SOJA Guide de l’industrie de l’alimentation animale 1re édition, 2010

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Ce projet a été en partie financé par Agriculture et Agroalimentaire Canada par l’intermédiaire du Conseil de l’adaptation agricole.

Rédigé par :Rex Newkirk, Ph. D.Directeur de la recherche et du développement commercialInstitut international du Canada pour le grainwww.cigi.ca

Docteur Newkirk est directeur à l’Institut international du Canada pour le grain, un organisme qui favorise l’utilisation des produits des cultures canadiennes, en fournissant une assistance technique et en effectuant de la recherche appliquée qui fait connaître aux utilisateurs les attributs des produits. Docteur Newkirk reçut son doctorat de l’Université de la Saskatchewan pour ses travaux sur l’optimisation de la transformation des graines oléagineuses afin d’augmenter leur valeur alimentaire chez les animaux. Il détient plusieurs brevets relatifs à la transformation des graines oléagineuses et a publié des guides pour l’industrie de l’alimentation animale sur le canola et le lin qui sont devenus des ouvrages de référence pour les utilisateurs du monde entier.

Soy 20/20 lança le développement de ce guide, assura son financement et dirigea sa production. Soy 20/20 est un partenariat unique entre les agriculteurs, l’industrie, le gouvernement et le milieu universitaire, visant à stimuler et à saisir de nouvelles opportunités pour le soja canadien sur le plan national. Soy 20/20 appuie les chercheurs, l’industrie, les producteurs et les responsables politiques pour se concentrer sur des opportunités clés et pour collaborer afin d’en profiter. Pour de plus amples renseignements, veuillez visiter www.soy2020.ca.

Grain Farmers of Ontario (GFO) (producteurs de céréales de l’Ontario) a contribué financièrement à la réalisation de ce guide. GFO représente les 28 000 producteurs de maïs, soja et blé de l’Ontario dont les cultures couvrent 2 023 431 ha (5 000 000 acres) de terres agricoles à travers la province et qui constituent un important moteur économique pour le Canada. Les cultures de maïs, soja et blé de l’Ontario produisent plus de 2,5 milliards de dollars de recettes agricoles, entraînant plus de 9 milliards de dollars de rendement économique et représentent plus de 40 000 emplois dans la province. Pour de plus amples renseignements, veuillez visiter www.gfo.ca.

Merci à Ross Gill et Mary Feldskov pour leurs contributions à ce guide.

Une version électronique de ce guide peut être téléchargée à : http://www.cigi.ca/feed.htm

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DOnnéeS et mArché Du SOJA 4

trAnSfOrmAtiOn Du SOJA 7

Le SOJA DAnS LeS réGimeS De LA vOLAiLLe 19

Le SOJA DAnS LeS réGimeS Du pOrc 23

Le SOJA DAnS LeS réGimeS DeS ruminAntS 28

Le SOJA DAnS LeS réGimeS SpéciAuX 40

L’écOnOmie De L’ALimentAtiOn Avec DeS prODuitS De SOJA 45

référenceS 49

tAbLeAuX De cOmpOSitiOn en éLémentS nutritifS Du tOurteAu De SOJA 52

Les produits de soja constituent la source de protéines végétales la plus couramment utilisée dans le monde. Le soja est une culture importante au Canada, souvent préférée par les producteurs, en raison de ses faibles exigences en engrais azotés et de son fort rendement économique. Le soja transformé constitue une source de protéines de haute qualité pour le bétail de tous types et l’huile produite est une huile végétale de haute qualité. L’objectif de cette publication est de servir de guide de référence pour les utilisateurs de produits de soja qui contient des renseignements actuels sur la transformation du soja et ses applications dans une grande variété de régimes.

Table des matières

Introduction

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Données et marché du sojaQuand on imagine le paysage agricole canadien, il est probable que l’on pense à des champs de blé doré. Toutefois, la production du soja a sensiblement augmenté au Canada, durant les 30 dernières années, avec une surface de 1,4 million d’hectares cultivés en 2009. Autrefois, cette culture ne convenait qu’à la région du sud de l’Ontario au climat plus chaud; récemment, de nouvelles variétés de soja mieux adaptées à la courte saison de production du Canada ont permis une production huit fois supérieure à celle des années 1970. C’est le soja qui occupe désormais la surface cultivée la plus grande en Ontario et la croissance de cette culture s’est particulièrement développée dans l’ouest du Canada.

Le soja est une légumineuse native de l’Asie orientale, classée parmi les graines oléagineuses. Le soja est devenu un aliment très demandé dans le monde, que ce soit pour les humains ou pour les rations des animaux et pour les huiles comestibles, en raison de sa forte teneur en protéines et en huile. 100 graines de soja moyennes pour l’huile, l’alimentation animale et le tourteau pèsent de 16 à 19 g et contiennent de 18 à 21 % d’huile et de 36 à 40 % de protéines.

Parmi les utilisations traditionnelles du soja dans la consommation alimentaire humaine, on note : la boisson au soja, le tofu, la sauce de soja, l’huile, la margarine, le shortening, l’edamame et la viande synthétique (p. ex., miettes de bacon artificiel). Le tourteau de soja et le soja grillé sont utilisés comme alimentation animale. Grâce à des investissements en recherche et en technologie, le soja est aussi maintenant très demandé dans les applications industrielles, y compris l’encre d’imprimerie, le biodiésel, les cires, solvants, lubrifiants, plastiques, fibres, textiles et adhésifs, pour n’en citer que quelques-unes.

Au cours de l’année civile 2009, la récolte de soja du Canada a représenté 1,39 milliard de dollars de recettes agricoles en espèces. Il s’agit de la troisième récolte agricole la plus importante en termes de recettes agricoles en espèces au Canada, après le blé (5,1 milliards de dollars) et le canola (5,0 milliards de dollars). En Ontario, son importance en tant que culture est remarquable, avec des recettes en espèces (1,03 milliard de dollars) dépassant celles des cultures traditionnelles du maïs (805 millions de dollars) et du blé (267 millions de dollars).

Le Canada est actuellement au septième rang dans la production totale moyenne mondiale du soja, après les États-Unis, le Brésil, l’Argentine, la Chine, l’Inde et le Paraguay. Toutefois, les producteurs de soja du Canada ont développé des graines spécialisées, de haute qualité alimentaire, qui exigent un prix fort sur le marché national comme sur les marchés étrangers, surtout en Asie. Les exportations de soja canadien ont augmenté de 14 % entre la campagne agricole 2007-2008 et la campagne 2008-2009, le Japon, les États-Unis, la Chine, la Belgique et les Pays-Bas étant les principaux importateurs.

Pour de plus amples renseignement sur l’exportation, veuillez consultez le tableau à :

www.canadiansoybeans.com/UserFiles/File/exportsbycountry_08.pdf

RéglemenTaTIon Du commeRce

La Canadian Oilseed Processors Association (COPA) (association des transformateurs de graines oléagineuses du Canada), une association à but non lucratif, constituée en vertu d’une loi fédérale, qui représente l’industrie de la transformation des graines oléagineuses au Canada, publie une réglementation du commerce qui fournit des directives pour le commerce des tourteaux et de l’huile de graines oléagineuses. Cette réglementation comprend des normes suggérées et sert de base pour la négociation des conditions du commerce.

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Tourteau de soja à forte teneur en protéine, à extraction au solvant

Spécifications standards comme suit :

Protéine ................................................ minimum 47,5 à 49,0 %Gras ..................................................... minimum 0,5 % Fibres ................................................... maximum 3,3 à 3,5 % Humidité ............................................... maximum 12,0 %

Huile de soja (brute) (1) Pas plus de 0,5 % d’humidité et de matières volatiles(2) Une couleur de l’état raffiné et blanchi n’étant pas plus sombre que le rouge 6,0(3) Une perte d’huile neutre ne dépassant pas 7,5 % (4) Matière insaponifiable non supérieure à 1,5 % (excepté l’humidité et les impuretés insolubles)(5) Un point d’éclair non inférieur à 121 °C (250 °F)

graine, tourteau de soja grillé ou pressé

La Commission canadienne des grains régit le classement du soja. Les spécifications pour les classes de graines se trouvent à www.grainscanada.gc.ca. Il n’existe actuellement pas de réglementation du commerce ni de normes de classement pour les produits de soja grillés, extrudés ou pressés.

Image avec la permission de Blythe Brae Farms

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Soja – PRogRèS RécenTS

Le soja est un produit très adaptable et polyvalent, utilisé dans le monde entier comme source de protéine pour la consommation humaine et animale, ainsi que pour de nombreux usages industriels. Considéré comme « alternative verte » à des ressources non renouvelables, le soja représente un potentiel largement inexploité et ses nombreuses utilisations possibles font l’objet de recherches considérables dans les secteurs privé et public, dans le monde entier.

Les scientifiques effectuent des travaux délibérés sur les gènes du soja, dans le but de modifier et de sélectionner des propriétés et des traits spécifiques qui permettront d’améliorer les rendements, d’augmenter la résistance aux maladies et la rentabilité pour les producteurs, de favoriser la santé des humains et des animaux et de mettre sur le marché des variétés convenant spécialement aux usages industriels.

Parmi les réussites de la biotechnologie du soja, on compte des variétés résistantes aux herbicides comme les glyphosates (p. ex., Roundup®). Représentant des traits de première génération, ces variétés résistantes aux herbicides ont contribué à réduire les coûts et à améliorer le rendement de la production pour les producteurs.

Parmi les traits de seconde génération des travaux sur la culture du soja, on note le développement de variétés qui améliorent la valeur alimentaire du soja pour la consommation humaine et animale. Les méthodes comprennent la réduction des facteurs antinutritionnels tels que les inhibiteurs de la trypsine ou les lectines et le développement de variétés à forte teneur en lysine, éléments oléiques ou à faible teneur en acide phytique. En raison de la demande accrue des consommateurs pour la présence d’acides gras oméga-3 dans les aliments, plusieurs sociétés travaillent sur des variétés de soja qui contiennent des valeurs élevées d’oméga-3.

La recherche sur le soja de troisième génération se concentre essentiellement sur l’énergie verte et les usages industriels. Le soja peut servir à la production de biodiésel, produits pharmaceutiques, plastiques, cires, solvants, lubrifiants, liquides hydrauliques, fibres, textiles et adhésifs, parmi des centaines d’autres usages. Le soja se voit destiné à un brillant avenir, avec des possibilités d’utilisations apparemment illimitées dans la nutrition des humains et des animaux, ainsi que la possibilité d’une croissance exponentielle des usages industriels.

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Transformation du sojaLe soja est généralement transformé avant d’être inclus dans les régimes des animaux. Il est important de dénaturer les éléments antinutritionnels du soja avant de le donner à manger aux animaux monogastriques, tels que les volailles et les porcs, afin de ne pas réduire la digestibilité des aliments et diminuer ainsi la performance des animaux. Le soja est aussi transformé avant d’être inclus dans les aliments des ruminants, mais dans ce cas, l’objectif principal de la transformation est d’augmenter la proportion de protéine qui contourne le rumen, plutôt que la destruction des éléments antinutritionnels. Un second objectif de la transformation du soja est l’extraction de l’huile à utiliser dans les aliments pour humains et animaux ou dans les applications industrielles.

FacTeuRS anTInuTRITIonnelS THeRmolabIleS

Les éléments antinutritionnels contenus dans le soja, comme dans d’autres végétaux, sont supposés agir comme mécanisme de défense pour empêcher l’ingestion. Les deux plus importants et mieux connus sont les inhibiteurs de la trypsine et les hémagglutinines (lectines). Avec un traitement par la chaleur approprié, ces facteurs antinutritionnels sont dénaturés, ce qui élimine leurs effets négatifs sur la performance des animaux.

Inhibiteurs de la trypsine

Les inhibiteurs de la trypsine sont une catégorie unique de protéines se trouvant dans le soja brut qui inhibent les protéases dans le tube digestif. Ils réduisent l’activité de la trypsine (une protéase secrétée par le pancréas) et, dans une moindre mesure, la chymotrypsine et par conséquent gênent la digestion des protéines par les animaux monogastriques et certains jeunes ruminants (Leiner, 1994). Il existe dans le soja deux catégories principales d’inhibiteurs de la trypsine : Kunitz et Bowman-Birk. Les inhibiteurs de la trypsine du soja Kunitz lient la trypsine en un rapport moléculaire 1:1. Les inhibiteurs de la trypsine Bowman-Birk ont deux sites de liaison, un qui lie la trypsine et l’autre la chymotrypsine.

Il est déconseillé de donner du soja brut aux animaux monogastriques comme les volailles et les porcs, à cause de la présence d’inhibiteurs de la trypsine et de lectines qui entraînent une croissance diminuée, une efficacité réduite de l’alimentation animale et une hypertrophie du pancréas (Leiner, 1994).

Les producteurs de végétaux ont développé avec succès des variétés de soja dépourvues d’inhibiteurs Kunitz. Cela a permis de réduire le degré de transformation requis pour traiter ce type de soja (Liener et Tomlinson, 1981). L’élimination des inhibiteurs Bowman-Birk du soja s’est révélée plus difficile (Livingstone et al., 2007), mais des progrès s’accomplissent et des variétés commerciales dépourvues d’inhibiteurs de la trypsine seront bientôt développées.

Les inhibiteurs de la trypsine sont sensibles à la dénaturation par traitement par la chaleur. La grande majorité des produits de soja utilisés dans les aliments du bétail sont traités à la chaleur afin d’éliminer tout effet antinutritionnel associé au soja brut.

lectines

Le soja contient aussi un élément antinutritif appelé hémagglutinine ou lectines. Ce composé est capable de se lier aux récepteurs de glycoprotéines se trouvant dans la paroi du tube digestif et d’endommager sa muqueuse, réduisant ainsi la performance de l’animal (Leiner, 1994). Il se lie aussi aux glycoprotéines se trouvant à la surface des cellules sanguines et provoque leur agglutination, ce qui lui vaut son appellation d’hémagglutinine. Cette propriété unique a aidé les scientifiques à identifier initialement la molécule et elle est encore utilisée pour en mesurer la concentration (Leiner, 1994). Toutefois, l’effet antinutritionnel est principalement associé à la capacité

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d’endommager la paroi du tube digestif, pas à celle de se lier aux cellules sanguines. On pense que les lectines constituent environ 25 % des effets négatifs associés aux aliments contenant du soja brut consommés par les volailles et les porcs.

Tout comme les inhibiteurs de la trypsine, les lectines se composent principalement de protéines et sont sujettes à dénaturation par traitement par la chaleur qui réduit ou élimine l’effet négatif sur l’utilisation des nutriments et la performance de l’animal (de Muelenaer, 1964).

Certains sont d’avis que les méthodes commerciales de traitement par la chaleur du soja n’éliminent pas toujours les effets négatifs des lectines, car dans certaines conditions, elles peuvent être plus résistantes à la dénaturation par la chaleur que les inhibiteurs de la trypsine. Inquiets du fait que les lectines résiduelles puissent jouer un rôle dans le syndrome du rabougrissement et de l’arrêt de croissance chez les poulets à frire, caractérisé par la malabsorption des nutriments et la réduction de la pigmentation de la peau, Casaubon-Hugenin et al. (2004) fournirent une alimentation avec du soja brut pour déterminer s’il était possible de reproduire des symptômes de cet état. Ils ont toutefois conclu que les lectines résiduelles ne contribuent probablement pas à ce syndrome.

Le tourteau commercial utilisé dans l’étude comportait quelques lectines résiduelles (884 µg/g), nettement moins que le soja brut qui en contenait 5 658 µg/g, indiquant que le traitement par la chaleur fut efficace dans ce cas. Dans la plupart des cas, si le soja a une activité d’uréase résiduelle inférieure à 0,2 pH, la teneur en lectine doit être suffisamment basse pour que les effets négatifs potentiels associés à cet élément ne soient pas présents.

auTReS FacTeuRS anTInuTRITIonnelS

Le soja contient de petites quantités d’autres facteurs antinutritionnels comprenant les composés phénoliques appelés tanins, mais qui sont peu importants.

Le soja contient aussi des phytoœstrogènes, composés ressemblant aux œstrogènes. Ils sont souvent caractérisés comme isoflavones, mais se trouvent seulement en petites concentrations dans le soja mûr et leur importance est négligeable dans la formulation des régimes. Le soja contient aussi de petites quantités de saponines, composés pouvant apporter un goût amer et peut-être avoir une influence sur l’absorption des nutriments, mais leur concentration est suffisamment faible pour que leur importance ne soit pas significative (Ishaaya et al., 1969).

Des oligosaccharides, composés à base de sucre, non digérés par les espèces monogastriques, se trouvent aussi dans le soja. Leur importance est assez significative car ils peuvent causer des flatulences chez les humains, provoquées par des micro-organismes dans le gros intestin qui se nourrissent de ces composés non digérés et les transforment en gaz. Les principaux éléments qui causent cet effet sont le raffinose et la stachyose. L’addition de l’enzyme α-galactose au régime permet la digestion de cet élément, évitant les flatulences. Ces composés ont été étudiés chez les animaux, en particulier la volaille, pour déterminer s’ils possèdent des propriétés antinutritionnelles. Parsons et al. (2000) ont déterminé que la teneur en énergie métabolisable du tourteau peut être augmentée de 7 à 10 %, si la teneur en oligosaccharides est réduite par extraction à l’alcool.

Certaines protéines du soja peuvent être allergènes pour certaines parties de la population humaine, ce qui fait croire à certains qu’elles peuvent aussi affecter la performance de l’animal. Le souci principal est que les protéines allergènes du soja pourraient susciter une réaction allergique dans l’intestin grêle et, par conséquent, affecter l’utilisation des nutriments et éventuellement la croissance de certains animaux monogastriques. Dans la plupart des cas, cela ne semble pas être un problème significatif, mais dans certains cas, tels que l’aquaculture ou les aliments pour animaux de compagnie, on imposera des taux d’inclusion admissibles réduits par mesure de précaution.

Le soja, comme tous les autres végétaux, contient de l’acide phytique, une forme liée de phosphore qui résiste à la digestion par les animaux monogastriques et peut gêner l’absorption d’autres minéraux, tels le calcium, le zinc, le fer et d’autres métaux bivalents ou trivalents. Le soja contient de 1 à 1,5 % d’acide phytique, ce qui est

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nettement plus que la plupart des céréales, mais environ la moitié de la quantité se trouvant dans le tourteau de canola. Comme pour d’autres ingrédients, il est nécessaire de formuler des régimes pour les animaux monogastriques en tenant compte de la teneur en phosphore digestible plutôt que du taux total de phosphore, afin de s’assurer que l’animal reçoive une quantité suffisante pour une croissance optimale. La phytase, une enzyme pouvant être ajoutée aux aliments, s’est révélée être une méthode rentable pour accroître l’utilisation du phosphore en hydrolysant environ 50 % de phytate dans le tube digestif de l’animal. La plupart des régimes commerciaux comprennent maintenant cette enzyme comme moyen efficace d’augmenter l’utilisation du phosphore de tous les ingrédients provenant de végétaux, y compris le tourteau de soja.

