Influence des propriétés physico-chimiques des matières premières entrant dans la composition d'aliments pour poissons : nouvelles formulations optimisées et développement d'un procédé bi-vis novateur

Influence of the physico-chemical properties of raw materials used in the composition of Fish Feed : new optimized formulations and development of an innovative twin screw-extrsuion process

• Auteur / Autrice : Asma Chaabani
• Direction : Philippe Evon, Antoine Rouilly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des Agroressources
• Date : Soutenance le 10/12/2021
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Matière (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie Agro-industrielle (Toulouse ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Ouagne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Evon, Antoine Rouilly, Sandrine Skiba, Dorra Ghorbel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Louis Lanoisellé, Adem Gharsallaoui

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animaux -- Croissance

Aliments pour animaux

Mots clés libres

Aliments pour poissons

Protéines alternatives

Extrusion bi-vis

Propriétés d'usage

Expansion

Préconditionnement

Amidon

Gélatinisation

Protéines

Dénaturation

Fish Feed

Alternative proteins

Twin-screw extrusion

Use properties

Expansion

Preconditioning

Starch

Gelatinization

Protein

Denaturation

Résumé

L’aquaculture industrielle de poissons carnivores repose sur des pratiques non durables. En effet, en raison de leur richesse en protéines, les farines de poissons obtenues à partir de la pêche minotière sont largement utilisées comme base de fabrication des aliments servant à nourrir les poissons d’élevage, contribuant à des phénomènes de surpêche de ces espèces minotières. Dans ce cadre, l’élaboration de nouvelles formulations d’aliments pour truites adultes a été réalisée à l’aide de sources alternatives de protéines, renouvelables et de diverses origines (protéines végétales, protéines d’insectes et protéines algales). Les conditions opératoires de l’extrusion bi- vis ont été adaptées afin de garantir le maintien des propriétés d’usage des granulés obtenus, et ce tout en assurant leur équilibre nutritionnel (36% de protéines et 30% de lipides). Avec 25% de substitution de la farine de poisson du régime témoin, deux nouvelles formulations ont permis le maintien des mêmes performances de croissance chez des truites adultes lors de tests in vivo réalisés sur une durée de quatre-vingt-quatre jours. Un autre aspect important du travail a été la résolution d’un problème majeur chez les producteurs de granulés Fish Feed, à savoir le relargage au cours du temps d’une partie de l’huile contenue dans les aliments produits en usine (l’huile étant incorporée dans le granulé extrudé via un post-traitement d’enrobage sous vide). Pour cette problématique, la compréhension des mécanismes mis en jeu a permis de cibler différentes voies d’amélioration qui ont toutes permis de réduire ce phénomène. Et, deux solutions sont aujourd’hui appliquées sur des granulés commerciaux à 30% de matière grasse par l’industriel partenaire de la thèse. Enfin, le travail a permis de montrer qu’il était possible de ne pas utiliser de préconditionneur en amont de l’extrudeur bi-vis sans que cela n’impacte négativement les propriétés d’usage des granulés produits. Grâce aux connaissances acquises lors de la thèse, le procédé Fish Feed a ainsi pu être amélioré de façon importante.

Industrial aquaculture of carnivorous fish is based on unsustainable practices. Indeed, due to their high protein content, fishmeal obtained from industrial fishing is widely used as an ingredient for manufacturing feed for farmed fish, contributing to overfishing. In this context, the development of new feed formulations for adult trout has been carried out using alternative sources of proteins, renewable and of various origins (vegetable proteins, insect proteins and algal proteins). The operating conditions of the twin-screw extrusion were adapted to guarantee the maintenance of the usage properties of obtained pellets, and while ensuring their nutritional balance (36% proteins and 30% lipids). With 25% substitution of fishmeal in the control diet, two new formulations maintained the same growth performance in adult trout tested during eighty-four days in vivo experiments. Another important aspect of the work was the resolution of a major problem at fish pellets producers, namely the oil leakage phenomenon over time. A part of the oil that is incorporated into the extruded pellet via a vacuum coating post-treatment is often lost. For this problem, the understanding of the mechanisms involved has made it possible to target different improvement paths, which have all made it possible to reduce this phenomenon. Moreover, the industrial partner of the thesis now applies two solutions on commercial pellets with 30% fat. Finally, the work has shown that it was possible to not use a preconditioner upstream of the twin-screw extruder without negatively affecting the usage properties of produced pellets. Thanks to the knowledge acquired during the thesis, the Fish Feed process has been significantly improved.