Principes de nutrition des poissons

Les vitamines hydrosolubles comprennent l’acide ascorbique (vitamine C), la biotine, la choline, l’acide folique, l’inositol, la niacine, l’acide pantothénique, la pyridoxine, la riboflavine, la thiamine et la vitamine B12. Elles ne sont pas stockées en quantités appréciables dans l’organisme, de sorte que les signes de carence apparaissent généralement en quelques semaines chez les jeunes poissons à croissance rapide.

La plupart de ces vitamines hydrosolubles sont des composants de coenzymes qui ont des fonctions métaboliques spécifiques. Des informations détaillées sur les fonctions de ces vitamines et les quantités dont les poissons ont besoin ont été établies pour de nombreuses espèces de poissons d’élevage (Halver, 2002).
Il existe maintenant des prémélanges de vitamines à ajouter aux régimes préparés afin que les poissons reçoivent des niveaux adéquats de chaque vitamine indépendamment des niveaux dans les ingrédients alimentaires. Cela donne aux producteurs une marge de sécurité pour les pertes associées à la transformation et au stockage.

La stabilité des vitamines pendant la fabrication et le stockage des aliments pour animaux a été améliorée au fil des ans grâce à des revêtements protecteurs et/ou des modifications chimiques. Ceci est particulièrement évident dans le développement de diverses formes stabilisées de l’acide ascorbique très labile (Halver, 2002). Par conséquent, les carences en vitamines sont rarement observées dans la production commerciale.

Digestion et métabolisme

Les nutriments que les poissons ingèrent dans les aliments préparés sont décomposés par les fluides et enzymes digestifs, puis absorbés par le tractus gastro-intestinal (GI) dans le sang. Le processus de digestion chez les poissons est similaire à celui des autres animaux monogastriques ; il implique des processus physiques, chimiques et physiologiques dans le tractus GI.

Il existe une grande variété de tailles et de formes de tractus GI chez les poissons, mais ils sont généralement tous constitués des mêmes structures de base – l’œsophage, l’estomac producteur d’acide et l’intestin (bien que certains poissons, comme les cyprinidés, n’aient pas d’estomac acide). Le tube digestif comprend également des cæcums pyloriques, qui sont des protubérances postérieures à l’estomac qui augmentent la surface d’absorption du tube digestif.

Les organes accessoires qui s’interfacent avec le tube digestif comprennent le pancréas, qui produit une variété d’enzymes digestives, et le foie et la vésicule biliaire, qui produisent et stockent les sels biliaires pour l’émulsification des lipides dans le tube digestif.
La digestion des protéines commence dans l’estomac, un environnement à faible pH résultant de la sécrétion d’acide chlorhydrique et de l’enzyme protéolytique pepsine. A la sortie de l’estomac, les ingesta (chyme) sont neutralisés par les fluides de l’intestin et sont ensuite traités par les enzymes du pancréas et de l’intestin. Ces enzymes aident à la décomposition des protéines complexes, des glucides et des lipides en petites molécules qui sont finalement absorbées dans le sang.

Métabolisme intermédiaire

Le foie joue un rôle majeur en dirigeant les différents nutriments vers des organes et des tissus spécifiques pour être métabolisés en énergie. Les mêmes voies métaboliques de base pour convertir les acides aminés, les glucides et les lipides en énergie ont été observées chez les poissons comme chez les animaux terrestres.

Il est préférable que les glucides ou les lipides alimentaires soient métabolisés en énergie afin que les protéines (acides aminés) puissent être utilisées pour la synthèse des tissus. Pour cela, il doit y avoir un bon équilibre entre les protéines alimentaires et l’énergie pour optimiser la croissance des poissons et l’accrétion de tissus maigres. Des rapports énergie/protéines allant de 8 à 10 kcal de DE/g de protéines (33 à 42 kJ/g) sont optimaux pour diverses espèces de poissons.

Utilisation des nutriments et de l’énergie

Les fractions de nutriments alimentaires ou d’énergie qui sont éliminées dans les fèces représentent des composants non digérés qui ne contribuent pas à la nutrition du poisson. Il est donc généralement souhaitable d’utiliser des aliments qui ont un niveau élevé de digestibilité.

Les coefficients de digestibilité des nutriments et de l’énergie pour des aliments complets ou des ingrédients spécifiques peuvent être utilisés pour évaluer le pourcentage relatif des nutriments ingérés qui sont retenus par le poisson.

Les coefficients de digestibilité pour des aliments spécifiques peuvent aider les producteurs à formuler plus précisément les aliments pour répondre aux besoins en nutriments des espèces cultivées. Ces informations sont maintenant disponibles pour de nombreux aliments courants et des espèces de poissons établies.