TRanSFoRmaTIon Du Soja PouR élImIneR leS FacTeuRS anTInuTRITIonnelS

De nombreuses méthodes pour éliminer les facteurs antinutritionnels et/ou augmenter la teneur en protéine ont été développées et testées. Ces méthodes comprennent le traitement de la fève entière, produisant un ingrédient d’alimentation animale non dégraissé, ainsi que des processus qui associent l’extraction de l’huile et le traitement par la chaleur pour fournir un produit sans huile, dépourvu de facteurs antinutritionnels. La méthode utilisée dépend des exigences de l’utilisation prévue, de l’étendue de la production et du coût du processus (à la fois financier et d’exploitation).

Traitement sans extraction d’huile (soja non dégraissé)

En raison du coût financier et des exigences techniques associés à l’extraction au solvant de l’huile, beaucoup de petits à moyens transformateurs traitent la fève de soja entière, sans en retirer l’huile. Ce processus comprend l’élimination des facteurs antinutritionnels par l’application de chaleur, en degrés mesurés, qui dénature les inhibiteurs de la trypsine, les hémagglutinines (lectines) et peut-être les protéines allergènes, sans endommager la qualité et la digestibilité de la protéine se trouvant dans le tourteau. Le traitement par la chaleur a aussi l’avantage de réduire le taux de détérioration de la protéine dans le rumen, ce qui augmente le taux de protéine chez les ruminants tels que les vaches laitières qui ont besoin de ce type de protéine. Les méthodes de traitement par la chaleur du soja non dégraissé comprennent le grillage, la micronisation, le séchage sur lit fluidisé et le passage aux micro-ondes.

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grillage du soja

Le grillage s’est révélé être populaire chez les producteurs de soja qui élèvent aussi du bétail. Il existe de petits systèmes de grillage portatifs qui peuvent servir à traiter par la chaleur les fèves de soja sur site, ce qui permet d’éliminer les frais de transport aller et retour vers une usine de transformation. Le grillage des fèves constitue aussi un moyen commode d’augmenter la teneur en gras du régime, sans nécessité de manipuler physiquement l’huile liquide.

On grille généralement les fèves de soja en les exposant à des températures élevées pendant une courte période. On le réalise couramment en faisant passer les fèves à travers une flamme, dans un système à flux continu, de façon à ce qu’elles soient chauffées rapidement. Une autre option consiste à suspendre les fèves dans un courant d’air chaud (séchage sur lit fluidisé) qui offre l’avantage de températures de l’air inférieures, ce qui permet de réduire le risque de surchauffe et par conséquent de réduction de la qualité de la protéine. Au cours d’une étude réalisée par Faldet et Satter (1991), les fèves de soja furent grillées dans un appareil à feu direct, sous une température d’air comprise entre 430 et 450 °C. Le processus fut contrôlé de manière à ce que les fèves sortant de l’appareil soient à une température de 146 °C, assurant une chaleur suffisante mais sans surchauffe et ainsi sans réduire la qualité de la protéine. Par contre, Wiriyaumpaiwong et al. (2004) ont effectué un traitement par la chaleur de la fève entière, dans un sécheur sur lit fluidisé, avec une température d’air moyenne de seulement 164,5 °C. Les fèves devaient être exposées à cet air pendant une durée minimum de dix minutes afin de rendre suffisamment inactifs les composés antinutritionnels.

La température de traitement doit être contrôlée avec précision pour s’assurer que les fèves soient chauffées suffisamment pour éliminer les facteurs antinutritionnels, mais pas excessivement ce qui augmenterait le coût du traitement et réduirait la qualité de la protéine. Les paramètres recommandés pour l’opération dépendent de la conception de l’équipement et de la teneur en humidité des fèves, mais celles-ci sont généralement chauffées entre 135 et 150 °C. Reddy et al. (1993) ont démontré que la qualité optimale était obtenue en utilisant une température entre 143 et 146 °C. Dans tous les cas, il est important de tester les fèves grillées pour s’assurer qu’elles ont été traitées à la chaleur de manière appropriée (consulter la section Mesure de la qualité du tourteau, page 17).

Le grillage du soja s’effectue souvent sur l’exploitation agricole, mais, les producteurs ayant généralement un accès limité à des laboratoires, il est possible que le contrôle de la qualité soit plus subjectif et dépende de l’expérience de l’opérateur. La température de sortie, la couleur et l’odeur du produit doivent être déterminées. Le grillage présente l’avantage de permettre aux producteurs d’utiliser leur propre récolte de soja pour l’élevage des animaux. Le soja est aussi grillé commercialement dans de grandes installations qui utilisent l’énergie de manière plus rentable et peuvent fournir un produit plus homogène qu’il n’est possible avec un matériel de grillage portatif sur site. Les installations commerciales de grillage emploient un système de lit fluidisé avec circulation d’air à contre-courant.

Les conditions postérieures au grillage ont aussi une influence sur la qualité des fèves grillées. Lorsque les fèves sortent du système de grillage, elles sont encore chaudes et le processus de dénaturation de la protéine continue jusqu’à ce qu’elles soient refroidies (trempées). Dans la plupart des cas, il est souhaitable d’assurer une ventilation suffisante pour que les fèves refroidissent rapidement, ce qui évite d’endommager la protéine. Si les fèves sont maintenues à une température élevée après le grillage, la température requise pour le grillage peut être réduite. Pour les ruminants, il peut être souhaitable de faire tremper les fèves pendant 30 minutes après le grillage, afin d’en favoriser la digestibilité. La durée de conservation des fèves de soja grillées est de huit à dix mois et on peut les mettre dans les rations entières ou grossièrement moulues.

autres méthodes de traitement par la chaleur

Afin de créer des procédés de traitement par la chaleur plus efficaces pour le soja, d’autres méthodes ont été développées et sont utilisées commercialement.

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extrusion

L’extrusion est le procédé qui consiste à soumettre le soja à une pression et à une température élevées, dans un système à vis sans fin appelé cuiseur-extrudeur. Au cours de l’extrusion, de la chaleur est créée dans le système par friction et pression.

L’extrusion est une opération rapide qui dure de 30 secondes à trois minutes et ne nécessite que peu de matériel. Au cours de l’extrusion, l’humidité est maintenue dans la fève, ce qui réduit le degré et la durée du traitement par la chaleur requis. L’extrusion produit aussi un effet de cisaillement et de pression qui contribue à éroder les parois des cellules, ce qui augmente la disponibilité des nutriments pour les animaux. La digestibilité du soja ayant été traité à la chaleur de façon appropriée est intrinsèquement élevée, même sans extrusion, mais l’opération d’extrusion est reconnue comme ayant un effet positif qui rehausse le traitement par la chaleur. Toutefois, l’extrusion réduit sensiblement la taille des particules à cause du cisaillement se produisant dans le système. En raison de la petite taille des particules et du contact direct avec les sources de chaleur, le traitement par la chaleur se fait potentiellement de manière plus uniforme.

Wiriyaumpaiwong et al. (2004) ont comparé les effets du traitement par la chaleur du soja par extrusion à ceux résultant du chauffage à l’air de fèves entières et ont conclu que le produit extrudé, bien que plus coûteux à obtenir, bénéficiait d’un traitement par la chaleur plus homogène. Au contraire, les fèves entières grillées sont plus cuites à l’extérieur qu’à l’intérieur, en raison du temps mis par la chaleur pour se propager dans la fève. Bien que cette opération à forte intensité ne nécessite que relativement peu d’espace, en raison de la nature technique de l’extrudeuse et des pressions élevées produites, les systèmes sont relativement coûteux. Les extrudeuses les plus simples et par conséquent les moins onéreuses s’appellent des extrudeuses à vis unique. Ces machines comportent une vis rotative unique, enfermée dans un carter spécialement conçu, qui force les fèves à passer par une ouverture restreinte, consistant souvent en un culot conique pouvant être ajusté pour modifier les conditions à l’intérieur du système. Cette vis est conçue pour produire spécifiquement de la pression, de la chaleur et un cisaillement. La vis est généralement composée d’un certain nombre d’éléments entraînés par un arbre unique. Il est possible de modifier ou de réarranger ces éléments pour créer des conditions de transformation déterminées. C’est un gros moteur électrique qui fait tourner la vis, créant ainsi mouvement et pression. À cause du frottement intense se produisant dans la machine, la vis et le fût s’usent et doivent être remplacés régulièrement. La qualité du produit doit être surveillée attentivement car la chaleur produite risque de diminuer à mesure que les pièces du système s’usent. Le chauffage des fèves avant leur entrée dans l’extrudeuse permet de réduire le degré de pression et de friction requis pour leur traitement par la chaleur et, par conséquent, minimise le taux d’usure ainsi que la puissance requise pour faire fonctionner le système.

Il existe des extrudeuses à deux vis agissant en co-rotation appelées extrudeurs double-vis. Ces systèmes étant bien plus complexes et plus coûteux à produire, on ne les utilise pas couramment pour le traitement par la chaleur du soja destiné à l’alimentation du bétail. Dans certains cas, lorsque des propriétés uniques sont requises, l’extrudeur double-vis offre plus de flexibilité et de contrôle pour créer des produits inédits. Cette machine est généralement destinée à la production d’aliments pour la consommation humaine ou pour des spécialités utilisées en aquaculture ou pour animaux de compagnie.

micronisation

La micronisation est l’opération qui consiste à chauffer le soja par des rayons infrarouges. Ces rayons infrarouges se situent habituellement dans la gamme des 1,8 à 3,4 µm et proviennent de carreaux de céramique chauffés. Le soja passe sous une plaque chauffée, sur un convoyeur à tamis vibrant. Le soja peut être en contact avec les rayons infrarouges pendant une durée de cinq à 15 minutes, dépendant de la conception du système et des paramètres opérationnels utilisés. Le rayonnement chauffe les fèves rapidement de l’extérieur vers l’intérieur. Dans certains cas, les opérateurs frasent les fèves avec de l’eau pour augmenter leur teneur en humidité afin d’accroître l’efficacité de la destruction des facteurs antinutritionnels. Wiriyaumpaiwong et al. (2004) ont démontré une transformation suffisante dans un système commercial de micronisation où le soja était chauffé entre 119 et 121 °C, sans addition d’eau.

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La micronisation s’est révélée populaire dans les applications où l’on souhaite obtenir une forte teneur en huile, mais il est alors nécessaire d’exercer un contrôle de qualité soigneux en vue de donner les aliments à de jeunes volailles ou porcs.

TRanSFoRmaTIon Du Soja aFIn D’en exTRaIRe l’HuIle eT De DéTRuIRe leS FacTeuRS anTInuTRITIonnelS

Dans de nombreux cas, il est avantageux sur le plan économique d’extraire l’huile tout en transformant le soja pour éliminer les facteurs antinutritionnels. De petits transformateurs se servent généralement d’un procédé appelé pression, opération mécanique dans une presse à vis qui, en appliquant une pression sur les fèves, en fait sortir une grande partie de l’huile qu’elles contiennent. Une autre option consiste à utiliser un solvant, tel que l’hexane, pour extraire toute l’huile de la fève.

extraction au solvant de l’huile

Aujourd’hui, la majorité du soja est transformé par extraction au solvant qui en extrait pratiquement toute l’huile. L’extraction au solvant comprend :

• séchage• nettoyage• concassage• déglumage• conditionnement et floconnage• expansion• extraction au solvant• désolvantisation-toastage du tourteau• séchage et refroidissement• mouture

Séchage des fèves

Après sa récolte, le soja est séché rapidement pour obtenir une teneur en humidité optimale favorisant leur entreposage ou une transformation supplémentaire. Ce séchage s’effectue de manière naturelle ou artificielle. Le séchage artificiel est utilisé davantage dans les régions où de grandes quantités de soja sont récoltées rapidement et où le séchage naturel n’est pas possible en raison du climat ou des exigences de temps. Les fèves sont placées dans des machines spéciales appelées « sécheuses » où elles sont chauffées et exposées à une ventilation forcée. De manière idéale, les fèves doivent être séchées jusqu’à conserver environ 13 % d’humidité, ce qui assure une stabilité maximale durant l’entreposage.

nettoyage

Après le séchage, les fèves sont nettoyées pour éliminer la terre, les résidus végétaux et d’insectes ainsi que d’autres contaminants. Des machines qui nettoient et séparent, comprenant une trémie de réception, un ventilateur et un groupe de tamis vibrants, éliminent les contaminants.

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concassage

Les fèves qui passent à travers une série d’appareils à cylindres sont concassées en huit à 16 morceaux.

Déglumage

On enlève souvent les pellicules du soja avant de procéder à l’extraction au solvant, afin d’augmenter la capacité de réception du traitement, ainsi que la teneur en protéine du tourteau. Après avoir séché les fèves de façon à ce qu’il leur reste environ 6 % d’humidité, on ajoute un peu d’humidité à leur surface au cours d’une opération appelée le frasage. L’eau absorbée à la surface provoque le détachement de la pellicule, ce qui facilite son enlèvement après le concassage. La pellicule qui représente environ 8 % du poids de la fève se sépare des morceaux de la fève et est emportée par un courant d’air lors d’une opération appelée aspiration. Après le déglumage, c’est la « chair » de la fève qui reste.

conditionnement

À la suite de l’opération de concassage, la chair du soja est chauffée à environ 74 °C pour la ramollir avant le floconnage, empêchant la chair de se transformer en farine lorsqu’une pression mécanique y est appliquée.

floconnage

Afin de faciliter l’extraction de l’huile, la chair conditionnée passe à travers un groupe de cylindres rotatifs en acier (appareil à cylindres) et fournit des flocons d’environ 0,3 mm d’épaisseur. L’opération de floconnage produit suffisamment de pression pour que les cellules de la fève soient brisées, ce qui permet au solvant de pénétrer dans tous les morceaux de fève et d’en extraire ainsi l’huile.

expansion

Avant l’extraction au solvant, il est essentiel que le solvant puisse pénétrer dans les flocons et en extraire l’huile. Certaines usines de transformation ont donc incorporé une opération appelée expansion dans laquelle les fèves sont envoyées dans une machine comportant une vis rotative semblable à celles qui se trouvent dans une extrudeuse. Un obturateur situé à la sortie restreint le flux du produit, créant une pression élevée qui provoque une rupture supplémentaire des cellules, ce qui accroît l’efficacité de l’extraction de l’huile. À la sortie de l’expanseur, le produit subit une modification rapide en passant de la pression élevée à l’intérieur de la machine à la pression basse à la sortie. De la vapeur produite à l’intérieur de la fève sous l’influence de la chaleur générée au cours de l’opération fait gonfler la fève et y crée de petits espaces, la rendant plus poreuse. Cette augmentation de la porosité accroît l’efficacité de l’extraction au solvant et de l’écoulement du solvant hors du flocon.

extraction au solvant

Au cours de l’opération d’extraction au solvant, les flocons sont lavés à contre-courant avec de l’hexane, un distillat du pétrole, et le mélange hexane-huile est séparé des flocons. Un type d’extracteur courant comporte une chaîne qui fait passer le tourteau à travers l’extracteur pendant que le solvant est pompé au-dessus du tourteau et égoutté en travers de la chaîne située dessous. En raison de la nature fortement inflammable de l’hexane, l’extraction au solvant est effectuée dans une zone séparée de l’installation, pour s’assurer qu’il n’existe aucune exposition à l’air ou aux étincelles. La construction d’installations d’extraction au solvant est ainsi très coûteuse, ce qui rend peu pratiques les petites entreprises commerciales. La plupart des installations d’extraction au solvant traitent de 1 000 à 5 000 tonnes de fèves par jour.

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Désolvantisation-toastage

Une fois que l’huile en a été extraite, les flocons de soja deviennent des « flocons utilisés » qui sont envoyés vers un appareil de désolvantisation-toastage servant à extraire l’hexane résiduel. Pour cela, les flocons sont chauffés afin de causer l’évaporation de l’hexane qui est emporté en vapeurs. Cette opération toaste aussi le tourteau, ce qui rend inactifs les facteurs antinutritionnels tels que trypsines et lectines, comme il a été évoqué plus tôt. Cette opération de toastage est contrôlée avec précision pour éliminer toutes traces d’hexane et détruire les facteurs antinutritionnels, tout en conservant la qualité de la protéine. Le toastage est effectué par l’application de sources de chaleur directes et indirectes. Le tourteau est chauffé sur des plateaux eux-mêmes chauffés à la vapeur (source indirecte), ainsi que par l’introduction de vapeur à travers le tourteau (source directe). Si le tourteau est surchauffé, il risque de prendre une couleur brune, indiquant que des réactions de Maillard se produisent. Ce sont des réactions chimiques concernant la lysine et le glucose qui créent des composés de couleur brune et réduisent la digestabilité de la lysine et sont, par conséquent, indésirables.

Séchage/refroidissement

L’étape suivante du processus comprend le séchage et le refroidissement du tourteau qui doit conserver environ 12 % d’humidité.

mouture

L’étape finale de la transformation du soja est la mouture, pendant laquelle le tourteau est passé à travers des tamis et moulu dans un broyeur à marteaux. On obtient ainsi une taille uniforme des particules.

Le produit final est un tourteau à forte teneur en protéine, contenant moins de 0,5 % de gras brut et environ 48 % de protéine.

Figure 1. Flux de la transformation.

Réception Nettoyage Séchage Tempering (Frasaga facultatif )

Concassage

Aspiration despellicules (facultatif ) PelliculesConditionnementFloconnagePression ou expansion (facultatif )

Huile de soja Extraction au solvant

Désolvantisation/toastage

Séchage/refroidissement Tourteau de soja

Hexane

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alternatives à l’extraction au solvant

L’extraction au solvant est la méthode la plus courante pour transformer le soja car c’est la plus efficace pour en extraire l’huile et détruire les facteurs antinutritionnels. Cependant, en raison de la complexité de l’opération et des exigences de sécurité relatives à l’utilisation d’un solvant inflammable, cette méthode n’est ni pratique ni économique sur une petite échelle.

Il existe d’autres méthodes de transformation du soja utilisées soit sur l’exploitation, soit dans de petites installations qui produisent des denrées spéciales. L’objectif principal de l’opération est d’éliminer les facteurs antinutritionnels et de produire un tourteau homogène, de haute qualité.

extraction par presse continue

L’huile peut être extraite des fèves de soja en y appliquant une pression mécanique. Une vis mécanique force les fèves (généralement concassées afin de faciliter l’opération) à passer par un orifice. Le fût de la presse continue comporte de petits orifices permettant à l’huile de sortir, tout en laissant la plus grande partie de la fève dans le fût. On utilise couramment deux types de presses continues : style standard radial et axial.

