Brevet FR2671698A1 — publié le 19920724

L'invention concerne un procédé pour augmenter la population microbienne du rumen des animaux ruminants, avec pour conséquence l'amélioration des perfor- mances zootechniques de ces animaux L'invention consiste à faire ingérer à ces animaux des spores revivifiables du Bacillus cereus, souche C I P 5832 L'invention concerne également un additif alimentaire pour la mise en oeuvre de ce procédé et un aliment supplémenté pour animaux ruminants contenant cet additif. L'état de l'art Le rumen, l'un des quatre estomacs des ruminants, contient un très grand nombre de microorganismes formant un ecosystème vivant en symbiose avec l'animal hôte. Parmi ces microorganismes, les espèces dominantes sont des bactéries, de l'ordre de 1010 à 10 germes par gramme de contenu ruminai, des protozoaires, de l'ordre de 105 à 10 germes par gramme de contenu ruminai. A côté de ces espèces dominantes l'on trouve aussi des champignons microscopiques, des mycoplasmes et des bactériophages. Ces microorganismes appartiennent à des genera et des espèces très variées: rien que pour les bactéries, l'on a pu décrire 22 genera et 63 espèces (T M Yokohama et K A Johnson In the ruminai animal Digestive Physiology and Nutrition D C Church, Editor, A Reston Book, New Jersey 07632, USA, pp 125-144). La majorité des microorganismes du rumen sont des anaérobies stricts, rendant leur étude difficile. Devant les difficultés, liées à la fois au grand nombre d'espèces microbiennes présentes dans le rumen, et à leur caractère anaérobique, les études des variations quantitatives de la population microbienne du rumen se font la plupart du temps par des marqueurs de la microflore. Le marqueur le plus couramment utilisé est le DAPA ( 2-6 diamino-pimelic acid), amine acide qui est spécifique des microorganismes et qu'on ne trouve pas, ni dans les tissus des animaux, ni dans ceux des végétaux. Dans un régime alimentaire donné, les proportions de DAPA du contenu du rumen restent stables et l'utilisation de ce marqueur est particulièrement utile pour mesurer les variations quantitatives de la population microbienne du rumen. Les études de la population microbienne du rumen peuvent être réalisées directement chez l'animal in-vivo (par ponction de jus du rumen; fistulation et canulation du rumen, etc). Les microorganismes du rumen sont capables de dégrader et de fermenter les aliments complexes ingérés par les animaux ruminants qui en tirent une partie importante de leurs nutriments Les corps microbiens des microorganismes du rumen représentent aussi un apport alimentaire important pour les animaux ruminants Une augmentation de la population microbienne du rumen est donc favorable aux performances zootechniques des animaux ruminants. Des antibiotiques, et particulièrement des antibiotiques ionophores, sont capables de modifier favorablement les fermentations microbiennes du rumen. Le brevet japonais NI 1977-8381 nous apprend que le Bacillus cereus, souche T 7112, est capable de corriger les symptômes des anomalies de la fermentation du rumen des mammifères ruminants Ces anomalies, appelées ballonnement et pourrissement du 1 er estomac, sont caractérisées par une augmentation de l'azote ammoniacal ou de l'acide propionique dans le jus du contenu rumina I Ces symptômes et les résultats de leur traitement sont illustrés par les tableaux 1 et 2 Dans le cas des bovins atteints de ballonnement (Tableau 1), le taux d'azote ammoniacal, fortement augmenté chez les animaux malades, est ramené au taux normal chez les animaux guéris Dans le cas des agneaux atteints de ballonnement, le taux d'acide propionique, augmenté