Ingrédients alimentaires, formulation et fabrication

Ingrédients alimentaires

Les sous-produits de la transformation des produits végétaux et animaux destinés à l’alimentation humaine sont les principaux ingrédients disponibles pour les aliments pour poissons. La plupart de ces ingrédients ont des teneurs limitées en nutriments, voire des facteurs antinutritionnels, et ne sont inclus dans les formulations de régime que dans des limites spécifiques. Cependant, des ingrédients complémentaires peuvent être combinés pour répondre aux besoins nutritionnels des poissons.
Les principaux ingrédients des aliments préparés pour poissons sont les suppléments protéiques et les suppléments énergétiques. Les suppléments protéiques contiennent plus de 20 pour cent de protéines brutes, tandis que les concentrés énergétiques ont moins de 20 pour cent de protéines brutes et moins de 18 pour cent de fibres brutes.
Les aliments végétaux de la catégorie des suppléments protéiques comprennent les tourteaux d’oléagineux tels que le tourteau de soja, le tourteau de coton et le tourteau de canola, ainsi que d’autres concentrés protéiques provenant de grains céréaliers, notamment le gluten de maïs, les drêches de distillerie avec soluble et le gluten de blé.

Les aliments pour animaux de la catégorie des protéines comprennent les sous-produits bovins et porcins tels que la farine de sang, la farine de viande et la farine de viande et d’os ; la farine de sous-produits de volaille et la farine de plumes ; et la farine de poisson provenant de diverses pêches de réduction ou de sous-produits de transformation.
Les concentrés énergétiques comprennent les grains céréaliers de qualité alimentaire tels que le maïs, le blé, le sorgho et les sous-produits de mouture tels que les miettes de blé et le son de riz. Les graisses et les huiles sont l’autre source d’énergie concentrée pour les régimes alimentaires des poissons. Il s’agit notamment de produits végétaux de qualité alimentaire comme les huiles de soja, de carthame et de canola, et de graisses animales comme le suif de bœuf, la graisse de volaille et l’huile de poisson. Des mélanges d’huiles animales et végétales peuvent également être utilisés dans les régimes alimentaires des poissons.
Deux autres classes d’aliments sont les suppléments minéraux et les suppléments vitaminiques, qui sont généralement achetés sous forme de prémélanges et ajoutés à des aliments nutritionnellement complets pour s’assurer que tous les besoins en nutriments sont satisfaits.
Une dernière classe d’aliments est celle des additifs. Il s’agit de composés tels que les antioxydants, les agents liants, les enzymes, les immunostimulants, les exhausteurs de goût, les prébiotiques et les probiotiques qui peuvent être ajoutés aux aliments pour poissons à des concentrations relativement faibles pour conférer des avantages spécifiques (Gatlin et Li, 2008).
Les principaux aliments pour animaux utilisés couramment dans les fabriques d’aliments commerciales sont produits en grandes quantités et sont généralement disponibles tout au long de l’année. La plupart des fabriques d’aliments pour animaux disposent de moins de dix unités de stockage en vrac, de sorte que seul un nombre limité d’aliments pour animaux est acheté et stocké en vrac.

Les compositions en nutriments des aliments pour animaux couramment utilisés sont bien établies et régulièrement mises à jour sur la base des analyses de routine effectuées par les fabriques d’aliments pour animaux et les fournisseurs d’aliments pour animaux. Ces valeurs moyennes se trouvent dans des publications de référence (NRC, 1993) et des bases de données et peuvent être utilisées pour la formulation des régimes alimentaires.
Les usines d’aliments pour animaux inspectent régulièrement les aliments avant de les accepter, et des échantillons peuvent être testés chimiquement pour s’assurer qu’ils répondent aux spécifications. Tous les aspects de la production d’aliments pour animaux, depuis l’acceptation initiale des aliments pour animaux jusqu’à l’inspection finale de l’aliment fini, en passant par les nombreuses étapes du processus de fabrication, sont guidés par des mesures de contrôle de la qualité bien établies. Ces mesures garantissent la production d’aliments de haute qualité ayant les caractéristiques physiques et la composition en nutriments souhaitées pour répondre aux besoins des espèces de poissons ciblées.

La formulation des aliments

La formulation réelle des aliments pour diverses espèces de poissons tient compte des besoins spécifiques en nutriments des espèces ciblées, de la composition et de la disponibilité des nutriments dans divers aliments, ainsi que du coût et des caractéristiques de transformation des ingrédients.

De nombreuses formulations d’aliments pour animaux sont considérées comme « ouvertes » car leurs compositions d’ingrédients ont été publiées. Ces formulations peuvent être utilisées comme guides pour les fabricants d’aliments pour animaux ou les producteurs de poissons.

