EFFETS DE FRUCTO-OLIGOSACCHARIDES OU DES GRAINS ENTIERS DE BLE SUR LES PERFORMANCES ET LE TUBE DIGESTIF DU POULET DE CHAIR

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1 EFFETS DE FRUCTO-OLIGOSACCHARIDES OU DES GRAINS ENTIERS DE BLE SUR LES PERFORMANCES ET LE TUBE DIGESTIF DU POULET DE CHAIR Williams Jeanne, Gariel Irène, Mallet Serge, Leconte Maryse, Lessire Michel INRA, UR8 Recherches Avicoles, 78 Nouzilly Ce travail a été réalisé dans le cadre de l Unité Mixte Technologique BIRD (Biologie et Innovation pour la Recherche et le Développement en aviculture) RÉSUMÉ L ojectif de ce travail est d étudier deux conduites alimentaires susceptiles de modifier la flore, la structure et/ou le fonctionnement du tue digestif ainsi que les performances de croissance du poulet de chair. Pour cela 4 aliments sont étudiés: un témoin négatif (TN), un témoin positif contenant ppm d avilamycine (TP), un aliment contenant,6% de fructo-oligosaccharides (FOS) et un autre composé de 4% de grains entiers de lé et d un complémentaire protéique (GE). Les performances zootechniques sont suivies de à 6 semaines, et les caractéristiques du tue digestif sont étudiées à semaines (flore aéroie dans l iléon, les caeca et le cloaque, morphométrie de l iléon, et différentes activités enzymatiques intestinales). Le poids vif et l indice de consommation sont améliorés pour les animaux du régime TP par rapport au régime TN. Les animaux du régime FOS ont une consommation et un poids vif plus failes que ceux du régime TN, mais leur indice de consommation est significativement amélioré. Le poids vif des animaux recevant le régime GE est significativement plus faile que ceux recevant le régime TN. De plus, leur consommation est numériquement plus faile. Leur indice de consommation est similaire. Le régime TP conduit à une réduction des actéries totales aéroies dans les caeca par rapport au régime TN. Au niveau de la morphométrie de l iléon, la seule différence oservée est l augmentation de la surface des cryptes avec le régime GE par rapport au régime TN. Le régime TP entraîne par rapport au régime TN une augmentation de l activité de la leucine aminopeptidase (LAP) dans le duodénum et de la maltase dans le jéjunum. Le régime GE entraîne une augmentation de l activité de la LAP dans le duodénum. Dans ce travail, l avilamycine améliore les performances ce qui pourrait être dû à une réduction de certaines populations actériennes digestives et à l augmentation de certaines activités enzymatiques digestives. Les aisses de poids oservées dans le cas des régimes FOS et GE s expliquent en grande partie par une aisse de la consommation. ABSTRACT The ojective of this experiment was to study two feeding methods, which could potentially alter the gut microflora, the structure and/or the function of the digestive tract and therey improve the performance of roilers. Four different treatments were studied: a negative control (TN), a positive control with ppm avilamycin (TP), a diet containing.6% fructo-oligosaccharides (FOS) and one composed of 4% of whole wheat and protein concentrate (GE). The performance was measured from to 6 weeks, and characteristics of the digestive tract were studied at weeks (aeroic acterial counts in the contents of the ileum, caeca and cloaca, the gut morphometry in the ileum, the activity of different intestinal enzymes). The irds on treatment AB had improved live weight and FCR compared to treatment C. The irds fed the FOS had a lower feed intake and a lower live weight compared to the irds on treatment C, ut their FCR was significantly improved. Treatment WW resulted in a lower live weight than treatment C. Moreover their feed intake was numerically lower. Their FCR values were