chez les animaux malades, est ramené au taux normal chez les animaux guéris Cependant, le brevet japonais NO 1977-8381 ne nous apprend pas si le Bacillus cereus, souche T 7112, a une activité quelconque sur la taille ou la composition de la population microbienne autochtone du rumen. t L 55 *'S Z 90 ZS 6 flod I Nf VW 1 NMWMNN 07 I. LE 9 Z*'0 i Z 9 '0 LT 8 MG SINIML Lu 9 55 '1 ú 5 '0 61 6 91 OE'9 080 *tú 8 N 3 kàm NNOTI Vr ZúE 9 9 ú'I LE L ap 01 05 'ú 9 L'O O OZ 9 SLNIZLLZ O O O' 9 L O ZEZ 99 E'E IL'O OZI t 9 t ' WL t' ' O L 9 E SN Iff S O 5 Zú 9 L'0 Z 8 5 ú' 1 L L'O Z 9 N T'0 I Ul/ HOPN Tm T/bm Tf/9 enb LTR De T Tw IF OA ri OV Tr D-TU Oum IIL SUTAO 9 e PFD' GPTDU e Roz V a O eozv SNIAO T Rll'ril ú 969 T/9 Z OT TABLEAU 2 AGEAUX Acide Acide Acide Autres acétique propionique butyrique acides Agneaux gras volatils % % % % 1 57 16 19 8 SAINS 2 59 17 21 3 Moyenne 58 17 20 7 ATTEINTS 3 56 22 19 3 DE 4 49 25 23 3 BALLONNEMENT 5 56 21 17 6 Moyenne 54 23 20 4 3 ' 58 18 20 4 4 ' 55 16 18 11 GUERIS ' 56 19 21 4 Moyenne 56 18 20 6 Le brevet européen NO 88108549 2, du 28 05 88, (priorité: 11 06 87 SE 8702435) nous apprend que l'ingestion de bactéries productrices d'acide lactique (Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus, et Leuconostoc) ou de bactéries productrices d'amylase et de protéase (Bacillus subtilis et Bacillus toyoi) est capable de modifier la composition du lait des femelles laitières Cette modification est cacactérisée par une augmentation du taux protéique du lait (il est écrit qu'une certaine modeste augmentation du taux de matière grasse du lait a été aussi notée). Cependant, les résultats rapportés dans ce brevet (Tableau 3) montrent clairement que seul le taux protéique du lait a augmenté, la production laitière (kg de lait tel que produit par jour) n'est pas modifiée, la production laitière corrigée au taux (standardisé) de matière grasse a fortement chuté Cela signifie que le taux de matière grasse a été diminué par le traitement. TABLEAU 3 - Ferme 1 Ferme 2 Ferme 3 Traitement Traitement Traitement 1 2 1 2 i 2 Production de lait 24 71 24 07 19 57 18 91 28 21 28 39 (kg/j) Production de lait corrigé pour la matière 27 90 22 93 22 74 20 53 29 43 26 65 grasse (kg/j) Protéine (%) 3 47 3 71 3 30 3 63 3 37 3 5 Traitement 1: Témoin sans addition de préparation bactérienne. Traitement 2: Avec addition de préparation bactérienne Le brevet européen 88108549 2 ne nous apprend pas si l'effet des bactéries ingérées (augmentation du taux protéique du lait) est dûâ à une action quelconque de ces bactéries sur la population microbienne autochtone du rumen. L'invention Nous avons découvert que l'ingestion de très faibles quantités de spores revivifiables de Bacillus cereus, souche C I P 5832 (C I P = Collection de l'Institut Pasteur), est capable d'augmenter le taux de DAPA dans le rumen et d'augmenter les performances zootechniques des animaux ruminants (production de lait ou de viande). Les faibles quantités de spores de Bacillus cereus à apporter aux animaux, souche C I P 5832, peuvent être calculées par l'homme de l'art afin que ces spores soient présentes dans le jus du rumen en nombres allant de 000 à 100 000 spores par millilitre de jus de rumen Ces nombres sont infiniment plus petits que ceux décrits précédemment pour la population microbienne du rumen. Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention. EXEMPLE 1 Expérience sur vaches fistulées 4 vaches fistulées, de race croisée Frisonne x Holstein, portant une canule permanente donnant accès au rumen, ont été utilisées. Les animaux sont nourris avec une ration quotidienne de 9 kg de matière sèche d'un mélange constitué de 30 % d'ensilage de maïs et de 70 % d' aliment concentré. La ration est distribuée individuellement à chaque animal, le matin à 10 heures La quantité distribuée est consommée dans la journée. Les caractéristiques nutritionnelles de l'ensilage de maïs et de l'aliment concentré sont les suivantes: TABLEAU 4 - Ensilage de maïs Aliment Concentré Matière sèche (g/kg) 330 870 Cellulose brute (g/kg) 231 109 Amidon + sucres (g/kg) 149 214 Protéine brute (g/kg) 82 180 U.F L / kg 0 9 0 9 Chaque jour, pendant 4 jours avant l'expérience, on prélève le jus du rumen de chaque vache à travers la canule Cette période préexpérimentale sert de témoin. Pendant l'expérience, on ajoute à l'aliment concentré, 0 1 % d'une poudre sèche contenant 10 spores revivifiables de Bacillus cereus, souche C I P 5832, par gramme L'expérience dure 9 jours Pendant les deux derniers jours de l'expérience, du jus de rumen est prélevé individuellement sur chaque vache. Quelle que soit la période, le jus de rumen est prélevé vers 8 heures du matin, avant la distribution de la ration alimentaire. Le jus de rumen prélevé est filtré avec de la gaze pour enlever les particules alimentaires. Chaque jus de rumen filtré est soumis aux analyses suivantes Dénombrement de Bacillus cereus, souche C I P 5832, selon la méthode de J Michard et A Levesque, 1989. p H avec un p Hmètre électronique (marque Schott). Acides gras volatils totaux, acide acétique, acide propionique, acide butyrique par chromatographie gazeuse (chromatographe de marque Girdel). Ammoniaque: par la méthode de Kjeldahl après précipitation des protéines avec de l'acide trichloracétique. DAPA: par la méthode de J W Czerkawski, 1974. Les résultats ont été les suivants: TABLEAU 5 Expérience sur vaches fistulées 1 15 Période Période Signification Témoin Expérimentale statistique (Analyse de variance) B CEREUS, C I P 5832 45 000 + 1 540 C.F U /ml) p H 6 84 + 0 13 6 90 + 0 10 N S (*) Acides gras volatils 77 18 + 11 36 79 80 + 12 10 N S. totaux (mmoles/l) Acide acétique 53 50 + 6 67 54 15 + 7 47 N S. (mmoles/l) Acide propionique 10 47 + 2 95 10 12 + 2 19 N S. (mmoles/l) Acide butyrique 10 87 + 1 93 11 31 + 2 84 N S. (mmoles/1) Ammoniaque 57 + 27 83 + 15 S. (mg/l) DAPA (mg/l) 855 + 85 1 290 + 90 S. (*) N S = Non Significatif p 2 0 05 S = Significatif p 0 05 Pendant la période expérimentale, les spores de Bacillus cereus, souche C.I P 5832, n'ont pas modifié le p H, les acides gras volatils totaux et les acides acétique, propionique et butyrique du rumen Par contre, le traitement a augmenté l'ammoniaque et le DAPA. Ces résultats sont donc différents de ceux du brevet japonais NO 1977-8381. L'augmentation du taux de DAPA de 50 % ( 1290 vs 855 mg/l) ne peut pas provenir de l'apport très faible de spores de Bacillus cereus, souche C I P 5832 En effet, le nombre de spores mesuré est de 45 000 par ml de jus de rumen, nombre infiniment petit par rapport aux nombres décrits précédemment pour la population microbienne autochtone du rumen Cette augmentation du taux de DAPA signifie une augmentation de la population microbienne autochtone du rumen. EXEMPLE 2 Expérience sur vaches laitières 20 vaches laitières de race croisée Frisonne x Holstein ont été divisées en deux lots homogènes. L'alimentation est composée de la ration de base complémentée avec un aliment concentré. La ration de base composée de: ray-grass, ensilage de maïs, blé, paille et urée, apporte quotidiennement à chaque vache 17 kg de matière sèche, 15.31 UFL (Unités Fourragères Lait), 1 435 g de "PDIN" et 1 428 g de "PDIE" (unités de protéines digestibles dans l'intestin du système français de