Évaluation de l'inhibition de l'activité des anti ...
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Évaluation de l'inhibition de l'activité des anti-protéases et la digestibilité des nutriments issus de farines de larves de mouches soldats noires (Hermetia illucens) soumises à différents traitements thermiques chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) Mémoire Bakary Diarra Maîtrise en sciences animales - avec mémoire Maître ès sciences (M. Sc.) Québec, Canada © Bakary Diarra, 2020
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Évaluation de l'inhibition de l'activité des anti-protéases et la digestibilité des nutriments issus de farines de larves
de mouches soldats noires (Hermetia illucens) soumises à différents traitements thermiques chez la truite arc-en-ciel
(Oncorhynchus mykiss)
Mémoire
Bakary Diarra
Maîtrise en sciences animales - avec mémoire
Maître ès sciences (M. Sc.)
Québec, Canada
© Bakary Diarra, 2020
Évaluation de l’inhibition de l’activité des anti-protéases et la digestibilité
des nutriments issus de farines de larves de mouches soldats noires
(Hermetia illucens) soumises à différents traitements thermiques chez la
truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss)
Mémoire
BAKARY DIARRA
Sous la direction de :
Grant W. Vandenberg
ii
Résumé
Riches en protéines et énergie, les larves de mouches soldats noires (MSN, Hermetia
illucens) démontrent un fort potentiel comme aliments alternatifs pour l'industrie aquacole.
Toutefois, la présence de facteurs antinutritionnels (ex. anti-protéases) pourrait limiter
l'inclusion des farines de larves de MSN chez les salmonidés, notamment, la truite arc-en-
ciel (Oncorynchus mykiss), une espèce importante pour l’industrie aquacole québécoise. Des
traitements thermiques généralement utilisés pour réduire la charge bactérienne et permettre
l’entreposage prolongés sont proposés pour désactiver les facteurs anti-protéolytiques et
augmenter la digestibilité des nutriments présent dans la farine de MSN. Ainsi, cette étude
propose la comparaison de différents traitements thermiques (séchées au four à 60°C pendant
12h (LB); ébouillantées (100°C) et séchées au four à 60°C pendant 6h (LE); séchées au four
à 130°C pendant 2 h (LS) sur 1) la réduction de l'activité anti-protéolytique in vitro des farines
de larves de 5, 10, 15 jours post-éclosion traités avec des extraits d’enzymes digestives de
truites arc-en-ciel juvéniles et 2) la digestibilité des nutriments in vivo des farines de larves
de 10 jours (stade de récolte commercial).
Lors des essais in vitro, nous avons observé que l'activité anti-protéolytique des farines de
MSN varie entre les différents stades larvaires (p<0,001) et est maximale chez les farines de
larves de 10 jours post-éclosion (inhibition = 22,4 ± 3,7%). Lors des essais de digestibilité,
les diètes ont été formulées en remplaçant 30% d’un régime de référence pour les salmonidés
avec l’ajout de 1% d’un marqueur indigeste (SipernatTM50). Deux méthodes analytiques
(cendres insolubles à l’acide (AIA) et fluorescence X à dispersion d’énergie (EDXFR) ont
été utilisées et comparées pour doser le marqueur indigeste et déterminer les coefficients de
digestibilité apparente (CDA). De plus, des traitements thermiques ≥ 100°C (LE et LS)
permettent d’inhiber complètement l’activité anti-protéolytique. Une plus grande variabilité
dans l’estimation des CDA des différents nutriments ainsi que la mise en évidence de valeur
CDA inférieurs ont été obtenues par la méthode AIA que par la méthode EDXFR. Quel que
soit le procédé de transformation (LB. LE et LS) aucune différence significative n’a été
observée avec les protéines réelles, lipides bruts, matière sèche. Les larves stérilisées (LS)
ont obtenu des CDA inférieurs aux deux autres traitements (LB et LE) pour l’acide gras
C16 :1 et l’acide aspartique, et la lysine. De plus l’acide glutamique s’est montré plus digeste
iii
avec les larves ébouillantées (LE) que les deux autres traitements (LB et LS). Les acides gras
C12, C17 :0 des farines brutes se sont avérés moins digestes que ceux des farines
ébouillantées (LE) et stérilisées (LS). Les minéraux tels que : le phosphore, le calcium se
n’ont pas été digérés quel que soit le procédé de transformation, alors que le fer n’a pas été
digéré pour les traitements LB et LS. Et le zinc s’est montré plus digeste avec les traitements
LB et LS. Malgré les traitements la chitine reste une composante qui n’a pas été digéré chez
la truite arc-en-ciel. Compte tenu de l’absence d’études de digestibilité dans la littérature, les
résultats obtenus par fluorescence X à dispersion d’énergie (EDXRF) n’ont pas pu être été
discutés. Toutefois, c’est une méthode qui a montré moins de variabilités entre les données
plus rapide et potentiellement plus précise qui permet de déterminer le silicium, mais aussi
d’autres minéraux dans les échantillons tels que le phosphore, calcium, zinc et fer. Et les
digestibilités obtenues avec les différents traitements proposés se sont montrés plus efficaces
que la méthode standard (AIA).
Mots clés : Mouche soldat noire (MSN), traitements thermiques, protéases intestinales,
coefficient de digestibilité apparente (CDA), méthodes analytiques, cendres insolubles à
l’acide (AIA), fluorescence X à dispersion d’énergie (EDXFR), truite arc-en-ciel.
iv
Abstract
Rich in protein and energy, black soldier fly larvae (BSF, Hermetia illucens) have a great
potential as alternative feed ingredients for the aquaculture industry. However, the presence
of antinutritional factors (e.g. antiproteases) could limit the inclusion of insect larvae meals
for salmonids, including those for rainbow trout, an important species for the Quebec
aquaculture industry. Heat treatments usually used to reduce the bacterial load to allow
prolonged storage, could also deactivate antiproteases and increase the protein digestibility.
The objective of this study was to compare different heat treatments (oven-dried at 60 °C for
12h (LB); scalded (4 minutes in 100°C water) and oven-dried at 60 °C for 6h (LE); oven-
dried at 130 °C for 2h (LS) on: 1) the inhibition of the anti-proteolytic activity in vitro of
meal from larvae grown to 5, 10, 15 days post-hatching using digestive enzymes extracts of
juvenile rainbow trout and 2) the digestibility of nutrients in vivo from 10-day larvae meal
(standard commercial harvest age).
In in vitro evaluations, we observed that the anti-proteolytic activity of BSF meals varies
between the different larval stages (p <0.001) and is maximal in meals from 10-day post-
hatching BSF (inhibition = 22,4 ± 3.7%). In digestibility tests, the diets were formulated by
replacing 30% of a reference diet for salmonids with the addition of 1% of an indigestible
marker (Sipernat50™). Two analytical methods (acid-insoluble ash (AIA) and energy
dispersive X-ray fluorescence (EDXFR)) were used and compared quantification of the
indigestible marker and determine the coefficients of apparent digestibility (CDA). In
addition, heat treatments ≥ 100 ° C (LE and LS) completely inhibited the antiprotease
activity. Greater variability in the estimation of CDA of the various nutrients as well as the
demonstration of lower CDA values were obtained by the AIA method than by the EDXFR
v
method. Irrespective of processing method (LB, LE and LS) no significant difference was
observed for proteins, crude lipids, dry matter. The sterilized larvae (LS treatment)
demonstrated lower CDAs than the other processing treatments (LB and LE) for C16: 1 fatty
acid, aspartic acid, and lysine. In addition, glutamic acid was more digestible with scalded
larvae (LE) versus the other two treatments (LB and LS). Also, the fatty acids C12, C17: 0
of raw insect meals were less digestible than those of scalded and sterilized meals. Minerals
including phosphorus and calcium were indigestible irrespective of the processing treatment;
Iron was indigestible for LB and LS treatments, whereas zinc was more digestible with LB
and LS treatments. Under all processing methods, chitin remained indigestible. Despite the
absence of digestibility studies in the literature, employing EDXRF to measure external
digestibility markers, this approach is a chemical free, faster and potentially more accurate
method for determining silicon, but also other minerals in samples such as phosphorus,
calcium, zinc and iron. The digestibilities obtained with the different treatments were higher
using the EDXRF method versus the standard method measuring AIA. Ultimately, this work
should enable insect producers and aquafeed manufacturers meet the specific nutritional of
aquaculture species.
Key words: Black soldier fly (BSF), heat treatments, fish proteases, apparent digestibility
coefficient (CDA), analytical methods, acid insoluble ash (AIA), energy dispersive X-ray
fluorescence (EDXFR), rainbow trout
vi
Table des matières Résumé ............................................................................................................................................................... ii
Abstract ............................................................................................................................................................. iv
Listes des tableaux........................................................................................................................................... ix
Listes des figures ............................................................................................................................................. xi
Liste des abréviations, sigles, acronymes ................................................................................................... xii
Dédicace.......................................................................................................................................................... xiv
Remerciements ................................................................................................................................................ xv
Avant-propos ................................................................................................................................................. xvii
Introduction générale ...................................................................................................................................... 1
1 Chapitre 1 : Revue de littérature ........................................................................................................... 3
1.1 Situation mondiale de l’aquaculture et aliments alternatifs ..................................................... 3
1.1.1 Production mondiale de poissons d’aquaculture ......................................................... 3
1.1.2 Production aquacole canadienne et québécoise ........................................................... 3
1.1.3 La truite arc-en-ciel ..................................................................................................... 5
1.2 Les besoins nutritionnels de la truite arc-en-ciel ..................................................................... 11
1.3 Le développement d’aliments alternatifs écoresponsables .................................................... 13
1.3.1 Les insectes comestibles comme aliments alternatifs chez les poissons ................... 14
1.4 Les larves de mouches soldats noires : cycle de vie, compositions proximales et
transformation ............................................................................................................................................ 15
1.4.1 Cycle de vie ............................................................................................................... 15
1.4.2 Compositions proximales des farines de mouches soldats noires ............................. 16
1.4.3 Les procédés de transformation ................................................................................. 20
1.5 Prétraitement et procédés de transformation des larves de mouches soldats noire ............ 21
1.5.1 Ébouillantage et séchage à air chaud ......................................................................... 21
1.5.2 Stérilisation................................................................................................................ 22
1.6 Approche de détermination de la présence d’anti-protéases .................................................. 22
1.7 Mesure de la digestibilité des nutriments ................................................................................. 23
1.8 Digestibilités des principaux ingrédients contenus dans un régime de base de la truite arc-
en-ciel 24
1.8.1 Digestibilité de la farine de larves de mouches soldats noires et des diètes contenant
des farines de MSN chez la truite arc-en-ciel ............................................................................ 25
1.9 Les facteurs influençant la digestibilité des nutriments .......................................................... 27
vii
1.9.1 Température d’élevage .............................................................................................. 27
1.9.2 Procédés de transformation ....................................................................................... 28
1.9.3 Effets des méthode détermination des indicateurs indigestes ................................... 28
1.9.4 Les facteurs antinutritionnels .................................................................................... 29
1.9.5 Chitine ....................................................................................................................... 29
1.9.6 Anti-protéases............................................................................................................ 29
1.10 Hypothèse et objectifs ................................................................................................................. 30
1.10.1 Hypothèse .................................................................................................................. 30
1.10.2 Objectifs .................................................................................................................... 30
2 Chapitre 2 : Évaluation in vitro de l’inhibition des activités des anti-protéases des larves de
mouches soldats noires (MSN ; Hermetia illucens) traitées par la chaleur chez la truite arc-en-ciel
(Oncorhynchus mykiss) ................................................................................................................................. 32
2.1 Résumé .......................................................................................................................................... 32
2.2 Abstract ......................................................................................................................................... 34
2.3 Introduction ................................................................................................................................... 35
2.4 Matériels et méthodes .................................................................................................................. 37
2.4.1 Détermination de la croissance et de l'évolution des stades larvaires ....................... 37
2.4.2 Évaluation in vitro de l’inhibition des protéases par les extraits farines de larves de
mouches soldats noires traitées ou non par la chaleur ............................................................... 38
2.4.3 Quantification des protéines de l’extrait enzymatique .............................................. 39
2.4.4 Préparation des extraits inhibiteurs ........................................................................... 39
2.4.5 Activité protéolytique de l’extrait enzymatique ........................................................ 40
2.4.6 Inhibition des extraits ................................................................................................ 40
2.4.7 Analyses statistiques ................................................................................................. 41
2.5 Résultats ........................................................................................................................................ 42
2.5.1 Détermination des stades larvaires de mouches soldats noires ................................. 42
2.5.2 Inhibition des protéases digestives par les farines de mouches soldats noires .......... 44
2.6 Discussion ..................................................................................................................................... 46
2.6.1 Essai in vitro .............................................................................................................. 47
2.7 Conclusion .................................................................................................................................... 48
3 Chapitre 3 : Étude de la digestibilité in vivo des farines de larves de mouches soldats noires
(MSN, Hermetia illucens) chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss)....................................... 49
3.1 Résumé .......................................................................................................................................... 49
3.2 Abstract ......................................................................................................................................... 51
viii
3.3 Introduction ................................................................................................................................... 53
3.4 Matériel et méthodes ................................................................................................................... 56
3.4.1 Matériel biologique ................................................................................................... 56
3.4.2 Diètes expérimentales ............................................................................................... 57
3.4.3 Conditions d’élevage des truites................................................................................ 58
3.4.4 Collectes des fèces .................................................................................................... 59
3.4.5 Analyses proximales des farines d’insectes, des diètes et des fèces ......................... 59
3.4.6 Calculs des coefficients de digestibilité apparents des nutriments ............................ 61
3.4.7 Analyses statistiques ................................................................................................. 69
3.5 Résultats ........................................................................................................................................ 69
3.5.1 Les différences d’estimation du marqueur avec différentes méthodes analytiques des
CDA. 69
3.5.2 Différences entre les CDA pour les diètes de MSN issues de différents procédés
thermiques ................................................................................................................................. 71
3.6 Discussion ..................................................................................................................................... 80
3.6.1 Matières sèches ......................................................................................................... 80
3.6.2 Protéines .................................................................................................................... 81
3.6.3 Lipides ....................................................................................................................... 81
3.6.4 Énergie ...................................................................................................................... 82
3.6.5 Chitine ....................................................................................................................... 82
3.6.6 Cendres et minéraux .................................................................................................. 83
3.6.7 Acides aminés ........................................................................................................... 83
3.6.8 Impacts des mesures analytiques sur la détermination des CDA .............................. 84
3.7 Conclusion .................................................................................................................................... 84
3.8 Discussion générale ..................................................................................................................... 86
3.8.1 Essais in vitro et in vivo ............................................................................................. 86
Conclusion générale ...................................................................................................................................... 87
Annexes .......................................................................................................................................................... 89
Référence et bibliographie ........................................................................................................................... 97
ix
Listes des tableaux
Tableau 1-1: La pêche et aquaculture : production (millions de t) et consommation (kg) ................ 3
Tableau 1-2: Les caractéristiques des principales enzymes digestives de l'estomac (E), des tissus
pancréatiques exocrines (PE), de l'intestin (I) et de la bordure en brosse (BB). ............................... 10
Tableau 1-3: Besoins nutritionnels de la truite arc-en-ciel (adapté de la NRC, 2011) .................... 12
Tableau 1-4: Compositions proximales des larves de MSN rapportées dans la littérature. ............. 17
Tableau 1-5: Contenus en acides gras des larves de MSN rapportés dans la littérature .................. 18
Tableau 1-6: Compositions en acides aminés (% MS) des larves de MSN rapportées dans la
littérature. .......................................................................................................................................... 20
Tableau 1-7: Coefficients de digestibilité apparente (CDA%) des protéines, énergies et lipides pour
les principaux ingrédients du régime de référence développé pour la truite arc-en-ciel. .................. 25
Tableau 1-8: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, %) des farines de MSN chez la truite
arc-en-ciel. ......................................................................................................................................... 26
Tableau 1-9: Coefficients de digestibilité (CDA, %) des diètes contenant des farines de larves de
mouches soldats noires chez la truite arc-en-ciel. ............................................................................. 27
Tableau 2-1: Évolution des paramètres de couleurs lors de la croissance (jours post-éclosions) des
larves de mouches soldats noires sur un régime Gainesville ............................................................ 43
Tableau 3-1: Formulation et composition chimique des diètes expérimentales. ............................. 58
Tableau 3-2: Composition proximale des farines de mouches soldats noires issues des différents
procédés de séchages. ........................................................................................................................ 64
Tableau 3-3: Composition en acides gras (g/100g d’acides gras totaux) des farines de larves de
mouches soldats noires issues des différents procédés de séchages. ................................................. 65
Tableau 3-4: Composition en acides gras (g/100g d’acides gras totaux) des diètes expérimentales 66
Tableau 3-5: Composition en acides aminés des farines de mouches soldats noires issues des
différents procédés de séchages. ....................................................................................................... 67
Tableau 3-6: Compositions en acides aminés des diètes de larves de mouches soldats noires. ....... 68
Tableau 3-7: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des nutriments de farines de
MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre
insoluble à l'acide (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion
d’énergie (EDXFR). .......................................................................................................................... 72
Tableau 3-8: Coefficient de digestibilité apparentes (CDA, %) des différents nutriments de farines
larves de MSN chez la truite arc-en-ciel avec la méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice
par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR). .................................................................... 73
Tableau 3-9: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, %) des acides gras saturés de farines de
MSN ayant subies différents procédés de séchages chez la truite avec la méthode (AIA) et la
méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d'énergie ..................................... 74
Tableau 3-10: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, %) des acides gras mono et
polyinsaturés de farines de MSN ayant subies différents procédés de séchages chez la truite avec la
méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d'énergie ... 76
Tableau 3-11: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides aminés essentiels de
farines de MSN ayant subies différents procédés de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la
méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie
(EDXRF). .......................................................................................................................................... 77
x
Tableau 3-12 : Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides aminés non
essentiels de farines de MSN ayant subies différents procédés de séchages chez la truite arc-en-ciel
avec la méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion
d’énergie (EDXRF). .......................................................................................................................... 79
Tableau 3-13: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des nutriments des diètes avec
30% d’inclusion de farines de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel
avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la méthode de dosage de la silice par
fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR). ......................................................................... 90
Tableau 3-14: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides gras saturés des
diètes avec 30% d’inclusion de farines de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite
arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la méthode de dosage de la silice
par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR). ................................................................... 91
Tableau 3-15 : Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides gras mono et
polyinsaturés des diètes avec 30% d’inclusion de farines de MSN ayant subies différents de
séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la méthode
de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR). ................................. 93
Tableau 3-16 : Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des minéraux des diètes avec
30% d’inclusion de farines de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel
avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la méthode de dosage de la silice par
fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR). ......................................................................... 94
Tableau 3-17: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides aminés essentiels
des diètes avec 30% d’inclusion de farines de MSN ayant subies différents de séchages chez la
truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la méthode de dosage de la
silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR)........................................................... 95
Tableau 3-18: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides aminés non
essentiels des diètes avec 30% d’inclusion de farines de MSN ayant subies différents de séchages
chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la méthode de
dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR). ..................................... 96
xi
Listes des figures
Figure 1-1: Évolution de la production piscicole au Québec de 1980 à 2011 .................................... 4
Figure 1-2 : Cycle de vie de la mouche soldat noire. Tiré de https://www.nutrition-
technologies.co.uk/black-soldier-fly ................................................................................................. 16
Figure 2-1: Évolution des stades larvaires de la mouche soldat noire par approche visuelle. ......... 42
Figure 2-2: Inhibition (%) des protéases digestives de truites arc-en-ciel juvéniles lorsque mises en
présence de concentrations croissantes (g inhibiteur/U activité) de farines de larves de 5, 10 et 15
jours post-éclosions après séchage à 60°C pendant 12h (LB). .......................................................... 44
Figure 2-3: Inhibition (%) in vitro des protéases digestives de truites arc-en-ciel juvéniles à 150 g
inhibiteur/U activité des farines de larves de 5, 10 et 15 jours post-éclosions obtenues après séchage
à 60°C pendant 12h (LB), lyophilisation (LL), ébouillantage 4 min à 100°C et séchées à 60°C
pendant 6h (LE). ................................................................................................................................ 45
Figure 2-4: Inhibition (%) in vitro des protéases digestives de truite arc-en-ciel juvéniles à 150 g
inhibiteur/U activité des farines de larves de 10 jours post-éclosion obtenues après séchage à 60°C
pendant 12h (LB), lyophilisation (LL), ébouillantage à 4 min à 100°C séchage à 60°C pendant 6h
(LE) et séchage à 130°C pendant 20 min (LS). ................................................................................. 46
Figure 3-1: Schéma représentant les différentes étapes de production des farines de mouches
soldats noires utilisées lors des essais in vivo. R = régime de référence ; LB = larves brutes séchées
à 60°C pendant 12h; LE = larves ébouillantées 4 minutes et séchées à 60°C séchées pendant 6h ; LS
= larves stérilisées à 130°C pendant 20 min. .................................................................................... 57
Figure 3-2: Schéma du protocole expérimental utilisé lors des essais in vivo. R = régime de
référence ; LB = larves brutes séchées à 60°C pendant 12h; LE = larves ébouillantées 4 minutes et
séchées à 60°C séchées pendant 6h ; LS = larves stérilisées à 130°C pendant 20 min. .................... 63
Figure 3-3: Corrélation linéaire entre le pourcentage de cendres insolubles à l’acide (AIA) et le
pourcentage de silice estimé par analyse EDXRF pour quantifier le marqueur indigeste dans les
farines (n = 3), diètes (n= 4) et fèces (n=12). .................................................................................... 70
Figure 3-4: Coefficients de variations de la digestibilité des nutriments par la méthode AIA et la
méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d'énergie (EDXRF). ................... 71
Figure 3-5: Évolution des paramètres physico-chimiques du régime Gainesville observés pendant
l’évolution des stades larvaires ......................................................................................................... 89
xii
Liste des abréviations, sigles, acronymes
ACIA Agence canadienne d’inspection des aliments
AIA Cendre insoluble à l’acide
ANOVA Analyse de variance
CDA Coefficient de digestibilité apparente
EDXRF Fluorescence X à dispersion d’énergie
FAO Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture
g Gramme
g/kg Gramme / kilogramme
h Heure
HI Hermetia illucens
LARSA Laboratoire de recherche en sciences aquatiques de l’Université Laval
LB Larves séchées au four à 60°C pendant 12 h
LE Larves ébouillantées à 100°C pendant 4 min puis séchées au four à 60 °C /6h
LL Larves lyophilisées
Log Logarithme
LS Larves séchées au four à 130 °C pendant 20 min
min Minute
MAPAQ Ministère de l’agriculture, des pêcheries et de l’alimentation de Québec
MSN Mouche soldat noire
MS Matière sèche
ND Non déterminé
NR Non requis
NT Non testé
NRC Conseil National Américain de recherche
xiii
SiO2 Dioxyde de silicium
xiv
Dédicace
< À Kadidiatou Samaké et M’Pê Diarra>
xv
Remerciements
Tout d’abord, je remercie le programme de Formation pour la Sécurité Alimentaire au Mali
(FASAM) pour leur soutien financier qui m’a donné l’opportunité de venir me former au sein
du département des sciences animales de la faculté des sciences de l’agriculture et de
l’alimentation de l’Université Laval et aussi un remerciement particulier l’Institut
Polytechnique Rural de Formation et de Recherches Appliquées de katibougou (IPR/IFRA)
d’avoir cru à ma modeste personne. Je remercie aussi les ministères de l’Agriculture, des
Pêcheries et de l’Alimentation du Québec et Agriculture et Agroalimentaire Canada, pour
leur soutien financier à travers le « Programme Innov'Action agroalimentaire, programme
issu de l’entente Cultivons l’avenir 2 ». Je remercie le personnel du Laboratoire de recherche
en sciences aquatiques (LARSA) et celui du Groupe de recherche en physiologie et sciences
animales (GRIPHA) pour leur appui pendant les phases expérimentales et analytiques de ce
projet.
La réussite de ce travail, je la dois à ma direction de recherche, à commencer par mon
directeur de recherche le professeur Grant W. Vandenberg, qui m’a accueilli au sein de son
laboratoire et qui a été toujours à mes côtés avec des critiques, suggestions et encouragements
pour l’amélioration de ce travail. Je tiens à remercier le Dre Marie-Hélène Deschamps qui a
été toujours disponible pour m’aider à toutes les étapes du projet (de la mise en place du
protocole expérimental jusqu’à la rédaction de ce mémoire) avec des critiques et
recommandations pertinentes pour l’amélioration de ce manuscrit. Je remercie également
Yolaine Lebeuf pour son accompagnement tout au long de l’acquisition des résultats dans le
laboratoire. Yolaine, à travers toi, j’ai découvert beaucoup de techniques qui me serviront
tout au long de ma vie. Je tiens aussi à remercier les techniciennes Nancy Bolduc et Annick
Rioux pour leur accompagnement.
Je remercie spécialement Serena Saffiedine, auxiliaire de recherche au sein de notre
laboratoire, pour son aide les fins de semaine pendant la phase expérimentale de ce projet. Je
remercie également les stagiaires Maude Laurendeau, Cynthia Langevin et Thibault Perouma
du Cégep de La Pocatière ainsi que Mariève Dallaire-Lamontagne pour leur aide précieuse
durant la phase expérimentale. Leur accompagnement a rendu mes analyses au laboratoire
plus rapides. Je tiens à remercier Waly Ndianco Ndiaye, doctorant, pour son aide ainsi que
xvi
l’ensemble de mes camarades au sein de notre laboratoire, M’ballou Cissé, Mahamoudou
Koné, Jennifer Larouche, Justine Richard-Giroux et Julian Beniers pour leur encouragement.