similar. For treatment AB, the total numer of aeroic acteria in the caecum was reduced. For the ileal morphometry the only difference was a greater crypt surface for treatment GE compared to treatment TN. For treatment AB, the leucine aminopeptidase activity in the duodenum and maltase in the jejunum were higher than for treatment C. Furthermore, treatment WW resulted in an increase in the LAP activity in the duodenum. In this work, the avilamycin resulted in an improved performance that might e due to a reduction in the numer of acteria in the gut flora and an increase in the level of activity of some digestive enzymes. The reduced live weight oserved with the FOS and WW diets may e explained y a lower feed intake. Septièmes Journées de la Recherche Avicole, Tours, 8 et 9 mars 7 7

2 INTRODUCTION Jusqu à présent la flore digestive des volailles était contrôlée par l utilisation d antiiotiques facteurs de croissance (AFC) permettant d améliorer les performances des animaux (Thomke et Elwinger, 998a). Depuis leur interdiction en janvier 6 dans l'union européenne, des alternatives sont recherchées. Ainsi les fructooligosaccharides (FOS) et l utilisation de grains entiers de lé pourraient être proposées. Les FOS sont des oligosaccharides non hydrolysés par les enzymes digestives animales constituant ainsi un sustrat pour la microflore du tue digestif. Ainsi, Xu et al. () ont montré chez les volailles de chair, que les FOS ont un effet énéfique sur la flore digestive, en stimulant le développement de actéries favorales (lactoacilles et ifidoactéries) et en réduisant la croissance de actéries potentiellement pathogènes comme les coliformes. Cet effet énéfique sur la flore digestive pourrait expliquer l amélioration de la structure intestinale caractérisée par une augmentation de la hauteur des villosités iléales et une aisse de la taille des cryptes dans le jéjunum et l iléon (Xu et al., ). Les effets énéfiques sur la flore digestive et la structure intestinale sont proalement à l origine de l amélioration des performances oservées avec les FOS (Ammerman et al., 988 ; Xu et al., ). L introduction de grains entiers de lé dans l aliment peut également modifier la flore digestive. Ainsi au niveau intestinal, une aisse des populations de coliformes (Gariel et al., ) et d entéroactéries lactose négatives (Engerg et al., 4) a été rapportée. Ces aisses de populations actériennes pourraient être dues à une acidification plus importante du contenu du gésier (Gariel et al., a ; Engerg et al., 4). Une augmentation de la population de certains lactoacilles a aussi été oservée (Engerg et al., 4). Par ailleurs, l inclusion de grains entiers de lé peut favoriser le développement et la maturation de la muqueuse intestinale (Gariel et al., 5). Ainsi, ce type de régime peut améliorer les performances zootechniques des animaux (Plavnik et al., ). L ojectif de ce travail est d étudier les effets de ces deux alternatives potentielles aux AFC (FOS et grains entiers de lé) sur la flore digestive, la structure et le fonctionnement du tue digestif ainsi que sur les performances du poulet de chair.. MATERIELS ET METHODES.. Animaux L'étude est réalisée avec des poulets de chair élevés au sol pendant 4 jours dans des conditions standard de température et d éclairement. 