Prédiction de la composition de la carcasse basée sur le métabolisme des nutriments absorbés : vers une évolution des recommandations alimentaires des jeunes bovins

Dynamic prediction of the carcass composition based on the metabolism of absorbed nutrients : towards an evolution of the dietary recommendations of young bulls

• Auteur / Autrice : Marwa Al-Jammas
• Direction : Isabelle Ortigues-Marty, Jacques Agabriel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nutrition et Science des Aliments
• Date : Soutenance le 14/06/2017
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut National de la Recherche Agronomique (France). Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores (Clermont-Ferrand, Puy-de-Dôme)
• Jury : Président / Présidente : Anne-Marie Lefrançois-Martinez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Sauvant, Mireia Blanco, Marie-Pierre Ellies-Oury, Ludovic Brossard, Alexis Ferard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Sauvant, Mireia Blanco

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carcasses

Bovins

Bovins -- Élevage

Mots clés libres

Bovin

Engraissement

Carcasse

Énergie métabolisable

Métabolisabilité

Ration

Cattle

Finishing

Carcass

Metabolisable energy

Metabolisability

Ration

Résumé

Le système INRA d’alimentation des Ruminants prédit les réponses de l’animal à des variations d’apports d’aliments ingérés. Toutefois, il évalue mal l’influence de l’alimentation sur la qualité des productions, et en particulier la qualité de la carcasse de bovins dont dépend le paiement des animaux aux producteurs. Pour un type d’animal donné, les poids et composition de la carcasse en lipides et protéines sont prédits par le modèle MECSIC (Hoch et Agabriel, 2004) à partir de l’énergie métabolisable ingérée calculée selon le système INRA de valeur énergétique des aliments et des rations. Or une étude bibliographique suggère que la composition des dépôts dépend aussi pour partie de la composition des rations qui détermine la nature des produits terminaux issus de la digestion des rations et le devenir métabolique des nutriments. Pour tester cette hypothèse, l’objectif fut d’étudier l’effet de la nature de la ration à même quantité énergie métabolisable (EM) ingérée sur la composition des dépôts et de la carcasse. Cet objectif est ciblé sur les bovins mâles en croissance. Les étapes principales de la thèse ont consisté à i) construire une base des données à partir des publications internationales traitant des effets de la variation des rations ingérées sur la composition de la carcasse chez les jeunes bovins, ii) explorer les relations entre la composition de la carcasse et la composition de la ration et sa métabolisabilité. La constitution de la base de données a montré que la composition de la carcasse n’est mesurée que dans 20% des publications, les 80% restantes l’ayant évalué par des mesures indirectes (index USA de rendement de viande, épaisseur de gras sous cutané, persillé, surface de muscle…) qui ne sont pas reliées entre elles. Une étape de recherche préliminaire a été mise en place pour quantifier par méta-analyse les relations entre mesures directes et indirectes de la composition de la carcasse dans le but d’utiliser le maximum de publications pour la suite de la thèse. Nous avons montré que seuls deux indicateurs (index USA de rendement de viande et épaisseur de gras sous-cutané) reflètent correctement la composition de la carcasse et peuvent être utilisés pour établir les lois de variation de sa qualité selon les conditions d’alimentation. Une autre méta-analyse a permis d’explorer à niveaux d’ingestion d’EM similaires, les réponses marginales des dépôts de lipides et protéines dans la carcasse, à des variations strictes de teneurs de la ration en EE, PDI, NDF ou du rapport Amidon/NDF, tout en considérant sa métabolisabilité (q=EM/EB). L’accroissement du rapport Amidon/NDF augmente la teneur en lipides des carcasses mais en deçà d’un seuil de métabolisabilité de la ration de 0,65, i.e. si les rations ont plus de 36% de fourrages. Au-delà de ce seuil, qui correspond à un rapport Amidon/ NDF minimal voisin de 2, il n’y a plus d’effet. Ainsi à même EMI, la composition du gain (et donc l’énergie nette déposée) ne varierait pas linéairement avec la métabolisabilité q de la ration. De plus la teneur en PDI augmente significativement la proportion de lipides de la carcasse (et réduit celle des protéines), surtout si le niveau global d’apports de PDI est limité et ne dépasse pas 2,5 fois les besoins d’entretien en PDI. La teneur en EE a peu d’effets. Ces caractéristiques de ration conduisent à des profils de nutriments (rapport entre nutriments glucogéniques et cétogéniques, azote-alpha-aminé) qui sont aussi discriminants pour la composition de la carcasse. Nos résultats suggèrent qu’il faut considérer les effets de la nature de la ration dans la modélisation de la composition de la carcasse des bovins selon l’EM ingérée. Cela pourra faire l’objet d’une modification significative du modèle de croissance (MECSIC) pour améliorer son pouvoir prédictif.

The INRA feeding system for Ruminants predicts the animal's responses to changes in feed intake. However, it poorly evaluates the influence of feed intake on the quality of productions, and in particular the quality of bovine carcass, on which the payment of animals to the producers depends. For a given type of animal, the carcass weight and its composition in lipids and proteins are predicted by the MECSIC model (Hoch and Agabriel, 2004) from the intake of metabolizable energy calculated from the INRA energy system. However, a literature review suggests that the composition of the depots also partly depends on the composition of the rations, which determines the nature of the digestion end products, and the metabolic fate of the nutrients. To test this hypothesis, the objective was to study the effects of the nature of the ration at similar metabolizable energy intake (MEI) on the composition of the carcass. This study is targeted to growing male cattle. The main steps of the thesis consisted of (i) building a database based on international publications on the effects of dietary intake on carcass composition in young cattle, (ii) exploring the relationships between carcass composition and the composition and metabolisability of the ration. The database showed that the composition of the carcass was measured in only 20% of the publications; the remaining 80% evaluated it by indirect measurements (USA yield grade, fat thickness, marbling, ribeye area ...). A preliminary research step was developed to quantify by meta-analysis the relationships between direct and indirect measurements of carcass composition in order to use the maximum number of publications for the rest of the thesis. We have shown that only two indicators (USA yield grade and fat thickness) correctly reflect the composition of the carcass and can be used to establish the response equations of carcass quality to dietary conditions. Another meta-analysis explored the marginal responses of lipid and protein depots in the carcass to strict variations in the dietary concentrations of EE, PDI, NDF or of the starch / NDF ratio, while considering its metabolisability (q = EM / EB). An increase in the starch / NDF ratio increases the lipid content of the carcasses but below a metabolizability threshold of 0.65, i.e. when rations contain more than 36% fodder. Beyond this threshold, which corresponds to a minimum starch / NDF ratio close to 2, there is no longer any effect. Thus, at similar MEI, the composition of the gain (and therefore the net energy deposited) does not vary linearly with the metabolisability q of the diet. Furthermore, the PDI content significantly increases the proportion of carcass lipids (and reduces that of proteins), especially if the overall level of PDI intake is limited and does not exceed 2.5 fold the maintenance requirements in PDI. The dietary EE content has little effect. These diet characteristics result in nutrient profiles (glucogenic / ketogenic ration, alpha-amino-N) which also discriminate carcass composition. Our results suggest that the effects of the nature of the ration should be considered when modeling the carcass composition of bovine animals from MEI. This should lead to significant changes in the MECSIC growth model to improve its predictive power.