La presse continue standard radiale comprend un arbre rotatif avec une vis sans fin usinée à l’intérieur. Au début, la rainure est relativement profonde mais, à mesure que le produit est forcé le long de l’arbre rotatif, la profondeur de la rainure diminue, ce qui crée une pression vers l’extérieur. À mesure que la pression augmente, l’huile est « expulsée » de la fève, ce qui y réduit la pression. À la sortie, un culot conique empêche la fève de sortir librement de la presse. Ce culot peut être ajusté vers l’intérieur pour créer davantage de pression. Les presses à vis standard radiale présentent l’avantage d’être adaptables, de très petites (1 hp) à très grandes (500 hp). Toutefois, comme elles sont très sensibles à l’humidité et à la température des fèves, une cuisson et un conditionnement appropriés avant la pression sont essentiels (Patil et Nawab Ali, 2006).

La presse de type axial comporte aussi un arbre rotatif avec une rainure profonde qui fait cheminer le produit, mais, à la différence de la presse standard, la profondeur de la rainure ne change pas sur la longueur de la vis. Dans ce cas, toute la pression est produite lorsque le tourteau est forcé à passer par une petite ouverture à l’extrémité du fût. À mesure que la pression augmente, l’huile retourne à travers les fèves et sort par une série de petits trous situés à la partie avant du fût. Ces presses sont utilisées principalement dans les petites installations qui produisent une huile vierge de haute qualité pour l’alimentation. En raison de leur conception, ces petites presses sont relativement simples à utiliser et n’exigent pas que le soja soit aussi cuit et conditionné au préalable. Il est également relativement facile de les démonter et de les nettoyer. Toutefois, ce type de système est limité à une capacité de traitement de seulement quelques tonnes par jour. Si l’on souhaite obtenir une plus grande capacité, il est nécessaire d’installer plusieurs machines en parallèle.

Dans les deux cas, il est important d’appliquer suffisamment de chaleur pour que l’aliment convienne au bétail qui va le consommer. Si le produit est destiné aux rations alimentaires d’animaux monogastriques, les inhibiteurs de la trypsine et des lectines doivent être dénaturés. Si le tourteau est utilisé dans les rations alimentaires des vaches laitières, un traitement par la chaleur sera nécessaire pour obtenir le niveau requis de protéines dégradables dans le rumen. Bien que de la chaleur soit produite durant la pression, elle n’est généralement pas suffisante pour correspondre à ces exigences. Le traitement préalable consiste souvent en un nettoyage, un concassage et une cuisson avant la pression pour s’assurer que les facteurs antinutritionnels soient dénaturés ou que l’on obtienne la quantité de protéine nécessaire aux ruminants.

transformation par extrusion/presse continue

Comme cela a été mentionné plus tôt, l’extrusion cuit la fève, éliminant les facteurs antinutritionnels et brisant les parois des cellules. L’extrusion peut aussi être utilisée comme traitement préalable efficace avant la pression (Bargale et al., 1999). La figure 2 représente la disposition du matériel nécessaire à une

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transformation typique par extrusion/presse continue. L’extrusion chauffe la fève et brise la paroi des cellules, favorisant la pression de l’huile. Cette méthode de transformation de la fève est très répandue en Amérique du Nord et c’est même la troisième méthode la plus courante après l’extraction au solvant et le grillage. Malheureusement, aucune des méthodes mécaniques d’extraction de l’huile décrites ci-dessus, y compris l’extrusion/la presse continue, ne peuvent extraire complètement l’huile. Un taux d’extraction de 91 % de l’huile est considéré le taux le plus élevé, selon un rapport de Bargale et al. (1999). De manière générale, l’extraction mécanique produit un tourteau qui conserve au moins 6 % de son huile.

Figure 2. Transformation typique d’extrusion/de pression du soja

Image avec la permission d’Insta-pro International

Séchoir

Presse continue

Convoyeur

Extrudeuse

méthodes inédites d’extraction de l’huile

Des essais ont été effectués pour développer des procédés plus efficaces d’extraction de l’huile que les méthodes d’extraction mécanique standards. L’une des possibilités est d’utiliser un mélange spécial exclusif de gaz comprimés qui, soumis à une pression, devient un liquide qui joue le rôle de solvant pour extraire l’huile. Au moment de la libération de la pression, le gaz est recueilli et recomprimé pour être utilisé dans l’échantillon suivant. Cette technologie est commercialisée par une société canadienne appelée BioExx™. Elle n’utilise pas l’hexane mais permet un degré d’extraction de l’huile supérieur à celui obtenu par l’utilisation d’une pression mécanique seule.

La pression à vis assistée par gaz (gas-supported screw-pressing [GSSP]) est une autre technologie prometteuse (Nazareth et al., 2009). GSSP consiste à appliquer un gaz sous pression élevée, généralement du dioxyde de carbone, dans une presse continue traditionnelle de façon à ce que le gaz expulse davantage d’huile de soja durant la pression. Ce procédé est particulièrement intéressant pour ceux qui recherchent la fabrication de concentrés ou isolats de protéines et ont besoin d’un produit soluble à faible teneur en huile et forte teneur en protéine. Étant donné que le dioxyde de carbone peut servir à refroidir le tourteau comme à extraire l’huile, le tourteau conserve une grande solubilité de la protéine (Nazareth et al., 2009).

Des travaux importants ont été réalisés sur le potentiel de l’extraction de l’huile à base d’eau. Ce procédé consiste à presser une partie de l’huile de la fève à l’aide d’une presse continue, puis à mélanger de l’eau dans le produit extrait et à centrifuger le produit. En utilisant ce procédé, l’huile, l’eau et les matières solides peuvent être séparées en plusieurs fractions uniques. Dans la plupart des cas, une série d’enzymes se trouvant dans l’eau peuvent rompre les parois des cellules et améliorer l’extraction de l’huile. Ce procédé appelé extraction aqueuse à l’aide d’enzymes, offre le potentiel de dégrader les composés antinutritionnels tels que l’acide phytique ou les α-galactosides en ajoutant les enzymes appropriés durant l’extraction (de Moura et al., 2008). Cette méthode permet également de créer des concentrés de protéines uniques au cours du fractionnement aqueux de la graine.

Dans certains cas, il est souhaitable de créer des produits de soja ayant des niveaux élevés de protéines. Les concentrés de protéines peuvent être produits par une série de procédés d’extraction à base d’eau. De grandes

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quantités de concentrés de protéines et d’isolats sont produites et ajoutées aux ingrédients alimentaires; d’autres sont également utilisées dans les aliments pour animaux lorsqu’une haute teneur en protéines est requise. En remplacement de la production normale de concentrés de protéines par fractionnement aqueux, on peut extraire des sucres solubles du soja à l’aide de l’alcool (Coon et al., 1990), ce qui produit un tourteau dont la concentration de protéines est élevée (environ 57 % de protéines brutes). Après l’extraction à l’alcool, le tourteau est déshydraté et emballé pour la distribution, l’alcool ayant été récupéré par distillation. L’extraction à l’alcool augmente non seulement la teneur en protéines, mais elle élimine aussi les effets antinutritionnels liés aux oligosaccharides et, par conséquent, augmente la teneur en énergie du tourteau. Cette méthode est pratiquée dans le commerce et peut produire une source de protéines rentable dans certains régimes alimentaires, notamment l’aquaculture et les aliments pour animaux domestiques.

meSuRe De la qualITé Du TouRTeau

Il est essentiel de vérifier les produits du soja transformés pour s’assurer qu’ils ont été suffisamment traités afin d’éliminer les facteurs antinutritionnels présents, mais aussi qu’ils n’ont pas été trop transformés, ce qui réduit la qualité et l’utilisation des protéines.

La transformation a pour objectif principal de maximiser la valeur fourragère. La qualité du soja peut être évaluée à l’aide d’études sur l’alimentation animale, mais ces études sont voraces en temps, coûteuses et sujettes à des erreurs dans la formulation de l’alimentation. Dans la plupart des cas, la qualité du tourteau est vérifiée soit en mesurant des facteurs antinutritionnels spécifiques, tels que les inhibiteurs de la trypsine et les lectines, soit en employant des épreuves biologiques qui permettent de prévoir l’efficacité du traitement par la chaleur, telle que l’activité de l’uréase ou la solubilité des protéines. Toutefois, Vasconcelo et al. (2009) recommandent que le tourteau de soja soit vérifié à l’occasion dans le cadre d’essais d’alimentation des animaux pour assurer que les facteurs antinutritionnels ont été suffisamment dénaturés.

Dans la transformation du soja, les inhibiteurs de la trypsine représentent probablement le plus important facteur antinutritionnel thermolabile dont il faut tenir compte; ils peuvent être mesurés à l’aide d’une méthode décrite par Kakade et al. (1974). La quantification est réalisée par la mesure de l’activité enzymatique de trypsine résiduelle une fois qu’un extrait de soja contenant les inhibiteurs a été ajouté à une source purifiée de l’enzyme. La mesure dans laquelle l’extrait entrave l’activité est calculée et présentée comme capacité d’inhibition de la trypsine. Dans la plupart des cas, cette épreuve biologique est trop difficile sur le plan technique pour qu’elle soit utilisée quotidiennement sur place par les transformateurs de soja.

Les lectines sont généralement quantifiées par une épreuve d’inhibition de l’hémagglutination. On place de l’extrait de soja dans un tube à essai contenant des globules rouges. À l’aide de dilutions d’extrait de soja variables, on détermine la plus faible concentration nécessaire pour visiblement agglutiner les globules; cette concentration sert à calculer la concentration de lectines viables dans le soja.

Les lectines peuvent également être purifiées et quantifiées, comme décrit par Moreira et Perrone (1977), mais il s’agit d’une épreuve biologique plus complexe qui est donc généralement limitée à des applications de recherche. Dans la plupart des cas, on suppose que si les inhibiteurs de la trypsine ont été dénaturés avec succès, il en est probablement de même pour les lectines. Aucune de ces épreuves ne serait effectuée de façon systématique dans le cadre du système de contrôle de la qualité d’une usine de transformation du soja.

Le soja contient une enzyme appelée uréase qui se mesure facilement et que l’on peut utiliser comme indicateur d’une bonne transformation. L’enzyme uréase n’est pas en soi un facteur antinutritionnel mais, une fois soumise à la chaleur, elle exerce un effet de dénaturation d’une façon semblable aux inhibiteurs de la trypsine; par conséquent, on peut l’utiliser pour prévoir l’activité résiduelle d’inhibition de la trypsine. L’enzyme uréase provoque une réaction selon laquelle l’urée est convertie en hydroxyde d’ammonium et en dioxyde de carbone. Puisque l’hydroxyde d’ammonium a un pH très élevé, l’activité de cette enzyme peut être déterminée par la surveillance des changements dans le pH. L’épreuve (méthode 22-90 de l’AACC) est relativement simple : on met 0,2 g de tourteau de soja dans un tube à essai, auquel on ajoute ensuite 10 mL de solution d’urée

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tamponnée que l’on chauffe à 30 °C pendant 30 minutes exactement. Un échantillon de contrôle est préparé de la même façon mais le tampon utilisé ne contient pas d’urée. Après 30 minutes, le pH de l’échantillon pour essai et celui du tampon sont mesurés. La différence de pH entre l’échantillon de contrôle et l’échantillon pour essai est enregistrée. Le soja brut produit une variation de pH d’environ 2,5 unités de pH, tandis que le soja ayant subi un traitement approprié par la chaleur indique plutôt une variation de pH inférieure à 0,2 unités. De simples versions de cette épreuve pouvant être utilisées sur place ont été mises au point et sont vendues commercialement, telle que SoyChek™ qui ajoute une solution au tourteau de soja. Après un certain temps, on examine l’échantillon en vue de dépister des signes d’une activité résiduelle de l’uréase, qui serait indiquée par l’apparition de taches rouges sur les particules de soja.

L’activité de l’uréase constitue l’épreuve biologique standard qu’utilisent la plupart des producteurs comme indicateur de traitement par la chaleur suffisant. Toutefois, si les graines sont surchauffées et que la qualité des protéines est endommagée, l’épreuve d’activité de l’uréase ne le confirme pas nécessairement. Si l’activité est faible, il n’y a aucun moyen de déterminer dans le cas de cette épreuve si un excès de chaleur a été appliqué. Lorsque les protéines font l’objet d’un traitement par la chaleur, elles subissent un certain nombre de changements. Au cours de la dénaturation des enzymes telles que l’uréase ou les inhibiteurs de la trypsine, la structure protéique est modifiée de sorte qu’elle perd son activité catalytique, mais les protéines peuvent tout de même être digérées par le bétail. Sous l’effet d’un excès de chaleur, il peut se produire des réactions supplémentaires qui fixent la lysine aux sucres, les rendant ainsi non digestibles (réaction de Maillard), ou une réticulation supplémentaire comprenant des groupes d’acides aminés soufrés, ce qui donne également lieu à des protéines qui résistent à la digestion par le bétail. Pour assurer que les protéines peuvent être digérées après un traitement par la chaleur, il faut une certaine solubilité des protéines. Si les protéines deviennent très peu solubles, il est probable que leur valeur nutritive pour les animaux soit réduite.

La méthode la plus commune pour évaluer la solubilité des protéines est l’épreuve biologique KOH. Cette épreuve consiste à mélanger le tourteau de soja dans une solution de KOH à 0,2 %, mesurer le niveau de protéines solubles et l’indiquer comme fraction du total de protéines (Araba et Dale, 1990).

L’indice de dispersibilité des protéines (IDP) est une autre méthode qui consiste à mélanger du tourteau de soja dans une sorte de mélangeur pour ensuite mesurer le niveau de protéines dans le surnageant (Batal et al., 2000). Ces essais ont pour objectif de veiller à ce que les protéines n’ont pas été surchauffées; un niveau minimum de protéines solubles ou l’IDP est donc ciblé au cours du traitement. En règle générale, on prévoit une solubilité des protéines dans une solution de KOH de 78 à 84 % ou un IDP de plus de 40 %. Cependant, ces chiffres ne représentent que des principes directeurs et le débat se poursuit en ce qui concerne les normes exactes que l’on devrait employer.

On a mis au point une nouvelle méthode qui utilise une enzyme digestive immobilisée pour prévoir la digestibilité réelle des acides aminés (Schasteen et al., 2007). Cette méthode, appelée IDEA (« immobilized digestive enzyme assay » [épreuve utilisant une enzyme digestive immobilisée]) simule la digestion, après quoi le reste des liaisons peptidiques (non digérées) sont mesurées à l’aide d’un réactif. Cette épreuve s’avère prometteuse et pourrait devenir disponible sous forme de trousse à utiliser dans le contrôle de la qualité de la transformation du soja et d’autre tourteau de protéines.

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le soja dans les régimes de la volailleLe tourteau de soja est la source de protéines supplémentaires la plus commune pour la volaille et constitue la norme à laquelle sont comparées toutes les autres sources de protéines. La teneur en acides aminés complète celle des principales céréales utilisées dans les régimes alimentaires de la volaille et se digère très facilement par la volaille de tous les types et de tous les âges. Le tourteau de soja est pauvre en méthionine; lorsqu’on s’en sert comme complément protéique unique, il est nécessaire d’y ajouter de la méthionine synthétique pour satisfaire

aux besoins alimentaires de la volaille. Toutefois, cet acide aminé est facile à obtenir et rentable dans les régimes alimentaires à base de soja. Dans certains cas, il peut être nécessaire d’ajouter de la lysine et de la thréonine synthétiques pour optimiser l’équilibre des acides aminés dans l’alimentation de la volaille, tout en minimisant la teneur en protéines de leur régime alimentaire. La teneur en acides aminés des produits du soja est présentée dans les tableaux des éléments nutritifs à la fin de ce guide. La digestibilité des acides aminés est présentée au tableau 1.

La volaille est particulièrement sensible aux inhibiteurs de la trypsine et aux lectines qui se trouvent dans le soja brut. Toutefois, lorsque le tourteau est soumis à un traitement par la chaleur approprié, tel que décrit dans la section sur la transformation du soja, les performances de la volaille sont excellentes même lorsque le tourteau de soja est le seul complément protéique utilisé dans l’alimentation.

À titre de complément protéique, le tourteau de soja obtenu par extraction au solvant possède une teneur en énergie relativement élevée et il s’adapte bien dans les rations destinées à la volaille. Le soja contient de 0,76 à 0,94 % de raffinose et de 2,96 à 4,14 % de stachyose (Kennedy et al., 1985), mais dans une large mesure ces glucides ne sont pas digérés par la volaille en raison d’un manque de galactosidase alfa

Tableau 1. Digestibilité apparente (%) des acides aminés dans les produits de tourteaude soja donnés aux volailles (adapté de Sauvant et al., 2004).

Acides aminés Extraction au solvant (44 % protéine brute)

Déglumé, extraction au solvant (48 % protéine brute)

1 Tourteauextrudé/

obtenu par pression (43 % protéine brute)

Extrudé non dégraissé

Grillé non

dégraissé

Méthionine 91 91 91 86 82Cystéine 86 86 82 77 76Mét + Cys 88 88 86 81 79Lysine 91 91 93 88 81Thréonine 89 89 89 85 79L-isoleucine 92 92 92 87 79Histidine 93 93 92 87 86Valine 91 91 90 86 77Leucine 92 92 94 87 80Arginine 92 92 97 91 85Phénylalanine 93 93 94 88 80

1Opapeju et al., 2006.

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(α-galactosidase) endogène. Cela restreint la disponibilité d’énergie dans le tourteau de soja (Parsons et al., 2000). Les producteurs de soja travaillent à réduire le niveau de ces oligosaccharides afin d’augmenter la teneur en énergie du tourteau davantage. Le tourteau peut être extrait à l’aide de l’alcool afin de concentrer les protéines et d’augmenter la teneur en énergie du tourteau (Coon et al., 1990). Le tourteau de soja soumis à une extraction à l’alcool est produit à l’échelle commerciale, mais il ne s’agit que d’une faible portion du tourteau de soja, car la production commerciale augmente les coûts et le tourteau de soja standard répond normalement aux besoins de la volaille.

Il existe divers produits enzymatiques commerciaux qui peuvent être utilisés dans les régimes à base de soja pour dégrader ces oligosaccharides par les actions de l’enzyme α-galactosidase (Ghazi et al., 2003).