Je tiens à remercier mes amis Souleymane Dabo et Talagbé Gabin Akpo de m’avoir
accompagné pendant les analyses statistiques. Je vais aussi remercier mes amis Maty Sokhna
Ndiaye, Halimatou Diallo, Naren Keita, Ousmane Z Traoré, Soumaïla Bagayoko, Raghad
Soufan, Ousmane Magassa, Aïssatou Cissé, Rokiatou Diallo, Kadidiatou Diallo, Piterson
Floradin pour leur soutien moral.
Enfin, je vais remercier ma famille, à commencer par mon père M’pè Diarra, ma mère
Kadidiatou Samaké, mes sœurs Sirantou, Fatoumata, Néné, mon frère Salif, mon oncle
Seydou, mes tantes oumou, Bintou pour leur soutien moral et leur accompagnement tout au
long de mon séjour à Québec.
xvii
Avant-propos
Depuis 30 ans années, l’aquaculture fait partie des secteurs agricoles qui a une des plus
importantes croissances et sa production a été estimée à 151 millions de tonnes en 2016
(FAO, 2016). Avec cette croissance galopante, cette industrie fait face à deux défis majeurs.
Le premier défi sera de répondre à la demande en poisson compte tenu que la population
humaine mondiale sera estimée à 12,3 milliards de personnes en 2100 (Gerland et al., 2014).
Le deuxième défi sera la transition des ressources marines (farines et huile de poissons)
actuellement utilisées en aquaculture vers des ressources terrestres (Lazzarotto et al., 2015).
Avec une raréfaction des ressources marines et l’augmentation des prix de farines de
poissons. En 2013, la FAO a proposé les insectes comestibles comme éventuelles sources de
protéines alternatives pour les animaux (FAO, 2013). Les farines d'insectes ont des valeurs
nutritionnelles similaires aux farines de poisson en ce qui concerne leur composition en
protéines et en acides aminés essentiels (Ayoola, 2010). Ce projet porte sur l’utilisation des
farines de larves de mouches soldats noires comme sources de protéines alternatives pour
l’alimentation de la truite arc-en-ciel. Il a vu le jour sur la base des idées du professeur Grant
W. Vandenberg, accompagné par d’autres chercheurs de la Faculté des sciences de
l’agriculture et de l’alimentation (FSAA) de l’Université de Laval. Ce projet a été réalisé
grâce à l’aide financière du Programme Innov'Action agroalimentaire, « un programme issu
de l’entente Cultivons l’avenir 2 conclue entre le ministère de l’Agriculture, des Pêcheries
et de l’Alimentation du Québec et Agriculture et Agroalimentaire Canada ».
Ce projet a conduit à la réalisation de deux études :
1) Évaluation in vitro de l’inhibition des activités des anti-protéases des larves de
mouches soldats noires (MSN; Hermetia illucens) traitées à la chaleur chez la truite
arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss).
2) Étude de la digestibilité in vivo des farines de larves de mouches soldats noires (MSN,
Hermetia illucens) chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss).
1
Introduction générale
La production mondiale de poissons destinés à la consommation humaine a
considérablement augmentée dans les dernières décennies, passant de 67% de la production
totale de poissons dans les années 60, à 87%, soit plus de 146 millions de tonnes en 2014
(FAO, 2016). Quant à la production piscicole mondiale en 2017, elle a été estimée à 53,4
millions de tonnes pour une valeur monétaire avoisinant les 139,7 milliards de $US (FAO,
2019).
Au Canada, la production aquacole représente un marché estimé à ~1,3 milliards $
qui génère près de 76000 emplois (Pêches et Océans Canada, 2020). Elle est dominée par la
production de salmonidés tels que le saumon atlantique et la truite arc-en-ciel qui sont de
gros consommateurs d’aliments protéinés. Parmi les sources de protéines utilisées, les
aliments des poissons carnivores, on retrouve les farines de poissons Elles constituent une
excellente source de protéines et d’énergie hautement digestibles et d’acides aminés
essentiels (Oliva-Teles, Enes, & Peres, 2015). Au Canada, les niveaux d’inclusion des farines
de poissons ont été estimés entre 19-23% (Sarker et al., 2013).
Depuis quelques années, la disponibilité des farines de poissons est limitée à cause
de la surexploitation des ressources marines, pêchés expressivement pour la production de
farine et d’huile de poissons (Cui, 2019). De plus, sur le plan éthique et moral, ces aliments
de grande qualité pourraient être mieux dirigés directement vers l’alimentation humaine (Cui,
2019). Enfin, une forte demande de la farine de poisson pour le secteur d’élevage en général
a contribué à la hausse du prix de la farine de poisson en 2013 (FAO, 2014). L’augmentation
de la demande et du prix ont favorisé l’utilisation de sources de protéines alternatives pour
l'alimentation piscicole.
En 2013, la FAO a proposé les insectes comme éventuelles protéines alternatives
pour les animaux d’élevage (FAO, 2013). Les farines d'insectes ont des valeurs
nutritionnelles similaires aux farines de poisson en ce qui concerne leur composition en
protéines et en acides aminés essentiels (Ayoola, 2010). À l’heure actuelle, quelques espèces
d’insectes comestibles ont été proposées pour l'alimentation des poissons d'élevage telles que
le ténébrion meunier (Rema et al, 2019) ainsi que la mouche domestique (Musca domestica)
et la mouche soldat noire (van Huis et al., 2014). Les larves de mouches soldats noires (MSN,
Hermetia illucens) se démarquent vu leur capacité à être élevées sur une large gamme de
2
matières organiques, leur cycle de vie relativement court (Li et al., 2011) et leur contenu
élevés en protéines (42%) et matières grasses (29% ) (Wang et Shelomi, 2017). Elles offrent
ainsi l’opportunité d’introduire un modèle d’économie circulaire par la valorisation de
matières organiques résiduelles pour produire des aliments qui sont utilisés à leur tour dans
l’alimentation animale (Barragan-Fonseca et al, 2017).
Une forte inclusion de farine de larves MSN dans les moulées commerciales peut
toutefois compromettre les performances de croissance chez de la truite arc-en-ciel (Barroso
et al., 2014). La présence de chitine et de facteurs antinutritionnels pourrait expliquer ces
faibles performances de croissance en affectant la digestibilité de certains nutriments.
Toutefois, peu d’études sur la digestibilité des farines de MSN sont, à l’heure actuelle,
disponibles. Or, des travaux réalisés au sein de notre laboratoire ont démontré la présence de
facteurs antinutritionnels in vitro chez la truite arc-en-ciel et que ceux-ci variaient en fonction
de l'âge de récolte des larves (Deschamps et al., 2018).
Des procédés de transformation adéquats pourraient toutefois augmenter la
digestibilité des protéines. En effet, des études récentes ayant remplacé 20-25% des farines
de poissons par des farines de MSN (Renna et al., (2017), Terova et al., (2019) ; Dumas et
al., (2018)) ont démontré que la digestibilité des protéines pouvait être augmentée avec une
dé-lipidation partielle des larves. Il a été précédemment montré que les traitements
thermiques des moulées avaient la capacité de dénaturer les protéines et d’inactiver les anti-
protéases, notamment chez les protéines végétales (Moyano al., 1999).
En vue de développer de nouvelles moulées à base de produits d'insectes pour la
truite arc-en-ciel, notre projet visait 1) à estimer in vitro la teneur en anti-protéases dans les
farines de MSN. Et propose l’évaluation in vivo de la digestibilité des nutriments chez la
truite arc-en-ciel lorsqu’elles sont alimentées avec des aliments à base de farine de MSN
récoltées à différents stades larvaires et ayant subies différents traitements thermiques.
3
1 Chapitre 1 : Revue de littérature
1.1 Situation mondiale de l’aquaculture et aliments alternatifs
1.1.1 Production mondiale de poissons d’aquaculture
La production aquacole demeure mondialement importantes, qu’il s’agisse de
l’alimentation, de la nutrition, des revenus (FAO, 2016). En 2014, la consommation
mondiale de poisson a atteint plus de 20 kg par habitant, et ce, grâce à une forte croissance
de l’aquaculture qui fournit aujourd’hui plus de la moitié de poissons destinés à la
consommation humaine (FAO, 2016). Alors que l’aquaculture représentait environ 7% de
l’offre en 1974. Sa proportion est passée à 26 % en 1994 et à 39 % en 2004 (FAO, 2016). La
Chine est à la base de cette croissance et il faut noter qu’environ 80 % de sa production de
poissons était issue de l’aquaculture en 2008. Le tableau 1, tiré du rapport de la FAO (2016),
présente la production aquacole et son utilisation pour la consommation humaine entre 2009
et 2014.
Tableau 1-1: La pêche et aquaculture : production (millions de t) et consommation (kg)
2009 2010 2011 2012 2013 2016
Total Pêche 90,2 89,1 93,7 91,3 92,7 93,4
Total aquaculture 55,7 59,0 61,8 66,5 70,3 73,8
Consommation de poissons
par personne
18,1 18,5 8,6 19,3 19,7 20,1
Estimations provisoires sans plantes aquatiques (les chiffres ont été arrondis au dixième près)
(FAO, 2016).
1.1.2 Production aquacole canadienne et québécoise
L’aquaculture est l’élevage de poisson, de mollusques et crustacés, de plantes
aquatiques, en eau douce ou salée (Pêches et Oceans Canada, 2019). . La production aquacole
canadienne est dominée par les salmonidés (saumon et truite). Plus spécifiquement, la
production de truite était estimée à 149 418 tonnes avec une valeur monétaire d’environ 1,3
milliards $CAN en 2018 (Pêches et Oceans Canada, 2019).
Au Québec, la production aquacole en eau douce est dominée par l’élevage des
poissons (MAPAQ, 2019a). Cette filière pourrait jouer un rôle plus important dans la
croissance économique de toute la province avec 10% du territoire recouvert d’eau douce.
4
Toutefois, la production aquacole de la province n’était estimée qu’à 994 tonnes, dominée
par la truite arc-en-ciel en 2018, avec une valeur monétaire de 8,4 millions $CAN (Pêches et
Oceans Canada, 2019).
Depuis 2018, le plan d’action ministériel 2018-2025 pour l’industrie des pêches et de
l’aquaculture commerciale du Québec (MAPAQ, 2018) a mis des mécanismes en place pour
doubler la production d’ici 2025 (MAPAQ, 2018). Notamment en encourageant des projets
visant l’augmentation et la diversification de la production piscicole des entreprises ; en
appuyant des techniques novatrices qui facilitent une meilleure performance de
environnementales des entreprises et, soutenant des initiatives qui visent à promouvoir le
secteur et à améliorer de positionnement de la filière auprès des consommateurs.
La figure 1-1 représente l’évolution de la production des salmonidés (truites, ombles,
saumons) au Québec de 1980 à 2011. Depuis 1999, on observe une diminution de la
production piscicole. Cela s’explique par l’implantation de mesures environnementales en
matière de rejet du phosphore qui a contraint plusieurs entreprises piscicoles à fermer.
Figure 1-1: Évolution de la production piscicole au Québec de 1980 à 2011
5
1.1.3 La truite arc-en-ciel
La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est une espèce indigène de la côte ouest
de l’Amérique du Nord (Gautier, 2011). Sa répartition d’origine va du nord-ouest du Mexique
à la rivière Kuskowim, en Alaska (Crawford et Muir, 2008). Au Québec, elle a été introduite
au début du 20ie siècle (MAPAQ, 2019). Cette espèce a la capacité de se nourrir d’insectes
aquatiques et terrestres, elle s’adapte très facilement à un nouvel environnement et fait partie
des principales espèces de poissons utilisées dans l’aquaculture québécoise (Gautier, 2011).
La truite fait partie des principaux groupes d’espèces dans le commerce mondial de poisson,
et de produits à base de poisson en 2016 (FAO, 2018). La production de truites des stades
juvéniles à adulte est bien maitrisée et leur alimentation s’effectue avec des granulés secs
(MAPAQ, 2019).. Elle est principalement utilisée pour la consommation et l’ensemencement
dans certains plans d’eau ou l’espèce est autorisé. Comparativement à l’omble de fontaine
(Salvelinus fontinalis), son élevage est plus facile, c’est une espèce qui est plus résistante aux
maladies (MAPAQ, 2019). L’approvisionnement en œufs est possible durant toute l’année
et elle supporte un niveau d’entassement plus élevé en bassin.
1.1.3.1 La truite arc-en-ciel comme modèle biologique en nutrition
La truite est une espèce euryphage carnivore (Hardy et Halver, 2002), c’est-à-dire
qu’elle a des régimes alimentaires variés. Cette caractéristique rend cette espèce tout indiquée
pour développer de nouveaux régimes alimentaires à base d’ingrédients qui ont des faibles
impacts environnementaux tels que les insectes comestibles (van Huis, 2013). La truite arc-
en-ciel se nourrit naturellement d’insectes (Józefiak et al., 2019). De plus, elle fait partie des
espèces pour laquelle la compréhension de son système digestif et ses besoins nutritionnels
est bien caractérisée, ce qui s’avère essentiel à la compréhension de la digestibilité des
produits d’insectes.
1.1.3.1.1 Les processus de digestion chez la truite
Les poissons ont besoin de nourriture pour leur croissance, leur activités
physiologiques et chimiques. Le système digestif du poison est composé d’une bouche, d’un
estomac, d’un intestin proximal, de caeca pyloriques et d’un intestin distal (Çalta, 2016). .
La vésicule biliaire et le foie sont aussi rattachés à l’intestin proximal ce qui permet la
sécrétion de bile dans le chyme intestinal (Bakke et al., 2010).
6
La première étape de digestion après l’ingestion des aliment débute au niveau de
l’estomac et se termine au niveau de l’intestin avec l’absorption des nutriments (Çalta, 2016).
La digestion dépend de l’espèce, l’âge, la température environnementale et le type d’aliments
(Windell et al., 1978b). La truite arc-en-ciel est une espèce dont le système digestif se
développe avec l’âge pour devenir pleinement fonctionnel (Hardy et Halver, 2002). Le temps
de rétention de l’aliment est un aspect important pour la digestion chez les poissons. Il a été
montré que les larves des poissons carnivores ont un temps de rétention d’aliments court dans
l’intestin (Çalta, 2016). Chez les truites juvéniles (96,9 g nourries avec 3,24% du poids vif et
élevées à 15°C), la digestion gastrique et l’évacuation au niveau du duodénum commence
généralement 4 heures après l’alimentation. Le quart des nutriments ingérés est libéré dans
l’intestin au bout de 8 heures. L’évacuation totale étant estimée à 24 heures (Windell et al.,
1969) .
1.1.3.1.1.1 La digestion gastrique
La digestion des protéines et des lipides débute dans la lumière de l’estomac à travers
l’activité de la pepsine et de la lipase gastrique (Borey et al., 2017). La pepsine est synthétisée
sous forme de pepsinogène qui va hydrolyser les liaisons peptidiques des acides aminés au
niveau du radical aromatique tandis que la chymotrypsine hydrolyse la liaison carboxyle des
acides aminés (Márquez et al., 2013). Les protéases comprennent également la trypsine, la
chymotrypsine, l’élastase et la collagénase (NRC, 2011). Ce sont des protéases à serine qui
brisent les liaisons peptidiques engageant de la lysine ou de l’arginine pour la trypsine, des
acides aminés aromatiques pour la chymotrypsine et des acides aminés aliphatiques pour
l’élastase. La digestion dans l’estomac provoque aussi une émulsification permettant une
hydrolyse des lipides en diglycérides, monoglycérides et en acides gras libres. Enfin, certains
minéraux (calcium, potassium, du magnésium, sodium) qui se dissolvent à pH acide sont
absorbés dans l’estomac (Bucking et Wood, 2007). L’arrivée d’acides gras au niveau de
duodénum stimule le processus de sécrétion pancréatique (Bakke et al., 2010).
1.1.3.1.1.2 Sécrétion des enzymes pancréatiques
Le tissu pancréatique participe à la synthèse et la sécrétion d’enzymes et de
bicarbonates qui sont activés dans la lumière intestinale pour assurer le processus de digestion
des aliments. Les cellules pancréatiques endocrines se trouvent sous le foie au niveau des
corps de Brockmamm (Jönsson, 1991) alors que les cellules pancréatiques exocrines ont la
7
particularité d’être diffuses au sein du tissu adipeux des caeca pyloriques (Sahlmann et al.,
2015). Les cellules pancréatiques synthétisent plusieurs enzymes tels que des protéases
(trypsinogène, chymotrypsinogène et élastase) et lipidases (lipase pancréatique, estérase et
phospholipase) (Kurtovic et al., 2009). Les poissons ajustent leurs sécrétions digestives en
fonction du niveau alimentaire et de la qualité des nutriments ingérés (Buddington et al.,
1997). Ainsi, une augmentation de l’activité de la lipase est associée à une augmentation des
niveaux de lipides des aliments chez la truite arc-en-ciel (Ducasse-Cabanot et al., 2007).
1.1.3.1.1.3 Secrétions biliaires
La bile est composée de sels biliaires tels que les acides cholique et allocholique ainsi
que la biliverdine et le pigment bilirubine (Grosell et al., 2000). Ces deux dernières
proviennent du catabolisme de l’hème des globules rouges qui donne la couleur verte de la
bile (Grosell et al., 2000). Une vésicule remplie de bile de couleur verte à noire indique une
durée relativement élevée de stockage qui pourrait être expliquée par une absence prolongée
de la prise alimentaire (McCormick et Podoliak 1984). Les sels biliaires, la bilirubine, et la
biliverdine activent la lipase pancréatique et émulsionnent les lipides en chylomicrons. Les
chylomicrons seront absorbés au niveau des entérocytes. Romarheim et al., (2008), ont
montré que la durée et la source alimentaire des truites arc-en-ciel peuvent réduire la
concentration des sels biliaires.
1.1.3.1.1.4 Digestion intestinale
C’est au niveau du mucus intestinal de l’épithélium digestif que les protéines
hydrolysées en peptides seront découpées en dipeptides par des exopeptidases membranaires
des entérocytes à partir des acides aminés ayant une extrémité aminée libre (Halver et Hardy,
2002). Les activités lipolytiques sont élevées au niveau de l’intestin proximal et des caeca
pyloriques (Tocher, 2003). L’émulsification des lipides en micelles par les sels biliaires
(Tocher, 2003) facilite l’hydrolyse des triglycérides par la lipase pancréatique à partir des
liaisons sn-1 et sn6 des esters glycérol ce qui génère des mono et des di-acylglycérol (Canaan
et al., 1999).
Malgré une alimentation naturelle en crustacés, les poissons carnivores tels que la
truite sont peu enclin à digérer la chitine (Krogdahl et al., 2005). La raison peut être la faible
8
solubilité des polysaccharides, faible production de chitinase ou une faible absorption de N-
acétyle- glucosamine, qui est le produit de l’activité de la chitinase (Gutowska et al., 2004).
1.1.3.1.1.5 Absorption intestinale
Le transport des nutriments de la lumière intestinale vers les entérocytes se fait par
pinocytose, simple diffusion, transport actif ou par échange d’ions (minéraux) (NRC,
2011a)(NRC, 2011a)d’endocytose qui permet le transport des composés complexes et qui
sont ensuite digérés par voie intracellulaire (Halver et Hardy, 2002). Elle transporte aussi des
enzymes digestives. Quant au transport par diffusion, il est entraîné par des gradients de
concentration des nutriments entre la lumière intestinale et les entérocytes (Smith, 1989). Le
transport actif se fait à l’aide du transporteur membranaire PepT1, les acides aminés et les
dipeptides libérés au niveau de la bordure des brosses des entérocytes vont rejoindre le
cytosol des entérocytes (Santiago et al., 2008). Le transport par échange d’ions est sélectif et
maintient le potentiel électrique des tissus. Par exemple, l’absorption des ions monovalents
dans le système intestinal passe par les échanges Na+/H+ et Cl-/HCO3-. Quant au Na+, il est
absorbé en échange avec le H+ et Cl- ou le HCO3- (Hardy et Halver, 2002). L’assimilation
des protéines chez les larves et les poissons adultes peut entrainer une pinocytose et une
digestion intracellulaire dans l’intestin (Watanabe, 1981). En outre, les peptides peuvent être
absorbés directement (Buamrucker et al., 1989). La truite arc-en-ciel possède des
transporteurs de peptides. Il y a été montré que la composition du régime alimentaire chez la
truite arc-en-ciel pourrait affecter l’action des PepT1 (Ostaszewska et al., 2010).
Les lipides les plus importants dans les diètes pour les poissons sont les tri-
acylglycérols et les phospholipides (Higgs et Fuiman, 2000). La biodisponibilité des lipides
dépend de la longueur de la chaine des acides gras et de leur degré de saturation. Les acides
gras à longues chaines (plus de 12 carbones), hydrolysés par la lipase et émulsifiés par les
sels biliaires sous forme de micelles (Halver, et Hardy 2002), sont absorbés par pinocytose
(Smith, 1989) à travers la bordure en brosse des entérocytes des caeca pyloriques de la
9
partie distal de l’intestin proximal (Tocher, 2003). Le tableau 1-2 montre les caractéristiques
des principales enzymes, les organes de synthèse, les substrats ainsi que les produits :
peptides, les acides.
10
Tableau 1-2: Les caractéristiques des principales enzymes digestives de l'estomac (E), des tissus pancréatiques exocrines (PE), de
l'intestin (I) et de la bordure en brosse (BB).
Enzyme Synthèse
Lieu
d'activité pH Substrat Produit
Pepsine E lumière E acide endoprotéase non spécifique peptides
Trypsine PE lumière I neutre endoprotéase spécifique de liaisons peptides
peptidiques engageant des aa basiques
Chymotrypsine PE lumière I neutre endoprotéase spécifique de liaisons peptides
peptidiques engageant des aa hydrophobes
Élastase PE lumière I neutre endoprotéase spécifique de liaisons peptides
peptidiques engageant la glycine ou l'alanine
Collagénase PE lumière I neutre collagène peptides
Leucine I BB neutre exopeptidase
peptides et
leucine
aminopeptidase N
Carboxypeptidase PE et I BB neutre exopeptidase
peptides et acides
aminés
Gastrique lipase E lumière E acide triacylglycérol diacylglycerol et
monoglycerol
Pancréatique
lipase PE lumière I acide lipides
Phospholipase PE lumière I neutre phospholipides acides gras
Adapté de Borey et al., (2017).
11
1.2 Les besoins nutritionnels de la truite arc-en-ciel
Lors de la production aquacole, le stade juvénile est le stade le plus long du cycle de
vie de la truite arc-en-ciel (Borey et al., 2017). À ce stade, compte tenu de la faible capacité
de la truite arc-en-ciel à utiliser les glucides alimentaires (Hardy, 2005), l’alimentation des
truites se doit d’être riche en protéines et en lipides (Hamre et al., 2013). La diète alimentaire
d’une truite juvénile doit constituer environ 4200 Kcal d’énergie digestible (NRC, 2011). Le
tableau 1-3 comporte les exigences minimales pour une croissance maximale des truites arc-
en-ciel juvéniles dans des conditions considérées comme optimales. Les besoins nutritionnels
en protéines des truite arc-en-ciel entre 20-200 g sont estimés à 38-40% de la diète (voir
tableau 1-3). Les sources de protéines doivent apporter dix acides aminés essentiels (voir
tableau 1-3). De plus, deux acides semi-essentiels (cystéine et la tyrosine) ne peuvent être
synthétisées qu’à partir des acides aminés essentiels que sont la méthionine et la
phénylalanine, respectivement. Les besoins en phosphore chez la truite arc-en-ciel sont
estimés à 0,60 mg/kg. Les besoins en magnésium, fer, cuivre, zinc sont non déterminés et le
calcium est considéré comme non requis.
12
Tableau 1-3: Besoins nutritionnels de la truite arc-en-ciel (adapté de la NRC, 2011)
Énergie digestible (Kcal/kg de diète) 4200
Protéine digestible (%) 38
Acides aminés (%)
Arginine 1,5
Histidine 0,7
Isoleucine 1
Leucine 1,6
Lysine 2,2
Méthionine 0,7
Méthionine +cystéine 1,1
Phénylalanine 0,9
Phénylalanine +tyrosine 1,8
Thréonine 1,1
Tryptophane 0,3
Valine 1,2
Taurine NT
Acides gras (%)
18 : 3n-3 1
n-3 LC-PUFA 1
18 : 2n-6 1
Cholestérol (%) ND
Phospholipides (%) ND
Minéraux (mg/kg)
Calcium NR
Magnésium ND
Minéraux (mg/kg)
Phosphore 0,60
Cuivre ND
Fer ND
Zinc ND
Les ND signifie non déterminés, NT signifie non testé, et NR non requis.
13
1.3 Le développement d’aliments alternatifs écoresponsables
La consommation humaine de poisson est estimée à 20 kg de poisson par habitant, dont
plus de la moitié est fournie par l’aquaculture (FAO, 2016). Pour répondre à la demande
croissante, une augmentation de la production mondiale issue de l’aquaculture qui respecte
l’environnement est nécessaire. Les farines de poissons ont été longtemps considérées
comme les principales sources de protéines, d’acides aminés et de gras essentiels comme les
oméga-3 chez les poissons carnivores (Huang et al., 2019). Bien que de nombreux efforts ont
été consentis ces dernières années pour la recherche d’ingrédients alternatifs, il reste encore
10-15 % de farines de poissons dans les régimes pour les poissons (Burel et Médale, 2014).
Au Canada, les niveaux d’inclusion sont de l’ordre de 19-23% pour la formulation des diètes
chez les salmonidés (Sarker et al., 2013).
Ces farines proviennent de la pêche de poissons pélagiques dont 30% des prises sont
utilisées pour nourrir des animaux, ce qui constitue un détournement d'aliments qui
pourraient autrement être consommés directement par les humains (Brits, 2017; FAO, 2016).