864 poussins mâles d'un jour (Ross PM) sont répartis selon leur poids vif en 4 parquets ( m ) de 6 animaux dans un âtiment expérimental... Régimes A partir d une même formule de ase, contenant principalement du lé (4%), du maïs et du tourteau de soja (royés au royeur à marteaux, grille de 6 mm), de l huile de colza, du gluten de maïs, ainsi que des vitamines, des minéraux, des oligoéléments, des acides aminés (Lys, Met) et un anticoccidien sans effet sur les actéries intestinales (Clinacox), quatre aliments sont fariqués: un témoin négatif (TN), un témoin positif (TP) contenant ppm d avilamycine (Maxus G ; Lilly, France), un régime FOS contenant,6% de FOS à courtes chaînes (Beghin-Meiji, France) et un contenant des grains entiers de lé (GE). Chaque aliment est décliné en démarrage (- j; EM kcal/kg, protéines %, Lys,%), croissance (- 5 j; EM 5 kcal/kg, protéines %, Lys,%), finition (6-6 j) et retrait (7-4 j) (EM 5 kcal/kg, protéines 9,5%, Lys,95). Ces aliments sont granulés (.5 mm) à la vapeur (55,-65,7 C). Pour l aliment GE, l introduction des grains entiers s effectue progressivement. La moitié du lé royé contenu dans l aliment de ase est remplacée par des grains entiers de lé royés grossièrement (royeur à marteaux, grille de mm) de 8 à 9 j, puis par des grains entiers de à j. A partir de j, l ensemle du lé royé est remplacé par des grains entiers. Le reste de l aliment de ase est granulé et présenté mélangé aux grains entiers... Mesures effectuées Les animaux sont pesés individuellement à, 5, 6 et 4 j. La consommation de chaque parquet est mesurée afin de calculer l'indice de consommation (IC) aux mêmes dates. Les caractéristiques du tue digestif des animaux sont déterminées à semaines d âge. Pour cela, de à 4 j, dans chacun des 6 parquets affectés à un même régime, 6 animaux de poids moyen sont utilisés pour prélever leurs fientes cloacales qui sont regroupées et conservés à -7 C. Les animaux sont ensuite sacrifiés par injection intraveineuse de pentoarital de sodium. Le contenu de l iléon et des caeca de chacun de ces 6 animaux est prélevé, regroupé et conservé à -7 C. Pour la moitié de ces animaux (soit 8 animaux / régime) un fragment (,5 cm de long) d intestin situé au milieu de l iléon, est prélevé, rincé (NaCl,9%) puis fixé (formol tamponé), pendant h à h avant d être conservé dans de l éthanol 7% à 4 C. De plus, le tiers médian de chaque segment intestinal (duodénum, jéjunum et iléon), après avoir été vidé et rincé (NaCl,9%) est gratté pour récupérer la muqueuse intestinale qui est congelée dans l'azote 8 Septièmes Journées de la Recherche Avicole, Tours, 8 et 9 mars 7

3 liquide et conservée à -7 C. Par ailleurs, dans le cas des régimes TN et GE, le gésier est prélevé, vidé et pesé. La flore digestive est déterminée par comptages actériens (lactoacilles, coliformes et actéries totales aéroies, Gariel et al., ) dans les contenus du cloaque, de l'iléon et des caeca. La morphométrie iléale est déterminée sur les échantillons conservés dans l éthanol 7% selon une méthode de microdissection (Goodlad et al., 99). Pour chaque échantillon, la longueur et la largeur de villosités et cryptes sont mesurées, puis les surfaces des villosités et des cryptes sont calculées. Les activités enzymatiques intestinales étudiées sont la phosphatase alcaline (PA) utilisée comme critère de maturité des entérocytes, ainsi que deux enzymes digestives, la leucine aminopeptidase (LAP) et la maltase. La PA et la LAP sont dosées sur un échantillon de 5 mg selon les méthodes décrites par Gariel et al. (a) et la maltase selon la méthode de Giorgi et al. (99)..4. Analyses statistiques Les analyses statistiques sont effectuées à l'aide du logiciel Statview par analyse de variance, et comparaisons des moyennes selon le test de Student Newman-Keuls (p <,5). Pour le régime GE, la proportion de lé consommée est comparée à la valeur théorique par un test T unilatéral (p <,5).. RESULTATS ET DISCUSSION.. Performances zootechniques Durant toute la période d élevage, le régime TP améliore le poids vif et l IC par rapport au régime TN (Taleau ) comme oservé couramment avec les AFC (Thomke et Elwinger, 998a). Les animaux du