TouRTeau De Soja obTenu PaR exTRacTIon au SolvanT

La majorité du soja utilisé dans les régimes alimentaires de la volaille est nourrie sous forme de tourteau obtenu par extraction au solvant. Comme indiqué précédemment, l’extraction de l’huile produit un tourteau ayant environ 1,5 % de matière grasse. Le tourteau est disponible en deux formes : ayant une teneur en protéines brutes de 44 % et une teneur en protéines brutes de 48 %. Le tourteau à plus forte teneur en protéines ne contient pas la fraction des pellicules de la graine. Le fait d’enlever la pellicule augmente à la fois la teneur en protéines et la teneur en énergie du tourteau. Le tourteau de soja déglumé ayant une teneur en protéines brutes de 48 % est le produit du soja le plus couramment utilisé dans les rations destinées à la volaille en raison de sa densité en éléments nutritifs relativement élevée. Le tourteau ayant une teneur en protéines brutes de 44 % (non déglumé) est également utilisé sans problème dans les régimes alimentaires de la volaille.

Le tourteau de soja obtenu par extraction au solvant est généralement considéré comme un produit très conforme en matière de qualité grâce à la grande échelle des transformateurs concernés. Les usines d’extraction au solvant traitent généralement de 2 000 à 4 000 tonnes de graines par jour, de sorte que toute variation naturelle provoquée par la génétique ou les conditions de croissance est perdue en raison de la mise en commun des graines au cours du traitement. En outre, ces usines ont tendance à se concentrer sur l’assurance de la qualité; de petites erreurs peuvent occasionner d’importantes pertes d’entreprise.

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En raison de la grande qualité de ce tourteau et des faibles niveaux de facteurs antinutritionnels, ce tourteau peut être utilisé de façon illimitée dans toute ration destinée à la volaille. Il peut être, et est souvent, utilisé comme complément protéique unique pour satisfaire aux besoins nutritionnels de la volaille.

Compte tenu de la qualité constante et la facilité d’approvisionnement, le tourteau de soja extrait au solvant est un élément important de la ration de la volaille et permet à l’industrie de la volaille d’assurer la production d’un volume élevé de produits conformes. Certains iraient même jusqu’à dire que l’industrie du soja a considérablement contribué à la réussite de l’industrie de la volaille et qu’elle l’aide à faire concurrence de façon efficace à d’autres secteurs de l’élevage.

Soja non DégRaISSé

En raison de la présence d’huile supplémentaire, le soja non dégraissé renferme beaucoup plus d’énergie que le tourteau de soja obtenu par extraction au solvant ou par extraction par pression. S’il est bien chauffé, le soja non dégraissé peut être utilisé dans toutes les rations destinées à la volaille et les limitations seront peu nombreuses, voire inexistantes (MacIsaac et al., 2005).

Certains utilisateurs limitent l’utilisation du soja non dégraissé dans les régimes alimentaires de la volaille en raison de la forte teneur en huile non saturée de la graine; étant donné que la volaille forme des dépôts de gras, avec peu ou aucune modification. L’huile de soja est une huile nutritive de haute qualité mais, consommée sans modération, elle peut aboutir à une qualité de carcasse réduite en fait de teneur en matière grasse et de stabilité. L’huile de soja est constituée d’environ 53 % d’acide linoléique (C18:2) et d’environ 7,4 % d’acide α-linoléique (C18:3). Bien que ces acides gras soient souhaitables dans l’alimentation et qu’ils dépassent les exigences essentielles en acides gras de la volaille, ils produisent une carcasse à graisse molle qui peut oxyder pendant l’entreposage. La stabilité en cours d’entreposage est particulièrement importante si la volaille doit être ensuite transformée en produits tels que les préparations de charcuterie. La présence des liaisons doubles supplémentaires augmente considérablement le point de fusion de l’huile (et, par conséquent, la matière grasse dans la carcasse) ainsi que l’affinité pour l’oxydation. Dans la plupart des cas, cela n’est pas un problème; dans certains cas, par contre, les nutritionnistes ont dû limiter l’utilisation du soja non dégraissé pour satisfaire aux besoins d’un transformateur de volaille.

Le soja non dégraissé est de plus en plus populaire dans les régions productrices de soja où il n’y a pas d’usine locale de transformation des graines oléagineuses. Dans ce cas, les coûts du transport des graines vers une grande usine d’extraction au solvant dans une autre région et de l’expédition de retour du tourteau l’emportent sur les avantages économiques associés à l’extraction de l’huile pour la consommation humaine. Dans de pareilles situations, des systèmes de transformation du soja non dégraissé (grillage ou extrusion) qui fonctionnent à une échelle relativement petite (d’une à 200 tonnes par jour) peuvent constituer une solution pratique et attrayante sur le plan économique.

TouRTeau obTenu PaR PReSSIon

Dans les régions où l’approvisionnement en soja est trop limité pour justifier la construction d’une grande usine d’extraction au solvant mais où il existe une demande de tourteau pour la volaille, on peut extraire une partie de l’huile à l’aide d’une presse continue au lieu de faire appel au soja non dégraissé. Comme on l’a déjà expliqué, ces systèmes ont tendance à être de beaucoup moindre envergure qu’une usine d’extraction au solvant, mais ils offrent la possibilité d’extraire et, par conséquent, de vendre de l’huile de grande valeur. Outre les avantages économiques des ventes d’huile, les presses continues produisent un tourteau qui, à bien des égards, est idéalement adapté à la volaille. Toutefois, le processus d’extraction par pression ne fournit généralement pas un traitement par la chaleur suffisant pour éliminer les inhibiteurs de la trypsine; il faut donc appliquer une chaleur supplémentaire au tourteau pour l’adapter aux besoins de la volaille.

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S’il est traité correctement par la chaleur, le tourteau obtenu par pression peut être utilisé dans tous les régimes alimentaires de la volaille sans limitation d’inclusion dans le régime. Le tourteau obtenu par pression conserve une quantité importante d’huile (5 à 8 %) et, par conséquent, a une teneur en énergie élevée (~ 2 751 kcal/kg EMAn). La teneur en matière grasse varie entre les transformateurs; par conséquent, elle devrait être analysée afin de déterminer la teneur en énergie du tourteau avant la formulation d’un régime. La figure 3 présente une équation qui peut servir à prévoir la teneur en énergie du tourteau de soja en fonction de la teneur en matière grasse. L’équation a été mise au point à partir des valeurs énergétiques du tourteau de soja et du soja graine entière, lesquelles figurent dans les tableaux à la fin du présent guide.

Figure 3. Effet de la teneur en huile du tourteau de soja sur la volaille, énergie métabolisable apparente dans la volaille (EMAn) et énergie digestible dans le porc (ED)

Il a été démontré que la combinaison d’un procédé d’extrusion et de l’extraction par pression constitue une méthode efficace de créer un produit du soja extrait par presse continue de haute qualité pour la volaille, lequel a été traité correctement par la chaleur pour éliminer les facteurs antinutritionnels (Zhang et al., 1993). Le procédé d’extrusion a tendance à perturber les parois cellulaires et, par conséquent, à accroître la digestibilité. On le croit également capable d’améliorer l’extraction de l’huile, ce qui semble lié à la rupture des parois cellulaires.

concluSIon

Tous les produits de soja traités correctement à la chaleur sont bien adaptés pour être utilisés dans les aliments pour la volaille. Leur utilisation connaît peu de limites et ils sont souvent la seule source de protéines supplémentaires dans les régimes alimentaires de la volaille. Le tourteau de soja constitue la norme actuelle en matière de rations destinées à la volaille et représente la protéine en vertu de laquelle on mesure toutes les autres protéines à base végétale. Les graines de soja obtenues par extraction par pression et non dégraissées offrent l’avantage d’une teneur en énergie beaucoup plus élevée et peuvent être une source de protéines et d’énergie. Toutefois, l’usage de soja à forte teneur lipidique exigera probablement un apport plus élevé en vitamine E en raison du risque d’oxydation de l’huile hautement insaturée dans le soja.

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Kcal

/kg

Volaille EMAn = 63.4 * % de gras + 2208

Porc ED = 37,1 * % de gras + 3 471

% de gras

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le soja dans les régimes du porcLe tourteau de soja est utilisé couramment dans les régimes alimentaires du porc dans le monde entier. Les produits du tourteau de soja contiennent des concentrations élevées de protéines, un excellent équilibre d’acides aminés et une teneur élevée en énergie, ce qui en fait une excellente source de protéines dans tous les types de régimes alimentaires du porc. Le tourteau de soja contient des niveaux élevés de lysine et de tryptophane, des acides aminés qui sont pauvres en sources d’énergie communes telles que le maïs. En utilisant le tourteau de soja, on peut simplifier les régimes sans avoir recours à d’autres sources de protéines supplémentaires. Dans la plupart des cas, le tourteau de soja ne contient pas de quantités suffisantes de méthionine pour contrer les faibles niveaux qui se trouvent dans le maïs et d’autres céréales communes, mais cet acide aminé est facile à obtenir sous forme synthétique à un prix économique. La composition en éléments nutritifs du tourteau obtenu par extraction au solvant, du tourteau obtenu par pression et du soja grillé non dégraissé figure à la fin du présent guide. La digestibilité apparente des acides aminés dans le porc est présentée au tableau 2.

Les produits de soja sont également attrayants en raison de leur conformité apparente et leur fiabilité d’approvisionnement. Grâce à la disponibilité de grandes quantités de produits conformes, le soja est devenu l’un des aliments les plus communs dans les rations destinées au porc. L’utilisation du tourteau de soja présente l’avantage supplémentaire de réduire la teneur en protéines brutes nécessaire du régime étant donné que la teneur en acides aminés reflète celle des céréales utilisées dans la ration. L’exigence plus faible en protéines brutes réduit non seulement le coût de production des aliments pour animaux, mais aussi la charge d’azote dans le fumier ainsi que l’énergie métabolique consommée au cours du processus d’utilisation des acides aminés excédentaires pour l’énergie.

Tableau 2. Digestabilité apparente dans l’iléon (%) des acides aminés dans les produits de tourteau de soja donnés aux porcs (adapté de Sauvant et al., 2004).

Acides aminés Extraction au solvant

(44 % de protéine brute)

Déglumé, extraction au

solvant(48 % de

protéine brute)

1 Tourteauextrudé/

obtenu par pression (43 % protéine brute)

Extrudé non dégraissé

(34 % de protéine brute)

Grillé non dégraissé

(35 % de protéine brute)

Méthionine 88 90 73 83 76Cystéine 82 84 77 77 73Mét + Cys 85 87 75 80 75Lysine 87 89 84 86 77Thréonine 82 84 74 81 73L-isoleucine 87 89 83 83 73Tryptophane 84 87 s.o. 74 81Histidine 88 90 84 87 80Valine 85 86 80 82 72Leucine 86 88 83 83 74Arginine 92 94 88 90 82Phénylalanine 88 90 84 85 76

1Opapeju et al., 2006.

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Le porc est sensible aux effets néfastes des facteurs antinutritionnels thermolabiles qui se trouvent dans le soja à l’état brut (inhibiteurs de la trypsine et lectines). Toutefois, si ces facteurs subissent un traitement par la chaleur approprié, ils n’ont aucune incidence sur les performances des animaux. Les oligosaccharides – le stachyose et la raffinose – n’influent aucunement sur l’utilisation de l’énergie chez le porc et ne sont pas considérés comme un facteur antinutritionnel pour cette espèce.

Dans la plupart des cas, aucune limite supérieure artificielle ne s’applique au tourteau de soja dans les régimes alimentaires du porc. Le soja est couramment utilisé comme la seule source de protéines supplémentaires dans les régimes alimentaires du porc de presque tous les âges. Toutefois, à la première phase des rations de démarrage aussitôt le sevrage terminé, il y a une préférence pour l’utilisation de protéines lactées étant donné que le tube digestif peut ne pas être de maturité suffisante pour gérer des quantités importantes de protéines à base végétale.

TouRTeau obTenu PaR exTRacTIon au SolvanT

Le tourteau obtenu par extraction au solvant est la source de protéines utilisée le plus communément dans les rations destinées au porc. Les tourteaux de protéine brute à 44 % (non déglumé) et de protéines brutes à 48 % (déglumé) constituent d’excellentes sources de protéines pour tous les types de rations destinées au porc. Le tourteau déglumé est souvent la source de protéines privilégiée en raison de son énergie plus élevée (plus de 5 %) et de sa teneur en lysine (plus de 10 %), mais les deux s’appliquent également bien à un large éventail de rations destinées au porc.

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Au cours du procédé d’extraction au solvant, le tourteau de soja est grillé à une température variant entre 105 et 110 °C pendant 15 à 30 minutes, ce qui élimine tous les facteurs antinutritionnels et rend le tourteau apte aux rations destinées au porc. Le tourteau de soja obtenu par extraction au solvant constitue la protéine végétale à laquelle sont comparées toutes les autres sources de protéine végétale; il représente également la principale source unique de protéines pour les régimes alimentaires du porc dans le monde entier. Ayant comparé le tourteau de soja obtenu par extraction au solvant à huit autres sources de protéines, Shelton et al. (2001) ont démontré que le tourteau obtenu par extraction au solvant est bien adapté aux régimes alimentaires du porc, ce qui produit des performances des animaux et une qualité de carcasse excellentes.

Soja non DégRaISSé

Le soja non dégraissé est apprécié par les producteurs de soja et les éleveurs de porcs. Puisqu’ils utilisent le soja à la ferme, ces agriculteurs évitent les coûts de transport et de mise en marché; par contre, tel que décrit précédemment, le soja doit être traité à la chaleur pour que les facteurs antinutritionnels soient éliminés.

Grâce à la présence de matière grasse supplémentaire dans le soja non dégraissé, sa teneur en énergie est beaucoup plus élevée que dans le cas du tourteau de soja obtenu par extraction au solvant; cette caractéristique le rend très attrayant pour les régimes tentant d’optimiser l’apport en énergie. Un bon exemple est celui de la truie en lactation. Les truies nourries au soja non dégraissé ont la possibilité de produire la quantité maximale de lait ayant la plus haute teneur en matière grasse possible. La teneur en énergie du soja non dégraissé est environ 15 % plus élevée que celle du tourteau de soja déglumé et 27 % plus élevée que celle du tourteau de soja qui contient les pellicules.

Transformé correctement, le tourteau de soja non dégraissé peut servir de source de protéines dans tous les aliments pour le porc, sauf à la première phase des rations de démarrage tel que décrit ci-dessus. Étant donné que le tourteau ajoute une teneur en énergie nettement plus élevée au régime alimentaire, il est important de formuler les rations en conséquence pour vérifier le résultat des objectifs en matière de classement des carcasses. Dans tout régime alimentaire, il est important de maintenir un rapport stable entre l’énergie et la teneur en acides aminés essentiels. Dans la plupart des cas, on n’impose aucune limite quant à la quantité de tourteau de soja pouvant être utilisée dans l’alimentation; par contre, le soja non dégraissé peut nuire à la qualité de la carcasse s’il est consommé en concentrations trop élevées dans les aliments de finition. Tel que décrit précédemment, l’huile de soja a une faible teneur en gras saturés et une teneur élevée en gras polyinsaturés. Étant donné que le porc dépose les lipides directement et sans modification, l’huile de soja excédentaire ou le soja non dégraissé peut provoquer le dépôt d’une graisse molle qui pourrait déplaire à certains consommateurs.

La quantité de soja non dégraissé pouvant être incorporée dans les aliments de finition avant que les consommateurs ne remarquent de différences varie en fonction des groupes de consommateurs et de leurs attentes. Le niveau admissible de soja non dégraissé varie également selon les autres ingrédients dans la ration. Par exemple, le maïs a une teneur relativement élevée en gras polyinsaturés et contribue également à une graisse molle; dans certains cas, il pourrait être nécessaire de limiter le soja non dégraissé à aussi peu que 10 % du régime alimentaire. Dans d’autres cas, des sources d’énergie telles que le blé ou l’orge peuvent favoriser une graisse plus dure ce qui peut permettre d’utiliser jusqu’à 25 % de soja non dégraissé dans la ration.

Si la qualité de la carcasse et la mollesse de la graisse posent un problème, il serait sage de commencer par une quantité réduite de soja non dégraissé, p. ex., 15 %, puis d’augmenter la quantité si la qualité de la carcasse se situe toujours dans les fourchettes attendues. Ayant remplacé le tourteau de soja extrait au solvant par du soja extrudé non dégraissé en proportions de 0, 10, 20 et 30 % dans les régimes alimentaires à base de blé et d’orge, Van Lunen et al. (2003) ont observé d’excellentes performances chez les porcs en croissance, ce qui indique que le soja non dégraissé peut être utilisé comme source unique de protéines. Par contre, ils ont aussi observé des changements dans les profils en acides gras de la viande. Grâce à l’inclusion du soja non dégraissé, le C18:2 a augmenté de 10,6 à 27,06 % et le C18:3 de 0,96 à 3,82 %. Cette augmentation a entraîné une

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diminution dans le ratio n-6:n-3 de 10,4 à 6,7 lorsque le soja non dégraissé était la seule source de protéines supplémentaires. Bien que ce résultat soit souhaitable du point de vue de la création d’un produit plus sain à usage humain, l’inclusion de soja non dégraissé a réduit la cote de fermeté du gras de 2,1 à 1,2, ce qui risque de réduire l’attrait du produit pour les consommateurs.

La présence de grandes quantités de gras polyinsaturés et d’acides linoléiques (C18:2) et linoléniques (C18:3) contribue également à rendre les aliments pour animaux et les produits à base de viande potentiellement plus sensibles à l’oxydation. Comparées aux gras saturés (pas de liaisons doubles) et aux gras monoinsaturés, les liaisons doubles supplémentaires sont beaucoup plus sensibles à l’oxydation, ce qui réduit la stabilité des produits pendant l’entreposage. En règle générale, on peut surmonter ce problème par l’ajout d’antioxydants à l’alimentation animale, tels que la vitamine E (Morel et al., 2006).

Soja TRanSFoRmé PaR PReSSe conTInue

Comme pour tous les produits de soja, il est important de veiller à ce que le soja subisse une transformation adéquate pour assurer l’élimination des facteurs antinutritionnels thermolabiles. Si le tourteau obtenu par presse continue est correctement traité par la chaleur, il pourra être utilisé comme seule source de protéines dans toutes les rations destinées au porc, sauf peut-être lors de la première phase des rations de démarrage.