Depuis quelques années, on assiste à une augmentation du prix des farines et des huiles de
poisson, qui est due à la raréfaction de la ressource halieutique et d’une demande croissante
en farine de poissons (Brits, 2017; FAO, 2016; Merino et al., 2012). Compte-tenu de la
croissance exponentielle de la production aquacole, l’utilisation de farines de poissons ne
peut plus être considérée comme durable.
Les recherches sur de potentielles sources de protéines alternatives pour l’alimentation
des poissons au cours des dernières décennies se sont focalisées sur le remplacement partiel
ou complet de la farine de poisson (Mariod, 2020). De nombreuses sources d’aliments
alternatifs sont actuellement à l’étude (protéines végétales, algues, coproduits agricoles, etc.).
Selon un récent rapport de la FAO (2013), un intérêt croissant se manifeste pour l’utilisation
des farines d’insectes comestibles pour remplacer les farines de poisson dans la formulation
des moulées des poissons d’élevage.
14
1.3.1 Les insectes comestibles comme aliments alternatifs chez les poissons
Bien que les insectes ont été présentés comme une denrée alimentaire d’intérêt il y a
environ 45 ans (Barroso et al., 2014; Teotia et Miller, 1974), l'utilisation d'insectes dans les
régimes piscicoles est récente (Barroso et al., 2014). Ce sont les farines d’insectes comme le
ténébrion meunier (Rema et al., 2019), la mouche domestique et la mouche soldat noire (van
Huis, 2013) qui ont été les plus étudiés.
L’utilisation de larves de mouches soldats noires comme aliment pour les poissons
devrait être sérieusement envisagée, en raison de leur faible impact environnemental, de leur
capacité à se nourrir de déchets organiques, leur conversion alimentaire élevée et leur faible
émission de gaz à effet de serre (van Huis, 2013). Les larves d’insectes sont particulièrement
intéressantes compte-tenu que leur production utilise peu d’espace comparativement aux
autres productions animales car ces larves peuvent être produites en masse dans de petites
installations (Olsen et Hasan, 2012). De plus, dans une étude réalisée sur l’utilisation des
farines insectes comme composante des régimes de poissons, les résultats ont démontré que
les farines d’insectes sont très riches en protéines (50-82%), en acides aminés essentiels
(Henry et al., 2015) comparables aux farines de poissons (Diener et al., 2009). Les insectes
contiennent de 31 à 43% de lipides en fonction des conditions d’élevages des insectes et des
traitements utilisés pour l’obtention des farines d’insectes (Meneguz et al., 2018). Les farines
de larves de MSN sont également riches en fer, zinc, potassium, phosphore, manganèse et en
magnésium (Henry et al., 2015). D’un autre point de vue les larves de MSN sont
particulièrement intéressantes en raison de leur capacité à convertir les déchets alimentaires
(légumes, fruits) en protéines de haute qualité. À ce titre, sa production à l’échelle mondiale
a augmenté au cours des dernières années surtout en Europe avec des entreprises comme
Yinsect (France) et Protix aux Pays-Bas.
Depuis quelques années, des études ont été réalisées sur l’utilisation des farines de
MSN comme ingrédient dans les régimes pour certaines espèces de poissons d’élevages.
Chez le saumon, le remplacement des farines de poissons par les farines de larves de MSN
ont montré qu’un remplacement de 40% de farines n’a pas d’effet sur la digestibilité des
acides gras et des acides aminés des diètes (Lock et al., 2016). Une autre étude chez le
saumon, un remplacement de 30 % de farines de poissons par les farines de MSN n’a pas
affecté la digestibilité des protéines, de l’énergie et des lipides (Fischer et al., 2020). Chez la
15
truite arc-en-ciel, une étude sur l’évaluation des farines de larves comme ingrédients
alternatifs a montré qu’un remplacement entre 25 et 50 % de farines de poissons n’a pas
d’effet sur la digestibilité en énergie, tandis que les digestibilités en matière sèche et protéines
brutes étaient significativement inférieures avec 50 % d’inclusion comparée à 25%. (Renna
et al., 2017). Dans une étude sur l’effet de l’utilisation des larves de MSN sur les
performances de croissances, l’efficacité alimentaire, la déposition des nutriments et la
digestibilité des lipides chez la truite arc-en-ciel, les résultats ont montré qu’avec un
remplacement de 20% de farines de poissons par les farines de MSN, il n’y a pas de différence
significative entre la digestibilité des protéines, matières sèches et des acides aminés tels que
l’arginine, la cystine, l’histidine, l’isoleucine, la leucine, la lysine, la méthionine, la
phénylalanine, la taurine et la thréonine Terova et al., 2019). La même étude a aussi démontré
qu’il n’y a pas de différence significative entre la digestibilité des nutriments quels que soient
les niveaux d’inclusions (10-30%) des farines de MSN et que le niveau de digestibilité en
protéines était supérieur à 90 % pour tous les traitements.
1.4 Les larves de mouches soldats noires : cycle de vie, compositions
proximales et transformation
1.4.1 Cycle de vie
Le cycle de vie des mouches soldats noires est relativement court et larves passent
par 6 stades incluant le stade pré-pupe, puis le stade pupe (Barros-Cordeiro et al., 2014).
L’éclosion des œufs sous une température de 24°C peut aller jusqu’environ 105 h (Li et al.,
2011). Hall et Gerhardt (2002) estiment que les larves de MSN, dans des conditions
optimales, passent par 6 stades en 14 jours. Après le stade sixième stade , l’exosquelette de
la larve passe d’une couleur blanche à une couleur marron foncé (phénomène de
mélanisation) (Sheppard et al., 2002) (voir figure 1-2).
Le stade pré-pupe est le plus utilisé en alimentation animale à cause de leur
composition nutritionnelle (Liu et al., 2017). À la récolte, les larves de mouches soldats ont
idéalement une longueur d’environ 27 mm avec une largeur de 6 mm (Makkar et al., 2014).
L’atteinte du stade pré-pupes prend jusqu’à 2 semaines à 30°C (Furman et al., 1959) en
fonction des conditions d’élevage. Une alimentation limitée peut toutefois rallonger le stade
pré-pupe jusqu’à 4 mois (Furman et al., 1959). C’est au stade pré-pupe que la mouche soldat
noire arrête de s’alimenter, vide son tube digestif, développe un gras qui va servir d’énergie
16
pour sa migration et la nymphose vers le stade adulte (Sheppard et al., 1994). La phase de
pupaison prend généralement deux semaines avant l’émergence de l’adulte (Park, 2016).
Figure 1-2 : Cycle de vie de la mouche soldat noire. Tiré de https://www.nutrition-
technologies.co.uk/black-soldier-fly
1.4.2 Compositions proximales des farines de mouches soldats noires
Le stade larvaire peut avoir des effets sur la composition nutritionnelle de la mouche
soldat noire. Giannetto et al. (2020) ont en effet démontré que la teneur en protéines brutes,
en lipides bruts et en acides gras saturés de pré-pupes MSN était supérieure aux autres stades
larvaires. Liu et al., (2017) ont aussi observé une fluctuation dans la composition
nutritionnelle des MSN produites dans la moulée de volaille tout au long de son cycle de vie.
La composition en gras insaturés des larves est supérieure à celle des pré-pupes. Le contenu
en acide laurique est quant à lui plus élevé chez les pré-pupes que chez la larve. Ce sont ces
deux stades (larvaires et pré-pupes) qui sont utilisées dans l’alimentation des poissons.
Le contenu nutritionnel des larves/pré-pupes varie également en fonction de leur régime
alimentaire et des procédés de transformation qui sont appliqués lors de la production des
farines (Giannetto et al., 2020). Différentes valeurs nutritionnelles ont ainsi été rapportées
17
chez les larves MSN (tableau 1-4 à 1-6) avec des compositions sur une base sèche variant
en protéines brutes (43,30 à 55,5% MS), lipides bruts (17,97 à 26,20% MS), matières sèches
(89,92- 98,18% MS), énergie (24,37- 25,86% MS), cendres (8,00-19,80% MS) et chitine
(2,73-5,00% MS). Les niveaux d’acides gras monosaturés sont plus élevés qu’en acides gras
polyinsaturés (Liland et al., 2017). Le contenu en lipides est dominé par des gras saturés tel
que l’acide laurique (C12 :0) (51,39-58,59g/100 de gras totaux) et l’acide palmitique
(C16 :0) (12,03-12,43g/100 de gras totaux). Les compositions en acides aminés essentiels
rapportées dans la littérature sont variables (voir tableau 1-6) : arginine (1,5-4,2%), histidine
(1,0-2,4%), isoleucine (1,6-3,6%), leucine (2,4-6,0%), méthionine (0,6-2,1%) et thréonine
(1,4-3,1%).
Les larves de MSN contiennent également de la chitine, un polymère linéaire d’unités
N-acétyle glucosamine, qui est une composante majeure de l’exosquelette. Dumas et al.,
(2018) ont montré que la farine de MSN peut contenir 2,73% de chitine alors que Renna et
al., (2017) et Tevora et al. (2019) mentionnent des teneurs de 5 %.
Tableau 1-4: Compositions proximales des larves de MSN rapportées dans la littérature.
Farines de MSN
Compositions proximales (%
MS)
Renna et al.
(2017)
Dumas et al.
(2018)
Terova et al. Cui
(2019)
Józefiak
et al.
(2019) -2019
Matières sèches 98,18 96,06 89,92 ND ND
Cendres 7,12 12,57 8,74 19,8 8
Protéines brutes 55,34 47,09 48,62 43,3 45,05
Lipides brutes 17,97 20,29 20,58 26,2 20,08
ADF ND 5,1 ND ND ND
Chitine 5,00 2,73 4,96 ND ND
Énergie (MJ/kg, MS) 24,37 ND 25,86 24,6 ND
Macro-élements
Calcium ND ND ND ND 1,57
Magnésium ND ND ND ND ND
Phosphore ND ND ND ND 1,12
18
Tableau 1-5: Contenus en acides gras des larves de MSN rapportés dans la littérature
Acides gras Renna et al. (2017) Dumas et al. (2018)
C4 :0 ND 0,00
C6 :0 ND 0,00
C7:0 ND 0,00
C8 :0 ND 0,00
C10 :0 1,32 0,86
C10 :1 ND 0,00
C11:0 ND 0,00
C12 :0 58,59 51,39
C12 :1 ND 0,00
C13 :0 ND 0,00
C13 :1 ND 0,00
C14 :0 10,14 8,46
C14:1 ND 0,33
C15:0 ND 0,24
C15:1 ND 0,00
C14:1 c + C15:0 0,51 ND
C15:0 iso 0,01 ND
C16 :0 12,03 12,47
C16 :0 iso 0,02 ND
C16 :1 ND 3,78
C16 :1 c 3,94 ND
C17 :0 ND 0,20
C17 :1 ND 0,11
C17 :0 iso 0,02 ND
C17 :1 c9 0,08 ND
C18 :0 1,77 2,29
C18 :0 ND 0,28
C18 :1 t 0,09 ND
C18 :1c9 7,98 11,85
C18 :1n7 ND 0,54
C18 :1c11 0,28 0,00
C18 :2n6 5,98 5,57
C18 :3n6 0,05 0,00
C18 :3n3 0,79 0,77
C18 :4n3 ND 0,00
C20 :0 0,10 0,07
C20 :1n9 0,00 0,07
C20 :1n11 0,00 ND
C20 :2n6 0,02 0,00
C20 :3n3 ND 0,00
19
C20 :3n6 0,00 0,00
C20 :4n6 0,00 0,00
C20 :4n3 ND 0,00
C20 :5 n3 0,00 0,00
C22 0,03 0,00
C21 ND 1,11
C22 :1n11 ND 0,00
C22 :1n9 0,00 0,00
C22 :2n6 ND 0,00
C22 :5n3 0,00 0,00
C22 :6 n3 0,00 0,00
C24 :0 ND 0,00
C24 :1n9 ND 0,00
Ʃ gras saturés 80,28 ND
Ʃ gras mono saturés 12,88 ND
Ʃ gras polyinsaturés 6,84 ND
Ʃ gras polyinsaturés/ Ʃ
gras mono saturés 0,09 ND
Ʃ n3 0,79 0,77
Ʃ n6 6,05 5,54
Ʃ n3/ Ʃ n6 0,13 0,14
20
Tableau 1-6: Compositions en acides aminés (% MS) des larves de MSN rapportées dans la
littérature.
Farine de MSN
Renna et al.
(2017)
Dumas et al.
(2018)
Józefiak et al.
(2019)
Cui
(2019)
Arginine 3,9 2,19 4,26 1,58
Cystine 0,1 ND ND ND
Histidine 2,2 1,06 2,49 1,03
Isoleucine 3,3 1,92 3,62 1,62
Leucine 5,2 3 6,03 2,4
Lysine 3,8 2,79 3,66 2,29
Méthionine 2,1 0,63 ND 0,72
Phénylalanine 3 1,79 ND 1,56
Thréonine 3,1 1,67 ND 1,45
Tryptophane ND 0,54 0,83 ND
Valine ND ND 4,52 ND
Phénylalanine +tyrosine ND ND 4,86 ND
Méthionine +cystine ND ND 1,27 ND
Alanine 6,2 ND ND 2,71
Acide aspartique 6,7 ND ND 3,43
Glycine 4,2 ND ND 1,99
Cystéine+cystine ND ND ND 0,33
Acide glutamique 8,8 ND ND 3,87
Proline 5,5 ND ND 1,99
Serine 3,7 ND ND 1,45
Tyrosine ND ND ND 2,82
ND signifie non déterminé.
1.4.3 Les procédés de transformation
Les larves de MSN séchées et entières de la compagnie Enterra (Vancouver,
Colombie-Britannique) ont été accréditées pour l’alimentation des salmonidés par l’Agence
Canadienne d’Inspection des Aliments en 2017 (ACIA, 2018). Elles font partie de la
catégorie des nouveaux aliments et doivent subir des traitements pour l’innocuité et être
exemptes de bactéries pathogènes comme le Salmonella (ACIA, 2018) puisque lors de la
production, les insectes comestibles sont exposés à divers microorganismes et pathogènes
(FAO, 2013). Les larves de MSN fraiches sont hautement périssables en raison de leur teneur
en eau qui varie entre 78-84%, de leur pH proche de la neutralité (6-9) (Wynants et al., 2019)
21
et de leur charge microbienne élevée dominée par des bactéries aérobies mésophiles totales
(8,95 log ufc/g), bactéries lactiques (8,25 log ufc/g), Pseudomonas spp (8,41 log ufc/g),
Listeria spp (7,48 log ufc/g) et Escherichia coli (7,19 log ufc/g) (Cisse et al., 2019). Ainsi,
un processus de transformation pour réduire les risques sanitaires et permettre leur
conservation lors de l’entreposage est fortement recommandé. Suite à la production
d’insectes, il est nécessaire de trouver des procédés de transformation adaptés pour faciliter
l’inclusion des coproduits d’insectes dans l’alimentation des poissons (Van Huis, 2013).
1.5 Prétraitement et procédés de transformation des larves de mouches soldats
noire
1.5.1 Ébouillantage et séchage à air chaud
L'ébouillantage est un prétraitement utilisé pour la réduction de la charge microbienne
d’un produit (Purschke et al, 2018). Il sert également à inactiver les enzymes qui causent la
dénaturation de la couleur d’un produit, sa saveur ou sa valeur nutritive (Purschke et al,
2018). L’ébouillantage est dit efficace s’il est réalisé à des températures comprises entre 65°C
et 100°C (Purschke et al., 2018).
Le séchage est, quant à lui, une technique de conservation des aliments qui consiste à
réduire la quantité d’eau pour éviter la prolifération des microorganismes (Bazinet et
Castaigne, 2011). Le séchage ralentit la dégradation des produits alimentaires et en réduit la
masse, ce qui facilite le transport et leur entreposage. Il existe plusieurs types d’appareils de
séchage et notamment, le four à air chaud, le sécheur à plateau et le tunnel de séchage
(Bazinet et Castaigne, 2011).
Dans une étude réalisée au sein de notre laboratoire, Cisse et al., (2019) ont démontré
qu’un prétraitement par ébouillantage de 4 min suivi d’un séchage à air chaud à 60°C était
optimal pour maintenir la qualité nutritionnelle des larves et réduire leur charge microbienne.
Ces résultats ont montré une diminution des charges en bactéries lactiques et les aérobies
mésophiles totales dont les valeurs observées étaient en dessous de la norme autorisée par le
MAPAQ (≤ 6 log).
22
1.5.2 Stérilisation
La stérilisation est un procédé de transformation des aliments qui détruit tous les
microorganismes capables de se développer sur un aliment pendant la période d’entreposage
(Bazinet et Castaigne, 2011). Elle permet également de détruire les enzymes provoquant la
détérioration des produits alimentaires et ainsi prolonger la vie des aliments. Toutefois, lors
de la stérilisation, il se passe des changements conséquents sur les protéines (ex. : hydrolyse
en polypeptides et en acides aminés) et la réduction de la valeur nutritive (Bazinet et
Castaigne, 2011). Le procédé de stérilisation joue en effet sur la biodisponibilité des acides
aminés (Bazinet et Castaigne, 2011). Ce procédé utilisé pour répondre aux normes de la
communauté européenne.
1.6 Approche de détermination de la présence d’anti-protéases
Il existe plusieurs facteurs antinutritionnels dans l’alimentation des animaux tels que
les anti-protéases, les phytates et les tanins. Certains de ces facteurs antinutritionnels sont des
inhibiteurs de protéases appelés aussi anti-protéases. Ces facteurs ont la capacité de réduire
les activités protéolytiques des enzymes secrétées dans la lumière intestinale des poissons
(Moyano al., 1999). Pour déterminer la présence et l’activité des anti-protéases, une méthode
a été développée par Moyano et al., (1999). Elle consiste à extraire les enzymes digestives
des poissons et à les mettre en contact avec des extraits inhibiteurs obtenus à partir
d’ingrédients finement broyés. Un mélange de l’extrait d’enzymes et de volumes variables
d’extraits d’inhibiteurs sont pré-incubés à température pièce pendant 60 minutes dans l’eau
distillée. L’activité enzymatique résiduelle est évaluée par une nouvelle incubation de ce
mélange pendant 30 minutes dans une solution caséine (0,5%). Le niveau d’inhibition dépend
de l’espèce de poissons et des ingrédients utilisés (Moyano et al., 1999). Une grande
sensibilité des protéases digestives (niveaux d’inhibition d’environ 40%) à la présence d’anti-
protéases dans de nombreux ingrédients (farine de soya délipidée, gluten de maïs et le son de
blé) a été observée chez différentes espèces de poissons. C’est pourquoi il est très important
de vérifier la présence et les effets des anti-protéases des nouveaux ingrédients avant leur
utilisation dans l’alimentation des poissons puisque ces facteurs peuvent affecter l’efficacité
des enzymes digestives et ainsi la digestibilité des aliments.
23
1.7 Mesure de la digestibilité des nutriments
La mesure de digestibilité est une étape importante pour l’évaluation d’un nouvel
ingrédient. L’évaluation de la digestibilité est une mesure de la valeur nutritive réelle des
aliments et donne une base rationnelle pour la future formulation des régimes alimentaires
(Bureau et Cho, 1999). L’estimation de la digestibilité des nutriments peut se faire in vivo.
La méthode indirecte de détermination de la digestibilité a été largement utilisée chez la
plupart des espèces piscicoles (NRC, 2011). Cette méthode est basée sur la collecte
d'échantillons représentatifs de fèces et l'utilisation d'un indicateur indigestible. L'indicateur
passe à travers le tube digestif au même rythme que la nourriture et est peu affecté au cours
du processus digestif. La collecte des excréments peut être effectuée de manière active ou
passive (Bureau et Cho, 1999). Les méthodes de collecte des matières fécales actives
comprennent l'extraction manuelle et la dissection. La dissection est réalisée en sacrifiant le
poisson et en retirant les matières fécales du segment distal de l'intestin. Cette méthode de
dissection peut toutefois entraîner la contamination des échantillons de fèces par les aliments
partiellement digérés ou le matériel endogène (NRC, 2011).
Lors de la collecte passive, les matières fécales sont recueillies dans l'eau des effluents
des réservoirs par tamisage, filtration de l'eau des effluents des réservoirs ou sédimentation
des matières fécales en suspension dans des appareils à faible débit. Les excréments peuvent
également être recueillis par siphonage. Des réservoirs spéciaux désignés sous le nom de
Guelph, ou du système de Guelph modifié, ont été conçus pour faciliter la collecte des
matières fécales par sédimentation (Bureau et Cho, 1999). Dans ces systèmes, les débits d'eau
sont ajustés de sorte que les excréments sont rapidement balayés des bassins à une colonne
verticale de décantation. Les poissons sont nourris à heures établies. Le réservoir et les
colonnes sont nettoyés pour s'assurer qu'il n'y a pas d'aliments non consommés. Les
collecteurs de fèces sont installés aux bassins. Par la suite, les matières fécales qui
s'accumulent pendant la nuit sont enlevées le matin et sont considérées comme
représentatives. Les excréments peuvent aussi être recueillis en dirigeant l'eau des effluents
du réservoir contenant des matières fécales sur un système de criblage mobile qui capture et
dépose les matières fécales sur un plateau (Bureau et Cho, 1999).
24
La truite arc-en-ciel étant une espèce euryphage (Hardy et Halver, 2002), donc qui se
nourrit par la combinaison de plusieurs ingrédients, la détermination du coefficient de
digestibilité nécessite une comparaison du coefficient de digestibilité d’une moulée de
référence et de l’ingrédient test. Le régime alimentaire à tester étant le mélange de la moulée
de référence de l’espèce avec l’ingrédient à tester (voir section 4.4 chapitre 3). L’inclusion
d’un marqueur indigeste permet de calculer le coefficient de digestibilité des nutriments et
de l’énergie (Bureau et Cho, 1999).
1.8 Digestibilités des principaux ingrédients contenus dans un régime de base
de la truite arc-en-ciel
Les poissons d’élevage sont alimentés avec de la moulée dont les formulations sont composés
de plusieurs ingrédients (Hardy et Halver, 2002). Le régime de référence développé par
Bureau et Cho, (1999) est formulé d’aliments pratiques pour réaliser des essais de
digestibilité chez la truite arc-en-ciel et s’adapter à la réalité aquacole. Les différents
coefficients de digestibilité apparente (CDA) pour les protéines, lipides, énergie et les
différents ingrédients qui composent cet aliment de référence sont donnés dans tableau 1-7.
Dans ce tableau, on observe des CDA élevés pour les farines de hareng, concentré de protéine
de soya, gluten de bleu tendre et farine de blé. Des CDA élevés en énergie et en lipides sont
également obtenus avec les farines de sous-produits de volailles, le concentré de protéine de
soya et les farines de hareng.
25
Tableau 1-7: Coefficients de digestibilité apparente (CDA%) des protéines, énergies et
lipides pour les principaux ingrédients du régime de référence développé pour la truite arc-
en-ciel.
Ingrédients
Coefficient de digestibilité apparente
(%)
Protéines Énergie Lipides
Farine de hareng 95 - 97
Tourteau de soya 77-94 72 -
Gluten de maïs 92-97 - -
Concentré de protéine de soya 98-100 87 ND
Farine de sous-produit de volaille 83-96 75-87 92
Gluten de blé 100 - -
Farine de blé 82-100 - -
Adapté de (NRC, 2011)
1.8.1 Digestibilité de la farine de larves de mouches soldats noires et des
diètes contenant des farines de MSN chez la truite arc-en-ciel
Peu d’études présentent la digestibilité des farines de MSN. Dumas et al., (2018),
dans une étude contenant 20% de farines de MSN, ont montré des coefficients de digestibilité
apparente de l’ordre de 85% pour les protéines brutes, 43% pour les lipides brutes, 69% pour
les matières sèches et de 57-96% pour les différents acides aminés chez la truite arc-en-ciel
(tableau 1-8). En comparaison aux principaux ingrédients utilisés (tableau 1-7) chez la truite
arc-en-ciel, on observe que le CDA des protéines brutes de la farine de larve de MSN est
comparable à ceux de la farine de sous-produit de volaille (83-96%) ou de la farine de blé
(82-100%). Cependant, le CDA des lipides brutes (43%) est inférieur à ceux des farines de
hareng (97%) ou de la farine de sous-produit de volaille (92%). Quant aux diètes, les résultats
comparatifs des CDA pour les farines de mouches soldats noires chez les truites arc-en-ciel
nourries avec des régimes contenant 20 à 25% de farines de MSN (tableau 1-9) montrent
des valeurs très variables pour les différents nutriments : protéines brutes (88-93%), lipides
brutes (73-99%), matières sèches (75-79%) et en énergie (65-77%).
26
Tableau 1-8: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, %) des farines de MSN chez la
truite arc-en-ciel.
Nutriments Dumas et al. (2018)
Protéines brutes 85
Lipides brutes 43
Matières sèches 69
Énergie ND
Arginine 92
Cystine 85
Histidine 89
Hypdroxyproline 91
Isoleucine 88
Leucine 84
Lysine 90
Méthionine 85
Phénylalanine 86
Taurine 57
Thréonine 87
Tryptophane 96
27
Tableau 1-9: Coefficients de digestibilité (CDA, %) des diètes contenant des farines de
larves de mouches soldats noires chez la truite arc-en-ciel.
Nutriments Renna et al.
(2017)
Dumas et al.
(2018)
Terova et al.
(2019)
Cui.
(2019)
Protéines brutes 91 88 92 93
Lipides brutes 99 73 98 77
Matières sèches 79 75 79 75
Énergie 65 ND ND 77
Arginine ND 91 ND ND
Cystine ND 87 ND ND
Histidine ND 91 ND ND
Hypdroxyproline ND 80 ND ND
Isoleucine ND 90 ND ND
Leucine ND 91 ND ND
Lysine ND 92 ND ND
Méthionine ND 90 ND ND
Phénylalanine ND 90 ND ND
Taurine ND 70 ND ND
Thréonine ND 88 ND ND
Tryptophane ND 93 ND ND
ND signifient non déterminé
1.9 Les facteurs influençant la digestibilité des nutriments
Les variables expérimentales comme la température de l’eau, la taille des poissons
peuvent affecter la digestibilité chez les poissons (Moreira et al., 2008).
