INRA, UMR Herbivores, Saint Genès Champanelle,

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1 Applications de la spectroscopie visible, en complément du proche infrarouge, dans le domaine de la production animale D. Andueza, F. Picard, B. Martin, B. Graulet, A. Ferlay, B.P. Mourot, S. Prache INRA, UMR Herbivores, Saint Genès Champanelle, 14 / 1 / 214

2 SOMMAIRE Applications qualitatives Applications quantitatives Conclusions D. Andueza / Applications de la spectroscopie visible, en complément du proche infrarouge, dans le domaine de la production animale.2 14 / 1 / 214

3 Finalité des travaux Développer des outils analytiques (traceurs de l alimentation) permettant d aider à garantir le respect des engagements des cahiers des charges des produits laitiers et carnés.3

4 Démarche de travail Alimentation de l animal Produits (lait, viande) Composés spécifiques Transférés directement de la ration au produit (terpènes, caroténoïdes ) Transformés ou produits par les microorganismes du rumen ou le métabolisme animal (acides gras ).4

5 Analyse simultanée de terpènes, acides gras et carotenoïdes analyse multivariée 2, 1,5 1,,5,,5 1, 1,5 2, Axis 4 8 terpènes, 5 acides gras et β carotène co Concentré Foin (praire de montagne et ray-grass) Ensilage de maïs Prairie de montagne Ensilage de ray-grass 2,5 2,5 2, 1,5 1,,5,,5 1, 1,5 2, Axis 3 Analyse en composantes principales Martin et al., 25.5

6 Démarche de travail Alimentation de l animal Produits (lait, viande) Composés spécifiques Transférés directement de la ration au produit (terpènes, caroténoïdes ) Transformés ou produits par les microorganismes du rumen ou le métabolisme animal (acides gras ) Empreintes Les différences dans la composition des produits induisent des différences dans leurs propriétés optiques (Visible, PIR, Visible+proche infrarouge).6

7 SPECTRE ELECTROMAGNÉTIQUE VIOLET BLEU VERT ORANGE ROUGE V I S RAYONS X I S ULTRA B P MICRO- ONDES- VIOLET L I ONDES RADIO E R MIR IRL Adapté de Burns and Margoshes (1992) PIR VIS-PIR 8-25 nm 4-25 nm.7

8 Index spectrocolorimétrique quantifiant la signature des caroténoïdes Proportion de lumière réfléchie (%) 7 herbe Intégrale bergerie Longueur d onde (nm) (Prache et Theriez 1999).8

9 Index spectrocolorimétrique L intensité de la signature des pigments caroténoides permet de tracer l alimentation à l herbe Index spectral Herbe Concentré Viande ovine Viande bovine Lait de vache Fromage St Nectaire Fromage Cantal.9

10 Proportion de lumière réfléchie (%) 85 Méthodes spectrales Spectrocolorimétrie 4 7 nm Herbe Concentré + foin 15 4 log(1/r) Herbe Longueur d onde (nm) SPIR (Spectrométrie proche infra rouge) + visible 4 25 nm longueur d'onde (nm) Concentré + foin.1

11 Comparaison 3 méthodes spectrales 1: index : ensemble des données de réflectance entre 4-7 nm 3: ensemble des données de réflectance entre 4-25 nm Mesure sur gras périrénal agneaux (prélèvement à 24h de ressuyage) Herbe (n=12) Bergerie (n=139) % agneaux bien reconnus 1 c 1 a a a lambs (%) 95 a b Pasture fed Stall fed Dian et al, 28.11

12 Comparaison 3 segment spectrales (fromages) 1: ensemble des données d absorbance entre 4-7 nm (VIS) 2: ensemble des données d absorbance entre 7-25 nm (PIR) 3: ensemble des données d absorbance entre 4-25 nm (VIS+PIR) Pâturage (n=28) Fourrages conservés (n=1) % fromages bien reconnus VIS PIR VIS+PIR.12

13 Différence moyenne entre les spectres VIS+SPIR des fromages à partir d herbe ou à partir de fourrages conservés.15 Pâturage Fourrages conservés b carotène a tocopherol Longueur d onde (nm) - Régions spectrales en relation avec les caroténoïdes - Régions spectrales en relation avec les acides gras 1 5 AGS AGMI AGPI.13

14 Spectre de carotenoïdes.3.2 2ème dérivée lutéine.2 Lait +5 µl lutéine.3 2ème dérivée.4.4 longueur d'onde trans b carotène.3.4 Lait +8 µl trans β carotène.5 longueur d'onde.14

15 Applications quantitatives (Prévision) Finalité des travaux Mise au point des méthodes rapides de prévision pour estimer la valeur alimentaire des fourrages et de la teneur en composés d intérêt nutritionnel des produits laitiers ou carnés.15

16 Fourrages: Des aliments importants pour les ruminants Valeur alimentaire des fourrages. Recherches et questions autour de la qualité -Efficacité -Qualité de produits Les systèmes d expression de la valeur des fourrages Traduisent l ingestion, l utilisation de l énergie l utilisation des protéines et l utilisation des minéraux par les animaux et sont basées sur la composition chimique: N, Parois ou la digestibilité.16

17 Précision des modèles d étalonnage 1: ensemble des données d absorbance entre 4-11 nm (VIS) 2: ensemble des données d absorbance entre nm (PIR) 3: ensemble des données d absorbance entre 4-25 nm (VIS+PIR) SEP 7 SEP dcellms.25.2 N VIS PIR VIS+PIR VIS SPIR VIS+PIR SEP VIS PIR VIS+PIR NDF SEP VIS PIR VIS+PIR Carotenoïdes Picard et al.,

18 SECV Précision des modèles d étalonnage (viande ovine) 1: ensemble des données d absorbance entre 4-11 nm (VIS) 2: ensemble des données d absorbance entre nm (PIR) 3: ensemble des données d absorbance entre 4-25 nm (VIS+PIR) AGS VIS PIR VIS+PIR SECV AGMI VIS PIR VIS+PIR SECV AGPI VIS PIR VIS+PIR.18

19 Conclusions L utilisation du segment visible en complément de l infrarouge peut être intéressant dans certains cas afin d agumenter la précision des modèles d étalonnage. Son utilisation semble intéressant si des composés qui absorbent dans le visible sont impliqués..19

20 Merci pour votre attention.2