Certains fabricants d’aliments utilisent des logiciels informatiques de formulation « au moindre coût » ou « de précision » pour arriver aux formulations les plus rentables en fonction du coût des ingrédients disponibles, de leurs concentrations en nutriments et de leur disponibilité pour les poissons, des besoins en nutriments des espèces ciblées et des restrictions éventuelles.

Ces restrictions peuvent inclure des limites maximales ou minimales pour des nutriments ou des ingrédients spécifiques pour des raisons nutritionnelles et/ou non nutritionnelles. Les raisons nutritionnelles concernent généralement la satisfaction des besoins des poissons, tandis que les facteurs non nutritionnels peuvent inclure ceux qui contraignent le processus de fabrication ou modifient les caractéristiques physiques de l’aliment fabriqué d’une manière indésirable.

Fabrication de l’aliment

Lors de la fabrication, les ingrédients de l’aliment sont convertis en une forme physique qui peut être donnée aux poissons. Les aliments pour poissons peuvent être fabriqués sous forme de farines finement broyées, d’émiettés et de granulés de différentes tailles et densités (Hardy et Barrow, 2002).

La plupart des formes de régime alimentaire sont vendues comme des produits secs avec 10 pour cent d’humidité ou moins, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de les stocker au réfrigérateur ou à la congélation. Certains régimes semi-humides (20 à 35 pour cent d’humidité) sont disponibles principalement pour l’alimentation des premiers stades de vie des espèces carnivores. Ces aliments doivent être réfrigérés ou congelés pour un stockage à long terme.
Les procédés de fabrication comprennent le broyage des aliments pour réduire la taille des particules, le mélange des aliments, leur soumission à l’humidité (eau et/ou vapeur), et l’application de chaleur et de pression pour produire une forme de produit particulière.

Les types de fabrication les plus courants pour les aliments pour animaux aquatiques sont la granulation par compression, qui permet d’obtenir des granulés qui coulent, et l’extrusion par cuisson, qui permet d’obtenir des granulés qui coulent ou flottent.

Les moulins à granulés utilisent de la vapeur pour humidifier et chauffer le mélange d’aliments à environ 160 à 185 °F et 15 à 18 pour cent d’humidité dans une chambre de préconditionnement avant de le faire passer dans une filière à granulés pour produire un granulé comprimé de la taille désirée.

Bien qu’une certaine cuisson des ingrédients et une gélatinisation de l’amidon se produisent pendant le processus de préconditionnement et de granulation, un liant pour granulés est généralement inclus dans le mélange pour augmenter la durabilité des granulés.

Le traitement par extrusion utilise également une chambre de préconditionnement pour soumettre le mélange d’alimentation à la chaleur et à l’humidité de la vapeur, mais il soumet le mélange d’alimentation à une humidité plus élevée (~25 pour cent) et à des températures beaucoup plus élevées (190 à 300 °F) lors de son passage dans le baril de l’extrudeuse jusqu’à ce qu’il soit forcé à l’extrémité par une filière.

Des quantités considérables de chaleur et de pression se développent lorsque le mélange passe le long du baril de l’extrudeuse. Une réduction rapide de la pression lorsque le mélange sort de la filière entraîne la vaporisation d’une partie de l’humidité du mélange de sorte que les granulés se dilatent, réduisant ainsi leur densité. Les granulés extrudés doivent être séchés dans un séchoir pour réduire le taux d’humidité à 8 à 10 % afin qu’ils puissent être stockés sans réfrigération.
Il y a des limites à la quantité de lipides qui peuvent être inclus dans les granulés en raison des pertes par frottement pendant le traitement. L’un des avantages du processus d’extrusion par rapport à la granulation est que les granulés expansés absorberont plus de lipides, qui sont appliqués avec un enrobeur de graisse.

La graisse est généralement appliquée après le séchage et juste avant que l’aliment soit dirigé vers les bacs de stockage. L’enrobage de graisse ajoute de l’énergie au régime alimentaire et peut améliorer l’appétence et réduire la poussière d’aliments. L’aliment fini est sorti des bacs de stockage pour être soit ensaché, soit chargé dans des camions pour une livraison en vrac.
Les formes de régime pour les petits poissons peuvent être produites par différentes méthodes. Les procédures de microliaison, de microenrobage et de microencapsulation produiront des aliments pour larves dont la taille varie de 25 à 400 microns (Hardy et Barrows, 2002).

Les farines et les crumbles traditionnels sont produits en réduisant la taille des particules des granulés et en les tamisant dans des plages de taille spécifiques. Les procédures de traitement et les formes de régime choisies pour nourrir les petits poissons d’une espèce donnée peuvent dépendre non seulement des besoins nutritionnels du poisson, mais aussi de l’adaptation des caractéristiques physiques du régime à celles du système d’élevage pour une meilleure distribution.