1.9.1 Température d’élevage
La température d’élevage de l’eau est un aspect qui influence grandement les
techniques de production aquacole (Windell et al., 1978b). La température affecte la
physiologie des poissons, en plus d’affecter d’autres variables physiques et chimiques telles
que la viscosité, les concentrations d’oxygène dissous et les niveaux de toxicité de
l’ammoniac. Austreng et al. (1980) ont démontré qu’il n’y pas de différence entre la
28
digestibilité apparente des lipides de truites arc-en-ciel élevées entre une température de 3 et
7°C. Une étude de Bureau et al, (2008) portant sur l’effet des lipides alimentaires sur la
croissance, l’utilisation de l’énergie et la qualité des carcasses chez la truite arc-en-ciel a
montré qu’une augmentation de la température de 7,5 à 15°C augmente la digestibilité des
protéines de 87 à 90% pour la matière sèche et de 93 à 95 % pour les protéines brutes.
1.9.2 Procédés de transformation
Les traitements thermiques élevés sont utilisés pour réduire la charge bactérienne des
aliments, inactiver les enzymes anti-nutriments (Sobral et al., 2018). Toutefois, ces
traitements thermiques à haute température peuvent avoir des effets sur la rétention d’eau
d’un aliment qui peut provoquer une dénaturation des protéines ce qui va réduire leur
digestibilité (Jensen et al., 2014). C’est ainsi que Bax et al. (2012) ont démontré qu’un
traitement thermique à 70° C augmente la digestibilité des protéines. Cependant, un
traitement thermique > 100°C réduit la biodisponibilité des acides aminés essentiels ce qui
provoque une diminution de la digestibilité des protéines. Plus spécifiquement, Dumas et al.
(2018) ont obtenu chez la truite arc-en-ciel des valeurs de CDA pour des farines de MSN
stérilisées de l’ordre de 85% pour les protéines, 43% pour les lipides et de 69% pour les
matières sèches.
1.9.3 Effets des méthode détermination des indicateurs indigestes
Dans une étude de Atkinson et Hilton (1984) analysant différents marqueurs
indigestes (cendres insolubles naturelles, célite et oxyde de chrome) a démontré que des
CDA semblables en protéines brutes, matières sèches et énergie étaient obtenus chez la truite
arc-en-ciel. Ils concluaient que la présence naturelle de cendres insolubles dans les aliments
pour les poissons facilite son utilisation comme marqueur chez les poissons. Vandenberg et
De La Noüe, 2001 ont également comparé trois méthodes de collecte des fèces et l’utilisation
de trois indicateurs indigestes (Sipernat 50, oxyde de chrome et dioxyde de titanium) chez la
truite arc-en-ciel. Les résultats ont montré que les CDA pour l’énergie et les matières sèches
étaient semblables lorsqu’on utilise la méthode analytique des cendres insolubles à l’acide.
Malgré une utilisation fréquente des analyses de cendres insolubles à l’acide dans les études
de digestibilité des nutriments chez les poissons, certaines études ont montré une digestibilité
29
des nutriments diminuée comparée à d’autres méthodes. Ainsi, Tacon et al 1984, ont obtenu
une faible digestibilité en protéines (67,3%) et en matières sèches (31,74%) avec la méthode
de cendre insoluble à l’acide.
1.9.4 Les facteurs antinutritionnels
1.9.5 Chitine
Comme nous l’avons vu plus haut, la chitine est un polymère linéaire d’unités N-
acétyle glucosamine et une composante majeure de l’exosquelette des crustacés (Tharanathan
et Kittur, 2003). La composition en chitine de la mouche soldat noire est variable (1,6 à
7,3%). Ce complexe peut avoir des effets sur la digestibilité des nutriments. C’est ainsi que
dans une étude sur l’utilisation de la chitine et le krill en aquaculture, Ringø et al. (2012) ont
montré que la chitine peut se lier aux biles lors du transit digestif ce qui va réduire la digestion
des lipides et leur absorption. Dumas et al. (2018) ont aussi obtenu une faible valeur de
digestibilité pour les lipides (43%) liée à la présence de chitine dans une moulée contenant
des farines de larves de de MSN chez la truite arc-en-ciel. Renna et al. (2017) ont observé
une faible des en matières sèches (74%) et en protéines brutes (87%) comparées aux autres
nutriments avec 2 % de chitine dans une diète de truite arc-en-ciel. Une étude récente sur
l’utilisation des farines de MSN dans les régimes pour la truite arc-en-ciel a montré que la
digestibilité des protéines, des lipides et de l’énergie est affectée par la présence de chitine.
Marono et al. (2015), en étudiant la digestibilité in vitro des farines MSN et sa corrélation
avec sa composition proximale, ont mis en évidence la relation entre la chitine et la
digestibilité in vitro des protéines dans les farines de MSN. Ainsi, la digestibilité des
protéines brutes serait négativement corrélée au contenu en chitine dans les diètes.
1.9.6 Anti-protéases
Ce sont généralement les sources de protéines végétales qui contiennent une quantité
importante de facteurs antinutritionnels tels que les inhibiteurs de protéases qui ont la
capacité de réduire l’activité des protéases dans le tractus digestif (Moyano et al., 1999). Les
inhibiteurs de protéases les plus fréquents sont des inhibiteurs de trypsine, de chymotrypsine.
C’est ainsi que Krogdahl et al. (1994) ont démontré que des inhibiteurs de protéases, les
antitrypsines, réduisent la digestibilité des nutriments. Adeduntan (2005) a aussi démontré
30
que les insectes peuvent contenir des facteurs antinutritionnels comme des phytates et des
tanins. Deschamps et al. (2018) ont démontré que la teneur en protéines est fortement et
positivement corrélée à l’activité des anti-protéases chez la truite arc-en-ciel.
Les anti-protéases sont des protéines simples ou complexes qui peuvent être
dénaturées par traitement thermique, la fermentation ou l’extraction d’alcool. C’est pourquoi,
nous proposons d’évaluer la présence des anti-protéases dans les farines de larves de MSN
issues de différents procédés de séchage chez la truite arc-en-ciel et leur digestibilité.
1.10 Hypothèse et objectifs
1.10.1 Hypothèse
Les traitements thermiques utilisés pour réduire la charge bactérienne et/ou réduire
l'activité de l'eau de farines de larves de mouches soldats noires (Hermetia illucens) vont
affecter la digestibilité des nutriments chez la truite arc-en-ciel, (Oncorhynchus mykiss)
notamment par la dénaturation d'anti-protéases.
1.10.2 Objectifs
L’objectif principal de ce projet était d'évaluer in vitro l’activité des anti-protéases
des larves de 5, 10, 15 jours et la digestibilité des nutriments chez la truite arc-en-ciel des
farines de larves de mouches soldats noires issues du même stade larvaire et transformées
par différents traitements thermiques.
Pour se faire, il s’agissait spécifiquement de :
Déterminer dans les conditions du laboratoire de Recherche en Sciences Aquatiques
(LARSA), le temps qu’il faut pour atteindre les différents stades (larves, pré-pupes,
pupes) et ainsi produire et collecter des larves de stades larvaires différents.
Démontrer in vitro l’activité des anti-protéases des farines de différents stades de
larves de mouches soldats noires traitées ou non par la chaleur chez la truite arc-en-
ciel par l’exposition à des extraits enzymatiques de la truite arc-en-ciel.
Évaluer in vivo la digestibilité des différents nutriments des farines de larves de
mouches soldats noires issues d’un même stade larvaire traitées ou non par la chaleur
chez la truite arc-en-ciel.
Ces objectifs sont regroupés en deux chapitres :
31
Chapitre 2 : Évaluation in vitro de l’inhibition des activités des anti-protéases des farines de
larves de mouches soldats noires (MSN ; Hermetia illucens) traitées par la chaleur chez la
truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss).
Chapitre 3 : Étude de la digestibilité in vivo des farines de larves de mouches soldats noires
(MSN, Hermetia illucens) chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss).
32
2 Chapitre 2 : Évaluation in vitro de l’inhibition des activités des anti-
protéases des larves de mouches soldats noires (MSN ; Hermetia
illucens) traitées par la chaleur chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus
mykiss)
Bakary Diarra, Marie-Hélène Deschamps, Yolaine Lebeuf & Grant W. Vandenberg
2.1 Résumé
L’utilisation de farines de mouches soldats noires (MSN ; Hermetia illucens) en aquaculture
est récente. La présence de facteurs antinutritionnels confirmée, dépend du contenu en
protéines et du stade larvaire au moment de la récolte. De plus, les changements de couleur
pourraient expliquer les changements des stades larvaires. Une protéine et/ou un complexe
protéique pourrait être l’un des facteurs de causalité expliquant l’activité antiprotéolytique in
vitro mesurée sur les homogénats digestifs chez les poissons. Nous avons émis l’hypothèse
que les traitements thermiques, tels que les processus de décontamination et/ou de séchage,
pourraient inhiber l’activité des anti-protéases des farines de MSN. Nous avons procédé au
suivi de la croissance de larves MSN réparties dans 5 bacs contenant 600 larves par bac sous
conditions contrôlées avec deux approches (l’observation des larves à l’œil nu et la
colorimétrie). Les pré-pupes ont été distinguées des pupes (dures et immobiles) tactilement.
Pour l’essai de digestibilité in vitro les enzymes digestives totales ont été extraites de l'intestin
proximal et des caeca pyloriques de 18 truites arc-en-ciel juvéniles (Oncorhynchus mykiss, 3
lots de 6 poissons ; 121,7 ± 11,2 g) et incubées en triplicata avec des niveaux croissants de
farines de mouches homogénéisées. Les farines ont été obtenues à partir de larves de mouches
soldats noires nourries sur un régime Gainesville (50 % de son de blé, 20 % de maïs jaune et
30 % de luzerne) pendant 5, 10 et 15 jours post-éclosion (n = 3 bacs /larve ; 28 ± 2 ° C ; 50%
HR). Les larves ont été conservées brutes (LB) ou ébouillantées 4 min (LE) avant d'être
séchées à poids constant par lyophilisation 72h (LL), au four à 60°C pendant 6 h (LE) ou 12h
LB) ou stérilisées à 130° C 20 min (LS). Les larves ont amorcé un changement de couleur
significatif au 13ie jour et avec l’approche visuelle on a observé des larves jusqu’au 14ie jour.
L’activité anti-protéolytique des farines de MSN (exprimée % d'inhibitions à 9,4, 18,8, 37,5,
75,0 et 150 µg d'inhibiteur par activité enzymatique) n'a pas été grandement affectée par les
33
processus à basse température (LB et LL). Une interaction significative sur l’inhibition des
protéases digestives en fonction des stades larvaires et de la concentration d’inhibiteurs a été
observée (p<0,001). Le niveau d’inhibition le plus élevé a été observé chez les larves de 10
jours post-éclosion (22,4 ± 3,7%). Les traitements à haute température (LE et LS, exprimés
% d'inhibitions à 150 µg d'inhibiteur par activité enzymatique) ont complètement éliminé
l'activité anti-protéolytique des farines de MSN. L’approche par colorimétrie est un nouvel
outil permettant de déterminer de façon objective l’apparition des phénomènes de
mélanisation des larves dans un substrat donné. Les traitements thermiques élevés des larves
de MSN permettent d’éliminer complètement l’activité des anti-protéases chez la truite arc-
en-ciel et donc des farines de larves de MSN issues de traitements thermiques pourraient être
hautement digestes chez la truite arc-en-ciel dans un essai in vivo.
Mots clés : protéases de poisson, farines de MSN, inhibition, traitement thermique élevé,
truite arc-en-ciel.
34
2.2 Abstract
The use of black soldier fly meal (BSF, Hermetia illucens) in aquaculture is recent. The
presence of anti-nutritional factors depends on protein content and larval stage at harvest. A
protein and / or protein complex could be one of the causal factors that explain the activity
of anti-proteases of digestive homogenates in fish. In addition, the color changes could
explain the changes in larval stages. We hypothesized that heat treatments, such as those used
for decontamination and/or drying, could inhibit the activity of anti-proteases and improve
the digestibility of proteins from HI meals. To do this, we followed the growth of black
soldier fly larvae in 5 bioconversion units with 600 larvae per unit, under controlled
conditions with two approaches (visual and colorimetry). Pre-pupae were distinguished from
pupae (hardened exoskeleton and immobile). For the in vitro protease inhibition tests, total
digestive enzymes were extracted from the proximal gut and pyloric caeca of 18 juvenile
rainbow trout (3 pools of 6 fish; 121.7 ± 11.2 g) and incubated with increasing levels of
homogenized fly meal. The HI meals were obtained from the larvae of black soldier fly fed
on the Gainesville diet for 5, 10 and 15 days after hatching (n = 3 tanks / larva; 28 ± 2 ° C;
50% RH). The larvae were kept raw (LB) or boiled in water for 4 min (LE) before being
dried to constant weight (LL; freeze-dried; 72h), (LE; oven-dried at 60 ° C for 6 h and LB
dried in the oven at 60 ° C for 12 h) or high temperature (LS; 130 ° C for 20 min). The larvae
initiated a significant color change by day 13 with the visual approach were observed up to
day 14. by touching. The anti-protease activity of HI meals (expressed as % of inhibition at
9.4; 18.8; 37.5; 75.0; 150 µg of inhibitor per enzymatic activity) for LB was not affected by
low temperature processing There was a significant difference (p <0.001) between the
different larval stages and the different HI meal concentrations. However, the highest level
of inhibition was observed with the 10-day post-hatch larvae (22.4 ± 3.7%). In addition, high
temperature treatments (LE and LS, expressed as % inhibitions at 150 µg of inhibitor per
enzymatic activity) completely eliminated the activity of anti-proteases in HI meals. The
colorimetric approach is new tool for objectively determining the appearance of melanization
phenomena of larvae in a given substrate. Heat treatments of larvae can completely eliminate
the anti-proteases activity in rainbow trout and could improve in vivo protein digestibility.
Key words: fish proteases, HI meals, heat treatment, inhibition, rainbow trout
35
2.3 Introduction
Depuis 20 ans, l’aquaculture fait partie des secteurs de production animale qui affiche
une croissance soutenue avec environ 151 millions de tonnes en 2016 (FAO, 2016). Cette
industrie fait face à deux défis majeurs : répondre à la demande compte tenu que la
population humaine mondiale sera estimée à 12,3 milliards de personnes en 2100 (Gerland
et al., 2014) et effectuer avec succès la transition des ressources marines (farines et huile de
poissons) vers des ressources terrestres pour la fabrication d’aliment piscicole (Lazzarotto et
al., 2015).
Au Canada, la production aquacole représente un marché estimé à 1,3 milliards $qui
génère près de 76 000 emplois (Pêches et Oceans Canada, 2020). Elle est dominée par la
production de salmonidés tels que le saumon atlantique et la truite arc-en-ciel qui sont des
consommateurs importants d’aliments protéinés. Le Québec a mis des mécanismes en place
pour doubler la production d’ici 2025 en : encourageant des projets visant l’augmentation et
la diversification de la production piscicole des entreprises; appuyant des techniques
novatrices qui facilitent une meilleure performance de environnementales des entreprises
(MAPAQ, 2018).
Les farines et huiles de poissons proviennent principalement de poissons pélagiques
marins tels que les sardines, harengs et anchois (Terova et al., 2019). Avec la réduction
considérable de la disponibilité des poissons marins, la filière aquacole ne peut plus compter
sur ces ressources pour la formulation des aliments (Terova et al., 2019). De plus, de telles
options ne sont plus durables sur les point de vue économiques et éthiques (Cui, 2019).
Pour réduire les dommages liés à la surexploitation des ressources marines, les
pisciculteurs et fournisseurs d’aliments piscicoles ont déployé des efforts considérables pour
réduire la proportion de farines de poissons dans les moulées en utilisant notamment des
protéines végétales (ex. soya, blé, maïs) (Naylor et al., 2009). Néanmoins, l’utilisation de
protéines végétales dans l’alimentation des poissons carnivores a des désavantages tels que
des déficiences en certains acides aminés essentiels (méthionine et lysine) et la présence de
facteurs antinutritionnels qui, lorsque mal transformés, réduisent les performances de
croissance des poissons (Terova et al., 2019).
Depuis quelques années, l’utilisation d’insectes comestibles dans l’alimentation des
poissons est une alternative surtout chez la truite arc-en-ciel qui se nourri naturellement
36
d’insectes (Gautier, 2011). La production d’insectes comestibles a un faible impact
écologique, génère de faibles émissions de gaz à effets de serre et a un taux de conversion
alimentaire élevé (van Huis, 2013). Les larves de mouches soldats noires (MSN, Hermetia
illucens) sont particulièrement intéressantes compte-tenu qu’on peut les produire sur des
substrats organiques variés. Leur composition nutritionnelle sur une base sèche en protéines
et en lipides varient entre 36-48% et 31-33%, respectivement, (van Huis, 2013), ce qui en
fait le modèle de choix pour l’alimentation des poissons.
Des études réalisées dans notre laboratoire ont toutefois démontré la présence de
facteurs antinutritionnels in vitro chez la truite arc-en-ciel et que cela variait en fonction de
l'âge de récolte des larves (Deschamps et al., 2016, 2017, 2018). Dans le passé, les traitements
thermiques ont démontré leur capacité à dénaturer les anti-protéases présentes dans les
ingrédients alternatifs lors de la production de nouvelles moulées aquacoles (Moyano al.,
1999).
En vue de développer de nouvelles moulées à base de produits d'insectes pour les
salmonidés, notre projet vise à démontrer que les traitements thermiques peuvent réduire
l’activité anti-protéolytique observée dans les farines de mouches soldats noires. Pour ce
faire, la détermination de la croissance et l’évolution des stades a été effectuée afin d’évaluer
in vitro l’activité anti-protéolytique des farines de différents stades de larves de mouches
soldats issues de différents procédés de séchages.
37
2.4 Matériels et méthodes
2.4.1 Détermination de la croissance et de l'évolution des stades larvaires
Les larves de mouches soldats noires (Hermetia illucens) qui ont servies à la
réalisation de ce projet ont été produites au sein de la colonie du Laboratoire de Recherche
en Sciences aquatiques (LARSA) de l’Université Laval (Canada, Québec). Les pontes du
jour ont été récoltées sur des crevasses de cartons dans les volières et transférées dans les
bacs (5L-IPL4412, IPL, Saint-Damien (Québec), Canada) recouverts avec un filet double
(Agryl P-12, Agryl, Courbevoie, France). Les larves ont été alimentées avec une diète
Gainesville à 70 % HR (50 % de son de blé, 20 % de maïs jaune et 30 % de luzerne; Hogsette,
1992) à laquelle un antifongique a été ajouté (0,15%; Méthyl 4-hydroxybenzoat, Sigma-
Aldrich, H550, ville, pays). Les bacs ont été maintenus en incubateur (Sanyo, Growth
Cabinet, Model 350, 350T, Osaka, Japon) à une température de 28-29°C, sous une
photopériode constante (12L :12N) et à une humidité relative de 80 %. À J4 post-éclosion,
3000 larves ont été comptées manuellement et réparties dans 5 bacs de 5 L (600 larves/bac).
De J4 à J9, elles ont été alimentées quotidiennement avec 200g de diète Gainesville à 70%
HR sans ajout d’antifongique.
Pour chacun des bacs et chaque jour d'échantillonnage (soit de J4 à J27), le substrat a
été homogénéisé et le pH et la température ont été mesurés à l'aide d'un pH-mètre (Thermo
Scientific Orion star A 32 portable pH meter, Singapour). Soixante larves ont été prélevées
de façon aléatoire, rincées à l'eau claire, asséchées sur papier absorbant et le poids total (g) a
été mesuré à l'aide d'une balance de précision (METTLER TOLEDO, Greifensee, Suisse).
Pour l’approche visuelle de distinction des stades larvaires, 75 larves ont été prélevées
de façon aléatoire dans chacun des bacs. L’initiation de la mélanisation (début du
brunissement) a été considérée comme le début de l’apparition des pré-pupes. Les pré-pupes
ont été différenciées des pupes (immobiles et dures) par le toucher. Des larves ont également
été prélevées pour mesurer la couleur des larves à l'aide d'un colorimètre (CR-400 /CR-410,
KONICA MINOLTA, Japon). Afin de remplir complètement la capsule de mesure, 150
larves ont été utilisées de J6 à J8 et 70 larves ont été utilisées de J9 à J27. Afin d’immobiliser
les larves, les capsules ont été maintenues sur glace. Après les mesures, les larves ont été
retournées dans leurs bacs respectifs.
38
Les valeurs LAB (composante de luminance du mode couleurs) ont été mesurées sur
les larves. La différence de couleur (ΔE) entre les jours a été calculée avec l’équation ci-
dessous (Purschke et al., 2018) en utilisant les larves de 6 jours comme référence:
ΔE = [(L*réf-L
*Larves)
2 +(a*réf-a
*Larves)
2 +(b*réf-b
*Larves)
2]1/2
Où,
L* : Écart de clarté (de 0-100)
a* : Écart chromatique rouge -vert (de +60 à -60)
b* : Écart chromatique jaune-bleu (de +60 à -60)
∆E* : Différence totale de couleur
2.4.2 Évaluation in vitro de l’inhibition des protéases par les extraits
farines de larves de mouches soldats noires traitées ou non par la
chaleur
2.4.2.1 Matériel biologique
Des larves de 5, 10 et 15 jours ont été récoltées et emballées en triplicata dans des
sacs plastiques sous vide (Éco Vacuum pro, Orved, Musile di Piave, Italie) et conservées à -
20°C. 50 g de larves de 5, 10 et 15 jours post-éclosion ont été séchées par lyophilisation
(Virtis/Virtis Virtual 5OEL, NY, États-Unis) pendant 72h à une température de tablette de
40°C et un vide 15m Torr. Ces larves ont été identifiées (LL). 50 g de larves ont subi un
prétraitement d’ébouillantage à 100°C dans un chaudron inoxydable pendant 4 minutes avant
d’être séchées avec séchoir à air chaud (Shel Lab, FX28-2, Sunnyvale, États-Unis) à une
température de 60°C pendant 6h selon Cisse et al. (2019). Ces larves ont été identifiées (LE).
50 g de larves brutes (LB) ont été séchées directement dans un séchoir à air chaud (Shel Lab,
FX28-2, Sunnyvale, États-Unis) à une température de 60°C pendant 12h. Les larves
stérilisées (LS) de 10 jours provenaient de la compagnie Entosystem (Sherbrooke, Québec,
Canada). Elles avaient été récoltées par tamisage par criblage et séchées avec un four à air
chaud à 130°C pendant 20 minutes.
39
2.4.2.2 Extraction des enzymes digestifs
Pour l’extraction des enzymes du système digestif, dix-huit truites arc-en-ciel juvéniles
(Oncorhynchus mykiss) ont été prélevées à la Ferme et Pisciculture Lac en Ville (Val Bélair
QC, Canada). Les truites ont été sacrifiées par sectionnement de la moelle épinière. Les
poissons ont été répartis en trois lots de 6 individus. Le poids moyen des différents lots de
poissons a été estimé à 121,7 ± 11,2 g pour le lot 1, 103,3 ± 12,3 g pour le lot 2 et 111,0 ±
12,1 g pour le lot 3. La longueur standard (cm) moyenne de chaque lot était de 22,6 ± 0,7
cm, 21,2 ± 0,7 cm et 22,7 ± 0,7 cm, respectivement. L’intestin proximal et les caeca
pyloriques de chaque individu ont été prélevés par dissection et la nourriture a été retirée du
système digestif par pression. Les échantillons ont été pesés individuellement avant d'être
transportés sur glace dans les locaux du Groupe de Recherche en Physiologie et Sciences
Animales (GRIPHA) de l'Université Laval (Qc, Canada). Pour chaque lot, les tissus digestifs
(masse moyenne = 3,39 ± 0,77 g, 2,72 ± 0,42 g et 2,48 ± 0,30 g pour les lots 1, 2 et 3,
respectivement) ont été mis dans des bouteilles de 250 ml contenant de l’eau stérile (1 :10
w/v) avant d'être broyés à l’aide d’un homogénéisateur à tige (Model VDI 25S41, VWR,
Allemagne) pendant une minute et centrifugés à 1600g, 30 minutes à 4°C (Sorvall Legend
XTR, Langenselbold, Allemagne). Pour chaque lot, le surnageant a été récolté et réparti en
100 aliquots de 1 ml puis conservés à -20°C jusqu’aux analyses (Morales et Moyano, 2010).
2.4.3 Quantification des protéines de l’extrait enzymatique
Un dosage de protéines a été effectué par la méthode de Bradford (Bradford, 1976).
Cette méthode consiste à utiliser l’albumine de sérum bovin pour établir une gamme étalon
(2000 µg/ml) en protéines. Une courbe standard a été faite pour l’obtention d’une équation
de régression linéaire qui nous a permis de calculer la teneur en protéines des échantillons.
2.4.4 Préparation des extraits inhibiteurs
Les échantillons de larves ont été moulues avec un moulin à café (SMARTGRINDTM
Black & Decker, Modèle CBG100SC 120Vac 60Hz 130 Watt, Maryland, États-Unis) et 250
mg ont été broyés pendant 2 minutes à l’aide d’un homogénéisateur à tige (Modèle VDI
25S4, VWR Allemagne) dans 10 ml de 50 Mm tris-HCL pH 7,5. Par la suite, la solution a
été centrifugée à 2000 g pendant 10 minutes à température pièce (SORVALL RC-6PLUS TM,
40
Langenselbold, Allemagne) et le surnageant a été récolté avant d’être conservé à 4 °C
jusqu’aux analyses.
