Nutritional value of sesame oil cake and lysine utilization efficiency in plant protein-based diets for rainbow trout
(2008)
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- Il existe actuellement dans l'industrie aquicole de la fabrication des aliments pour poisson un besoin urgent de remplacement des farines de poisson coûteuses et rares par des protéines durables d'origine végétale adéquatement supplémentées par des acides aminés produits industriellement. Dans ce contexte, le présent travail s'est penché sur l'étude de la valeur nutritionnelle, digestive et métabolique, du tourteau de sésame (Sesamum indicum L.) et sur l'efficience d'utilisation de la lysine dans des régimes à base de protéines végétales chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss). Le tourteau de sésame est un candidat potentiellement intéressant pour remplacer les farines de poisson dans les aliments aquicoles. Cette protéine végétale constitue une excellente source d'acides aminés indispensables, particulièrement en arginine et en méthionine, mais elle est profondément carencée en lysine. Sa valeur nutritionnelle et sa digestibilité apparente sont élevées (93 et 76% pour la protéine et l'énergie). Cette étude montre que le tourteau de sésame peut substituer au moins 52% de la farine de poisson sans nécessité de supplémentation en acides aminés. En particulier, cette source protéique améliore de façon marquée l'ingestion volontaire et les performances de croissance de la truite comparativement à un témoin à base de farine de poisson. Néanmoins, le coefficient d'utilisation alimentaire diminue avec l'augmentation du taux d'incorporation du tourteau de sésame. L'efficience d'utilisation des protéines ingérées n'est significativement réduite que quand plus de 39% de la farine de poisson est remplacée par le tourteau de sésame. Cela est probablement lié à une déficience alimentaire en lysine, problème qui pourrait être résolu par une supplémentation en L-lysine.HCl. L'utilisation du tourteau de sésame aussi bien que d'autres protéines végétales nécessite souvent une supplémentation en lysine de synthèse (habituellement sous la forme de L-lysine.HCl) afin de répondre aux besoins des poissons. L'efficience d'utilisation de la lysine est un des facteurs clés déterminant l'apport alimentaire optimal en lysine. En pratique, les régimes commerciaux contiennent de nombreuses sources différentes de protéines végétales et les fabricants d'aliments pour poissons formulent des régimes contenant une large gamme de niveaux protéiques. Lorsque l'on supplémente de tels régimes en L-lysine.HCl, on fait l'hypothèse que l'efficience d'utilisation de la lysine est constante pour tous les régimes et quelles que soient les conditions. En réalité, il pourrait bien en être tout autrement du fait des influences possibles sur l'efficience d'utilisation de la lysine de la source de protéine végétale utilisée et du niveau protéique retenu. Le présent travail révèle pour la première fois que la source alimentaire de protéine végétale conditionne l'efficience d'utilisation de la lysine au-dessus de l'entretien avec une valeur supérieure chez les poissons nourris d'un régime à base de gluten de blé (75%) comparativement à des régimes à base de gluten de maïs ou d'un mélange composé de gluten de blé et de tourteau de sésame (63%). Dès lors, il devrait être tenu compte de cet effet dans la formulation des aliments pour poissons à base de protéines végétales. A l'opposé, le niveau protéique alimentaire ne paraît pas influencer l'efficience d'utilisation de la lysine au-dessus de l'entretien puisque cette dernière s'est révélée constante chez la truite nourrie d'aliments contenant une large gamme de niveaux protéiques (250-650 g/kg d'aliment sec). Les conclusions générales de cette étude est d'une part que le tourteau de sésame est une source de protéine végétale potentiellement importante dans l'alimentation des poissons, même chez des espèces carnivores telles que la truite arc-en-ciel, et d'autre part, que l'efficience d'utilisation de la lysine au-dessus de l'entretien est affectée chez cette espèce par la source protéique végétale qui est supplémentée mais pas par le niveau protéique. Ce travail aura un certain nombre de répercussions importantes sur la nutrition aquicole par ses implications pratiques ; il ouvre également des perspectives intéressantes dans la modélisation de l'utilisation et des besoins en acides aminés chez les poissons. / Presently, in the aquaculture industry, there is a need to replace costly and scarce fish meals by sustainable plant proteins often supplemented with industrially produced amino acids in cost-effective aquafeeds. In this context, the present study focused on the digestive and metabolic nutritional evaluation of sesame (Sesamum indicum, L.) oil cake and lysine utilization efficiency in plant protein-based diets for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Sesame oil cake is a potential plant protein to replace fish meal in aquafeeds, but it has never been studied in a carnivorous fish species like trout. This plant protein is an excellent source of indispensable amino acids, particularly arginine and methionine, but is deeply deficient in lysine. It appears to have a high apparent digestibility (93 and 76% for protein and energy, respectively) and nutritional value. This study showed that sesame oil cake can substitute at least 52% of fish meal in trout diets without any amino acid supplementation. In particular, this protein source markedly improves voluntary feed intake and growth performance of trout as compared to a fish meal control diet. However, feed efficiency is reduced with increasing inclusion level. Nitrogen retention efficiency is significantly decreased only when more than 39% of the fish meal is replaced by sesame oil cake. This is probably due to a lysine deficiency in the diet and to solve this problem a supplementation with L-lysine.HCl is suggested. The use of sesame oil cake as well as other plant proteins often necessitates the supplementation with synthetic lysine (usually in the form of L-lysine.HCl) in order to meet the requirements of fish. Lysine utilization efficiency is one of the key factors determining the optimal dietary lysine supply. In practice, commercial diets include many different plant protein sources and aquafeeds manufacturers formulate diets with a wide range of protein levels. When supplying L-lysine.HCl in these diets, it is assumed that the utilization efficiency of lysine is constant for all diets and under all conditions. However, this may not be so, with respect to the possible influence of dietary plant protein source and protein level on lysine utilization efficiency. The present work revealed that the dietary plant protein source affects lysine utilization efficiency above maintenance: it was higher for fish fed the wheat gluten diets (75%) as compared to the maize gluten diets and wheat gluten and sesame oil cake mixture diets (63%). Thus, this effect should be taken into account in the formulation of plant protein-based diets. By contrast, the dietary protein level did not influence the lysine utilization efficiency above maintenance: it was constant (71%) in trout fed diets containing a wide range of protein levels (250-650 g/kg dry diet). The overall conclusions drawn from this study are that sesame oil cake is an important potential plant protein source even in carnivorous fish species like trout and that lysine utilization efficiency is affected by the dietary protein source that is supplemented but not by the dietary protein level in this fish species This work will lead to some important practical applications in aquaculture nutrition and opens interesting future prospects in the modelling of amino acid requirements and utilization in fish.
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Citations
Tran, T.-N.-T. (2008). Nutritional value of sesame oil cake and lysine utilization efficiency in plant protein-based diets for rainbow trout. https://hdl.handle.net/2078.5/124070