En raison de la présence d’huile supplémentaire, le tourteau obtenu par pression affiche une teneur en énergie plus élevée que celle du tourteau obtenu par extraction au solvant. Toutefois, la teneur en huile peut varier dans le tourteau obtenu par pression; il est donc important de s’assurer de connaître la teneur en matière grasse du produit et d’ajuster la teneur en énergie en conséquence. La figure 3 à la section précédente indique la relation entre la teneur en matière grasse du tourteau et les valeurs attendues de l’énergie digestible (ED) dans le porc. Étant donné que la teneur en protéines diminue au fur et à mesure que la teneur en matière grasse augmente, la teneur en protéines brutes doit être mesurée et la teneur en acides aminés du tourteau doit être déterminée à l’aide des équations de prévision du CNRC (1998) : Lys = -0,081 + 0,0644 x pourcentage de protéines brutes, Trp = 0,058 + 0,0118 x pourcentage de protéines brutes, Thr = 0,081 + 0,0381 x pourcentage de protéines brutes, Met = 0,017 + 0,0141 x pourcentage de protéines brutes, Met + Cys = 0,147 + 0,0261 x pourcentage de protéines brutes.

Dans plusieurs cas, les transformateurs combinent les procédés d’extrusion et de pression puisqu’il s’agit d’une méthode efficace de traitement du soja par la chaleur tout en perturbant les parois cellulaires, ce qui permet d’accroître l’efficacité de l’extraction d’huile dans une presse continue ainsi que l’utilisation du tourteau par le porc. Puisque la teneur en huile est généralement réduite à moins de 7 % du tourteau, le produit peut être utilisé en fortes concentrations dans toutes les rations destinées au porc sans affecter la qualité de la carcasse ou la stabilité du produit.

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Tourteau extrudé obtenu par presse continue

concluSIon

Le soja soumis à un traitement approprié par la chaleur est une excellente source de protéines à tous les stades de la production porcine. Le tourteau de soja répond à tous les besoins en protéines du porc, à la seule exception de la méthionine qui peut être complétée sous forme synthétique. Le soja extrudé et non dégraissé offre aussi l’avantage d’une teneur en énergie accrue, mais il faut tenir compte de la qualité de la carcasse pour établir les niveaux d’inclusion maximale du soja non dégraissé.

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le soja dans les régimes des ruminantsLe tourteau de soja est le complément protéique le plus largement utilisé dans l’alimentation des bovins et d’autres ruminants; il représente ainsi la norme à laquelle on compare toutes les autres sources de protéines. En outre, les fèves entières et les pellicules de soja sont utilisées à profusion dans les aliments pour bovins ruminants.

En tant qu’aliment pour bovins, le tourteau de soja obtenu par extraction au solvant est très agréable au goût et dispose d’un bon équilibre d’acides aminés. Parmi les compléments protéiques végétaux utilisés dans les aliments pour animaux, le tourteau de soja enregistre l’un des taux d’acides aminés essentiels les plus élevés (47,6 %) exprimé en pourcentage de protéines brutes (Schwab et al., 1995). Le tourteau de soja chauffé possède une digestibilité intestinale élevée (Stern et al., 1994) et l’indice d’acides aminés essentiels des protéines non dégradables dans le rumen est meilleur que toutes les autres sources non dégradables de protéines végétales en ce qui a trait à sa ressemblance à la protéine microbienne dans le rumen (Chandler, 1989). Par rapport aux autres protéines couramment utilisées dans les aliments pour animaux, les protéines de soja sont abondantes en lysine, mais la méthionine, la valine et l’isoleucine constituent les premier, deuxième et troisième acides aminés limitants, respectivement (Schingoethe, 1996). De fait, lorsque le soja est nourri avec le maïs (dont le premier acide aminé limitant est la lysine), la combinaison produit une protéine bien équilibrée. En tant que complément protéique, le soja représente aussi un moyen économique et pratique de fournir des graisses alimentaires. Toutefois, l’efficacité protéique du soja et du tourteau de soja est relativement faible en raison du taux de dégradation ruminale élevé; leur utilisation est de plus en plus limitée dans les régimes alimentaires des ruminants à croissance rapide et à rendement élevé. Par conséquent, l’amélioration de la quantité de protéine soustraite à la dégradation ruminale dans le soja et le tourteau de soja est un élément important pour les éleveurs de bovins et les producteurs de lait, ainsi que pour l’industrie du soja.

On se servait auparavant de termes comme « soustraction à la dégradation ruminale » et « digestibilité dans l’intestin grêle » pour décrire la proportion de protéine alimentaire qui n’était pas dégradée dans le rumen, les chiffres plus élevés étant considérés préférables pour assurer un approvisionnement post-ruminal en protéines brutes. Dans l’édition de 1989 de « Nutrient Requirements for Dairy Cattle » (besoins nutritifs des bovins laitiers) publiée par le Conseil national de recherches du Canada (CNRC), les auteurs estimaient que seulement 25 % des protéines dans le soja et 34 % des protéines dans le tourteau de soja sont soustraites à la fermentation ruminale. Ces valeurs étant statiques, elles ne reflétaient pas ce qui se produit réellement dans le rumen. Ainsi, toute référence aux valeurs de « digestibilité dans l’intestin grêle » ne doit servir qu’à des fins de comparaison et non pour la formulation de régimes.

Cette lacune a été corrigée dans l’édition de 2001 de la publication du CNRC, dans laquelle les protéines utilisées dans l’alimentation animale sont séparées en protéines non dégradables dans le rumen (PNDR) et en protéines dégradables dans le rumen (PDR). La proportion des protéines alimentaires qui sont soit PDR ou PNDR est dynamique et dépend de la quantité d’aliments ingérés. Par conséquent, tandis que l’on signale ici les valeurs de non digestibilité dans le rumen de manière à refléter les publications d’où proviennent les informations, elles ne sont fournies qu’à des fins de comparaison.

Au cours des trois dernières décennies, on a étudié diverses méthodes de traitement du soja et du tourteau de soja afin de modifier le taux et l’étendue de la dégradation des protéines dans le rumen. Certaines techniques, telles que l’extrusion, le grillage, la presse continue, le ligninesulfonate et le formaldéhyde, ont été utilisées avec succès pour protéger le soja et le tourteau de soja de la dégradation ruminale. Le traitement du soja

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et du tourteau de soja par ces méthodes augmente leur teneur en protéines digestibles dans l’intestin grêle jusqu’à 70 % (Waltz et Stern, 1989). Dans le cas de bovins laitiers ayant reçu des aliments renfermant du soja ou du tourteau de soja traité à la chaleur, la production de lait et/ou l’efficacité alimentaire se sont améliorés (Schingoethe et al., 1988; Faldet et al., 1991; Nakamura et al., 1992). Casper et al. (1994) ont remplacé le tourteau de soja obtenu par extraction au solvant par le tourteau extrudé traité à la chaleur dans un régime d’orge donné à des jeunes génisses laitières à croissance rapide. Ils ont constaté un gain de poids accru et un indice de consommation amélioré. Le soja et le tourteau de soja traités à la chaleur sont offerts sur le marché et on a discerné une croissance rapide dans l’utilisation des ces produits comme complément protéique pour les bovins à viande et laitiers (Satter et al., 1994).

méTHoDeS De TRaITemenT Du Soja eT Du TouRTeau De Soja PouR RéDuIRe la DégRaDaTIon RumInale DeS PRoTéIneS

On a employé diverses méthodes de traitement des protéines pour réduire leur dégradation dans le rumen. Ces méthodes peuvent être classées en traitements chimiques et physiques. Les traitements chimiques peuvent eux-mêmes être divisés en méthodes dans lesquelles les produits chimiques se combinent aux protéines (p. ex., traitement au formaldéhyde) et celles dans lesquelles les produits chimiques dénaturent les protéines (p. ex., l’alcool, l’hydroxyde de sodium et l’acide propionique).

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La chaleur représente le traitement physique le plus efficace car elle contribue à la réaction de Maillard, ou le brunissement non enzymatique qui se produit lorsque les groupes aldéhydes d’un sucre se combinent aux groupes d’acides aminés libres de la protéine pour donner un complexe de sucre aminé. Ce complexe est plus résistant à la digestion que les peptides normaux. On doit prendre certaines précautions lors du traitement par la chaleur des aliments pour animaux, car la chaleur excessive provoque une perte du sucre et des acides aminés, en particulier de la lysine, un acide aminé essentiel sujet à une destruction pouvant être plus de cinq à 15 fois supérieure à celle des autres acides aminés (Adrian, 1974). Le chauffage excessif du soja provoque également la perte de soufre contenant des acides aminés tels que la méthionine. Le traitement par la chaleur est très variable dans les méthodes d’application et la quantité de chaleur employée. La tranformation par extrusion et la presse continue sont deux méthodes de protection liées à l’utilisation de la chaleur. Le traitement au ligninesulfonate fait appel aux sucres de bois et à la chaleur pour susciter la réaction de Maillard.

gRIllage

On a observé une croissance rapide de l’utilisation du soja traité par la chaleur comme supplément protéo-énergétique pour les bovins, les bovins laitiers, les ovins laitiers et les chèvres en Amérique du Nord. Le soja grillé est une excellente source de protéines non dégradables dans le rumen, mais la qualité peut varier. Ayant étudié 13 échantillons de soja grillé, Faldet et Satter (1991) ont constaté que la qualité des produits variait énormément. La teneur en protéines non dégradables dans le rumen variait de 36 à 58 % de protéines brutes, la moyenne étant de 48 %. La concentration post-ruminale de lysine à valeur nutritive assimilable variait de 2,1 à 2,4 % et de 0,9 à 1,24 % de la matière sèche, respectivement. Tel que décrit ci-dessus, la température de traitement, le temps de trempage et la température à la suite du grillage peuvent considérablement affecter la qualité du soja grillé. Dans le passé, on effectuait le grillage à l’aide de postes mobiles de grillage, mais de plus grandes installations fixes à l’échelle commerciale sont aujourd’hui de plus en plus communes. Ces installations fixes peuvent atteindre des températures de grillage plus constantes et peuvent souvent mettre à contribution des équipements supplémentaires de post-grillage pour tremper et refroidir le soja. Les tableaux 3 et 4 résument les effets de la température et du temps de grillage sur la qualité du soja destiné aux ruminants.

Les analyses de dégradabilité ruminale des protéines et d’assimilabilité de la lysine sont relativement complexes et coûteuses en temps; pour cette raison, il faut faire appel à d’autres essais dans le cadre des programmes d’assurance de la qualité offerts sur place. On peut estimer l’intensité relative de la chaleur appliquée au soja en cours de traitement au moyen de l’épreuve biologique relativement simple de l’indice de dispersibilité des protéines (IDP). Couramment utilisée pour veiller à ce que le soja n’a pas été trop transformé avant de le nourrir aux monogastriques, cette épreuve est aussi un moyen d’assurer que le soja a été soumis à un traitement par la chaleur approprié pour les besoins des ruminants. Dans la plupart des cas, les usines de grillage n’ont pas la capacité de mesurer les protéines directement; une version simplifiée de l’épreuve IDP a donc été mise au point pour éviter d’avoir à mesurer la teneur en protéines dans l’extrait. Au lieu de mesurer chimiquement la teneur en protéines, on estime les protéines solubles dans l’extrait aqueux en mesurant l’absorption de la lumière à 420 nm en utilisant un simple spectrophotomètre (Satter et al., 1993). Toute augmentation de l’absorption de la lumière au-delà d’un niveau de référence indique des dommages par échauffement ou une surchauffe. Cet essai est assez brut, mais il est extrêmement simple et peut être utilisé comme vérification rapide sur place.

La procédure IDP est relativement facile, peu coûteuse et passablement corrélée à la dégradabilité des protéines in vitro, même si elle a tendance à perdre de la sensibilité plus on se rapproche du traitement par la chaleur optimal. Satter et al. (1993) ont indiqué que le soja ayant une valeur IDP de 9 à 11 % devrait être considéré comme optimal pour les ruminants, celui ayant une valeur IDP de 11 à 14 % légèrement sous-chauffé, et le soja dont la valeur IDP est de plus de 14 % sous-chauffé. Normalement, le chauffage insuffisant est beaucoup plus répandu que la surchauffe car il nécessite plus d’énergie et des dépenses plus élevées. En général, les installations de grillage de soja s’efforcent de donner des produits uniformes; par conséquent, l’épreuve IDP devient de plus en plus commune comme mesure d’assurance de la qualité.

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Tableau 3. Effet de la température et de la durée du grillage du soja grillé sur la protéine non dégradable dans le rumen (PNDR) et la lysine à valeur nutritive assimilable (NAL).

Température, ˚C Durée, min.

PNDR, % de protéine

brute

NAL, % de MS

Post-ruminalNAL, % de MS

0 0 29,7 2,43 0,72100 60 36,7 2,27 0,83

180 38,7 2,21 0,86130 60 38,2 2,36 0,90

180 48,0 2,14 1,03140 10 33,9 2,44 8,30

30 43,9 2,20 0,9760 49,4 2,17 1,0790 55,0 2,01 1,11

120 59,2 1,89 1,12150 10 36,6 2,39 0,88

30 42,4 2,19 0,9360 58,4 1,99 1,1690 64,2 1,56 1,00

160 10 37,4 2,33 0,8730 53,2 2,07 1,1060 72,0 1,41 1,0290 71,1 1,14 0,81

Adapté de Faldet et al., 1992.

Température de sortie, ˚C

Durée de trempage, min.

PNDR,% de protéine

brute

NAL, mg/g N

Post-ruminalNAL, mg/g N

0 0 33,0 280 92110 0 34,0 320 109

30 39,0 305 122123 0 40,0 306 122

30 44,0 287 126135 0 46,0 295 136

30 55,0 288 158146 0 57,0 277 158

15 63,0 262 16530 61,0 286 174

153 30 65,0 239 155160 30 66,0 218 144

Adapté de Faldet et al., 1992.

Tableau 4. Effet de la température de sortie et de la durée de trempage du soja grillé sur les protéines non dégradables dans le rumen (PNDR) et la lysine à valeur nutritive assimilable (NAL).

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exTRuSIon

L’extrusion est un autre procédé que l’on utilise fréquemment dans le traitement du soja non dégraissé destiné à l’alimentation des ruminants. On peut réduire la dégradabilité des protéines de soja dans le rumen au moyen de l’extrusion. Par exemple, dans une étude réalisée par Aldrich et Merchen (1995), le soja extrudé à 104 °C avait une teneur en protéines digestibles dans l’intestin grêle mesurée in situ de 54,3 %, soit 3,4 fois plus élevée que dans le cas du soja brut. L’augmentation des températures d’extrusion jusqu’à 160 °C a donné lieu à une valeur plus élevée de non dégradabilité des protéines (63,3 % à 149 °C et 69,9 % à 160 °C).

PReSSe conTInue

Le tourteau obtenu par pression peut également être utilisé comme source de protéines dans l’alimentation des ruminants. S’il se dégage suffisamment de chaleur au cours du procédé, la teneur en protéines non dégradables dans le rumen peut être augmentée. Ayant comparé le tourteau obtenu par presse continue provenant d’une source au tourteau de soja obtenu par extraction au solvant, Broderick (1986) a constaté que le procédé de presse continue avait considérablement réduit la solubilité de l’azote et, par conséquent, avait augmenté la teneur en protéines non dégradables mesurée in vitro. La solubilité de l’azote, le taux de dégradation de l’azote mesuré in vitro et le taux estimatif de protéines soustraites à la dégradation ruminale étaient 6,44 %, 3,4 % à l’heure et 64 % respectivement dans le cas du tourteau de soja obtenu par presse continue, et 27,22 %, 9,5 % à l’heure et 39 % pour le tourteau de soja non traité. Waltz et Stern (1989) ont obtenu des résultats semblables en employant un système de culture en continu mesurée in vitro; selon eux, l’étendue et le taux de dégradation des protéines dans le rumen étaient inférieures dans le cas du tourteau de soja obtenu par presse continue comparé au tourteau de soja non traité. Ayant déterminé la dégradation ruminale des protéines mesurée in vitro de divers produits de tourteau de soja obtenu par presse continue offerts sur le marché, Broderick (1987) a constaté une grande variation dans la teneur en protéines digestibles dans l’intestin grêle allant de 38,5 à 69,8 %. Même dans les échantillons provenant d’une seule source, la teneur en protéines non dégradables variait de 54,1 à 69,8 %, la moyenne étant de 61,4 % et l’écart type de 4,4 %. Cela donne à penser que l’intensité de la chaleur appliquée au cours du procédé par pression peut varier et, par conséquent, que la qualité du tourteau doit être surveillée pendant la production et l’utilisation.

TRaITemenT au lIgnIneSulFonaTe

Pour augmenter la quantité de protéines non dégradables dans le rumen dans le tourteau de soja, on peut avoir recours au traitement chimique du tourteau par le ligninesulfonate, un sous-produit de l’industrie des pâtes de bois. En vertu de ce procédé, le tourteau de soja reçoit un traitement à 7 % en poids de ligninesulfonate de calcium puis il est chauffé à 95 °C pendant une heure avant d’être séché (Standford et al., 1995). Dans certains procédés industriels, on peut employer une température plus élevée (100 °C) pendant 30 minutes. Produit à partir du bois de feuillus par l’entremise du procédé de mise en pâte au bisulfite acide, le ligninesulfonate de calcium contient divers sucres de bois, principalement la xylose (Windschitl et Stern, 1988). On croyait au départ que les lignines présentes dans la liqueur résiduaire protégeaient les protéines dans l’alimentation animale de la dégradation microbienne dans le rumen lorsqu’on ajoutait à cette alimentation une concentration de 0,25 à 3,0 % de liqueur résiduaire au bisulfite (brevet 4377596 des États-Unis). Toutefois, ayant étudié les divers facteurs qui interviennent dans le traitement du tourteau de soja au ligninesulfonate, Winowiski et Stern (1987) ont conclu que le ligninesulfonate de calcium en soi ne joue pas un rôle actif; ce sont plutôt la chaleur et la présence de sucres de bois, principalement la xylose, qui sont nécessaires pour protéger les protéines. Dans ce procédé, la quantité de sucre ajouté, la température, le pH, l’humidité et le temps de réaction sont critiques pour obtenir les meilleurs résultats (brevet 4957748 des États-Unis).