2.4.5 Activité protéolytique de l’extrait enzymatique
L’activité des protéases alcalines totale des extraits de système digestif des truites arc-
en-ciel juvéniles a été évaluée en utilisant la méthode de Kunitz, telle que modifiée par Walter
(1984), en utilisant 500 µl une solution de caséine (0,5%) comme substrat dans un tampon
(50Mm Tris-HCl pH 9). L’ensemble a été mélangé avec les extraits d’enzymes dans 500 µl
de tampon (50Mm Tris-HCl + 10mMCaCl2). L’activité a été arrêtée à différents temps (0, 5,
10, 15 et 30 min) par addition de 500 µl d’acide trichloracétique (TCA 20%). Les différentes
solutions ont été incubées sur glace pendant 15 minutes puis centrifugées (12000 tours
pendant 5 minutes, SORVALL RC-6PLUS TM, Allemagne). Par la suite, le surnageant a été
récoltée puis mis en cuvettes de 1,5 ml (UV-Cuvette semi-micro, BRANDR, Allemagne) pour
la lecture au spectrophotomètre (Modèle G10S UV-VIS, Madison WI 53711, États-Unis) à
280 nm d’absorbance. Pour chaque échantillon d’enzymes de truites, échantillons et blancs
ont été analysés en duplicata.
2.4.6 Inhibition des extraits
La méthode de Moyano et al. (1999) a été utilisée pour la détermination de l’effet
inhibiteurs des farines de larves de mouches soldats noires sur les protéases digestives de
truites. Cette méthode est basée sur la mesure de l’activité résiduelle des protéases après avoir
mis des extraits d’enzymes en présence de solutions contenant des inhibiteurs. Un mélange
de 10 µl d’extrait d’enzymes et de volumes variables (1, 4,2, 7, 15 et 29 µl) d’extraits
d’inhibiteurs ont été pré-incubés à température pièce pendant 60 minutes dans 500 µl de
tampon (50Mm Tris-HCl + 10Mm CaCl2). Par la suite, l’activité enzymatique résiduelle a
été évaluée par une nouvelle incubation de ce mélange pendant 30 minutes dans 500 µl de
caséine (0,5%) et une solution tampon (50 mM Tris-HCl pH 9). Pour chaque farine qui a été
analysée, deux séries de microtubes (test et contrôle) ont été testées en duplicata. La première
série de microtubes (test) nous a permis d’évaluer l‘activité de l’extrait enzymatique incubé
en présence de volumes variables d’extraits de farines. La deuxième série a servi comme
contrôle de l’activité enzymatique en présence des volumes variables de tampon (50 mM
Tris-HCl pH 7,5). Chaque série de microtubes a été testée avec son blanc. Par la suite, la
41
réaction a été arrêtée par addition de 500 µl d’acide trichloracétique (TCA 20 %). Les tubes
ont été incubés pendant 15 minutes sur glace, centrifugés (12000 tours pendant 5 minutes) et
la lecture du surnageant a été mesurée au spectrophotomètre (Modèle G10S UV-VIS,
Madison WI 53711, États-Unis) à 280 nm d’absorbance. Le pourcentage d'inhibition des
protéases a été calculé par la différence entre les activités protéolytiques soit : % inhibition
= [Différence contrôle (contrôle blanc-contrôle test) -Différence inhibiteur (inhibiteur blanc-
inhibiteur test)] / Différence contrôle x100.
2.4.7 Analyses statistiques
L’homogénéité des variances et la normalité des résidus ont été testées avec le test de
Bartlett (p > 0,05 ; les données sont homogènes) et le test de Shapiro (p > 0,05 ; les données
sont normales), respectivement. Des transformations arcsin ont été effectuées lorsque les
données étaient anormales pour les essais in vitro.
1) Pour analyser les différents paramètres de couleur LAB et le delta E une ANOVA à
un facteur (jours post-éclosion) a été réalisée
2) Pour déterminer l’effet de l’âge post-éclosion sur les niveaux d’inhibition des
protéases digestives à différentes concentration g inhibiteur/U activité une ANOVA
à deux facteurs a été effectuée pour voir l’effet de l’âge post-éclosion aux différentes
concentrations.
3) L’effet des traitements thermiques et de l’âge post-éclosion des larves sur l’inhibition
des protéases à 150 g inhibiteur/U activité a été réalisé par une analyse de la
variance (ANOVA) à deux facteurs.
Les ANOVA ont été suivies de tests de comparaisons multiples de Tukey HSD. Une
différence significative, p < 0,05 a été utilisée.
Pour toutes les analyses, le logiciel R studio -version 3.6.0 (2019-04-26) a été utilisé.
42
2.5 Résultats
2.5.1 Détermination des stades larvaires de mouches soldats noires
Par l’approche visuelle dans des conditions contrôlées, les larves ont été observées jusqu’au
14 ie (figure 2-1). Les pré-pupes ont commencé à émerger à partir du 12e jour de production
et les pupes à partir de 19e jour de production.
Figure 2-1: Évolution des stades larvaires de la mouche soldat noire par approche visuelle.
Pour ce qui est de l’approche colorimétrique, considérant tous les paramètres de
couleurs mesurés (ΔE, a*, L*, b*), on observe qu’en 2 jours, soit du 13 au 15ie jour post-
éclosions, les larves ont amorcé un changement de couleur significatif (tableau 2-1). En effet,
les larves sont passées d’une couleur beige clair à une coloration noire (pré-pupes) qui s’est
maintenue par la suite (pré-pupes).
0102030405060708090
100110
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Lar
ves
, P
repupes
, P
upes
%
Jour
Larves Prepupes Pupes
43
Tableau 2-1: Évolution des paramètres de couleurs lors de la croissance (jours post-
éclosions) des larves de mouches soldats noires sur un régime Gainesville
Larves L* a* b* ΔE
6 34,1 ± 0,6e 3,3 ± 0,3bc 10,8 ± 1,0c 0,0 ± 0,0e
7 32,3 ± 0,6cd 4,6 ± 0,3f 12,1 ± 0,2cd 2,5 ± 1,0cd
8 35,7 ± 0,7f 4,3 ± 0,3f 11,6 ± 0,5cd 1,9 ± 1,0b
9 32,0 ± 0,2cd 4,3 ± 0,1f 10,9 ± 0,1c 2,3 ± 0,0cd
10 31,4 ± 0,4c 4,2 ± 0,1ef 11,0 ± 0,2c 2,8 ± 1,0cd
11 31,9 ± 0,7cd 3,8 ± 0,1de 11,2 ± 0,5cd 2,2 ± 0,0cd
12 33,3 ± 1,0de 3,6 ± 0,2cd 12,3 ± 0,6d 1,7 ± 1,0b
13 31,9 ± 1,8cd 3,8 ± 0,3de 11,8 ± 1,6cd 2,4 ± 1,0cd
14 23,7 ± 0,5b 2,9 ± 0,2b 6,0 ± 0,9b 11,4 ± 1,0a
15 18,0 ± 0,7a 2,1 ± 0,1a 1,4 ± 0,4a 16,8 ± 1,0c
16 17,3 ± 0,1a 1,9 ± 0,0a 0,8 ± 0,1a 19,6 ± 1,0c
17 17,1 ± 0,5a 1,9 ± 0,0a 0,6 ± 0,1a 19,8 ± 1,0c
18 16,9 ± 0,1a 1,9 ± 0,0a 0,6 ± 0,1a 20,0 ± 0,0c
19 16,8 ± 0,3a 2,0 ± 0,1a 0,5 ± 0,0a 20,1 ± 2,0c
20 17,6 ± 0,3a 2,0 ± 0,0a 0,6 ± 0,1a 19,4 ± 1,0c
21 17,8 ± 0,4a 2,1 ± 0,0a 0,9 ± 0,1a 19,1 ± 0,0c
22 17,7 ± 0,0a 2,1 ± 0,1a 1,1 ± 0,1a 19,1 ± 0,0c
23 17,7 ± 0,1a 2,1 ± 0,1a 1,0 ± 0,1a 19,1 ± 0,0c
24 18,1 ± 0,0a 2,0 ± 0,0a 1,0 ± 0,2a 18,7 ± 3,0c
25 17,3± 0,5a 1,9 ± 0,0a 1,0 ± 0,2a 19,5 ± 0,0c
26 18,2± 0,2a 2,0 ± 0,0a 1,0 ± 0,1a 18,7 ± 2,0c
27 18,0 ± 0,4a 1,9 ± 0,0a 1,0 ± 0,1a 18,8 ± 0,0c 1 ΔE = [(L*
ref-L*Larves)2 +(a*
ref-a*Larves)2 +(b*
ref-b*Larves)2]1/2, ΔE indique la différence de couleur, L* : Écart de
clarté (de 0-100), a* : Écart chromatique rouge -vert (de +60 à -60), b* : Écart chromatique jaune-bleu (de +60
à -60), ∆E* : Différence totale de couleur. 2Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types, n = 5 3Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05,
le test de Tukey a été utilisée pour les comparaisons multiples, les lettres en exposant sont utilisées pour indiquer
les différences significatives.
44
2.5.2 Inhibition des protéases digestives par les farines de mouches
soldats noires
Une interaction significative de l’inhibition des protéases digestives en fonction des
stades larvaires et de la concentration d’inhibiteurs (p<0,001) a été observée. L’inhibition
des protéases a augmenté significativement avec la quantité (g inhibiteur/U activité) de
farine de larves utilisée pour les essais (figure 2-2). Quelle que soit la concentration de
farines de MSN utilisée, l’inhibition des protéases digestives de truite est restée plus élevée
chez les larves de 10 jours qu’à celles des larves de 5 et 15 jours post-éclosion (figure 2-2).
Figure 2-2: Inhibition (%) des protéases digestives de truites arc-en-ciel juvéniles lorsque
mises en présence de concentrations croissantes (g inhibiteur/U activité) de farines de larves
de 5, 10 et 15 jours post-éclosions après séchage à 60°C pendant 12h (LB).
Au sein d’un même traitement thermique, on observe une tendance entre l’inhibition des
protéases par des farines de larves d’âges différents : p=0,07 pour LL, p=0,06 pour LB et
p=0,08 pour LE (figures 2-3). Comparées aux farines de larves lyophilisées (LL), le séchage
au four pendant 12h à 60°C a augmenté l’inhibition de l’activité des protéases. En effet, à
150 g inhibiteur/U activité, les larves de 10 jours LB ont provoqué une inhibition maximale
des enzymes digestives (22,4 3,7%). Quel que soit l’âge des larves, l’ébouillantage (4 min
debcd
abcab
a
i
high
ghfg
fg
efdecde
bcd
0
5
10
15
20
25
0 25 50 75 100 125 150 175
% i
nh
ibit
ion
ug inhibiteur /U activité
5 jours 10 jours 15 jours
45
à 100°C) suivi d’un séchage 6h à 60°C (traitement LE) permet d’enlever complétement
l’inhibition des protéases (figures 2-3).
Figure 2-3: Inhibition (%) in vitro des protéases digestives de truites arc-en-ciel juvéniles à
150 g inhibiteur/U activité des farines de larves de 5, 10 et 15 jours post-éclosions obtenues
après séchage à 60°C pendant 12h (LB), lyophilisation (LL), ébouillantage 4 min à 100°C et
séchées à 60°C pendant 6h (LE).
Des différences significatives ont été observées (p< 0,001) entre l’inhibition des
protéases digestives provoquée par les farines de larves de 10 jours post-éclosions traitées
par différents procédés de séchage (figures 2-4). Les traitements thermiques supérieurs (LS)
ou égal (LE) à 100C des larves de 10 jours post-éclosion ont montré une suppression totale
de l’inhibition des protéases .
b
bc
a
b
c
a
b
bc
a0
5
10
15
20
25
30
LL LB LE LL LB LE LL LB LE
5 10 15
% i
nh
ibit
ion
46
Figure 2-4: Inhibition (%) in vitro des protéases digestives de truite arc-en-ciel juvéniles à
150 g inhibiteur/U activité des farines de larves de 10 jours post-éclosion obtenues après
séchage à 60°C pendant 12h (LB), lyophilisation (LL), ébouillantage à 4 min à 100°C
séchage à 60°C pendant 6h (LE) et séchage à 130°C pendant 20 min (LS).
2.6 Discussion
La mouche soldat noire est l’une des espèces d’insectes qui a été la plus étudiée et
proposée comme sources de protéines alternatives pour l’aquaculture (van Huis, 2013). Son
cycle de vie est divisé en 4 stades et est relativement court (Li et al., 2011). Dans cette étude
les stades larvaires ont été déterminés en se basant sur une approche visuelle et une méthode
colorimétrique. On a observé qu’à partir du 15e jour post-éclosion, les larves amorçaient le
phénomène de mélanisation associé au passage du dernier stade larvaire vers le stade pré-
pupes (i.e. colorations plus foncées avec l’augmentation des valeurs de ΔE). Ces résultats
sont comparables à ceux obtenus par Sheppard et al. (2002) qui explique que dans des
conditions appropriées, la larve peut atteindre le stade pré-pupe après deux ou trois semaines
de production. Ces résultats sont aussi comparables à ceux de Newton et al. (2005) avec des
larves produites sur une diète Gainesville. Dans notre étude, on a constaté qu’il est
pratiquement impossible de différencier les stade pré-pupes aux stades pupes en utilisant
l’approche par colorimétrie, toutefois cette approche est intéressante pour mesurer le début
de mélanisation des larves mais elle ne l’est pas pour suivre la distinction des pré-pupes et
des pupes. Ainsi, l’approche visuelle a été la meilleure option pour distinguer les différents
stades larvaires de mouches soldats noires.
b
c
a a0
5
10
15
20
25
30
LL LB LE LS
% i
nh
ibit
ion
47
2.6.1 Essai in vitro
Il y a de nombreuses caractéristiques à considérer lors du remplacement de la farine
de poissons par d’autres ingrédients alternatifs tels que la composition en protéines, en acides
aminés et l’absence des facteurs antinutritionnels. L’évaluation in vitro de l’activité
antiprotéolytique des farines d’insectes liées à des extraits enzymatiques des poissons est une
étape importante avant l’inclusion des farines des d’insectes dans les moulées pour les
poissons. Dans ce projet, on a donc vérifié in vitro l’activité antiprotéolytique des farines de
différents stades de mouches soldats noires traités ou non par la chaleur et de larves brutes
chez la truite arc-en-ciel sur des extraits enzymatiques digestifs de truite arc-en-ciel.
On a observé une inhibition des protéases digestives avec les farines de larves de 5,
10, 15 jours post-éclosion de 12,4 ± 2,6%, 22,4 ± 3,7% et 17,6 ± 4,0% (150 ug inhibiteur de
farines de MSN par unité d’activités). L’inhibition maximale des protéases digestives avec
des farines de larves de 10 jours post-éclosion diffère des résultats préliminaires obtenus sur
l’inhibition de l’activité protéolytiques des différentes larvaires de la mouche soldat noire
chez la truite arc-en-ciel (Deschamps et al., 2017). En effet, ces résultats démontraient une
diminution du niveau d’inhibition avec l’âge de larves de MSN post-éclosion. Deschamps et
al., (2017) ont également démontré que les larves de mouches soldats noires de 5, 10 et 15
jours post-éclosion produites sur une diète Gainesville contiennent, respectivement, 4,9%,
5,5 % et 5,0% de chitine. La présence de chitine, une composante qui interfère dans la
digestion des protéines d’insectes (Marono et al., 2015), pourrait donc en partie expliquer
l’inhibition des protéases observée. Ainsi, plus le pourcentage de chitine est élevé dans les
farines de MSN, plus le pourcentage d’inhibition serait élevé chez la truite arc-en-ciel.
D’ailleurs, une étude portant sur la digestibilité in vitro des farines de larves de mouches
soldats noires et la corrélation avec les caractéristiques de la composition chimique Marono
et al., (2015) a démontré que la chitine est le principal facteur limitant la digestibilité in vitro
des protéines : la digestibilité des protéines brutes étant négativement corrélée avec le
contenu en chitine des farines de mouches soldats noires. De plus, la présence de protéines
ou d’un complexe de protéines responsables de l’effet inhibiteur de protéases digestives est
aussi probable. En effet, lors de cette étude, les traitements thermiques élevés qui ont été
utilisés, ont été efficaces pour éliminer l’activité anti-protéolytique des farines MSN :
l’utilisation des traitements comme l’ébouillantage à 100°C pendant 4 min ainsi que le
48
procédé de stérilisation a pu éliminer complétement l’inhibition des protéases des farines de
larves de 5, 10, 15 jours post-éclosion. Nos résultats sont ainsi comparables à ceux obtenus
sur l’effet des inhibiteurs de protéases végétales sur les protéases digestives chez les poissons
(Alarcón et al., 2001). .
2.7 Conclusion
L’approche par colorimétrie est un nouvel outil permettant de déterminer de façon
objective l’apparition des phénomènes de mélanisation des larves dans un substrat donné.
Les traitements thermiques élevés des larves de MSN permettent d’éliminer complètement
l’activité des anti-protéases chez la truite arc-en-ciel et donc des farines de larves de MSN
issues des traitements thermiques pourraient être plus digestes chez la truite arc-en-ciel lors
d’essais in vivo. Des études plus poussées comme l’électrophorèse sont nécessaires pour
pouvoir identifier les anti-protéases présentes dans les farines de larves de mouches soldats
noires.
49
3 Chapitre 3 : Étude de la digestibilité in vivo des farines de larves de
mouches soldats noires (MSN, Hermetia illucens) chez la truite arc-en-
ciel (Oncorhynchus mykiss)
Bakary Diarra, Marie-Hélène Deschamps, Yolaine Lebeuf, Grant W. Vandenberg
3.1 Résumé
Riches en protéines et en énergie, les larves de mouches soldats noires (MSN, Hermetia
illucens) démontrent un fort potentiel comme aliments alternatifs pour l'industrie aquacole.
Toutefois, la présence d'anti-protéases pourrait limiter l'inclusion des farines de larves de
MSN brutes chez certaines espèces de poissons. Des traitements thermiques peuvent
désactiver certains inhibiteurs et augmenter la digestibilité des nutriments. L’objectif était de
mesurer la digestibilité des nutriments in vivo des farines de larves de 10 jours ayant subies
différents traitements thermiques (fraiches, séchées au four à 60°C (LB); ébouillantées et
séchées au four à 60°C (LE); séchées au four à 130°C (LS)) chez la truite arc-en-ciel juvénile.
Les diètes ont été formulées en remplaçant 30% d’un régime de référence pour les salmonidés
avec l’ajout de 1% d’un marqueur indigeste (SipernatTM50®). La méthode des cendres
insolubles à l’acide (AIA) a été utilisée pour doser le SipernatTM50® (marqueur indigeste).
De plus le SipernatTM50® étant composé à 98,5% de silice (SiO2), une méthode par
Fluorescence X à dispersion d’énergie (EDXFR) a aussi été utilisée pour doser la silice afin
de déterminer des coefficients de digestibilité apparentes (CDA). Une grande variabilité a été
observée entre les valeurs des CDA des différents nutriments obtenus par la méthode AIA.
Quel que soit le procédé de transformation (LB, LE et LS) aucune différence significative
n’a été observée avec les protéines réelles, lipides bruts, matière sèche. Les larves stérilisées
ont obtenu des CDA inférieurs aux deux autres traitements (LB et LE) pour le C16 :1 et
l’acide aspartique, et la lysine. De plus l’acide glutamique s’est montré plus digeste avec les
larves ébouillantées (LE) que les deux autres traitements (LB et LS). Aussi, les acides gras
C12, C17 :0 des farines brutes se sont avérés moins digestes que ceux des farines
ébouillantées et stérilisées. Les minéraux tels que : le phosphore, le calcium se sont montrés
indigeste quel que soit le procédé de transformation. Et le fer s’est montré indigeste pour les
traitements LB et LS. Le zinc s’est montré plus digeste avec les traitements LB et LS. La
chitine reste une composante indigeste pour les traitements chez la truite arc-en-ciel. Quels
50
que soient les traitements et les méthodes la chitine est restée indigeste. Compte tenu de
l’absence des études de digestibilité dans la littérature, les résultats spectrométrie d’EDXRF
n’ont pas été discutés. Toutefois, c’est une méthode plus sûre, plus rapide et potentiellement
plus précise qui permet de déterminer le silicium, mais aussi d’autres minéraux dans les
échantillons tels que le phosphore, calcium, zinc et fer. Les digestibilités obtenues avec les
différents traitements thermiques se sont montrés plus digestes que la méthode standard
(AIA). À terme, nos travaux devraient permettre aux producteurs d'insectes de proposer des
farines qui répondent aux besoins nutritionnels spécifiques des espèces aquacoles.
Mots clés : Digestibilité, cendre insoluble à l’acide, EDXFR, farines de MSN, traitements
thermiques élevés, protéases de poissons, inhibition, truite arc-en-ciel
51
3.2 Abstract
As a rich source in protein and energy, black soldier fly larvae (Hermetia illucens, BSF) have
been found to be an interesting alternative feed for the aquaculture industry. However,
without appropriate processing, the presence of anti-proteases can limit the inclusion of BSF
meal in the diets of some fish species. We hypothesized that heat treatments can deactivate
protease inhibitors, reduce anti proteolytic activity and thus, increase the digestibility of
nutrients in fish. The study aimed to assess nutrient apparent digestibility of BSF meals
processed with different heat treatments. All-female juvenile rainbow trout (Oncorhynchus
mykiss, 130.2 ± 0.4 g) fed at libitum over a period of 2 weeks in recirculating tanks (n =
3/diet; 15 kg·m-3). Whole larval meals were obtained from BSF larvae fed on a Gainesville
diet (50% wheat bran, 30% alfalfa and 20% yellow corn; 70% RH) for 10 days at 28 ± 2 °C.
The larvae were then kept raw (RL) or boiled in water for 4 min (BL) prior to being oven-
dried at 60 °C (BL = 6 h and RL = 12h) or 130 °C (SL = 20 min) to constant weight.
Experimental diets for each BSF meal was obtained in substituting 30% of a reference diet
for salmonids (NRC, 2011) supplement with an indigestible marker (1% silica as
Sipernat50™). Two methods were used to estimate silica content (indirect determination
estimating acid-insoluble ash (AIA) and direct determination using an EDXRF spectrometer)
and calculate the apparent digestibility coefficients (ADC) of HI meals. A great variability
was observed between the ADC values of the different nutrients obtained by the AIA method.
Whatever the transformation process (LB, LE and LS) no significant difference was observed
with the proteins, crude lipids, dry matter. The sterilized larvae obtained lower CDAs than
the other two treatments (LB and LE) for C16: 1 and aspartic acid, and lysine. In addition,
glutamic acid was more digestible with scalded larvae (LE) than the other two treatments
(LB and LS). Also, the fatty acids C12, C17: 0 of raw meals have been found to be less
52
digestible than those of boiled and sterilized meals. Minerals such as: phosphorus, calcium
were indigestible regardless of processing methods. Iron was indigestible for LB and LS
treatments, whereas zinc was more digestible with LB and LS treatments. Chitin remains
indigestible for rainbow trout. irrespective of processing treatments. Despite the absence of
digestibility studies in the literature, the spectrometry results of employing EDXRF to
measure external digestibility markers, this approach is a safer, chemical free, faster and
potentially more accurate method for determining silicon, but also other minerals in samples
such as phosphorus, calcium, zinc and iron. The digestibilities obtained with the different
treatments were more digestible with EDXRF than the standard method (AIA). Ultimately,
this work should enable insect producers to offer flour insect producers and aquafeed
manufacturers that meets the specific nutritional needs of aquaculture species.
Key words: Digestibility, Acid-insoluble ash, EDXFR, HI meals, heat treatment, fish
proteases, inhibition, rainbow trout
53
3.3 Introduction
La production globale de poissons était estimée à 171 Mt en 2016 (FAO, 2018). Quant
à la production issue de l’aquaculture, on prévoit qu’elle atteindra à 115 Mt d’ici 2026
(Huang et al., 2019). Au Canada, la production aquacole représente un marché estimé à 1,3
milliards $CAN qui génère près de 7600 emplois ( Pêches et Océans Canada, 2020).Elle est
dominée par la production de salmonidés tels que le saumon atlantique et la truite arc-en-ciel
qui sont de consommateurs importants d’aliments protéinés.
Plus spécifiquement, le Québec compte doubler sa production passant de 1600 t à
3200 t d’ici 2025 (MAPAQ, 2019) en encourageant les projets visant l’augmentation, la
durabilité et la diversification de la production piscicole des entreprises et en soutenant les
initiatives visant à promouvoir le secteur et à améliorer le positionnement de l’industrie
auprès des consommateurs. Pour ce faire, la mise en place des moulées pour poissons à base
d’ingrédients en quantité suffisante, abordable et renouvelable est importante.
Cependant, les farines de poissons provenant de la pêche, (petits poissons comme
les anchois, sardines et harengs), font partie des sources de protéines les plus importantes
dans l’alimentation des poissons carnivores (Tacon et Metian, 2008) compte-tenu qu’elle est
une excellente source en acides aminés essentiels et que les lipides et protéines sont
hautement digestibles (Oliva-Teles et al., 2015). Au Canada, l’inclusion des farines de
poissons dans les moulées pour les salmonidés d’élevage varie entre 19 et 23% (Sarker et
al., 2013). Cependant, depuis quelques années, la disponibilité en farines de poissons est
limitée à cause de la surexploitation des ressources halieutiques (Cui, 2019). De plus, sur le
plan éthique, cette source de nutriment de haute qualité pourrait être directement dirigée vers
la consommation humaine (Cui, 2019). Parallèlement, une forte demande de la farine de
poisson pour le secteur d’élevage en général a contribué à la hausse du prix de la farine de
poisson depuis 2013 (FAO, 2014). L’augmentation de la demande et du prix ont favorisé
l’utilisation de sources de protéines alternatives pour l'alimentation piscicole.