régime FOS ont un poids vif et une consommation sur toute la période d étude plus failes que ceux du régime TN. Cet effet négatif sur le poids est en contradiction avec l étude de Catala- Gregori et al. (7) montrant une amélioration des gains de poids qui pourrait être due à la densité légèrement plus élevée, 5 animaux / m au lieu de dans notre étude. Cependant, l IC est significativement amélioré sur toute la période par rapport au régime TN, ce qui est en accord avec les résultats de Ammerman et al. (988), Xu et al. () et Catala-Gregori et al. (7). De plus, l IC des poulets recevant le régime FOS est similaire à celui du régime TP. Avec le régime GE, la proportion de grains entiers ingérés au déut de l introduction de ce mode d alimentation ( à j) est inférieure à celle recherchée,,8 ±,6 % au lieu de %, puis les valeurs se rapprochent de la quantité théorique (4%) tout en étant légèrement inférieures, 8, ±, % de à 5 j et 8,8 ±, % de 6 à 6 j, et même supérieures en fin de période, 4,5 ±,% de 7 à 4 j. Ceci entraîne une consommation protéique plus élevée avec le régime GE,,9 ±,8 % au lieu de % de à j,, ±,5 % au lieu de % de à 5 j, et 9,7 ±,4 % au lieu de 9,5 % de 6 à 6 j, et plus faile en fin de période, 9,45 ±, % au lieu de 9,5 %. Cependant ces différences sont failes. Les animaux recevant ce régime ont un poids vif à j, après le déut de l introduction des grains entiers, similaire à celui des animaux recevant le régime TN. Cependant, de 5 à 4 j, le poids vif des animaux recevant le régime GE est inférieur à celui de ceux recevant le régime TN. De plus, leur consommation est numériquement plus faile de à 4 j, ce qui pourrait être due à la différence de structure de l aliment. L IC des animaux est similaire entre les régimes TN et GE sur l ensemle de la période d étude. Une consommation et des poids plus failes avec des grains entiers de lé ont déjà été rapportés (Engerg et al., 4). Cependant, la plupart des études montrent un effet énéfique ou une asence d effet sur la croissance ou l IC (Preston et al., ; Plavnik et al., ; Gariel et al., a)... Caractéristiques du tue digestif Dans cette étude, le régime contenant l avilamycine entraîne une réduction du nomre de actéries totales aéroies dans les caeca par rapport au régime TN, 8,78 ±,4 et,5 ±,6 Log Unité Formant Colonies / g de contenu, conformément à l effet attendu des AFC (Thomke et Elwinger, 998). La morphométrie iléale n est pas modifiée (résultats non présentés), ien que cet antiiotique puisse entraîner une aisse de la profondeur des cryptes iléales (Sarica et al., 5). Par contre l activité d enzymes digestives est augmentée dans le duodénum (LAP) et dans le jéjunum (maltase) par rapport au régime TN (Figures et ), ce qui peut conduire à une meilleure utilisation des aliments. L effet de l avilamycine sur la flore digestive et la fonctionnalité intestinale contriuent vraisemlalement à l amélioration des performances oservée avec cet AFC. Dans le cas du régime FOS, la flore n est pas modifiée par rapport au régime TN (résultats non présentés). Ceci diffère des résultats de Xu et al. () montrant une augmentation du nomre de lactoacilles ainsi qu'une réduction du nomre de coliformes dans l'intestin grêle et les caeca avec un taux d inclusion de FOS de,4%. Avec un taux plus faile,,%, cet effet sur la flore n est maintenu que dans les caeca (Xu et al., ). Le plus faile taux d incorporation de FOS dans notre étude pourrait expliquer l asence d effet oservé sur les comptages actériens. Cependant, d autres modifications de la flore, non mises en évidence par Septièmes Journées de la Recherche Avicole, Tours, 8 et 9 mars 7 9