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Le traitement au ligninesulfonate assure que les protéines du tourteau de soja seront protégées de la dégradation ruminale sans affecter la digestion entière des protéines. Lorsque le tourteau de soja était d’abord traité au ligninesulfonate de calcium puis comparé au tourteau de soja non traité, il s’est produit une réduction du taux de digestion de l’azote dans le rumen mesuré in situ (2,05 % c. 4,70 % à l’heure) et une augmentation de la teneur en protéines digestibles dans l’intestin grêle (65,3 % c. 41,9 %) (Stanford et al., 1995). Calsamiglia et al. (1995) ont souligné que l’étendue et le taux de dégradation des protéines du tourteau de soja mesurés in situ ont été réduits de 77,5 % à 23 % et de 14,7 % à 1,4 % à l’heure par le traitement au ligninesulfonate de calcium, et que la digestion intestinale des protéines non dégradables n’a pas été touchée (93,4 % c. 92,1 %), ce qui a occasionné une augmentation des protéines alimentaires pouvant être absorbées par l’intestin (20,7 % c. 70,8 %). Lorsque le tourteau de soja traité au ligninesulfonate a remplacé le tourteau de soja dans le régime alimentaire des vaches laitières en lactation, la biodégradation des protéines alimentaires a été considérablement réduite, mais la digestion intestinale des protéines non biodégradables et des protéines alimentaires absorbables par l’intestin a augmenté (Calsamiglia et al., 1995). L’étude a efficacement démontré que le traitement au ligninesulfonate peut s’avérer une méthode efficace pour protéger les protéines contre la biodégradation ruminale tout en maintenant le niveau de digestibilité élevé chez l’animal.

FèveS De Soja eT TouRTeau De Soja TRaITéS à la cHaleuR cHez leS bovInS à vIanDe eT laITIeRS

Fèves de soja traitées à la chaleur

Les vaches laitières en début de lactation (moins de huit à dix semaines de lactation) mobilisent le gras corporel comme source énergétique parce que l’apport en éléments nutritifs retarde la production laitière maximale. Les protéines emmagasinées dans les tissus sont aussi mobilisées, mais à un degré moindre par rapport au gras. Les acides aminés limitant pour obtenir une production laitière optimale sont la lysine et la méthionine. Ainsi, les vaches en début de lactation subissent un stress nutritionnel considérable et peuvent bénéficier d’apports accrus en acides aminés absorbables produits par les fèves de soja traitées à la chaleur avant l’alimentation animale. Socha (1991) a passé en revue 26 essais d’alimentation animale publiés et a signalé que les fèves entières, traitées à la chaleur, comparativement au tourteau de soja et aux fèves de soja non traitées, accroît la production laitière de 1,5 kg/jour et le lait standardisé (FCM) de 1,3 kg/jour. Il n’y a pas eu d’effets sur l’ingestion de matière sèche (DMI), mais la matière grasse du lait et les protéines ont diminué de 0,07 unités en pourcentage respectivement (Tableau 5). Dans une étude à grande échelle sur la lactation, Faldet et Satter (1991) ont donné du tourteau de soja, des fèves de soja brutes ou des fèves de soja grillées à des vaches laitières durant leur première semaine de lactation. Ils ont découvert que les vaches nourries aux fèves de soja grillées durant 17 semaines de lactation ont donné 3,5 % plus de FCM (en moyenne 38,0 kg/jour) que celles nourries au tourteau de soja ou aux fèves de soja non traitées (33,4 et 34,7 kg/jour). L’alimentation aux fèves de soja grillées n’a ni affecté le pourcentage de matière grasse du lait, ni le DMI, mais il y a eu une baisse du contenu en protéines laitières par rapport au tourteau de soja.

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Adapté de Socha, 1991. 1 Le tourteau de soja comme complément protéique dans les régimes témoins à comparer aux fèves de soja traitées à la chaleur. 2 Les fèves de soja brutes comme complément protéique dans les régimes témoins à comparer aux fèves de soja traitées à la chaleur. 3 Fèves de soja grillées. 4 Fèves de soja extrudées. 5 Essais réalisés à partir d’ensilage de luzerne comme seule source fourragère. 6 Essais réalisés en combinant des fourrages autres que l’ensilage de luzerne. 7 FCM=lait standardisé; DMI=ingestion de matière sèche.

Grummer et al. (1994) et McNiven et al. (1994) ont signalé que la substitution des fèves de soja grillées par des fèves de soja brutes dans les régimes alimentaires des vaches laitières en lactation a produit une hausse de 3,5 % de la production de FCM de 1,4 et 1,6 kg/jour, respectivement. Leurs résultats correspondent à ceux de Chouinard et al. (1997) qui ont comparé les fèves de soja grillées et extrudées aux fèves de soja brutes dans l’alimentation animale des vaches laitières en début de lactation. Ils ont conclu que les vaches nourries aux deux fèves de sojas traitées avaient une production de lait standardisé solide (SCM) plus élevée que celles consommant des fèves de soja non traitées (33,5 contre 31,2 kg/jour). Hsu et Satter (1995) ont comparé des fèves de soja grillées, chauffées à différentes températures (123, 135, 146 et 153 °C), avec macération de zéro à 30 minutes dans le rendement quotidien des bovins laitiers. Ils ont signalé que les vaches laitières ont amélioré leur production laitière seulement avec une diète alimentaire de fèves de soja grillées préparées à 146 °C durant 30 minutes par rapport aux fèves de soja non traitées (38,4 contre 36,4 kg/jour).

Comparaison des traitements Réaction sur contrôle 7

Contrôle ou fourrage

Traitement no de l’essai

Laitkg/d

FCM (lait stan-dardisé)

kg/d

Gras%

Teneur en protéines

%

DMIkg/d

Tourteau de soja1 ou soja2

RSB3 ou ESB4

36 1,50 1,30 -0,07 -0,07 0,00

RSB 16 1,60 2,00 0,06 -0,07 -0,10ESB 20 1,30 0,60 -0,17 -0,06 0,10

Tourteau de soja

RSB 9 1,90 2,70 0,13 -0,10 -0,30

ESB 11 1,60 1,00 -0,10 -0,14 -0,10Soja RSB 7 1,40 1,20 -0,03 -0,05 0,30

ESB 9 0,90 0,00 -0,23 0,00 0,40Tourteau de soja

Luzerne d’ensilage5

RSB ou ESB 7 2,20 3,00 0,10 -0,09 -0,20

Autre fourrage6

RSB ou ESB 13 1,50 1,10 -0,05 -0,14 -0,20

Soja Luzerne

d’ensilageRSB ou ESB 3 3,10 2,50 -0,12 -0,06 1,00

Autre fourrage

RSB ou ESB 13 0,70 0,20 -0,15 -0,01 0,20

Tableau 5. Effet du soja traité à la chaleur sur la performance des vaches laitières.

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Le type de fourrage dans le régime alimentaire agit sur les réactions aux fèves de sojas traitées à la chaleur chez les bovins laitiers. Socha (1991) a signalé que les vaches nourries avec des rations fourragères d’ensilage de luzerne comme seule source de fourrage ont produit 2,47 kg/jour de plus de FCM lorsqu’il y avait ajout de fèves de soja grillées ou extrudées, comparativement à 1,1 kg/jour avec des rations fourragères autres que l’ensilage de luzerne.

Satter et al. (1994) ont indiqué que les fèves de soja traitées à la chaleur pourraient s’avérer un complément très efficace pour les bovins laitiers en lactation, notamment lorsque les fourrages principaux sont des ensilages de foin ou de luzerne. En revanche, Amentano et al. (1997) ont signalé que les rations mixtes entièrement composées d’ensilage de luzerne et de fèves de soja traitées à la chaleur, destinées aux vaches laitières, ne contiennent qu’une quantité limitée de méthionine, et ils ont souligné que l’étendue de la déficience en méthionine serait même pire dans les rations contenant des ensilages de luzerne et du tourteau de soja ou des fèves de soja brutes.

Il n’est pas nécessaire de réduire la taille des fèves entières grillées avant d’alimenter les bovins laitiers. Dhiman et al. (1995) ont étudié l’effet de la taille des fèves de soja grillées sur la production laitière des vaches et ils en ont conclu qu’il n’y avait aucun avantage à réduire la taille des fèves de soja, grillées adéquatement, au-delà du grain entier en le coupant en deux. Il n’est pas recommandé de moudre les fèves de soja grillées.

Les données disponibles sur les fèves de soja traitées à la chaleur sont limitées pour les veaux et les bouvillons, probablement parce que la plupart des aliments pour animaux répondent facilement aux exigences en acide aminé chez ces animaux. Tous les produits de soja y compris le matériel traité à la chaleur peuvent servir de complément protéique chez les bovins à viande, mais il n’y a que peu ou pas d’exigences quant au traitement par la chaleur supplémentaire des fèves de soja pour cette catégorie de bétail.

Tourteau de soja traité à la chaleur

Comme le tourteau de soja standard extrait au solvant est une excellente source de protéines chez les bovins laitiers, les données expérimentales publiées, notamment celles sur le rendement animal, pour le tourteau de soja traité à la chaleur sont plutôt limitées comparativement aux fèves entières traitées à la chaleur. Après avoir examiné la recherche publiée sur le tourteau de soja traité à la chaleur (presse continue, extrudé et grillé), Socha (1991) a résumé en indiquant que les vaches laitières augmentent leur production laitière lorsque du tourteau de soja traité à la chaleur est utilisé comme complément protéique par rapport au tourteau de soja non traité. Les vaches nourries au tourteau de soja traité à la chaleur dans 14 essais ont produit 0,43 et 0,1 kg/jour plus de lait et de FCM en consommant 0,1 kg de MS en moins par rapport aux vaches nourries avec du tourteau de soja non traité. La matière grasse du lait et les protéines ont chuté de 0,09 à 0,02 en unités de pourcentage par rapport aux vaches recevant du tourteau de soja non traité comme complément protéique. Annexstad et al. (1990) ont remplacé le tourteau de soja traité au ligninesulfonate par du tourteau de soja extrait au solvant dans les rations alimentaires des vaches laitières. Ils ont signalé que les vaches primipares consommant du tourteau de soja traité au ligninesulfonate ont augmenté leur production de FCM de 31,1 à 32,5 kg/jour et que les vaches multipares, de 39,9 à 42,0 kg/jour, comparativement à celles recevant du tourteau de soja extrait au solvant.

Un essai où 50 % de tourteau de soja traité au ligninesulfonate et 50 % de maïs ont remplacé le tourteau de soja extrait au solvant dans les régimes alimentaires quotidiens a conduit à une baisse de 16 à 13,2 % du contenu en protéines brutes alimentaires. Nakamura et al. (1992) ont découvert que le rendement des vaches n’était pas affecté (production de FCM de 38,3 kg/jour dans un régime alimentaire faible en protéines au tourteau de soja traité au ligninesulfonate et au tourteau de soja, en régime alimentaire riche en protéines). Ils ont conclu que le tourteau de soja traité au ligninesulfonate soutenait la même production pour une quantité deux fois moindre de complément au tourteau de soja. Toutefois, les réactions du lait au tourteau de soja traité à la chaleur ont été irrégulières. Hoffman et al. (1991) ont signalé que la substitution du tourteau de soja obtenue par presse continue par du tourteau de soja non traité dans les rations alimentaires des vaches laitières n’a pas nui à la production laitière ni à l’efficacité des aliments pour animaux.

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Santos et Huber (1996) ont passé en revue 15 études où le tourteau de soja extrait au solvant standard a été remplacé par du tourteau de soja traité à la chaleur, soumis en plus à un traitement par la chaleur additionnel, et ils ont trouvé que la production laitière n’a pas changé dans 12 des 15 comparaisons. Leur théorie est que le manque de réaction au tourteau de soja à niveaux élevés de protéines non dégradables dans le rumen serait causé par une baisse de la synthèse microbienne, par des aminogrammes essentiels médiocres dans ces sources de produits, par une faible digestibilité des sources de protéines non dégradables dans le rumen dans le petit intestin, et/ou par le manque de protéines dégradables dans le rumen dans les régimes témoins.

La recherche sur le tourteau de soja traité à la chaleur chez les veaux et les bouvillons est limitée. Dans certains cas, les chercheurs ont observé un gain de poids dû à la substitution de fèves de soja extraites au solvant par des fèves de soja traitées à la chaleur (Fairbrother et Brick, 1991), ou de tourteau de soja traité au ligninesulfonate (Thomas et al., 1992 et Maiga et al., 1994). Toutefois, d’autres n’ont pu réussir à détecter des différences significatives dans la DMI ou dans le gain de poids avec une alimentation au tourteau de soja traité à la chaleur (Daccarett et al., 1993; Chester-Jones et al., 1995 et Casper et al., 1994).

PellIculeS De Soja

Les ruminants convertissent efficacement les ingrédients alimentaires fibreux pour produire de la viande ou du lait. Les micro-organismes du rumen du bouvillon ou de la vache fermentent les fibres en produits finis utiles (acides gras volatils et protéines microbiennes) pour assurer le maintien, la reproduction et la croissance.

Les rations alimentaires des vaches laitières et des bovins à viande sont manifestement différentes quant aux proportions d’aliments fibreux en raison de l’ingestion de matière sèche et du produit final à commercialiser (viande par opposition au lait). Les bovins à viande n’ont pas d’exigence sur les fibres, pourvu que la fonction du rumen et que la santé soient entretenues pour prévenir l’acidose. Chez les vaches laitières en lactation, les exigences en fibres sont très importantes puisque les animaux consomment souvent en surcroît 20 kg de matière sèche au total par jour. Maximiser l’utilisation d’autres aliments pour animaux et de sous-produits alimentaires riches en fibre pour obtenir des productions à niveaux élevés est devenu un objectif universel chez les nutritionnistes des ruminants.

Les pellicules de soja sont des sous-produits de l’industrie du traitement du tourteau de soja et elles servent à de multiples usages. Dans l’industrie de l’alimentation animale, les pellicules de soja sont devenues une énergie économique ou une alternative aux fibres. Des porcs (Kornegay, 1978; Gore et al., 1986), de la volaille (Castra et al., 1984; Muir et al., 1985) et des lapins (Martina, 1983) ont été nourris avec succès avec des pellicules de soja. Leur valeur nutritive est cependant relativement faible dans les régimes alimentaires des animaux monogastriques en raison de leur contenu riche en fibres.

Toutefois, chez les animaux ruminants, la fermentation des ruminants de soja par les microbes du rumen les transforme en une source énergétique précieuse. Les pellicules de soja fermentent facilement dans le rumen et la digestibilité totale de tous les éléments nutritifs est supérieure à 70 % (Faulkner et al., 1994). Les pellicules de soja comme complément énergétique riche en fibre pourraient supplanter les fourrages de faible qualité sans qu’il y ait d’effets négatifs associés à l’ajout de concentrés très fermentés faibles en fibres aux régimes alimentaires de fourrage (Highfill et al., 1987). De plus, les pellicules de soja ont un goût agréable pour les animaux et se manipulent facilement. L’un des aspects négatifs des pellicules de soja est leur légèreté; elles ont tendance à s’envoler durant le chargement dans les zones d’entreposage ou dans les chariots d’alimentation animale.

Les pellicules de soja constituent essentiellement la partie externe du soja. Elles sont appelées flocons de soja après le traitement à la vapeur et l’aplatissage (Conrad et Odwongo, 1983). De plus, deux autres produits offerts dans l’industrie de l’alimentation animale contiennent des pellicules de soja : les issues de soja et le résidu de mouture de soja. Les issues de soja se composent de pellicules de soja et de farines d’issues provenant de la queue du moulin, résultat de la fabrication de la semoule ou farine de soja. Elles doivent contenir pas moins de 13 % de protéines brutes et pas plus de 32 % de fibres brutes. Le résidu de mouture de soja se compose de pellicules de soja et de chair de fève adhérant à la pellicule, résultat des opérations de broyage normales

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dans la production de tourteau de soja écossé. Il doit contenir pas moins de 11 % de protéines brutes et pas plus de 35 % de fibres brutes (AAFCO, 1997). Dans la plupart des usines de broyage, ces quatre produits sont commercialisés comme pellicules de soja à moins que l’un des sous-produits soit spécifiquement demandé. Les pellicules de soja sont riches en fibres (67 % de fibre de détergent neutre) et en protéines brutes modérées (12,2 %) (NRC, 1996). La cellulose est la principale composante des fibres et contient 47 % de MS; l’hémicellulose comporte près de 20 % de matière sèche. Les pellicules de soja sont éminemment digestibles dans le rumen en raison de leur faible contenu en lignine (Garleb et al., 1987). Hsu et al. (1987) ont signalé que la digestibilité de la MS des pellicules de soja in situ est de 90,6 % en 27 heures d’incubation et que le totale de MS disparaissait en 36 heures d’incubation. Dans le même ordre d’idée, Belyea et al. (1989) ont trouvé, au moyen d’une méthode in vitro, que les parois cellulaires des pellicules de soja sont entièrement digérées en 48 heures. L’étendue signalée pour la digestion de la NDF est de 95 % (Kloplenstein et Owen, 1987). Toutefois, la digestibilité de la MS ruminale et de la NDF in vivo a été seulement de 40,2 % et de 52,4 % respectivement, lorsque des pellicules de soja ont été données à des moutons sans foin ni concentré de grain additionnel (Hsu et al., 1987).

Les pellicules de soja ont une valeur énergétique élevée en raison de leurs fibres éminemment digestibles. Selon le CNRC, la teneur en unités nutritives totales (UNT) des pellicules de soja est de 77 %, pour un gain énergétique net de 1,22 Mcal/kg et un gain en lactation net de 1,77 Mcal/kg, ce qui les rend à peu près équivalentes à l’avoine. Wagner et al. (1965) ont conclu que les pellicules de soja ont une valeur fourragère à peu près équivalente à la valeur de la pulpe d’agrumes et d’avoine dans les aliments pour bovins laitiers. Johnson et al. (1962) ont démontré que les pellicules de soja ont une valeur énergétique égale à l’épi de maïs moulu chez les génisses d’engraissement. Par conséquent, les pellicules de soja s’avèrent un concentré volumineux par rapport au fourrage grossier malgré leur contenu très élevé en fibres (Hintz et al., 1964). En simulant des cultures continues dans le rumen, Bach et al. (1996) ont signalé qu’un complément énergétique fibreux qui fermente rapidement comme les pellicules de soja pourrait s’avérer préférable par rapport aux compléments d’amidon (comme le maïs) donnés aux vaches s’alimentant dans les pâturages où les protéines de biodégradation sont extrêmement élevées. Une telle supplémentation pourrait se traduire par une conversion efficace des protéines végétales biodégradables en azote bactérien et en fermentation avec des sous-produits ayant un rapport d’acétate à propionate élevé.

Les pellicules de soja ont un contenu en fibres peu efficace et ne peuvent par conséquent remplacer de grandes parties de fourrage alimentaire (Grant, 1997).