Depuis 2013, les insectes comestibles ont été proposés par la FAO comme sources
de protéines alternatives pour les animaux. Riches en protéines et en lipides (Laconisi et al.,
2018, Wang et al., 2016), les farines d'insectes ont également des valeurs nutritionnelles
similaires aux farines de poissons en ce qui concerne leur composition en acides aminés
essentiels, phospholipides et acides gras (Ayoola, 2010). Comparées à d’autres sources de
54
protéines animales les insectes ont montré plusieurs avantages pour l’industrie aquacole.
Parmi les espèces d'insectes à fort potentiel pour l'alimentation des poissons d'élevage qui
ont été proposées figurent le ténébrion meunier (Ténébrion molitor), la mouche domestique
(Musca domestica) et la mouche soldat noire (Hermetia illucens) (Bovera et al., 2015; Rema
et al., 2019). Plus spécifiquement, la mouche soldat noire est un modèle de choix vu la
capacité des larves à être élevées sur une large gamme de matières organiques afin d’être
utilisée dans l’alimentation animale (van Huis et al., 2013; Barragan-Fonseca et al, 2017).
Ses larves contiennent ~ 42% de protéines et 29% de matières grasses. Même si Renna et
al.(2017) ont montré qu’une inclusion jusqu’à 50 % de farines de larve de MSN n’affectait
pas la croissance des truites arc-en-ciel d’élevage, d’autres études ont montré que des niveaux
de substitutions au-delà de 30% pouvaient compromettre les performances de croissance
(Barroso et al., 2014). Ces résultats contradictoires pourraient s’expliquer en partie par des
différences au niveau de la production et de la transformation des farines et de leurs impacts
sur la digestibilité des nutriments.
À l’heure actuelle, peu d’études sur la digestibilité des farines de larves de MSN
sont encore disponibles (Terova et al., 2019). Dumas et al. (2018), dans une étude contenant
20% de farines de MSN, ont montré des coefficients de digestibilité apparente de l’ordre de
85% pour les protéines brutes, 43% pour les lipides brutes, 69% pour les matières sèches et
de 57-96% pour les différents acides aminés chez la truite arc-en-ciel. La présence de chitine
et l’absence de chitinase chez les salmonidés (Krogdahl et al., 2005) ainsi que la présence
d'anti-protéases digestives (Deschamps, et al., 2018) pourraient limiter l'inclusion des farines
de larves de MSN brutes chez certaines espèces de poissons (Terova et al., 2019). Toutefois,
des traitements thermiques peuvent désactiver certains inhibiteurs de protéases digestives et
augmenter la digestibilité des nutriments (Moyano et al., 1999) ; voir aussi chapitre 2).
Des différences dans les coefficients de digestibilité apparentes (CDA) calculés lors
des études de digestibilités des nutriments des farines d’insectes peuvent également
intervenir. En effet, la présence de cendres insolubles à l’acide dans les produits d’insectes
pourrait en partie biaiser le dosage du marqueur indigeste utilisés lors des études de
digestibilité (Tacon et Rodrigues, 1984).
En vue de développer de nouvelles moulées à base de produits d'insectes pour les
salmonidés, notre projet visait à évaluer la digestibilité des nutriments in vivo chez la truite
55
arc-en-ciel alimentée à partir de diètes à base de farine de mouches soldats noires dont les
larves avaient subi différents traitements thermiques et à comparer deux méthodes
analytiques (AIA et EDXFR) utilisées pour doser le marqueur indigeste et calculer les
coefficients de digestibilités des nutriments.
56
3.4 Matériel et méthodes
3.4.1 Matériel biologique
Une grande quantité des larves qui a servi à la réalisation de ce projet ont été produites
par la compagnie Entosystem Inc. (Sherbrooke, Canada) sur un régime Gainesville. Ces
larves ont été récoltées par tamisage par criblage à l’air et ébouillantées 4 minutes puis
congelées à -20°C suite à l’abattage, puis envoyées au laboratoire du Groupe de recherche
intégré en physiologie et sciences animales (GRIPHA). Les larves stérilisées (LS) ont été
séchées à la compagnie dans un séchoir à air chaud (prototype Entosystem) à 130°C pendant
20 minute. Larves brutes (LB) de 10 jours provenaient de la production du Laboratoire de
Recherche en Sciences aquatiques (LARSA) (voir 3.4.1). Les larves (LB) et (LE) ont été
séchées dans des plateaux en 1000 g /plateaux à l’aide d'un séchoir à grain à 60 degrés
pendant 6h et 12 h pour les larves brutes produites (LB) et à 60°C pendant 6h pour les LE
(Cissé et al., 2019). Après séchage, les larves ont été moulues par lots successifs (500g) avec
un broyeur-mélangeur à couteau 45 secondes à 2800 rpm (Retsch GM 300, Gennevilliers,
France) et tamisées avec un tamis de 2 mm. Chaque lot de farine a été homogénéisé/mélangé
pour faire un seul lot uniforme. Sur la figure 3-1 sont représentés la production des larves
jusqu’à l’obtention des farines.
57
Figure 3-1: Schéma représentant les différentes étapes de production des farines de
mouches soldats noires utilisées lors des essais in vivo. R = régime de référence ; LB =
larves brutes séchées à 60°C pendant 12h; LE = larves ébouillantées 4 minutes et séchées
à 60°C séchées pendant 6h ; LS = larves stérilisées à 130°C pendant 20 min.
3.4.2 Diètes expérimentales
La diète de référence a été formulée sur la base des besoins nutritionnels de la truite
arc-en-ciel (NRC, 2011). Les diètes expérimentales ont été préparées en substituant 30% de
l’aliment de référence (R) tel que proposée par Bureau et Cho (1999) (tableau 4-1) par les
différentes farines de larves mouches soldats noires Les diètes expérimentales ont ensuite été
granulées dans les locaux de l’Université Laval (California Pellet Mill, San Francisco, CA,
USA) après ajout d'un marqueur indigeste à 1% (Sipernat50TM Evonik, Piscataway, NJ,
États-Unis). La taille de la moulée était de à 4,0 mm. Une partie de l’huile (9% pour la
référence, 6% pour les autres traitements) a été intégrée par huilage subséquent et les régimes
entreposés à -20 °C au Laboratoire de Recherche en Sciences Aquatiques (LARSA).
Séchage
Broyage
Production larves
arves
Congélation -20°C
arves
Prétraitement
arves
R LB LE LS
Farines
58
Tableau 3-1: Formulation et composition chimique des diètes expérimentales.
Ingrédients (g/kg) R1 LB1 LE1 LS1
Farine de hareng 300 210 210 210
Blé 132 92,4 92,4 92,4
Tourteau de soya 168 117,6 117,6 117,6
Lactosérum 164 114,8 114,8 114,8
Gluten de maïs 102 71,4 71,4 71,4
Huile de poisson 117 81,9 81,9 81,9
Pré-mix2 4 2,8 2,8 2,8
Sipernat 50 10 7 7 7
Guar gum 3 2,1 2,1 2,1
Farines de mouches - 300 300 300
Composition proximale (%, base sèche)3
Matières sèches 97,51 95,56 97,43 97,98
Cendres 8,36 8,67 8,50 8,24
Protéines réelles 45,36 44,55 45,24 44,10
Lipides brutes 14,58 16,95 19,43 19,59
ADF 8,28 6,74 7,76 7,66
Énergie (MJ/kg, MS) 22,29 24,09 23,39 23,35
Chitine - 1,52 1,03 1,61
Cendre insoluble à l’acide (AIA) 1,29 1,14 1,03 1,14
Dioxyde de silicium SiO2 1,26 1,09 0,97 1,05
Macroéléments
Phosphore 2,31 1,29 1,36 1,25
Magnésium 0,19 0,22 0,23 0,24
Calcium 2,93 1,68 1,80 1,48
Microéléments
Zinc 0,001 0,001 0,001 0,002
Fer 0,010 0,010 0,011 0,010
Cuivre 0,001 0,001 0,001 0,002 1
R: diète référence LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS :
larves séchées 20 min/130°C ; 2Premix : prémix vitaminé et minéral 3Les valeurs représentent les moyennes en base sèche, n = 3.
3.4.3 Conditions d’élevage des truites
L’expérience a été conduite au Laboratoire de Recherche en Sciences Aquatiques
(LARSA) de l’Université Laval (Canada, Québec). Les expériences ont été menées
conformément aux lignes directrices du Conseil canadien de protection des animaux (1984)
et supervisées par le Comité de protection des animaux de l'Université Laval. Cent quatre-
59
vingts truites arc-en-ciel juvéniles (Oncorhynchus mykiss) femelles triploïdes 130,24 ± 0,34g
provenant de la Pisciculture des monts de Bellechasse (Saint-Damien-de-Buckland, Canada)
ont été réparties dans 12 bassins suédois de 150 L; soit 15 poissons par bassin à 10 kg/m3.
Les poissons ont subi une période d’acclimatation de deux semaines dans un système d'eau
douce en recirculation (40L/ min; renouvellement d’eau à peu près 20%) durant laquelle ils
ont été alimentés avec l’aliment commercial Skretting Orient LP 4mm (Skretting, Saint-
Andrews, Nouveau Brunswick) à satiété. Les expériences ont été menées à température
(12°C) et régime photopériodique (18h : 6h) constants. Après la phase d’acclimatation, les
truites ont été nourries avec les 4 régimes expérimentaux pendant 7 jours. Les poissons ont
été alimentés à la main ad libitum du lundi au samedi deux fois par jour (8 et 16h) et mis à
jeun les dimanches.
3.4.4 Collectes des fèces
Les fèces ont collectées avec le système de Guelph modifié basé sur la méthode de Cho
et al. (1982). Les fèces ont été récoltées de façon journalière les matins à 8h et homogénéisées
sur une période de 7 jours dans les barquettes en aluminium bien identifiées pour chaque
bassin, conservées -20°C au congélateur jusqu’à la phase d’analyse.
3.4.5 Analyses proximales des farines d’insectes, des diètes et des fèces
Les échantillons de farines d’insectes, les diètes et les fèces ont été préalablement
lyophilisés (Virtis/Virtis Virtual 5OEL, NY, États-Unis) avant d’être broyés avec un moulin
à café (SMARTGRINDTM Black & Decker, CBG100SC 120Vac 60Hz 130 Watt, MD, États-
Unis). Le contenu total en protéines brutes, lipides bruts, fibres (ADF), chitine, énergie,
matières sèches, cendres, cendres insolubles à l'acide, minéraux et acides aminés a été analysé
en triplicata et les acides gras en duplicata.
Les matières sèches (%) ont été faites en séchant les échantillons dans une étuve à
vide (Vaccuum Oven LAB-LINE, Thermo Fisher Scientific, Marietta, OH, États-Unis) à
98°C (AOAC, 934.01). En ce qui concerne les cendres (%, MS), elles ont été déterminées en
faisant une incinération des matières sèches dans un four à moufles de type (Thermo
Scientific, Lindberg/Blue M, Box Furnace, Asheville, NY, États-Unis) à 600 °C pendant 13h
(AOAC 942.05).
60
Les cendres insolubles à l’acide (AIA) (%, MS) ont été déterminées suivant la
méthode (Atkinson et Hilton, 1984a). Pour ce faire, l’ajout de 18 ml d’acide chlorhydrique
50% + 3 gouttes d’acide nitrique concentré dans les creusets incinérés a été effectué, puis ils
ont été bouillies sur une plaque chauffante sous une hotte pendant deux minutes. Les
échantillons sont ensuite filtrés à l’aide d’un filtre «Ashless» #40 (Whatman™, GE
Healthcare, Chicago, IL, États-Unis) dans une fiole jaugée de 100 ml suivi de deux rinçages
rapides avec de l’eau bouillante. Les cendres insolubles à l’acide récupérées dans les filtres
ont été estimées à la suite de leur incinération dans un four à moufles à 600°C. Les cendres
solubles ont été complétées à 100 ml avec de l’eau milli-Q et analysées pour leur contenu en
minéraux (phosphore, calcium, zinc, fer) par la méthode de spectrométrie d’émission
atomique ICP-AES (ICP-AES, SPECTRO, NJ, États-Unis). Une autre méthode a été utilisée
en parallèle pour déterminer la teneur en silice (SiO2) dans les échantillons. La concentration
en silicium (Si) a été analysée en utilisant la méthode par spectrométrie de fluorescence aux
rayons X à dispersion d’énergie (EDXRF) selon Reidinger etal.,(2012). Brièvement, les
échantillons séchés ont été broyés finement avec un système de broyage à bille. Des pastilles
ont été préparées à partir de 0,5 g de matériel sec et moulu avec une presse manuelle
hydraulique (Model 4350 Pellet Presses, Carver Inc., Wabash, IN, États-Unis) et une matrice
standard de 13 mm de diamètre qui permet d’obtenir une pastille cylindrique d’une épaisseur
de 5 mm. Les échantillons ont été analysés avec un spectrophotomètre de fluorescence aux
rayons-X (Niton XL3t955 GOLDD+ Ultra Mining/Enviro XRF Analyser, with Portable Test
Stand, XL2/3, Thermo Scientific, Tewksbury, MA, États-Unis).
Le profil en acides gras a été déterminé par méthylation directe. Les acides gras ont
subi une transestérification directe des triglycérides ou des phospholipides en milieu basique
et acide selon la méthode de Villeneuve et al. (2013) et les méthyl esters d’acides gras ont
été extraits et analysés par GC/FID (chromatographie en phase gazeuse couplée à un
détecteur FID) selon la méthode décrite par Jenkins (2010). Les protéines brutes (%) ont été
déterminées par la méthode Kjeldahl (AOAC : 955.04) avec le système de Foss (Foss
KjeltechTM 8400, Fisher Scientific Company, Ottawa, On, Canada). Le facteur de conversion
Kp = 6,25 a été utilisé pour convertir l’azote en protéine.
Le contenu en lipides bruts (%) des échantillons a été déterminé par extractions des
lipides avec de l’éther éthylique pendant 120 minutes à une température de 90,0 ± 2,0°C avec
61
l’appareil XT15 (ANKOM Technology, NY, États-Unis). Pour les échantillons de fèces, une
hydrolyse à l'acide chlorhydrique 4N de deux heures à 90°C ± 2,0°C a été effectuée avant
l’étape de l’extraction à l’éther (hydrolyseur Ankom HCl instrument, Ankom Technology,
NY, États-Unis). Les fibres insolubles (ADF) ont été analysées pour leurs contenus après
digestion dans des détergents acides (Ankom 200 Fiber Analyzer; filtres F58; F57 Ankom
Technology, NY, États-Unis). L’énergie brute (MJ·Kg-1) a été mesurée à l’aide d’une bombe
calorimétrique (6300 Automatic Isoperibol Calorimeter, Parr Instrument Co., Moline).
La chitine a été dosée selon la méthode de Wieg et al. (1974) avec quelques
modifications. Les échantillons ont été premièrement déprotéinisés par hydrolyse basique en
utilisant une solution d’hydroxyde de sodium 2% suivie d’une étape de déminéralisation par
hydrolyse acide avec l’ajout d’une solution d’acide chlorhydrique 5%. Les échantillons ont
ensuite été filtrés sous-vide avec un Buchner et un papier filtre Whatman #1 (Whatman™,
GE Healthcare, Chicago, IL, États-Unis) et rincés à l’eau milli-Q jusqu’à ce qu’il ne reste
plus d’ions chlorure déterminé avec une solution de nitrate d’argent 2%. Le résidu de chitine
a été récupéré dans une coupelle d’aluminium. La formule ci-dessous a été utilisée pour
obtenir le pourcentage de chitine : ((M3-M2) /M1) *100 avec M1 : masse (g) de l’échantillon
de larve, M2 : masse (g) de la coupelle d’aluminium vide ; M3 : masse (g) de la coupelle
d’aluminium + échantillon de chitine récupéré après séchage à 100°C.
Les acides aminés ont été déterminés en hydrolysant les protéines en milieu acide
avec une solution de HCl 6N pendant 24 h à 110°C. Les échantillons ont par la suite été
filtrés et le pH a été ajusté. Les acides aminés ont été analysés par GC/FID en utilisant le kit
de préparation EZ : faast de Phenomenex pour protéines hydrolysées (Phenomenex,
Torrance, CA, États-Unis). Le kit EZ :faast système permet une rapide purification et
dérivatisation des acides aminés libérés par hydrolyse (Wrobel et al., 2003, Komarova et al.,
2004). Les compositions proximales des différentes farines, leur contenu en acides gras et
acides sont respectivement dans les tableaux (3-2, 3-3 et 3-5). Les compositions en acides
gras et acides aminés des diètes sont respectivement dans tableaux (3-4 et 3-6).
3.4.6 Calculs des coefficients de digestibilité apparents des nutriments
Pour le calcul de digestibilité des différents nutriments, la méthode de Bureau et Cho
(1999) a été utilisée.
62
ADC = 1- (F/D x Di/Fi)
Où
D = % du nutriment ou énergie de la diète à tester
F = % du nutriment ou énergie des fèces
Di = % cendres insolubles AIA ou % silice EDXFR
Fi = % cendres insolubles AIA ou % silice EDXFR dans les fèces
La digestibilité d’un ingrédient (ADCi) est pour sa part calculée comme suit :
ADCi = ADCT + ((1-s) DR / s Di) (ADCT – ADCR)
Où
ADCi = digestibilité apparente d’un ingrédient à tester
ADCT = digestibilité apparente du régime à tester
ADCR = digestibilité apparente du régime de base
DR = % du nutriment ou énergie du régime de base
Di = % du nutriment ou énergie de l’ingrédient à tester
DT = % du nutriment ou énergie du régime à tester
S = proportion de l’ingrédient à tester dans le régime à tester (i.e. 0,3)
1- S = proportion du régime de base dans le régime à tester (i.e. 0,7)
2- Sur la figure 3-2 sont représentés l’attribution des diètes expérimentales aux
différents bassins jusqu’aux analyses biochimiques.
63
Figure 3-2: Schéma du protocole expérimental utilisé lors des essais in vivo. R =
régime de référence ; LB = larves brutes séchées à 60°C pendant 12h; LE = larves
ébouillantées 4 minutes et séchées à 60°C séchées pendant 6h ; LS = larves stérilisées à
130°C pendant 20 min.
Diètes
Collecte des fèces
Analyses proximales
LS R LE LB
R LS LB LE
LB R LS LB
64
Tableau 3-2: Composition proximale des farines de mouches soldats noires issues des
différents procédés de séchages.
Composition proximale (%,
base sèche)
Farines de larves
LB LE LS
Matières sèches 88,06 96,04 95,66
Cendres 10,46 9,07 8,82
Protéines réelles 50,74 48,56 45,54
Lipides bruts 22,87 21,81 21,36
ADF 10,15 8,40 9,89
Énergie (MJ/kg, MS) 26,41 23,95 23,61
Chitine 5,89 3,35 5,11
Cendre insoluble à l’acide (AIA) 0,37 0,45 0,47
Dioxyde de silicium (SiO2) 0,06 0,10 0,11
Macroéléments
Calcium 2,59 2,02 1,84
Magnésium 0,40 0,33 0,39
Phosphore 1,45 1,22 1,52
Microéléments
Zinc 0,00 0,00 0,00
Fer 0,02 0,01 0,01
Cuivre 0,00 0,00 0,00
1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS : larves séchées
20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes en base sèche, n = 3.
65
Tableau 3-3: Composition en acides gras (g/100g d’acides gras totaux) des farines de
larves de mouches soldats noires issues des différents procédés de séchages.
Acides gras LB LE LS
C8 :0 0,05 0,05 0,07
C10 :0 0,96 0,88 0,83
C12 :0 40,22 37,53 38,24
C14:0 8,10 8,19 8,80
C14:1 0,17 0,22 0,23
C15:0 0,47 0,57 0,46
C16:0 16,03 16,73 16,58
C16:1 3,42 3,77 3,67
C17:0 0,50 0,61 0,51
C18:0 2,75 2,95 3,11
C18:1c9 11,39 11,44 11,53
C18:1c11 1,64 2,04 1,66
C18:2n6 (LA) 11,75 12,07 11,22
C18:3n6 0,13 0,12 0,11
C18:3n3 (ALA) 1,36 1,98 2,18
C20:0 0,16 0,13 0,15
C20:1n11 0,55 0,49 0,47
C20:1n9 0,12 0,13 0,11
C20:1n7 0,00 0,00 0,00
C20:4n6 0,05 0,00 0,00
C20:4n3 0,00 0,00 0,00
C20:5n3 (EPA) 0,07 0,04 0,00
C22 0,10 0,08 0,08
C22:1n11 0,00 0,00 0,00
C22:1n9 0,00 0,00 0,00
C22:1n7 0,00 0,00 0,00
C22:5n3 0,00 0,00 0,00
C24 0,00 0,00 0,00
C22:6n3 (DHA) 0,00 0,00 0,00
Ʃ gras saturés 69,34 67,72 68,83
Ʃ gras monoinsaturés 17,29 18,09 17,67
Ʃ gras polyinsaturés 13,36 14,21 13,51
Ʃ n3 1,43 2,02 2,18
Ʃ n6 11,93 12,19 11,33
1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS : larves séchées
20min/130°C ; 2Les valeurs représentent les moyennes en base sèche, n = 2. 3LA : Acide linoléique, ALA : Acide α-linoléique, EPA : Acide eicosapentaénoïque, DHA : Acide
docosahexaénoïque.
66
Tableau 3-4: Composition en acides gras (g/100g d’acides gras totaux) des diètes
expérimentales
Acides gras R LB LE LS
C8:0 0,04 0,04 0,05 0,05
C10:0 0,05 0,28 0,32 0,29
C12:0 0,94 12,17 12,89 12,55
C14:0 6,11 6,95 6,96 7,11
C14:1 0,09 0,12 0,14 0,14
C15:0 0,32 0,37 0,41 0,37
C16:0 13,33 14,07 14,18 14,13
C16:1 7,55 6,51 6,51 6,54
C17:0 0,17 0,29 0,34 0,28
C18:0 1,43 1,77 1,84 1,9
C18:1c9 7,9 8,81 8,77 8,7
C18:1c11 1,89 1,79 1,88 1,76
C18 :2n6 (LA) 6,99 7,76 7,86 7,34
C18:3n6 0,12 0,12 0,12 0,12
C18:3n3 (ALA) 0,91 1,01 1,2 1,22
C20:0 0,41 0,44 0,38 0,36
C20:1n11 1,01 0,84 0,85 0,8
C20:1n9 12,57 9,16 8,85 9,09
C20:1n7 0,53 0,37 0,36 0,37
C20:4n6 0,3 0,2 0,16 0,18
C20:4n3 0,31 0,24 0,2 0,22
C20:5n3 (EPA) 6,24 4,47 4,34 4,38
C22 0,17 0,15 0,14 0,14
C22:1n11 21,96 15,88 15,4 15,88
C22:1n9 1,77 1,3 1,28 1,3
C22:1n7 0,29 0,24 0,2 0,23
C22:5n3 0,71 0,52 0,51 0,53
C24 0,06 0,06 0,08 0,07
C22:6n3 (DHA) 5,88 4,07 3,79 3,93
Ʃ gras saturés 23,03 36,59 37,59 37,25
Ʃ gras monoinsaturés 55,56 45,02 44,24 44,81
Ʃ gras polyinsaturés 21,46 18,39 18,18 17,92
Ʃ n3 14,05 10,31 10,04 10,28
Ʃ n6 7,41 8,08 8,14 7,64 1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS : larves séchées
20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes en base sèche, n = 2. 3LA : Acide linoleique, ALA : Acide α-linolénique, EPA : Acide eicosapentaénoïque, DHA : Acide
docosahexaénoïque
67
Tableau 3-5: Composition en acides aminés des farines de mouches soldats noires issues
des différents procédés de séchages.
Acides aminés (g/100g, MS)
LB LE LS
Acides aminés essentiels
Valine 3,1 3,6 3,4
Leucine 3,1 3,7 3,4
Isoleucine 2,4 2,8 2,6
Thréonine 1,1 1,3 1,2
Méthionine 0,6 0,7 0,6
Phénylalanine 1,9 2,5 2,2
Lysine 4,4 5,2 5,2
Histidine 2,3 3,6 3,3
Tyrosine 2,5 3,5 3,0
Acides aminés non essentiels
Alanine 2,5 2,4 2,4
Glycine 1,7 1,9 1,8
Sérine 1,1 1,3 1,4
Proline 2,8 3,2 2,9
Acide aspartique 6,3 7,6 7,4
Acide glutamique 1,0 1,2 1,2 1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS : larves séchées
20min/130°C ; 2Les valeurs représentent les moyennes en base sèche, n = 2.
68
Tableau 3-6: Compositions en acides aminés des diètes de larves de mouches soldats
noires.
Acides aminés (g/100g, MS)
R LB LE LS
Acides aminés essentiels
Valine 2,7 2,9 2,9 2,7
Leucine 4,9 4,5 4,6 4,5
Isoleucine 2,4 2,4 2,4 2,3
Thréonine 1,3 1,3 1,3 1,1
Méthionine 0,6 0,8 0,8 0,9
Phénylalanine 2,3 2,2 2,4 2,4
Lysine 4,7 5,2 5,4 4,5
Histidine 1,4 2,0 2,4 2,4
Tyrosine 1,9 2,1 2,3 2,1
Acides aminés non essentiels
Alanine 2,4 2,7 2,5 2,3
Glycine 1,6 1,7 1,6 1,6
Sérine 1,4 1,4 1,5 1,6
Proline 3,1 3,1 3,1 2,8
Acide aspartique 6,9 7,2 7,4 6,3
Acide glutamique 2,0 1,9 1,9 1,4 1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS : larves séchées
20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes en base sèche, n = 2.