4 les méthodes utilisées dans cette étude, peuvent avoir lieu. Il a ainsi été montré que les FOS à,6% peuvent moduler la flore, en particulier les Lactoacilles dans l iléon (Massias et al, 6). La structure iléale n est pas modifiée (résultats non présentés) comme dans le cas de l étude de Catala- Gregori et al. (7). Xu et al. () ont cependant oservé une augmentation de la hauteur des villosités dans l'iléon et une aisse de la profondeur des cryptes dans le jéjunum et l'iléon. Ces effets ne sont oservés qu avec une teneur élevée en FOS de,4%. Avec,% de FOS la taille des villosités et des cryptes n est plus modifiée, seul le rapport de longueur villosité / crypte dans l iléon est supérieur. La plus faile concentration de FOS utilisée dans notre étude et celle de Catala-Gregori et al. (7) (,6%) pourrait expliquer l asence d effet oservale sur la morphométrie intestinale. L asence d effet des FOS sur les activités enzymatiques intestinales (Figures, et ) pourrait aussi être due à cette faile concentration. Les modifications potentielles de flore rapportées dans la littérature, comme l augmentation des ifidoactéries, pourraient être à l origine de l amélioration de l IC oservé dans notre étude. Cependant, la stimulation de la croissance actérienne pourrait entraîner une stimulation du système immunitaire intestinal (Bornet et Brouns, ), et être à l origine de la aisse de consommation (Klasing et al., 987) oservée dans notre étude. Cette aisse de consommation pourrait expliquer les plus failes poids oservés avec ce régime. La consommation du régime GE n entraîne aucune modification de la microflore digestive par rapport au régime TN (résultats non présentés) comme ceci a été oservé dans une étude précédente (Gariel et al., 5). Cependant, d autres études utilisant des grains de lé entiers chez le poulet de chair ont mis en évidence dans l intestin des aisses de populations actériennes comme les entéroactéries lactose négatives ou les coliformes (Gariel et al., ; Engerg et al., 4). Ces aisses de populations actériennes pourraient être dues à un ph plus faile du gésier lié à une activité plus importante de cet organe comme le montre son poids plus élevé (Plavnik et al., ; Gariel et al., a ; Engerg et al., 4). Dans notre étude, ien que le poids du gésier soit aussi plus élevé en présence de grains entiers par rapport au régime TN,,4% et,5% du poids vif respectivement, la flore étudiée ne laisse pas apparaître de modification, mais d autres populations actériennes non étudiées au cours de ce travail peuvent avoir été modifiées. Au niveau intestinal, les grains entiers ne modifient pas la taille des villosités iléales (résultats non présentés), mais augmentent la surface des cryptes iléales (8 68 ± 5 µm au lieu de 7 6 ± 8 µm ) et augmentent l activité de la LAP dans le duodénum (Figure ). Peu d études ont été effectuées pour mesurer l effet de la consommation de grains entiers sur les modifications de l intestin grêle. Ainsi Wu et al. (4) n ont pas oservé de modification de la structure intestinale au niveau de l iléon. Cependant au niveau du duodénum une augmentation du rapport de surface villosité / crypte a été oservée (Gariel et al., 5), traduisant une structure intestinale plus favorale à l animal dans le cas de la consommation de grains entiers, ce qui est en accord avec l activité plus importante de la LAP dans le duodénum, oservée dans notre étude. Cependant, les effets sur les activités enzymatiques rapportés dans différentes études sont variales, aussi ien des aisses que des augmentations d activités ont été oservées (Gariel et al., a et 5). Contrairement aux modifications affectant le gésier, les modifications au niveau intestinal apparaissent variales d une étude à l autre. Figure. Activités enzymatiques dans le duodénum (U/g de tissus). (a,) les valeurs avec des lettres différentes pour une activité enzymatique donnée sont significativement différentes a a Figure. Activités enzymatiques dans le jéjunum (U/g de tissus) (a,) les valeurs avec des lettres différentes pour une activité enzymatique donnée sont significativement différentes a a a Figure. Activités enzymatiques dans l'iléon (U/g de tissus),5,5,5,5 Septièmes Journées de la Recherche Avicole, Tours, 8 et 9 mars 7