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alimentation des bovins à viande aux pellicules de soja Normalement, trois objectifs justifient que l’on nourrisse les bovins à viande et laitiers aux pellicules de soja :

1) Pour fournir un complément énergétique économique 2) Pour minimiser les effets associatifs potentiellement négatifs des glucides sans fibre sur la digestion

ruminale 3) Pour remplacer une partie de la fibre dans les régimes alimentaires

Allison et al. (1992) ont comparé le rendement des bouvillons ayant un régime alimentaire d’herbe à base de foin avec complément de tourteau de maïs-soja ou de pellicules de soja. Ils ont découvert que les bouvillons nourris avec un complément de pellicules de soja ont eu un gain quotidien moyen de 1,01 kg/jour par rapport à 0,95 kg/jour dans le cas des bouvillons nourris avec un complément de tourteau de maïs-soja. Le coût de revient en alimentation animale est de 10,78 $ par 100 kg de gain de poids plus élevé pour le régime alimentaire avec pellicules de soja qu’avec le tourteau de maïs-soja, parce que le prix des pellicules de soja est plus bas.

Il y a très peu de données disponibles sur l’ajout de pellicules de soja aux régimes alimentaires des bovins en parc d’engraissement. Hsu et al. (1987) ont démontré dans deux essais en parc d’engraissement que des bouvillons nourris avec un régime alimentaire à l’ensilage de maïs ou de sorgho, contenant jusqu’à 50 % de complément de pellicules de soja, ont eu un gain quotidien similaire, mais une efficacité alimentaire moindre par rapport au complément de maïs. Ludden et al. (1995) ont déterminé la valeur des pellicules de soja en remplacement du maïs dans les régimes alimentaires des bouvillons d’abattage contenant 95 pour cent de maïs. Ils ont signalé que la valeur alimentaire des pellicules de soja était d’environ 74 à 80 % par rapport à celle du maïs.

Boggs (1996) a conclu que les pellicules de soja semblaient fournir une excellente alternative comme complément énergétique dans les régimes alimentaires de bouvillons dont l’ensilage était d’au moins 40 %. Même si elles n’ont pas entièrement surmonté les effets associatifs négatifs d’un régime mélangé, elles ont fourni une valeur alimentaire équivalente au maïs. Lorsque des pellicules de soja sont ajoutées aux régimes alimentaires faibles en fourrage à concentration extrêmement élevée, leur valeur alimentaire pourrait être grandement réduite. Lors de l’ajout de pellicules de soja à niveaux réduits à des régimes de fourrage de bovins à viande (plus de 50 % de fourrage), la valeur nutritive de ces pellicules a été jugée à peu près semblable à celle du maïs (Hibberd et al., 1986; Hibberd et al., 1987; Anderson et al., 1988).

alimentation des bovins laitiers aux pellicules de soja

Les pellicules de soja sont habituellement ajoutées aux régimes alimentaires des vaches en lactation dans une proportion de 8 à 12 % de MS (Lundquist, 1995). Le taux d’ajout maximum est d’environ 20 à 25 % de la ration totale de MS. Le niveau de complément actuel dépend du stade de lactation, des contenus des fourrages alimentaires, des sources de fibres autres que le fourrage et de la taille des particules alimentaires (Grant, 1997). Si la ration contient de très petites particules et que la ration contient une proportion élevée de grosses particules et un contenu en fibres très efficace, il est possible de donner des niveaux de pellicules de soja élevés. Les vaches laitières en début de lactation (moins de 30 jours) ne devraient pas recevoir des pellicules de soja à ce stade-ci, car elles sont sensibles à un déplacement de la caillette lorsque les fibres effectives sont faibles.

alImenTaTIon DeS mouTonS eT DeS cHèvReS aux PellIculeS De Soja

Les données présentées dans ce guide visent principalement les applications sur les bovins, mais les données s’appliquent aussi de manière très similaire à d’autres ruminants comme les chèvres et les moutons.

Les produits de soja sont une source de complément protéique très efficace pour les moutons et les chèvres, et deviennent souvent la première source de complément protéique de ces espèces. Atti et Mahouachi (2009)

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ont donné un concentré contenant 20 % de tourteau de soja à des agneaux élevés dans des pâturages secs et maintenus dans des stalles. Dans les deux cas, le taux de croissance des agneaux et le taux de gain de gras et de muscle ont été excellents et similaires au traitement à la féverole à petits grains. Schmidely et al. (2005) ont donné des graines de soja extrudées à 0, 10 et 20 % de matière sèche à des chèvres en lactation. Dans cette étude, l’ajout de graines de soja extrudées a augmenté la production de lait standardisé (FCM), le contenu en matière grasse du lait et la production de gras. De nombreuses études ont démontré que les produits de soja traités à la chaleur (fèves entières, grillées, pressées, extrudées ou extraites au solvant) peuvent servir comme source principale de complément protéique dans les régimes alimentaires pour chacune de ces espèces de bétail.

Les pellicules de soja peuvent aussi remplacer une partie du fourrage dans les régimes alimentaires des moutons et des chèvres. Araujo et al. (2008) ont remplacé 33, 67, et 100 % de la NDF du foin dans le régime alimentaire des brebis en lactation. Dans cette étude sur l’ingestion d’aliments, la production laitière a augmenté avec l’ajout des pellicules de soja.

Le fait de donner jusqu’à 6 % d’huile de soja à des moutons s’est traduit par une hausse significative du contenu de l’ALC dans le lait sans nuire à la production laitière (Gómez-Cortés et al., 2008).

concluSIon

Les graines de soja sont une excellente source de protéines pour tous les ruminants. Selon la fraction de graines de soja utilisée, elles peuvent aussi s’avérer une excellente source d’énergie et de fibres. Diverses méthodes ont été utilisées pour traiter les graines de soja et le tourteau de soja afin de hausser la teneur en protéines non dégradables dans le rumen. Parmi ces méthodes, le grillage, l’extrusion, la presse continue et le traitement au ligninesulfonate sont les plus utilisées dans l’industrie de l’alimentation animale. Le fait de contrôler cette réaction en optimisant le processus de traitement à la chaleur est la clé pour protéger avec succès les protéines de la graine de soja et du tourteau de soja. Les avantages substantiels en termes d’augmentation de production laitière et d’amélioration de la croissance s’obtiennent en donnant dans l’alimentation des graines de soja ou du tourteau de soja traités adéquatement comme complément protéique aux vaches laitières et aux bovins à viande. Les pellicules de soja sont riches en fibre, mais une alternative alimentaire facilement digestible chez les bovins à viande et laitiers. Les pellicules de sojas ont une valeur énergétique équivalente aux céréales fourragères traitées. L’ajout de pellicules de soja dans les régimes alimentaires des vaches laitières et des bovins à viande pourrait redresser l’effet associatif négatif des glucides non structurels. L’utilisation de pellicules de soja comme supplément aux rations destinées aux bovins, aux bovins laitiers, aux moutons et aux chèvres peut améliorer le rendement de l’animal et représenter un avantage économique accru par rapport aux grains lorsque leur prix est raisonnable.

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le soja dans les régimes spéciauxIl est facile d’obtenir du tourteau de soja; il s’agit d’un ingrédient alimentaire compatible avec un vaste éventail de régimes alimentaires. Dans la plupart des cas, le soja est le premier ingrédient utilisé comme complément protéique supplémentaire. Il sert non seulement pour le bétail commun, comme décrit précédemment, mais aussi pour l’aquaculture et les régimes alimentaires des chevaux et des animaux de compagnie.

aquaculTuRe

Les poissons et les produits de l’aquaculture sont des produits de première nécessité dans le régime alimentaire des humains depuis des milliers d’années. Ils proviennent traditionnellement de la pêche dans la nature. Toutefois, avec une population grandissante et qui désire consommer plus de poisson, on ne peut plus nourrir les humains seulement avec du poisson sauvage. Il y a de plus en plus d’espèces issues de l’aquaculture et l’industrie de la pisciculture croît très rapidement.

Bon nombre de ces espèces gardées en culture ont des régimes alimentaires comportant de grandes quantités de farine de poisson, un produit du poisson composé principalement d’espèces de poissons sauvages destinés à la production de farine de poisson. La farine de poisson est une excellente source de protéines et d’huile pour la production d’aliments aquacoles et les poissons semblent trouver son goût très agréable, ce qui augmente la prise alimentaire et les taux de production. Toutefois, la quantité de farine de poisson servant à la production d’aliments pour les espèces gardées en aquaculture est limitée. Dans l’océan, le nombre de poissons destinés à cette fin est aussi limité. Par conséquent, les prix de la farine de poisson sont devenus irréguliers, car les marchés se débattent avec la demande qui l’emporte sur l’offre. C’est donc en raison du prix élevé de la farine de poisson et des inquiétudes sur l’offre que bon nombre de producteurs d’aliments aquacoles ont opté pour le soja comme source de protéines alimentaires et d’huile.

Les produits de soja contiennent en général moins de protéines que la farine de poisson traditionnelle, mais l’offre est grande et constante, ce qui en fait un produit intéressant pour les producteurs d’aliments aquacoles. Dans la plupart des cas, les produits de soja sont utilisés dans le régime alimentaire à des niveaux pratiques élevés. Il y a plusieurs classes d’espèces gardées en aquaculture et chacune a des besoins alimentaires uniques qui influent sur la quantité de soja à ajouter dans le régime alimentaire.

Salmonidés

Le saumon et la truite sont les espèces de salmonidés carnivores les plus cultivées, notamment parce que le prix de leur chair est élevé et qu’ils sont relativement faciles à produire. Toutefois, comme il s’agit d’espèces carnivores, leur aptitude à utiliser les glucides est limitée et, par conséquent, leur régime alimentaire exige une quantité de protéines et de gras exceptionnellement élevée. Comme la pisciculture est en soi intense, il faut un régime alimentaire riche en énergie et en protéines pour maximiser la prise alimentaire, le taux de croissance et, du coup, la rentabilité. Par conséquent, la quantité de tourteau de soja est limitée en raison de la densité de l’élément nutritif. Un régime alimentaire normal pour un saumon contient environ 44 % de protéines brutes et jusqu’à 35 % de gras. Même si le soja est une source de protéines végétales relativement concentrée, la quantité de tourteau de soja utilisable dans le régime alimentaire est limitée en raison de la densité de l’élément nutritif. En règle générale, le tourteau de soja constitue environ 5 à 10 % des régimes alimentaires des saumons d’élevage et jusqu’à 15 % de ceux des truites arc-en-ciel. Dans certains cas, lorsqu’il y a pénurie de farine de poisson, les régimes alimentaires comportent jusqu’à 25 % de tourteau de soja, mais cela se produit rarement. Le reste des protéines provient principalement de la farine de poisson (qui contient approximativement 65 % de protéines

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brutes) et de certaines protéines végétales concentrées ou sources animales. Dans certains cas, des concentrés protéiques ou des isolats sont utilisés dans les régimes alimentaires des saumons, mais le niveau d’ajout est souvent limité par le coût.

L’aminogramme du soja répond de près et raisonnablement bien aux exigences des espèces de salmonidés, sauf pour la méthionine; le soja peut donc remplacer en partie la farine de poisson. Les salmonidés exigent aussi des niveaux élevés d’acides gras riches en oméga 3, que leur régime alimentaire à base de farine ou d’huile de poisson contient en général. L’huile de soja contient des niveaux assez élevés d’acide α-linoléique (approximativement 8 % de gras), que le poisson peut allonger en chaîne plus longue d’acides gras riches en oméga 3. Le tourteau obtenu par extraction au solvant contient de l’huile en quantité limitée, mais le tourteau de soja non dégraissé ou pressé ajoute de l’huile et des protéines au régime alimentaire.

Les poissons sont particulièrement sensibles aux conséquences antinutrionnelles des inhibiteurs de la trypsine. Par conséquent, le traitement par la chaleur des produits de soja doit être adéquat, comme l’indique la section sur le traitement du soja. Les poissons sont aussi sensibles aux traitements prolongés indûment, qui réduisent l’utilisation de la protéine. Il faut donc surveiller la solubilité des protéines pour vérifier que le temps de traitement n’a pas été dépassé.

En règle générale, le tourteau de soja se limite à 20 % du régime alimentaire des espèces de salmonidés, puisque la prise alimentaire est souvent ramenée au-dessus de ce niveau. Les raisons pour lesquelles la prise alimentaire est réduite ne sont pas claires, mais elles pourraient être liées aux facteurs antinutritionnels, comme les oligosaccharides. L’extraction des oligosaccharides avec de l’alcool augmente non seulement la concentration en protéines, mais semble aussi redresser la prise alimentaire. La présence de protéines allergènes pourrait aussi expliquer la baisse de performance lorsque les niveaux d’ajout sont élevés. Ces protéines allergènes pourraient stimuler les mécanismes immunitaires non spécifiques des poissons et entraîner la baisse de rendement.

Le tourteau de soja contient des niveaux d’acide phytique relativement élevés, que les espèces de salmonidés n’arrivent pas à digérer efficacement. Cela réduit l’utilisation du phosphore et accroît son excrétion. L’ajout d’enzymes phytase au régime alimentaire est souvent bénéfique et permet d’accroître grandement l’accessibilité au phosphore. Toutefois, la plupart des enzymes phytase se dénaturent à la chaleur durant le processus d’extrusion qui donne l’aliment; il faut donc les ajouter au produit après l’extrusion.

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Poissons d’eau douce omnivores

Les poissons omnivores comme le tilapia, la carpe et le poisson-chat représentent une grande partie des poissons d’élevage dans le monde. Ils croissent rapidement et sont relativement faciles à cultiver, d’où leur popularité dans les fermes d’élevage. Comme ils sont omnivores, ils peuvent digérer et utiliser un grand éventail d’ingrédients alimentaires. Contrairement aux espèces carnivores comme le saumon, leurs exigences en protéines sont modestes et ils réussissent à utiliser les glucides comme source d’énergie.

Le tourteau de soja peut, et est, utilisé comme première source de protéines chez la plupart des poissons omnivores dans le monde, car ce produit est constant, facile à obtenir et bien utilisé par les poissons. La digestibilité des acides aminés est élevée et l’aminogramme répond de près aux besoins des poissons. Le tourteau de soja manque de méthionine, élément que l’on peut ajouter facilement à un régime alimentaire sous forme d’acide aminé synthétique offert sur le marché. On a peu cherché à déterminer jusqu’ici la digestibilité des acides aminés individuels chez ces espèces, mais le travail qui a été fait indique que les protéines et les acides aminés individuels sont digestibles à environ 90 %. L’énergie digestible (~3 000 kcal/kg) est modeste en raison de la présence d’oligosaccharides que les poissons arrivent difficilement à digérer.

Le tourteau de soja obtenu par extraction au solvant, c’est-à-dire les produits contenant 44 % et 48 % de protéines brutes, sont constamment utilisés dans tous les régimes alimentaires des poissons omnivores. Lorsqu’on lui ajoute un complément d’acides aminés limitants comme de la méthionine, et dans certains cas de la lysine et de la thréonine, le tourteau de soja peut alors remplacer entièrement la farine de poisson dans le régime alimentaire. On peut aussi utiliser les produits de soja non dégraissés ou pressés si le soja est convenablement traité à la chaleur. Cependant, les exigences en gras des poissons omnivores semblent faibles, ce qui tend à limiter l’utilisation de ces produits dans leurs régimes alimentaires. On peut aussi utiliser des concentrés protéiques dans les régimes alimentaires des poissons omnivores, mais leur usage est limité en raison du coût.

crevettes

Il y a huit espèces majeures de crevettes d’élevage. Ils incluent la crevette blanche (la plus courante dans l’hémisphère ouest), la crevette géante tigrée (la plus courante dans l’hémisphère est), la crevette brune du Nord, la crevette à pattes jaunes, la crevette blanche de Chine, la crevette blanche d’Inde, la crevette bleue de l’Ouest et la crevette Kuruma du Japon. Le cycle de vie des crevettes est compliqué et les premiers stades reposent presque entièrement sur les algues et la crevette des salines comme source alimentaire. Durant l’alevinage, les crevettes sont nourries avec des aliments du commerce dont le contenu en protéines et en énergie diffère en fonction des espèces de crevettes et de la méthode de production. Les niveaux protéiques dans les régimes alimentaires varient de 30 à 50 % et le pourcentage le plus élevé est utilisé dans les milieux de culture plus intensifs. En règle générale, les farines de poisson, de crevette et de calmar sont la première source de protéines dans les régimes alimentaires des crevettes, mais comme l’offre est limitée et que les prix sont irréguliers, la plupart des producteurs cherchent à remplacer une partie des protéines alimentaires par une source de protéines végétales. Le soja s’est avéré un substitut naturel envisagé par plusieurs en raison de l’offre constante et de son contenu élevé en protéines.

Les exigences en acides aminés des crevettes sont méconnues et elles sont souvent déterminées selon la composition des acides aminés de la composition corporelle. Le contenu en acides aminés du soja semble convenir aux aliments des crevettes; le soja peut donc remplacer jusqu’à 50 % de la farine de poisson dans le régime alimentaire. Les crevettes semblent bien utiliser les protéines et les acides aminés, mais il y a peu d’information sur la digestibilité individuelle des acides aminés chez plusieurs espèces.

Tout comme pour la plupart des autres espèces, il est important que le produit de soja soit convenablement traité à la chaleur pour que les facteurs antinutritionnels thermolabiles soient dénaturés. Les oligosaccharides et les protéines allergènes contenus dans le soja nuiraient au rendement selon certaines indications, mais ils ont

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été peu étudiés jusqu’ici. Dans la plupart des cas, le soja remplace au plus 50 % de la farine de poisson pour maintenir intacts le rendement et la saveur du produit.

Tout comme les poissons carnivores, la plupart des crevettes ne digèrent pas bien les glucides et l’huile s’avère leur première source d’énergie dans leur régime alimentaire. Les régimes alimentaires de la plupart des crevettes contiennent environ 5 à 8 % de gras. Les exigences des crevettes en corps gras poly-insaturés sont précises, car leur aptitude à désaturer la matière grasse monosaturée est limitée et, par conséquent, elles ont besoin d’acide linoléique à corps gras poly-insaturés (C18:2) et d’acide linolénique (C18:3). L’huile de soja contient suffisamment d’acide linoléique et d’acide linolénique pour répondre aux exigences alimentaires des crevettes, mais elle ne contient pas les chaînes de corps gras poly-insaturées plus longues de l’acide éicosapentaénoïque (C20:5) et de l’acide décosahexanénoïque (C22:6). Les régimes alimentaires sont donc normalement enrichis avec assez de farine de poisson ou d’huile de poisson pour répondre aux exigences des crevettes.