69
3.4.7 Analyses statistiques
Une fois l’homogénéité des variances testée avec le test de test de Bartlett (p>0,05;
les données sont homogènes) et la vérification de la normalité des résidus (p>0,05; les
données sont normales) testée par le test de Shapiro, des ANOVAs à un facteur (diète) sur
les valeurs CDA des diètes et des farines ont été réalisées pour chaque nutriment pour chaque
méthode d’analyse du marqueur indigeste (AIA, EDXRF). Des ANOVAs à 2 facteurs ont été
également réalisées pour vérifier s’il y avait une interaction entre la méthode analytique et
les diètes testées. Des transformations arcsin ont été effectuées pour les données anormales.
Des tests de comparaisons multiples de Tukey HSD ont été réalisés pour montrer une
différence significative pour les ANOVAs à un facteur (effet traitement) au sein de chaque
méthode (AIA et EDXRF). Les lettres en exposant « a, b, c » ont été utilisées pour distinguer
les différences significatives, (p<0,05) entre les farines et les diètes (voir résultats et
annexes). Un graphique a été construit pour vérifier la corrélation entre les deux méthodes
(AIA et EDXFR) de dosage du marqueur indigeste dans les farines, diètes et les fèces. Une
ANOVA à un facteur sur les coefficients de variations de CDA pour les différents nutriments,
suivie de tests de Student, ont été utilisé pour comparer la variabilité de chaque méthode
(AIA et EDXFR). Les analyses ont été réalisées avec le logiciel R studio -version 3.6.0
(2019-04-26).
3.5 Résultats
Les coefficients de digestibilité apparente pour les différents nutriments des farines
de larves de MSN selon les deux types de mesure analytiques pour le marqueur indigeste
sont présentés aux tableaux (3-7 à 3-12). Les CDA pour les diètes sont donnés aux tableaux
en annexe (3-13 à 3-18).
3.5.1 Les différences d’estimation du marqueur avec différentes
méthodes analytiques des CDA.
Une bonne relation (R2 = 0,981) entre les deux méthodes d’estimation du marqueur
indigestible, soit le SiO2 dans un cas et les cendres insolubles dans l’autre cas, bien que la
pente diffère de 1 alors que l’ordonnée à l’origine est non significativement différente de 0
avec les CDA a été obtenue avec les deux méthodes analytiques utilisées pour doser le
marqueur indigeste dans les farines, les moulées et les fèces (figure 3-3). Quoique l’analyse
70
s’est révélée non significative (p = 0,06), une nette tendance montrant une variabilité plus
élevée a été observée lors de la détermination des CDA (figure 3-4) avec la méthode AIA
comparée à celle EDXRF.
De plus, dans la presque totalité des cas, les CDA obtenus suite à la méthode EDXFR étaient
supérieurs à ceux obtenus par la méthode AIA. Aucune interaction entre la méthode
analytique et les farines n’a été observée quel que soit le nutriment considéré. Comparé à la
méthode AIA, la méthode EDXFR a permis de faire ressortir plus de différences
significatives lors de la comparaison des CDA entre les différents traitements (diètes).
Figure 3-3: Corrélation linéaire entre le pourcentage de cendres insolubles à l’acide (AIA)
et le pourcentage de silice estimé par analyse EDXRF pour quantifier le marqueur indigeste
dans les farines (n = 3), diètes (n= 4) et fèces (n=12).
y = 1,2409x - 0,3503
R² = 0,981
0,000,501,001,502,002,503,003,504,00
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50
SiO
2(%
)
AIA (%)
0
5
10
15
20
25
30
35
Matières
sèches
Cendres Énergie Lipides
bruts
Protéines
réellesCo
effi
cen
t d
e v
ari
ati
on
(%
)
AIA EDXRF
71
Figure 3-4: Coefficients de variations de la digestibilité des nutriments par la méthode AIA
et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d'énergie (EDXRF).
3.5.2 Différences entre les CDA pour les diètes de MSN issues de
différents procédés thermiques
Aucune différence significative entre les différents traitements des digestibilités des
matières sèches, protéines réelles et lipides brutes n’a été observée quelle que soit la méthode.
Toutefois, une différence significative a été observée entre la digestibilité des farines pour
l’énergie (p= 0,039) avec la méthode EDXFR. Les larves stérilisées ont montré des CDA
plus faibles que les larves (LB et LE). Quelle que soit la farine de MSN, la chitine est une
composante indigeste (tableau 3-7). En ce qui a trait aux minéraux, on a observé de nettes
différences entre les CDA obtenus avec les deux méthodes (tableaux 3-8). En effet, le
phosphore s’est révélé indigeste (CDA = 0) avec la méthode AIA alors que les CDA obtenus
avec la méthode EDXRF ont montré des valeurs de l’ordre de 60,0 à 68,7%. De plus le
calcium aussi s’est montré indigeste quelle que soit la méthode pour tous les traitements. Le
fer s’est montré indigeste avec les deux méthodes pour les larves stérilisées (tableau 4-9).
Les traitements thermiques ont également affecté la digestibilité des farines pour certains
acides gras acides (tableau 3-9 et 3-10) et certains acides aminés (tableau 3-11 et 3-12). Les
larves stérilisées ont obtenu des CDA inférieurs aux deux autres traitements (LB et LE) pour
le C16 :1 et l’acide aspartique, et la lysine (tableau 3-11) quelle que soit la méthode. De plus
l’acide glutamique s’est montré plus digeste avec les larves ébouillantées (LE) que les deux
autres traitements (LB et LS). Aussi, les acides gras C12, C17 :0 des farines brutes se sont
avérés moins digestes que ceux des farines ébouillantées et stérilisées.
72
Tableau 3-7: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des nutriments de farines de MSN ayant subies différents de
séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la méthode de dosage de la silice par
fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR).
Nutriments Méthodes CDA (%, MS) ANOVA(trait) ANOVAs (met et trait)
LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(trait*met)
Matières
sèches
AIA 37,8 ± 12,7 40,8 ± 8,9 23,7 ± 19,5 0,361 0,014 0,134 0,747
EDXRF 49,3 ± 2,4 52,9 ± 8,6 43,8 ± 1,1 0,323
Protéines
réelles
AIA 74,5 ± 8,0 76,1 ± 7,3 67,8 ± 0,9 0,199 0,069 0,071 0,855
EDXRF 80,1 ± 2,7 81,1 ± 7,3 73,4 ± 5,3 0,365
Lipides bruts AIA 43,9 ± 6,0 58,8 ± 11,6 44,0 ± 17,7 0,249
0,048 0,041 0,833 EDXRF 54,4 ± 5,9 69,3 ± 9,5 54,6 ± 3,8 0,091
Énergie AIA 44,1 ± 8,1 42,2 ± 10,6 24,3 ± 17,6 0,104
0,015 0,008 0,661 EDXRF 55,3 ± 2,6a 55,4 ± 9,7a 40,6 ± 1,7b 0,039
Cendres AIA 20,9 ± 11,0b 13,8 ± 9,3b -1,3 ± 33,3a 0,005
0,001 0,070 0,555 EDXRF 35,1 ± 6,5 31,7 ± 6,2 27,1 ± 5,4 0,344
Chitine AIA 0 0 0
EDXRF 0 0 0
1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C;
2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05. Les lettres a, b, c significatives entre les
traitements.
73
Tableau 3-8: Coefficient de digestibilité apparentes (CDA, %) des différents nutriments de farines larves de MSN chez la truite
arc-en-ciel avec la méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR).
Minéraux Méthodes CDA (%, MS)
ANOVA
(trait) ANOVAs (met et trait)
LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(trait*met)
Fer AIA -11,8 ± 5,7 7,9 ± 21,2 -49,4 ± 11,2 0,007
0,015 <0,007 0,122 EDXRF 1,1 ± 3,6 11,5 ± 4,7 -1,12 ± 3,6 0,158
Calcium AIA -288,8 ±269,1 -172,1 ± 13,0 -405,4 ± 182,5 0,375
0,001 0,321 0,353 EDXRF -52,6,8 ±15,7 -13,8 ± 10,0 -19,7 ± 16,9 0,032
Zinc AIA 37,3 ± 3,8b 5,9 ± 9,1a 33,8 ± 3,1b 0,001
0,071 0,062 0,007 EDXRF 75,3 ± 3,4b 35,5 ± 7,3a 46,7 ± 4,7a <0,001
Phosphore AIA -105,7± 141,6 -57,9 ± 12,0 -100,9 ± 62,3 0,242
<0,001 0,195 0,218 EDXRF 60,9 ± 10,7 62,2 ± 3,2 68,7 ± 7,3 0,876
1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C;
2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, les lettres a, b, c sont utilisées pour montrer
les différences significatives entre les traitements
74
Tableau 3-9: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, %) des acides gras saturés de farines de MSN ayant subies différents
procédés de séchages chez la truite avec la méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion
d'énergie
Acides gras
saturés Méthodes
CDA (%, MS) ANOVA
(trait)
ANOVAs
(met et trait)
LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(met*trait)
C8:0 AIA 71,4 ± 14,2 80,6 ± 26,0 60,3 ± 15,9 0,482
0,362 0,237 0,967 EDXRF 77,7 ± 8,1 86,8 ± 20,3 71,1 ± 14,1 0,477
C10:0 AIA 67,3 ± 4,7 71,7 ± 2,2 69,3 ± 4,1 0,268
0,003 0,041 0,826 EDXRF 72,0 ± 1,3 76,0 ± 2,5 72,7 ± 0,4 0,05
C12:0 AIA 40,7 ± 5,3a 52,8 ± 2,1b 46,2 ± 5,7b 0,052
<0,001 <0,001 0,812 EDXRF 49,0 ± 0,6a 59,7 ± 2,8b 55,9 ± 0,5b <0,001
C14:0 AIA 29,4 ± 10,9 37,3 ± 6,6 21,2 ± 16,2 0,322
0,006 0,081 0,752 EDXRF 41,1 ± 1,4 49,0 ± 7,0 39,7 ± 1,2 0,056
C15:0 AIA 19,2 ± 12,0 45,6 ± 6,8 28,3 ± 16,5 0,095
0,008 0,001 0,778 EDXRF 32,2 ± 0,8a 55,6 ± 6,4c 45,7 ± 0,8b <0,001
C16:0 AIA 12,8 ± 13,8 33,7 ± 7,7 19,6 ± 17,8 0,766
0,179 0,377 0,633 EDXRF 27,3 ± 1,6 a 46,4 ± 7,2b 39,5 ± 0,8b 0,001
C17:0 AIA 19,0 ± 7,6a 50,2 ± 2,5b 33,8 ± 13,9b 0,017
0,005 <0,001 0,775 EDXRF 31,1 ± 2,7a 58,6 ± 1,8b 47,5 ± 6,4b <0,001
C18:0 AIA 7,8 ± 12,2 30,2 ± 7,5 25,8 ± 14,0 0,112
0,004 0,001 0,905 EDXRF 22,2 ± 2,7a 42,4 ± 6,2b 42,6 ± 0,3b <0,001
C20 :0 AIA 82,2 ± 20,2c 24,2 ± 26,5b -16,6 ± 42,6a 0,022
0,001 0,051 0,892 EDXRF 91,4 ± 3,1b 46,2 ± 22,5a 22,7 ± 9,0a 0,002
1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ;
75
2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c utilisées pour montrer respectivement les différences significatives entre les traitements.
76
Tableau 3-10: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, %) des acides gras mono et polyinsaturés de farines de MSN ayant
subies différents procédés de séchages chez la truite avec la méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence
à X à dispersion d'énergie
acides gras
mono et
polyinsaturés
Méthodes
CDA (%, MS) ANOVA
(trait)
ANOVAs
(met et trait)
LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(met*trait)
C14:1 AIA 75,2 ± 5,8 69,7 ± 6,3 62,9 ± 6,6 0,170
0,027 0,020 0,833 EDXRF 79,7 ± 0,6 75,1 ± 5,4 71,2 ± 2,9 0,065
C16:1 AIA 75,5 ± 10,3 43,3 ± 19,8b 8,25 ± 27,6a 0,020
0,075 <0,001 0,627 EDXRF 82,6 ± 4,6b 56,2 ± 18,8b 33,8 ± 3,0a 0,005
C18:1c9 AIA 56,0 ± 6,5 53,2 ± 9,0 39,5 ± 12,6 0,164
0,0171 0,026 0,727 EDXRF 63,5 ± 1,7 61,9 ± 8,3 53,7 ± 0,9 0,083
C18:1c11 AIA 33,7 ± 11,4 37,12 ± 10,5 9,9 ± 21,5 0,138
0,015 0,014 0,661 EDXRF 45,5 ± 3,2ab 49,1 ± 9,5b 32,6 ± 1,7a 0,031
C18:2n6 (LA) AIA 56,8 ± 5,7 66,5 ± 5,7 53,8 ± 5,7 0,115
0,010 0,009 0,757 EDXRF 63,6 ± 0,8a 72,3 ± 6,2b 63,9 ± 1,2a 0,043
C18:3n6 AIA 45,9 ± 16,0 51,4 ± 5,3 58,0 ± 17,1 0,592
0,047 0,114 0,955 EDXRF 55,7 ± 4,8a 61,4 ± 4,4ab 71,1 ± 6,2b 0,028
C18 :3n3
(ALA)
AIA 59,0 ± 5,3 70,9 ± 5,7 61,6 ± 6,1 0,095 0,015 0,005 0,851
EDXRF 65,5 ± 1,9ab 75,8 ± 5,8b 69,6 ± 1,0a 0,034
C20 :1n11 AIA 73,7 ± 14,0b 45,3 ± 20,6b -27,0 ± 36,0a 0,007
0,041 0,452 0,123 EDXRF 81,2 ± 19,6b 60,2 ± 17,8b 9,2 ± 6,1a 0,003
1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ;
2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c utilisées pour montrer respectivement les différences significatives entre les traitements.
77
Tableau 3-11: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides aminés essentiels de farines de MSN ayant subies
différents procédés de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice par
fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXRF).
Acides
aminés
essentiels
Méthodes CDA (%, MS)
ANOVA
(trait)
ANOVAs
(met et trait)
LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(met*trait)
Valine AIA 78,8 ± 4,6 82,9 ± 6,4 71,7 ± 4,2 0,058
0,008 0,073 0,828 EDXRF 83,2 ± 0,3 87,6 ± 6,3 76,5 ± 6,1 0,153
Leucine AIA 72,8 ± 8,6 82,5 ± 8,8 70,0 ± 4,2 0,194
0,128 0,073 0,908 EDXRF 78,4 ± 2,9 86,7 ± 8,7 78,1 ± 9,7 0,367
Isoleucine AIA 77,7 ± 5,6ab 83,1 ± 7,0b 68,2 ± 4,4a 0,050
0,100 0,009 0,84 EDXRF 81,9 ± 1,7 86,7 ± 7,0 75,6 ± 8,3 0,184
Thréonine AIA 83,7 ± 6,2 80,4 ± 8,3 75,9 ± 7,6 0,243
0,058 0,200 0,561 EDXRF 87,2 ± 2,4 84,3 ± 7,9 81,9 ± 8,4 0,656
Méthionine AIA 96,1 ± 5,8 93,2 ± 11,4 93,7 ± 3,7 0,890
0,532 0,831 0,980 EDXRF 97,7 ± 4,9 95,2 ± 10,6 97,0 ± 5,5 0,917
Phénylalanine AIA 72,8 ± 7,7 79,0 ± 7,1 70,6 ± 4,9 0,346
0,103 0,205 0,921 EDXRF 77,9 ± 3,6 83,3 ± 7,2 78,0 ± 8,4 0,567
Lysine AIA 80,0 ± 8,5b 88,2 ± 5,4b 64,0 ± 4,7a 0,010
0,131 <0,001 0,746 EDXRF 83,7 ± 5,6b 90,7 ± 5,3b 71,6 ± 5,3a 0,014
Histidine AIA 83,3 ± 2,4 88,8 ± 4,9 87,1 ± 3,5 0,321
0,123 0,121 0,956 EDXRF 86,8 ± 1,9 91,0 ± 4,8 90,5 ± 3,5 0,366
Tyrosine AIA 79,2 ± 5,7 82,3 ± 4,9 74,9 ± 4,3 0,272
0,106 0,131 0,916 EDXRF 82,9 ± 3,1 85,5 ± 4,8 80,4 ± 6,0 0,475
78
1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c.
79
Tableau 3-12 : Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides aminés non essentiels de farines de MSN ayant
subies différents procédés de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode (AIA) et la méthode de dosage de la silice par
fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXRF).
Acides aminés
non essentiels Méthodes
CDA (%, MS) ANOVA
(trait)
ANOVAs
(met et trait)
LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(met*trait)
Alanine AIA 79,9 ± 6,6 81,6 ± 7,1 69,5 ± 2,4 0,086
0,100 0,024 0,864 EDXRF 83,7 ± 1,9 85,6 ± 7,0 76,8 ± 7,9 0,265
Glycine AIA 71,1 ± 8,6 65,0 ± 5,8 62,5 ± 2,5 0,285
0,040 0,172 0,901 EDXRF 76,9 ± 2,3 71,5 ± 6,4 71,5 ± 6,4 0,559
Sérine AIA 73,4 ± 22,5 65,8 ± 6,0 82,6 ± 5,3 0,394
0,433 0,372 0,806 EDXRF 78,6 ± 18,4 71,9 ± 5,9 87,0 ± 8,2 0,848
Proline AIA 77,8 ± 6,9 80,4 ± 8,0 72,5 ± 5,0 0,409
0,158 0,323 0,937 EDXRF 82,2 ± 2,8 84,5 ± 7,9 79,4 ± 10,1 0,721
Acide
aspartique
AIA 79,2 ± 5,7b 88,8 ± 7,8b 62,5 ± 0,8a 0,003 0,064 <0,001 0,641
EDXRF 83,4 ± 1,4b 91,6 ± 7,4b 71,0 ± 7,0a 0,038
Acide
glutamique
AIA 78,4 ± 6,9b 95,0 ± 11,2c 58,4 ± 3,3a 0,003 0,158 <0,001 0,734
EDXRF 83,2 ± 0,3b 97,5 ± 10,3c 68,3 ± 10,1a 0,014
1
LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 4 min et séchées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c.
80
3.6 Discussion
Depuis quelques années, on assiste à la raréfaction des ressources marines et la demande
croissante de farines de poissons pour l’alimentation animale. C’est dans ce cadre que depuis
quelques années on assiste à la recherche des sources de protéines alternatives. Bien que les
protéines végétales ont été utilisées comme alternatives pour les salmonidés mais avec
beaucoup de réserves : faible teneur en protéines, un profil déséquilibré en acides aminés
essentiels (lysine et méthionine) et la présence des facteurs antinutritionnels (Terova et al.,
2019). Des alternatives plus durables à faible empreinte environnementale comme les
protéines d’insectes ont été étudiées (Fisher et al., 2020). Plus spécifiquement, le
remplacement de la farine de poissons a été possible avec les farines de larves de mouches
soldats noires.
L’évaluation de la digestibilité apparente des ingrédients utilisés dans l’alimentation des
poissons fait des partie des étapes les plus importantes dans la formulation des régimes
alimentaires pour satisfaire les besoins nutritionnels des poissons (Glencross et al., 2007).
Dans notre étude on a utilisé deux méthodes pour quantifier le marqueur indigeste afin de
d’obtenir les coefficients de digestibilité apparente des différents nutriments. Il s’agit de la
méthode de détection indirecte de la cendre insoluble à l’acide (AIA) et la méthode directe
de dosage de la silice (SiO2) par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXRF). Les CDA
obtenus avec la méthode de dosage de la silice (SiO2) par fluorescence à X à dispersion
d’énergie sont plus élevés que la méthode de cendre insoluble à l’acide (AIA) (%). Compte
tenu de l’indisponibilité d’une étude avec la méthode de méthode (EDXRF), ce sont les
résultats obtenus par AIA qui seront discutés.
3.6.1 Matières sèches
Aucune différence significative n’a été observée entre les CDA (23,7-40,8%) pour les
matières sèches des différentes farines. Ici encore, cette digestibilité est faible comparée aux
résultats de Dumas et al.,(2018) qui ont obtenu un CDA de 69% chez la truite arc-en-ciel
avec des farines de MSN. Cela pourrait s’expliquer par la présence de chitine. Fontes et al.,
(2019) ont obtenu de faibles valeurs de CDA pour les matières sèches de l’ordre de 42,6-
61,7% avec des farines d’insectes chez le tilapia et expliquait cette observation par la
présence de chitine dans la diète.
81
3.6.2 Protéines
Des traitements thermiques sont utilisés pour réduire la charge bactérienne des
aliments et inactiver certains facteur antinutritionnels (Sobral et al., 2018). Le prétraitement
d’ébouillantage et un traitement thermique à haute température peuvent avoir des effets sur
la rétention d’eau d’un aliment et provoquer une dénaturation des protéines (Jensen et al.,
2014). Dans notre étude, différents traitements (LB, LE et LS) n’ont pas affecté la
digestibilité des protéines (LB, LE et LS). Les CDA étaient faibles (67,8-76,1%)
comparativement , à une digestibilité 85% obtenue avec des farines de MSN chez la truite
arc-en-ciel par Dumas et al., (2018). Cette faible digestibilité pourrait s’expliquer par l’effet
des procédés de transformation utilisés (séchage à 130°C pendant 20 min, ébouillantage à
100°C pendant 4min suivi à 60°C pendant 6h et le séchage à 60°C pendant 12h) pour
l’obtention des différentes farines ainsi que lors de la granulation des moulées. Ces
traitements thermiques ont probablement dénaturé les protéines (ex. réaction entre les acides
aminés et d’autres composés au niveau de la molécule de protéine) ce qui peut rendre difficile
leur hydrolyse par les enzymes digestives. En effet, certains procédés de transformation
telle l’extrusion, en plus du séchage, peuvent affecter la digestibilité des protéines de farines
de poissons (Opstvedt et al., 2003). De plus, la chitine, une composante indigeste chez les
salmonidés interfère avec la digestion des protéines et était présente dans les différentes
farines de mouche avec des valeurs de l’ordre de 3,35-5,89%. Kroeckel et al., (2012) ont
également obtenu de faible valeur de CDA (63,1%) avec des farines de MSN séchées à 60°C
pendant 20h chez le turbot ce qui avait été attribué à une teneur en chitine élevée ( > 2%).
3.6.3 Lipides
Les propriétés des acides gras peuvent influencer la digestion, l’absorption et le
transport des acides gras dans le tractus digestif. En effet, le degré de saturation et la longueur
de la chaine sont autant de facteurs qui peuvent influencer la digestibilité des acides gras
(Menoyo, et al., 2003). Aucune différence significative entre les CDA des différents
traitements (LB, LE et LS) n’a été observée pour les lipides bruts; t, les valeurs de CDA étant
de l’ordre de 44,0 à 58,8%, ce qui est faible comparé à 97% obtenu avec des farines de MSN
82
chez le saumon atlantique (Fisher et al., 2020). Cette faible digestibilité des lipides pourrait
s’expliquer par la présence de gras saturés (67,7-69,3%). Hua & Bureau, (2009) estiment
qu’une teneur en gras saturés élevée (>23,5%) pourrait réduire la digestibilité des lipides chez
les salmonidés alors que la teneur en gras est de l’ordre 36,5 à 37,5%. Olsen et al., (2006)
estiment aussi que la capacité de la chitine à se lier aux sels biliaires dans le transit digestif
des poissons pourrait être un facteur expliquant une faible digestibilité des lipides et leur
absorption. Nos résultats sont comparables au CDA (43%) obtenu avec des farines de MSN
chez la truite arc-en-ciel et qui estimait que la chitine serait la cause de cette faible
digestibilité (Dumas et al., 2018). À l’inverse, une autre étude de digestibilité des farines de
larves de MSN a montré une digestibilité de 97 % chez le saumon atlantique (Fisher et al.,
2020). Plus spécifiquement, les CDA de LB et LE sont supérieurs au CDA de LS pour C16 :1
ce qui pourrait s’expliquer par une oxydation accrue des lipides (i.e., réaction spontanée avec
l’oxygène et les gras insaturés.
3.6.4 Énergie
Les lipides et les protéines sont les principales sources d’énergie des salmonidés. Une
faible digestibilité observée des lipides et les protéines peut donc expliquer de faibles valeurs
de CDA pour l’énergie. Lors de cette étude, à l’instar des protéines et des lipides, aucune
différence significative n’a été observée entre les traitements. Les CDA étaient de l’ordre de
24,3 à 44,1%, ce qui est faible comparé à 88% obtenu avec des farines de MSN chez le
saumon atlantique (Fisher et al., 2020). Cette faible digestibilité pourrait s’expliquer par les
niveaux élevés d’acides gras saturés dans les farines de MSN. En lien avec nos résultats,
Kroeckel et al., (2012) ont obtenu 54,4%, et expliquait que la teneur en gras saturés élevée
pourrait diminuer la digestibilité en énergie.
3.6.5 Chitine
La chitine est une composante indigeste compte-tenu de l’absence de la chitinase chez
la chez la truite arc-en-ciel (Lindsay et al., 1984). Dans cette étude, on a pu montrer que la
chitine est une composante indigeste quel que soit le procédé de transformation utilisé. En
lien avec nos résultats, une étude sur le remplacement de la farine de poissons par les farines
de krill ont montré que la chitine n’est pas digeste chez le saumon atlantique (Olsen et al.,
83
2006). L’ajout d’enzymes exogènes comme la chitinase pourrait être une solution pour
augmenter la digestibilité de la chitine des farines de MSN.
