.4 13 -  60	158.2 ± 5.3 12 -580
Foin de luzerne	7.1 ± 0.3	24.6 ± 2.1	29.0 ± 2.4
Paille d’orge Fourchette des valeurs (min max)	3.1 ± 0.9 2.3 - 4.7	7.3 ± 3.9 3 - 12	17.6 ± 9.2 4.0 - 26.3
Orge	4.1 ± 1.0 2.6 - 5.5	24.4±3.5 20 - 30	17.6±5.9 11 - 33
Avoine	3.5 ± 0.5 2.7 - 4.9	25.2 ± 4.1 17 - 37	38.4 ±13.0 21 -  78

Tableau n° 6: Trace element content of pasture plant in New Zealand (1)

(Grace et al.     1991)   

Forage trace element content in Parano region of Colombia (2)

 (Pastrana et al.    1994).

	Cu	Fe	Mn	Zn
Pâturage mixte (1) Ray grass – trèfle (mg /kg MS ) Fourrage tropical (2)   * saison humide   * saison sèche	7.8 7.52 2.92	338 113 119	117 167 211	26 24.4 18.3

Tableau n ° 7 : Répartition des teneurs en oligo-éléments des foins de prairie naturelle

(En mg /kg de MS) (Lamand et al.      1981)

Cuivre Classes (mg /kg de MS)	% total	Zinc Classes (mg /kg de MS)	% total	Manganèse Classes (mg /kg de MS)	% total
< 5	44.2	< 25	28.7	< 25	3.5
5-7	49.5	25-50	69.9	25-50	15
Ø      7	6.3	> 50	1.4	> 50	81.5