Comme les crevettes exigent peu d’huile et que le soja ne contient pas les acides gras dont elles ont besoin, l’utilisation du soja non dégraissées dans les régimes alimentaires est limitée. Les tourteaux obtenus par pression pourraient potentiellement servir, mais leur contenu en gras résiduel limite leur utilisation dans les régimes alimentaires des crevettes. Comme il est difficile pour les crevettes d’utiliser les glucides complexes, il est très probable que le tourteau de soja extrait au solvant, déglumé, avec une teneur élevée en protéine devienne la source prédominante de protéines végétales dans les régimes alimentaires des crevettes.

alImenTS PouR anImaux De comPagnIe – cHIenS eT cHaTSL’industrie des aliments pour animaux de compagnie comporte une marge élevée et croît à un rythme régulier en Amérique du Nord, en Europe et dans certains coins d’Asie. Toutefois, bon nombre de décisions sur les ingrédients entrant dans les régimes alimentaires pour animaux de compagnie sont régies par les exigences du marché sur le produit alimentaire final. Les propriétaires d’animaux de compagnie se préoccupent des ingrédients contenus dans les régimes alimentaires de leurs animaux et ils consentent souvent à payer une prime en fonction de la qualité perçue. Les chiens et les chats sont tous deux carnivores, mais ils s’alimentent des ressources disponibles et peuvent ingérer un large éventail d’ingrédients à base de viande ou de plantes. Ils peuvent prospérer avec des régimes alimentaires à base de plantes si ceux-ci répondent à leurs exigences en acides aminés, en minéraux, en vitamines et en acides gras essentiels. Toutefois, les propriétaires d’animaux de compagnie choisissent les ingrédients qu’ils préfèrent et optent d’ordinaire pour des régimes alimentaires à pourcentage élevé en produits d’origine animale et, dans le cas des régimes alimentaires hydratés de première qualité, ils retiennent ceux dont l’apparence et la texture rappellent les produits à base de viande. Par conséquent, l’industrie de l’alimentation des animaux de compagnie repose grandement sur l’utilisation de viande et de produits laitiers. Il faut cependant des produits de qualité élevée, car l’animal, comme son propriétaire, est sensible aux gras rances, et aux couleurs et aux odeurs non réglementaires.

Le tourteau de soja remplace très bien les produits d’origine animale et l’on en fait un usage limité dans bon nombre de produits alimentaires pour animaux de compagnie. Le soja est une source fiable de protéines de grande qualité, dont l’aminogramme répond bien aux besoins de l’animal. Ces produits ont bon goût pour l’animal, leur digestibilité est élevée et on peut les utiliser comme première source de protéines. Toutefois, dans bien des cas, on limite la portion de soja dans le régime alimentaire, car la plupart des consommateurs recherchent pour leur animal un produit contenant peu de produits d’origine végétale. La plupart des produits de soja contiennent des glucides, et principalement des oligosaccharides, du stachyose et du raffinose, que l’animal ne peut digérer, et qui provoquent des flatulences et augmentent l’hydratation et le volume des excréments. Certains propriétaires d’animaux de compagnie se préoccupent aussi de la possibilité d’allergies au soja et préfèrent acheter des aliments qui contiennent peu ou pas de soja. Dans la plupart des cas, les fabricants d’aliments pour animaux de compagnie limitent les produits de soja à environ 15 % du régime alimentaire pour éviter ces préoccupations.

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Les chiens et les chats sont sensibles aux conséquences des inhibiteurs de la trypsine et aux lectines, mais d’ordinaire ce n’est pas problématique, car le traitement par la chaleur requis durant la production du tourteau de soja, de même que pour l’extrusion et le cannage du produit alimentaire final, dénature complètement le facteur antinutritionnel. Les effets négatifs des glucides complexes sont souvent éliminés par l’utilisation d’un concentré de soja. Durant la concentration des protéines, il y a élimination des fibres solubles, des fibres insolubles et des glucides. Les produits protéiques à texture de soja sont généralement utilisés dans les aliments pour animaux de compagnie, car ils sont souvent dépourvus de ces composés et ils prennent avantageusement l’apparence de la viande dans les conserves.

Bon nombre de consommateurs entrevoient maintenant les avantages pour la santé que représente la consommation de soja et l’on s’attend à ce qu’ils recherchent ces avantages dans les régimes alimentaires de leurs animaux de compagnie. Les produits de soja sont de grande qualité, très digestibles, facilement disponibles et offerts à prix raisonnables et, comme les consommateurs permettent et demandent même du tourteau de soja dans les aliments pour animaux de compagnie, celui-ci répondra alors au besoin.

cHevaux

Certaines rations pour chevaux exigent un complément protéique. Cela comprend les rations complémentaires à fourrages faibles en protéines destinées aux juments en lactation et aux poulains croissant rapidement. Le tourteau de soja est une excellente source de complément protéique. Il y a eu peu de publications sur les produits de soja dans l’alimentation des chevaux, mais il semblerait que le tourteau de soja pourrait remplacer les protéines de la luzerne sans nuire au rendement (Wall et al., 1998). Il faudrait traiter le soja convenablement à la chaleur pour éliminer les facteurs antinutritionnels, mais les tourteaux non dégraissés et extraits au solvant s’utilisent avec succès dans les rations équines. Les produits de soja non dégraissés contiennent approximativement 4,05 Mcal/kg, tandis que le tourteau extrait au solvant et déglumé en contient approximativement 3,60 Mcal/kg. La composition en acides aminés, en minéraux et en niveaux vitaminiques est indiquée dans les tableaux de composition présentés à la fin du guide. Le soja tend à être la source prédominante de protéines complémentaires dans l’alimentation des chevaux en raison de sa grande qualité, de son bon goût, de l’offre constante et de son prix rentable.

l’économie de l’alimentation avec des produits de sojaDans la plupart des cas, le tourteau de soja est la source de protéines de premier choix et le prix des sources de protéines concurrentes est fixé en fonction du soja. Selon l’offre, dans certains cas, les prix des produits concurrents sont réduits pour inviter les gens à utiliser ces produits. Les facteurs qui influent sur la valeur du tourteau de soja et des sources de protéines concurrentes portent sur le contenu en protéines, le contenu en acides aminés, la disponibilité et le contenu énergétique. La valeur est aussi déterminée par l’offre locale d’ingrédients de remplacement. Par exemple, dans l’Ouest canadien, on broie une grande quantité de canola en raison de la production locale, mais l’offre locale de soja est limitée ce qui explique les prix peu élevés du tourteau de canola. Au moment de la publication de ce guide, le tourteau de canola dans le centre de la Saskatchewan se négociait à environ 53 % du prix de soja sur la base du poids. Dans la plupart des lieux, toutefois, le tourteau de canola tend à se négocier davantage en fonction de son contenu en protéines. Le tourteau de canola contient 36 à 38 % de protéines brutes par rapport au tourteau de soja qui en contient 48 %, pour une valeur relative de 36/48 = 75 à 80 %, mais dans beaucoup de cas le tourteau de canola se négocie à une valeur moindre en raison de son contenu énergétique inférieur et de la digestibilité des acides aminés. Le prix d’autres ingrédients protéinés est établi de la même façon. La figure 4 montre l’historique des prix du tourteau de soja. Le prix relatif des sources de protéines de remplacement est indiqué dans la figure 5. Ces valeurs, présentées en pourcentage par rapport à la valeur du tourteau de soja de 48 % de protéines brutes, ont été déterminées à partir de la valeur commerciale des ingrédients à Chicago et à Buffalo en février 2010.

L’aptitude à établir le prix du tourteau de soja à partir des marchés à terme et la facilité avec laquelle on peut obtenir ce produit rend le tourteau de soja intéressant auprès des fabricants d’aliments pour animaux.

Figure 4. Prix du tourteau de soja ($ canadien/tonne, marchés à terme proche de Chicago)

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Figure 5. Prix relatif des compléments protéiques par rapport au tourteau de soja se situant à 48 %. Prix basés sur les prix du printemps 2010 à Chicago et à Buffalo.

cHoIx De PRoDuITS De Soja PouR leS agRIculTeuRS

Dans certains cas, il est économiquement possible de traiter le soja à la ferme et d’utiliser le tourteau ou l’huile pour nourrir le bétail localement. Il peut s’agir d’un choix intéressant si le bétail de la ferme exige du tourteau de soja, s’il y a un marché pour l’huile (alimentation animale ou biocarburant), si la ferme produit du soja et qu’elle est éloignée d’une usine commerciale de soja. De plus, il est possible de griller le soja avec succès lorsqu’il contient un niveau d’hydratation de 18 %, ce qui aide le producteur à réduire les frais de séchage du soja. Le grillage du soja permet aussi au producteur d’éviter les frais d’entreposage commerciaux puisqu’il peut griller le soja et le remettre dans son propre silo.

Le grillage du soja à la ferme est populaire chez les producteurs laitiers qui sont éloignés d’une usine de transformation du soja. Les producteurs peuvent acheter des appareils de grillage portables ou les faire livrer à la ferme pour procéder eux-mêmes au grillage. Ce traitement peut aussi se dérouler dans un lieu commercial fixe destiné au grillage. Les frais de grillage varient et fluctuent dans une large mesure en raison des coûts énergétiques. Depuis l’été 2010, le grillage sur mesure est offert à 32 $/tonne ou 37 $/tonne après trempage, plus le transport.

La valeur du soja grillé varie en fonction de l’utilisation recherchée. Il contient approximativement 75 % de protéines par rapport au tourteau de soja standard, mais l’énergie de lactation est de 26 % plus élevée (mesure de l’énergie dans le tourteau de soja nécessaire pour produire du lait) que le tourteau de soja. Dans les régimes

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alimentaires où l’énergie est plus primée, comme dans les rations laitières à haut rendement, le soja grillé vaut plus que le tourteau de soja. Dans les cas où les protéines sont davantage prisées, le soja grillé pourrait avoir une valeur moindre que le tourteau de soja. Le 7 juin 2010, le tourteau de soja déglumé s’est négocié à 365 $/tonne franco bord à Hamilton et le soja grillé à 405 $/tonne franco bord à Woodstock. Lorsqu’ils envisagent d’utiliser des fèves grillées, les producteurs doivent tenir compte de tous les coûts associés à la production des fèves grillées, soit : le coût lié à la perte d’une occasion d’affaires (le prix auquel ils auraient pu vendre le soja), la perte de masse (qui varie selon l’hydratation et la propreté du soja) et les frais de traitement (approximativement 40 $/tonne). Une fois ces coûts calculés, ils doivent travailler avec un nutritionniste pour déterminer la valeur du soja grillé dans le régime alimentaire retenu, au moins à l’aide d’une formule d’établissement de coût des produits pour l’alimentation animale. Dans un nombre important de cas, les producteurs trouvent que le soja grillé s’avèrent une solution pratique plutôt que de vendre le soja et d’acheter du tourteau de soja.

Presse continue sur site Image avec la permission d’Energrow

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Pour obtenir plus d’information, consultez l’article de Murray Snowdon du ministère de l’Agriculture et de l’Aquaculture du Nouveau-Brunswick au www.gnb.ca/0170/01700003-f.asp.

Dans certains cas, notamment lorsque les prix de l’huile sont plus élevés que le tourteau, il peut s’avérer plus utile d’extraire un peu d’huile pour l’utiliser à la ferme ou pour la vendre. Les presses continues à petite échelle s’utilisent bien à la ferme. Il y a aussi le modèle Both Komet™ et les presses continues à échelle traditionnelle, qui peuvent extraire approximativement 75 % de l’huile. Il est facile d’obtenir des presses continues peu dispendieuses importées de Chine et d’Inde et elles fonctionnent à condition de mettre l’effort requis pour monter le système. Toutefois, il peut s’avérer difficile d’exploiter ces presses à la ferme, car elles exigent une surveillance constante et les étapes de préconditionnement/cuisson doivent être contrôlées attentivement pour obtenir des niveaux d’extraction d’huile raisonnables. La presse de modèle Komet™ semble la plus fiable et dans certains cas elle comporte un système de surveillance qui permet de l’utiliser avec un minimum de supervision. Ce type de système est aussi produit au Canada par Energrow (www.energrow.com). Cette entreprise signale des coûts d’exploitation de 12 $ à 15 $ par tonne, mais il faut ajouter le coût de capitalisation et d’énergie requis en plus pour la cuisson afin d’établir le coût total de l’opération. En moyenne, le coût de pression avec ce type de système revient approximativement à 25 $/tonne de fèves traitées.

La pression offre deux avantages économiques : l’huile extraite a généralement une valeur plus élevée que le tourteau et peut être vendue soit à une provenderie locale ou à un producteur de bétail qui a besoin de plus d’huile, ou l’huile peut potentiellement servir de source de carburant (conversion au biodiésel ou utilisation dans un système à huile végétale). Durant la rédaction du présent guide, la matière grasse destinée aux aliments pour bétail se vendait approximativement à 226 % du prix de tourteau de soja de 48 %. Le tourteau est aussi généralement de valeur supérieure aux fèves, car il contient plus de protéines. De plus, le tourteau de soya extrudé-pressé se vendait approximativement à 110 % du prix de tourteau de soja de 48 % à protéines brutes.

Dans les cas où l’usine d’extraction au solvant est éloignée de la ferme et que le tourteau de soja est requis dans l’alimentation animale, la pression peut s’avérer une solution pratique qui ajoute de la valeur au soja. Il faut évaluer tous les coûts associés à la pression au moment d’envisager la production fermière, soit le coût de renonciation, l’énergie, la capitalisation, la main-d’œuvre et la dépréciation. Le Ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires rurales de l’Ontario a publié une série d’excellents tableurs qui tiennent compte non seulement du coût de pression de l’huile, mais aussi de l’intérêt de produire du carburant à partir de l’huile : www.omafra.gov.on.ca/english/engineer/energy.html.

Tourteau obtenu par pression Image avec la permission d’Energrow

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Fève de soja entière grillée

Tourteau obtenu par pression

Tourteau de soja

obtenu par extraction au solvant

Tourteau de soja déglumé obtenu par

extraction au solvant

Pellicules de soja

POUR CENT (%)Matière sèche 91 89 90 88 90,9Protéine brute 43,0 42,0 44,0 47,8 13,9Extrait à l’éther 19,0 8,12 0,5 1,0 1,4Fibre brute 5,0 6,5 7,0 3,0 34,2NDF 22,1 21,7 14,9 9,8 60,3FDA 14,7 10,4 10,0 6,2 44,6NDIN (% de MS) a 6,1 9,6 0,7 0,7 3,5ADIN (% de MS) b 2,0 0,4 0,4 0,4 1,0Cendres 4,6 6,0 6,0 6,0 44,6Méthionine 0,54 0,60 0,65 0,70 0,14Cystéine 0,55 0,62 0,67 0,71 0,19Lysine 2,40 2,70 2,70 3,02 0,71Tryptophane 0,52 0,58 0,60 0,70 0,14Thréonine 1,69 1,70 1,70 2,00 0,43L-isoleucine 2,18 2,80 2,50 2,60 0,44Histidine 1,01 1,10 1,10 1,30 0,28Valine 2,02 2,20 2,40 2,70 0,51Leucine 2,80 3,80 3,40 3,80 0,74Arginine 2,80 3,20 3,40 3,60 0,59Phénylalanine 2,10 2,10 2,20 2,70 0,45PNDR, % de protéine brute c Régime à faible teneur en fourrage d

29,1 58,0 24,3 30,8 34,4

Régime à forte teneur en fourrage e

39,4 69,0 34,6 42,6 44,6

Digestibilité intestinale, % de PNDR

85 93 93 93 70

Arginine, % de PNDR 6,79 7,40 7,38 7,32 5,18Histidine, % de PNDR 2,61 2,77 2,77 2,77 2,88Lysine, % de PNDR 5,98 6,27 6,28 6,29 6,27Méthionine, % de PNDR 1,40 1,45 1,45 1,44 1,16

Tableaux de composition en éléments nutritifs du soja

52

Tab

lea

ux

de

co

mp

os

iTion

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élé

me

nTs

n

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iTifs d

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oja

53

Fève de soja entière grillée

Tourteau obtenu par pression

Tourteau de soja

obtenu par extraction au solvant

Tourteau de soja déglumé obtenu par

extraction au solvant

Pellicules de soja

VITAMINESVitamine E (mg/kg) 31,0 6,6 3,0 3,3 s.o.Thiamine (mg/kg) 6,6 1,7 1,7 1,7 s.o.Riboflavine (mg/kg) 2,64 4,4 3,0 2,6 s.o.Acide pantothénique (mg/kg) 15,6 13,8 13,3 13,2 s.o.Biotine (ug/kg) 286 320 320 320 s.o.Acide folique (ug/kg) 450 450 450 700 s.o.Choline (mg/kg) 2 420 2 673 2 743 2 850 s.o.Niacine (mg/kg) 22,0 36,7 59,8 20,9 s.o.

TENEUR EN MINÉRAUxCalcium (%) 0,25 0,20 0,25 0,20 0,49Phosphore total (%) 0,59 0,60 0,60 0,65 0,14Phosphore disponible (%) 0,20 0,20 0,20 0,21 0,06Sodium (%) 0,04 0,04 0,04 0,04 0,01Potassium (%) 1,70 1,71 1,97 1,90 1,20Chlorure (%) 0,03 0,20 0,02 0,02 0,02Magnésium (%) 0,21 0,25 0,27 0,27 0,22Soufre (%) 0,30 0,33 0,43 0,43 0,11Manganèse (ppm) 30,0 32,3 27,5 27,5 22,0Fer (ppm) 75 160 120 120 580Cuivre (ppm) 15 18 28 28 8Zinc (ppm) 35 59 60 60 40Sélénium (ppm) 0,10 0,10 0,10 0,10 0,21EMAn volaille Kcal/kg 3 350 2 751* 2 240 2 458 s.o.Énergie métabolisable, porc Kcal/kg

3 540 1 360 3 090 3 140 1 863

ED, porc Kcal/kg 4 140 3 768** 3 490 3 685 2 006EN, porc Kcal/kg 2 627 s.o. 1 911 2 006 1 003RuminantsUNT (%), 1x 88,8 88,6 80,0 81,4 67,3ED Mcal/kg 4,72 4,35 4,05 4,16 3,01NEL Mcal/kg 2,72 2,38 2,13 2,21 1,46NEm Mcal/kg 2,73 2,49 2,29 2,37 1,58NEg Mcal/kg 1,95 1,76 1,59 1,66 0,98

Source : Tableau d’analyse des ingrédients d’aliment pour animaux : Édition 2010, CNRC, 2001, CNRC, 1998 Sauvant et al., 2004Équations de prédiction de teneur en énergie des tourteaux obtenus par pression extrapolées à partir de la teneur en énergie du tourteau de soja et des fèves de soja non dégraissées illustrées ci-dessus.

a Azote insoluble, détergent neutreb Azote insoluble, détergent acidec Protéine non dégradable dans le rumend 25 % fourrage, DMI = 2 % du poids du corpse 50 % fourrage, DMI = 4 % du poids du corps

* Volaille EMAn = 63,4* % gras + 2 208

** Porc ED (Kcal/kg) = 37,1 * % gras + 3 471

S.O., non signalé dans les sources citées

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