3.6.6 Cendres et minéraux
Les larves de mouches soldats noires ont des teneurs en cendres qui varient entre 8-
28% sur base sèche dépendamment des sources alimentaires (Finke, 2013, Makkar et al.,
2014). Elles sont aussi réputées d’être riche en phosphore, zinc, calcium et fer (Makkar et al.,
2014). Nos résultats ont relevé que le procédé de stérilisation réduit la digestibilité des
minéraux des farines de MSN. Ces résultats sont en lien avec ceux de Tacon et al., 1984, qui
ont observé des valeurs de l’ordre de -37,80 à -15,90% chez la truite. À l’inverse, Fisher et
al., (2020) ont obtenu 64% avec des farines de MSN chez le saumon atlantique. La
digestibilité des minéraux était faible, voire indigestible pour certains minéraux dans notre
étude comme le fer, le calcium et le phosphore. Cette indigestibilité pourrait s’expliquer par
les faibles concentrations en minéraux (0,01-2,59%) rencontrées dans les farines de MSN.
Donc ils sont plus sensibles que les autres macro-ingrédients. De plus l’interaction entre les
différents minéraux peut aussi favoriser des erreurs analytiques. En lien avec nos résultats,
Yamamoto et al.,(1997) ont aussi obtenu des CDA négatifs pour le calcium chez la truite arc-
en-ciel. Ils expliquaient leurs résultats par les faibles concentrations en calcium dans les
diètes. À l’opposé de notre résultats, Fisher et al., (2020), ont obtenu des valeurs de CDA de
71% pour le phosphore et 48% pour le calcium chez le saumon .
3.6.7 Acides aminés
Les acides aminés sont des molécules qui font partie de la composition des protéines
à travers leur assemblage par des liaisons peptidiques. Dans cette étude, notre méthodologie
ne permettait pas de mesurer les acides aminés tels que le tryptophane, l’arginine et la cystine.
Les acides aminés tels que l’acide aspartique et la lysine se sont montrés plus digestes avec
les traitements LB et LE comparés à LS. Cette plus faible digestibilité avec les larves
stérilisées pourrait s’expliquer par une dénaturation accrue des protéines rendant moins
disponibles les acides aminés pour les poissons. En effet, Ljøkjel e al., (2004) estiment qu’un
traitement thermique (100 à 125°C) peut réduire la digestibilité des acides aminés. Le
traitement thermique élevé pourrait avoir provoqué une réaction de Maillard qui rend la
lysine moins disponible chez la truite (Barrows et al., 2007). Nos résultats en ce qui concerne
84
la digestibilité de la lysine sont comparables aux résultats de Dumas et al., (2018) obtenu
avec des farines de MSN chez la truite arc-en-ciel.
3.6.8 Impacts des mesures analytiques sur la détermination des CDA
Dans cette étude, avec la méthode des cendres insolubles à l’acide (AIA), on a observé
des valeurs de digestibilités faibles en lipides bruts (43,9-58,8%), énergie (24,7-40,8%),
matières sèches (23,7-40,8%) et en phosphore comparées à celles obtenues avec la méthode
de dosage de la silice (SiO2) par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXRF) et ce, quel
que soit le traitement. Le marqueur indigeste (SipernatTM50®) est constitué de 98% de SiO2
et est insoluble (Vandenberg et De La Noüe, 2001). Ces plus faibles valeurs de CDA
pourraient s’expliquer par le fait que durant la méthode AIA, il faut passer par plusieurs
étapes pour la récupération des cendres insolubles (utilisation de solvants, ébouillantage,
séparation du filtrat et du rétentat, etc.) qui sont autant de facteurs pouvant biaiser les
résultats. La grande variabilité (figure 3-4) observée avec les CDA pour les protéines réelles,
les lipides bruts, les matières sèches, l’énergie et les cendres, quel que soit le procédé de
transformation utilisé, pourrait s’expliquer par les facteurs susmentionnés. En lien avec nos
résultats, dans une étude sur l’évaluation de la digestibilité avec la méthode AIA, les auteurs
estiment que cette méthode pourrait sous-estimer les CDA des nutriments (Atkinson &
Hilton, 1984a). En lien avec nos résultats, Tacon et Rodrigues, 1984 ont aussi observé une
faible digestibilité pour les protéines brutes (67,39%), les matières sèche (31,74%) et les
cendres (-15,90%) avec la méthode AIA comparée à la méthode d’analyse du polyéthylène
à l’aide calorimètre à balayage différentiel (Perkin-Elmer DSC-2).
3.7 Conclusion
Dans cette étude, les procédés de transformation n’ont pas influencé les CDA pour
les protéines réelles, lipides bruts, énergie, matières sèches et cendres chez la truite arc-en-
ciel. De plus, une grande variabilité a été observée avec la méthode AIA quel que soit le
procédé de transformation. Les larves stérilisées ont obtenu des CDA inférieurs aux deux
autres traitements (LB et LE) pour certains acides aminés et acides gras. Les minéraux tels
que le phosphore et le calcium se sont montrés indigestes quel que soit le procédé de
transformation. La chitine reste une composante indigeste chez la truite arc-en-ciel. Malgré
que les résultats obtenus avec la méthode de dosage de la silice par fluorescence à dispersion
85
d’énergie ont permis de faire ressortir un nombre plus important de différences entre le CDA
pour les différentes diètes, ils n’ont pas été discutés compte tenu de notre incapacité à les
comparer avec la littérature. Cette méthode a toutefois montré un fort intérêt d’application
compte-tenu qu’elle permet d’obtenir des CDA plus élevés et moins variables tout en
simplifiant la méthode de dosage.
86
3.8 Discussion générale
Les objectifs de ce projet étaient de : 1) mesurer in vitro l’activité des anti-protéases
des farines de différents stades de larves de mouches soldats noires traitées ou non par la
chaleur chez la truite arc-en-ciel dans des extraits enzymatiques de la truite arc-en-ciel et 2)
évaluer in vivo la digestibilité des différents nutriments des farines de larves de mouches
soldats noires issues d’un même stade larvaire traitées ou non par la chaleur chez la truite
arc-en-ciel.
3.8.1 Essais in vitro et in vivo
L’un des points de discussion le plus fréquent dans les études sur la digestibilité des
farines des insectes en général et celle de la mouche soldats noire en particulier reste l’impact
de la présence de la chitine sur la digestibilité des nutriments (Fisher et al., 2020). La chitine
est un polymère à longue chaine d’une N-acétylglucosamine qui se trouve au niveau de
l’exosquelettes et l’endosquelette de tous les insectes (Finke, 2007). En effet, des niveaux de
chitine entre 3,35 et 5,89% ont été à maintes reprises pointés comme un facteur prépondérant
pour expliquer la faible digestibilité des nutriments chez les poissons (Kroeckel et al., 2012
Karlsen et al., 2017, Renna et al., 2017, Dumas et al., 2018, Terova et al., 2019, Fisher et al.,
2020). Dans cette étude les niveaux de chitine sont de l’ordre de 3,3 à 5,8%. De plus cette
composante s’est avérée indigestible chez la truite arc-en-ciel.
Les traitements thermiques élevés ont été utilisés pour pouvoir éliminer la charge
microbienne et dénaturer l’action d’antiprotéases chez les farines de mouches soldats noires.
L’utilisation des traitements comme l’ébouillantage à 100°C pendant 4 min suivi d’un
séchage à 60°C au four et un traitement à 130°C pendant 20 min ont pu éliminer
complétement l’inhibition des protéases des farines de larves.
Toutefois, cela ne s’est pas traduit par une augmentation de la digestibilité des
protéines in vivo chez la truite arc-en-ciel. En effet, nos résultats avec l’essai in vivo n’ont
pas montré une digestibilité accrue des larves LS et LE comparé aux LB. Cela pourrait
probablement s’expliquer par la présence de la chitine.
87
Conclusion générale
Dans le présent travail, les traitements thermiques à basses températures n’ont pas eu
d’effet sur l’activité des antiprotéases des farines de larves. Cependant, les traitements
thermiques ≥100 degrés ont pu éliminer complètement l’activité des anti-protéases chez la
truite arc-en-ciel.
En ce qui a trait à l’essai in vivo de digestibilité, les procédés de transformation n’ont
pas influencé les CDA de des protéines réelles, lipides bruts, énergie, matières sèches,
cendres. De plus, une grande variabilité a été ces nutriments quel que soit le traitement avec
la méthode (AIA). Les larves stérilisées ont obtenu des CDA inférieurs aux deux autres
traitements (LB et LE) pour certains acides aminés, et acides gras. Les minéraux tels que : le
phosphore, le calcium se sont montrés indigeste quel que soit le procédé de transformation.
La chitine reste une composante indigeste pour les traitements chez la truite arc-en-ciel.
Malgré que les résultats obtenus avec la méthode de dosage de la silice par fluorescence à
dispersion d’énergie, ils n’ont pas été discutés en raison de l’incapacité à les comparer avec
d’autres études de digestibilité. Cette méthode a montré des CDA plus élevés et moins
variables quel que soit le procédé de transformation.
Nos résultats suggèrent qu’il faut d’autres études sur l’évaluation in vitro de l’inhibition
des activités des anti-protéases dans les farines de larves de mouches soldats noire chez la
truite arc-en-ciel. Pour ce faire, il faut des études plus poussées comme l’électrophorèse pour
pouvoir identifier les anti-protéases présentes dans les farines de larves de mouches soldats
noires.
Les études de comparaisons des différents indicateurs indigestes pour l’estimation de la
digestibilité apparente des farines de larves de mouches soldats noires traitées à haute
température sont nécessaires. Des essais sur les performances de croissance le sont également
avec des farines de larves mouches. La chitine est une composante indigeste chez la truite
arc-en-ciel, l’ajout des enzymes exogènes comme la chitinase dans la moulée pourrait être
une solution pour pallier ce problème. Bien que les résultats obtenus avec la méthode dosage
de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie n’ont pas été discutés dans cette étude,
toutefois, l’utilisation de cette méthode par spectrométrie d’EDXRF est plus sûre, non, plus
88
rapide et potentiellement plus précise qui permet de déterminer le silicium, mais aussi
d’autres minéraux dans les échantillons tels que le phosphore, calcium, zinc et fer. De plus,
les valeurs de digestibilités obtenues avec cette méthode se sont montrées plus élevés que la
méthode standard (AIA). En vue de comparaison dans le futur, il faudrait donc utiliser cette
méthode par fluorescence à X à dispersion d’énergie pour doser les marqueurs indigestes.
89
Annexes
Figure 3-5: Évolution des paramètres physico-chimiques du régime Gainesville observés
pendant l’évolution des stades larvaires
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627
pH
Tem
per
atu
re
Jour
temperature pH
90
Tableau 3-13: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des nutriments des diètes avec 30% d’inclusion de farines
de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la
méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR).
Nutriments Méthodes CDA (%, MS) ANOVA(trait) ANOVAs (met et trait)
R LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(trait*met)
Matières
sèches
AIA 55,9 ± 2,9 50,8 ± 3,5 51,4 ± 2,6 46,3 ± 5,7 0,098 <0,001 0,02 0,611
EDXRF 60,9 ± 1,4 57,7 ± 0,6 58,5 ± 2,5 55,8 ± 0,3 0,232
Protéines
réelles
AIA 84,47 ± 0,6a 79,8 ± 2,7ab 80,7 ± 2,2ab 77,7 ± 0,4b 0,010 <0,001 <0,001 0,756
EDXRF 86,5 ± 0,2 84,2 ± 0,9 84,0 ± 2,8 82,8 ± 1,6 0,023
Lipides bruts AIA 57,8 ± 5,0 52,53 ± 2,4 58,7 ± 4,5 51,7 ± 6,8 0,273
0,001 0,05 0,833 EDXRF 62,6 ± 3,5 59,4 ± 2,4 64,7 ± 3,7 60,3 ± 1,4 0,163
Énergie AIA 61,1 ± 2,5b 56,0 ± 2,7ab 55,5 ± 3,3ab 48,7 ± 5,5a 0,022
<0,001 <0,001 0,593 EDXRF 65,5 ± 1,5 62,1± 0,8 62,1 ± 3,0 57,8 ± 0,5 0,005
Cendres AIA 25,4 ± 5,7 23,8 ± 3,8 21,7 ± 2,9 17,1 ± 10,3 0,453
<0,001 0,275 0,73 EDXRF 33,9 ± 3,4 34,8 ± 2,2 33,2 ± 1,9 31,8 ± 1,7 0,619
Chitine AIA 0 0 0 0
EDXRF 0 0 0 0
1 R : moulées de références LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c sont utilisées pour montrer les différences significative
91
Tableau 3-14: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides gras saturés des diètes avec 30% d’inclusion de
farines de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA)
et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR).
Acides gras
saturés Méthodes
CDA (%, MS)
ANOVA
(trait)
ANOVAs
(met et trait)
R LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(met*trait)
C8:0 AIA 54,7 ± 0,9 60,4 ± 4,8 63,2 ± 8,6 56,9 ± 6,4 0,365
0,081 0,051 0,424 EDXRF 59,8 ± 1,3 65,9 ± 2,7 68,7 ± 6,7 64,4 ± 5,7 0,206
C10:0 AIA 58,1 ± 6,4a 66,2 ± 4,1ab 70,0 ± 1,9a 65,3 ± 3,6ab 0,051
0,006 <0,001 0,776 EDXRF 62,9 ± 5,0a 71,0 ± 0,3b 74,4 ± 2,2b 71,4 ± 0,3b 0,005
C12:0 AIA 62,4 ± 2,1c 41,8 ± 5,0a 53,3 ± 2,0bc 47,1 ± 5,4bc 0,001
<0,001 <0,001 0,951 EDXRF 66,7 ± 0,9c 49,9 ± 0,5a 60,1 ± 2,6b 56,4 ± 0,5b <0,001
C14:0 AIA 55,5 ± 3,5b 46,0 ± 3,9ab 48,9 ± 2,4ab 42,4 ± 6,1a 0,029
<0,001 <0,001 0,747 EDXRF 60,6 ± 2,1b 53,5 ± 0,5a 56,3 ± 2,5b 52,6 ± 0,4b 0,005
C15:0 AIA 54,2 ± 3,2b 40,7 ± 4,6a 50,5 ± 2,9ab 44,4 ± 6,2ab 0,023
<0,001 <0,001 0,75 EDXRF 59,5 ± 1,7c 48,9 ± 0,3a 57,8 ± 2,8bc 54,2 ± 0,3b <0,001
C16:0 AIA 51,0 ± 3,0b 38,0 ± 4,6a 44,9 ± 2,7b 40,0 ± 6,2ab 0,027
<0,001 <0,001 0.074 EDXRF 56,6 ± 1,5c 46,6 ± 0,5a 53,0 ± 2,5bc 50,6 ± 0,2b <0,001
C17:0 AIA 48,6 ± 5,0b 32,2 ± 4,2b 49,5 ± 1,5ab 40,0 ± 7,8a 0,01
<0,001 <0,001 0,593 EDXRF 54,4 ± 3,5b 41,6 ± 1,5b 56,9 ± 1,1ab 50,6 ± 3,5a <0,001
C18:0 AIA 47,0 ± 2,6a 29,1 ± 5,5a 39,1 ± 3,5ab 36,8 ± 6,7ab 0,012
<0,001 <0,001 0,076 EDXRF 53,0 ± 1,3b 39,0 ± 0,9a 48,9 ± 2,9b 48,0 ± 0,1b <0,001
C20 :0 AIA 54,5 ± 1,8ab 58,5 ± 2,9b 50,8 ± 3,2ab 45,0 ± 5,6a 0,011
<0,001 0,001 0,234 EDXRF 59,6 ± 0,7b 64,3 ± 0,4c 58,0 ± 2,7ab 54,7 ± 1,2a <0,001
1 R : moulées de références LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ;
92
2Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c sont utilisées pour montrer les différences significatives.
93
Tableau 3-15 : Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides gras mono et polyinsaturés des diètes avec 30% d’inclusion
de farines de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la
méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR).
acides gras
mono et
polyinsaturés
Méthodes
CDA (%, MS)
ANOVA
(trait)
ANOVAs
(met et trait)
R LB LE LS p-trait p-met p-trait p-(met*trait)
C14:1 AIA 69,7 ± 1,0b 72,2 ± 2,6a 69,7 ± 3,2a 66,1 ± 3,4a 0,029
<0,001 <0,001 0,115 EDXRF 73,1± 1,6 76,1 ± 0,2 74,1 ± 2,7 72,1 ± 1,5 0,119
C16:1 AIA 69,1 ± 3,1b 70,2 ± 1,6b 64,6 ± 3,5ab 58,6 ± 4,7a 0,012
<0,001 <0,001 0,534 EDXRF 72,6 ± 2,1b 74,3 ± 0,7b 69,7 ± 3,3ab 66,0 ± 0,5a 0,004
C18:1c9 AIA 65,1 ± 2,6b 61,6 ± 2,5ab 60,6 ± 3,4ab 55,3 ± 4,8a 0,049
<0,001 0,003 0,345 EDXRF 69,1 ± 1,7 66,9 ± 0,6 66,3 ± 3,2 63,2 ± 0,3 0,121
C18:1c11 AIA 59,4 ± 3,1b 52,4 ± 3,1b 52,4 ± 3,3ab 45,9 ± 5,9a 0,022
<0,001 <0,001 0,395 EDXRF 64,0 ± 2,0b 59,0 ± 0,8a 59,3 ± 3,0ab 55,5 ± 0,4a 0,003
C18:2n6 (LA) AIA 78,0 ± 1,8b 69,1 ± 2,3a 73,1 ± 2,4ab 68,1 ± 3,1a 0,004
0,009 <0,001 0,868 EDXRF 80,5 ± 1,0b 73,4 ± 0,3a 77,0 ± 2,6ab 73,7 ± 0,5a <0,001
C18:3n6 AIA 63,6 ± 3,0 58,1 ± 4,9 60,1 ± 1,5 62,0 ± 5,0 0,398
<0,001 0,005 0,395 EDXRF 67,8 ± 1,7ab 64,0 ± 1,4a 65,9 ± 1,3ab 68,7 ± 1,8b 0,024
C18 :3n3
(ALA)
AIA 80,2 ± 1,7b 72,0 ± 2,1a 75,8 ± 2,7ab 70,8 ± 3,1a 0,006 0,003 <0,001 0,644
EDXRF 82,5 ± 1,0b 75,9 ± 0,7b 79,3 ± 2,8ab 76,0 ± 0,5a 0,002
C20 :1n11 AIA 55,9 ± 4,0b 59,3 ± 2,6b 54,1 ± 3,5b 42,1 ± 6,0a 0,005
<0,001 <0,001 0,005 EDXRF 60,9 ± 2,6b 64,8 ± 3,7b 60,8 ± 3,0b 52,3 ± 1,0a 0,003
1 R : moulées de références LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ; 2Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c sont utilisées pour montrer les différences significatives
94
Tableau 3-16 : Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des minéraux des diètes avec 30% d’inclusion de farines
de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble à l'acide (AIA) et la
méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR).
Minéraux Méthodes
CDA (%, MS) ANOVA
(trait) ANOVAs (met et trait)
R LB LE LS p-trait p-met p-trait p-
(trait*met)
Fer AIA -29,2 ± 18,0 -21,3 ± 2,5 -14,1 ± 8,6 -37,8 ± 4,7 0,101
<0,001 0,013 0,149 EDXRF 26,3 ± 2,5b 16,8 ± 1,3ab 20,6 ± 1,8ab 10,0 ± 9,0a 0,019
Calcium AIA 46,2 ± 5,9 -45,9 ± 74,0 -3,5 ± 2,9 -49,7 ± 38,7 0,072
0,069 0,042 0,427 EDXRF -40,9 ± 10,2 -13,8 ± 10,0 -13,8 ± 10,0 19,7 ± 16,1 0,067
Zinc AIA 17,7 ± 2,2a 27,1 ± 1,8b 13,3 ± 3,6b 24,9 ±1,4b <0,001
0,070 0,891 0,123 EDXRF 24,7 ± 1,1a 47,4 ± 1,5c 29,3 ± 3,1ab 34,5 ± 2,1b <0,001
Phosphore AIA 68,3 ± 2,9 31,4 ± 30,0 45,1 ± 2,2 31,0 ± 13,7 0,077
<0,001 0,195 0,218 EDXRF 38,3 ± 4,8a 46,4 ± 3,8ab 46,3 ± 1,0ab 48,9 ± 2,5b 0,024
1 R : moulées de références LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c sont utilisées pour montrer les différences significatives.
95
Tableau 3-17: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides aminés essentiels des diètes avec 30%
d’inclusion de farines de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble
à l'acide (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR).
Acides
aminés
essentiels
Méthodes CDA (%, MS)
ANOVA
(trait) ANOVAs 2 facteurs
R LB LE LS p-trait p-met p-trait p(trait*met)
Valine AIA 89,3 ± 9,2 782,5 ± 1,2 82,9 ± 6,4b 83,8± 2,3 0,164
0,233 0,031 0,975 EDXRF 90,5 ± 8,2 84,9 ± 0,12 82,2 ± 2,2 82,9 ± 2,1 0,268
Leucine AIA 89,9 ± 8,8 82,2± 1,9 84,2 ± 2,1 81,4 ± 0,9 0,194
0,233 0,040 0,982 EDXRF 91,0 ± 7,8 84,7 ± 0,63 86,5 ± 2,1 84,5 ± 2,2 0,285
Isoleucine AIA 89,1 ± 9,4 81,9 ± 1,7 83,5 ± 2,3 78,8 ± 1,4 0,157
0,267 0,027 0,972 EDXRF 90,3 ± 8,3 84,4 ± 0,5 85,9 ± 2,4 82,3 ± 2,6 0,244
Thréonine AIA 92,03 ± 6,9 86,9 ± 1,6 85,8 ± 2,42 84,5 ± 2,1 0,179
0,242 0,035 0,980 EDXRF 92,8 ± 6,1 88,7 ± 0,5 87,8 ± 2,3 87,2 ± 2,4 0,272
Méthionine AIA 88,7 ± 9,9 87,0 ± 1,7 86,6 ± 3,9 86,4 ± 1,1 0,948
0,404 0,916 0,998 EDXRF 90,0 ± 8,7 88,8 ± 1,4 88,5 ± 3,6 88,7 ± 1,7 0,981
Phénylalanine AIA 89,3 ± 9,3 81,0 ± 2,0 82,4± 2,2 80,1 ± 1,4 0,178
0,234 0,03 0,982 EDXRF 90,5 ± 8,2 83,7 ± 0,9 84,9 ± 2,2 83,5 ± 2,4 0,255
Lysine AIA 92,9 ± 6,1b 86,7 ± 2,4ab 89,0 ± 1,7ab 81,2 ± 1,5a 0,001
0,186 <0,001 0,909 EDXRF 93,7 ± 5,8b 88,6 ± 1,6ab 90,6 ± 1,7ab 84,4 ± 1,7a 0,030
Histidine AIA 86,4 ± 11,9 81,4 ± 1,0 84,4 ± 2,5 83,3 ± 1,7 0,783
0,455 0,63 0,993 EDXRF 87,9 ± 10,5 83,9 ± 0,8 86,7 ± 2,5 86,2 ± 1,7 0,849
Tyrosine AIA 90,9 ± 7,9 83,8 ± 2,1 84,6 ± 2,1 81,8 ± 1,7 0,100
0,158 0,014 0,952 EDXRF 91,6 ± 7,0 86,1 ± 1,1 86,8 ± 2,1 84,8 ± 2,4 0,207
1 R : moulées de références LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c sont utilisées pour montrer les différences significative
96
Tableau 3-18: Coefficients de digestibilité apparente (CDA, % MS) des acides aminés non essentiels des diètes avec 30%
d’inclusion de farines de MSN ayant subies différents de séchages chez la truite arc-en-ciel avec la méthode de cendre insoluble
à l'acide (AIA) et la méthode de dosage de la silice par fluorescence à X à dispersion d’énergie (EDXFR).
Acides aminés Méthodes CDA (%, MS)
ANOVA
(trait) ANOVAs 2 facteurs
R LB LE LS p-trait p-met p-trait p(trait*met)
Alanine AIA 89,7± 8,9 83,16 ± 2,07 83,7 ± 2,13 80,1 ± 0,7 0,167
0,229 0,031 0,979 EDXRF 90,8 ± 7,9 85,5 ± 0,6 86,1 ± 2,0 83,4 ± 2,3 0,262
Glycine AIA 86,8 ± 11,4 717,3± 2,7 75,0 ± 2,02 74,3 ± 0,8 0,11
0,202 0,001 0,976 EDXRF 88,8 ± 10,1 80,5 ± 0,75 78,6 ± 2,2 78,7 ± 2,9 0,168
Sérine AIA 92,6 ± 6,3 85,0 ± 5,7 82,3 ± 1,7 87,1 ± 1,5 0,101
0,409 0,007 0,99 EDXRF 93,4 ± 5,6 84,7 ± 0,79 85,3 ± 2,4 83,9 ± 2,9 0,09
Proline AIA 89,3 ± 9,3 82,2 ± 1,9 82,9 ±2,5 80,7 ± 1,4 0,234
0,248 0,06 0,985 EDXRF 90,5 ± 8,2 84,7 ± 0,7 85,3 ± 2,4 83,9 ± 2,9 0,348
Acide
aspartique
AIA 89,5 ± 9,1 82,8 ± 1,6 85,7 ± 2,5 77,4 ± 0,2 0,07 0,226 0,006 0,965
EDXRF 90,6 ± 8,1 85,2 ± 0,4 87,8 ± 2,3 81,3 ±2,2 0,136
Acide
glutamique
AIA 91,5 ± 7,3 85,7 ± 1,2 88,9 ± 2,3 81,2 ± 0,7 0,05 0,227 0,003 0,961
EDXRF 92,5 ± 6,5 87,7 ± 0,0 90,5 ± 2,1 84,4 ± 2,6 0,102 1 R : moulées de références LB : larves séchées 12h/60°C, LE : larves ébouillantées 6h/60°C, LS : larves séchées 20min/130°C ; 2 Les valeurs représentent les moyennes ± écarts types en base sèche, n = 3 ; le niveau de signification p˂0,05, le test de Tukey a été utilisée pour les
comparaisons multiples, les lettres a, b, c sont utilisées pour montrer les différences significatives
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