5 CONCLUSION Dans cette étude, alors que l avilamycine à ppm améliore le poids final des animaux, le FOS (,6%) ou les grains entiers de lé (4%) le réduisent. Le régime contenant l avilamycine améliore également l IC ce qui pourrait être dû à la diminution de la flore digestive et à l augmentation de certaines activités enzymatiques digestives. Dans le cas du régime FOS, les gains de poids plus failes pourraient être dus à la plus faile consommation de ce régime, aucune modification physiologique n ayant été oservée. Toutefois, ce régime entraîne une amélioration de l IC. Dans le cas du régime GE, le poids vif plus faile, malgré l augmentation d une activité enzymatique digestive, est à relier à une consommation alimentaire plus faile de cette forme d aliment. Remerciements Ces travaux ont été financés par le programme Européen Poultryflorgut (5-8). REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Ammerman, E., Quarles, C., Twining, P.V., 988. Poult. Sci., (67), 46. Bornet, F.R., Brouns, F.,. Nutr. Rev., (6), 6-4. Catala-Gregori, P., Mallet, S., Travel, A., Lessire, M., 7. 7 ème Journées de la Recherche Avicole, Tours. Engerg, R.M., Hedemann, M.S., Steenfeldt, S., Jensen, B.B. 4. Poult. Sci., (8), Gariel, I., Mallet, S., Leconte, M., a. Br. Poult. Sci., (44), 8-9. Gariel, I., Mallet, S., Leconte, M., Fort, G., Naciri, M.,. Poult. Sci., (8), Gariel, I., Mallet, S., Leconte, M., Le Hagarat, A., Lalles, J.P., 5. ème Congrès de la Société Française de Nutrition, Marseille, France, p.. Giorgi, M., Vanni, P., Pinzauti, G., 99. Enzyme, (46), 99-. Goodlad, R.A., Levi, S., Lee, C.Y., Mandir, N., Hodgson, H., Wright, N.A., 99. Gastroenterology, (), 5-4. Klasing, K.C., Laurin, D.E., Peng, R.K., Fry, D.M., 987. J. Nutr., (7), Massias, B., Arturo-Schaan, M., Elie, A.M., Bein, K., Hocde, V., Denayrolles, M., Urdaci, M.C., 6. Reprod. Nutr. Develop., (46), S5. Plavnik, I., Macovsky, B., Sklan, D.,. Anim. Feed Sci. Technol., (96), 9-6. Preston, C.M., McCracken, K.J., McAllister, A.,. Br. Poult. Sci., (4), 4-. Sarica, S., Erdogan, S., Koc, A., Erdogan, Z., 5. Indian J. Anim. Sci., (75), Thomke S., Elwinger, K., 998a. Ann. Zootech., (47), Thomke S., Elwinger, K., 998. Ann. Zootech., (47), Wu, Y.B., Ravindran, V., Thomas, D.G., Birtles, M.J., Hendriks, W.H., 4. Br. Poult. Sci., (45), Xu, Z.R., Hu, C.H., Xia, X.A., Zhan, X.A. & Wang, M.Q.,. Poult. Sci., (8), - 6. Taleau. Performances zootechniques en fonction des régimes : poids vif, IC et consommation Témoin Témoin FOS Grains Négatif (TN) Positif (TP) Entiers (GE) P Poids vif (g) J 4 ±, 55 ±, a ±, c 45 ±, <, J5 994 ±,5 78 ±,5 a 9 ±,8 d 946 ± 9, c <, J6 854 ± 8,6 6 ± 8,5 a 745 ±, c 744 ± 7, c <, J4 45 ±, 647 ±,8 a 8 ± 8, c ±,4 c <, Indice de consommation J-,5 ±,8 c, ±,4 a,8 ±,9 c,9 ±,9 a, J-5,5 ±,6 a,46 ±, a,45 ±, a,5 ±,,8 J6-6,77 ±, c,7 ±,8,69 ±,8 a,8 ±,4 c <, J7-4,85 ±,9,8 ±,,8 ±,8,79 ±,,59 J-4,64 ±,4,6 ±,5 a,6 ±,6 a,65 ±,9 <, Consommation (g/jour) J- 5 ±, a 6 ±, a ±,5 c 4 ±,4 <, J-5 8 ±, a 84 ±, a 7 ±, c 75 ±,9 <, J6-6 4 ±,5 44 ±,5 a 6 ± 4,6 8 ±,, J7-4 8 ±, a 9 ±,6 a 74 ± 5, 75 ±,,94 J-4 9 ±,6 a 96 ±, a 84 ±,8 c 87 ±,5 c, (a-c) Les moyennes ± erreur standard dans une même ligne suivies de lettres différentes sont significativement différentes (p<,5) Septièmes Journées de la Recherche Avicole, Tours, 8 et 9 mars 7