l'alimentation des ruminants) Cette ration de base distribuée par une mélangeuse peseuse couvre une production de base de 25 kg de lait par jour. L'aliment concentré apporte par kg de matière sèche: 1 UFL, 142 g PDIN, 138 g PDIE, 80 g cellulose brute, 320 g d'amidon+sucres L'aliment concentré est distribué individuellement à chaque vache par un distributeur automatique à raison de 1 kg d'aliment par tranche de 2 5 kg de lait au dessus de la production de base ( 25 kg). Un lot de dix vaches reçoit la ration quotidienne décrite précédemment Ce lot sert de témoin. Le deuxième lot reçoit en plus de la ration précédente 10 g/vache/jour d'une poudre sèche titrant 109 spores revivifiables de Bacillus cereus, souche C I P 5832, par gramme de poudre Cette supplémentation permet d'obtenir en moyenne 60 000 à 80 000 spores revivifiables par ml de jus de rumen. Les vaches sont traites deux fois par jour Les quantités de lait produites par chaque vache sont pesées automatiquement à chaque traite Le taux butyreux et le taux protéique du lait ont aussi été contrôlés. L'expérience a duré trois semaines. Les résultats obtenus sont les suivants: TABLEAU 6 - Lot Lot Signification Témoin Bacillus Statistique (Analyse de variance) Production laitière 34 61 37 62 S (*) (kg/jour) Taux butyreux (%) 3 86 3 83 N S. Taux protéique (%) 2 87 2 85 N S. (*) N S = Significatif, p S = Significatif, p > 0 05 Ces résultats montrent que les spores C.I P 5832, augmentent la production de composition Les effets du Bacillus cereus, différents de ceux du brevet européen N microorganismes Lactobacillus, Pedicoccus, Bacillus subtilis et Bacillus toyoi. de Bacillus cereus, souche lait sans en modifier la souche C I P 5832, sont donc 88108549 2, obtenus avec les Streptococcus, Leuconostoc, EXEMPLE 3 Expérience sur taurillons, producteurs de viandes 28 taurillons de race Salers ont été divisés en deux lots homogènes. L'alimentation individuelle quotidienne est composée de: l'ensilage de maïs avec pesée des quantités consommées, kg d'un aliment concentré apportant par kg: matière sèche 870 g, protéine brute 167 g, cellulose brute 109 g, amidon 120 g, calcium 6 1 g, phosphore 5 9 g. Un lot de 14 taurillons consomme la ration précédente et sert de témoin. Le deuxième lot, formé des 14 autres taurillons, consomme la même ration mais dont l'aliment concentré est supplémenté avec des spores de Bacillus cereus, souche C I P 5832, à raison de 400 000 spores revivifiables par gramme d'aliment Cette supplémentation a été calculée pour apporter environ 30 000 spores revivifiables par ml de jus de rumen. Les animaux sont identifiés avec une boucle numérotée à l'oreille Ils sont pesés individuellement au départ et à la fin de l'expérience. Après 63 jours d'expérience, les résultats ont été les suivants: TABLEAU 7 Expérience sur taurillons Lot Lot Signification Témoin Bacillus Statistique (Analyse de variance) Poids vif (kg) (* Initial 312 9 312 2 N S Final 397 3 402 7 S. À Gain de poids 84 4 90 5 (+ 7 2 %) S. total (kg) Gain de poids moyen 1 339 1 436 (+ 7 2 %) S. quotidien (g) À Consnmmntion de matière sèche (kg/jour) ensilage de maïs 4 32 3 59 N S. concentré 4 35 4 35 N S. totale 8 67 7 94 N S. Indice de consome 6 42 5 93 (-7 6 %) S. mation (*) N S = Non Significatif p > 0 05 S = Significatif p consommée par kg de gain de poids). REVENDICATIONS 1 Procédé pour augmenter la population microbienne du rumen des animaux ruminants, caractérisé en ce qu'on fait ingérer à ces animaux des bactéries de type Bacillus cereus souche C I P 5832. 2 Procédé défini selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bactéries se présentent en partie ou totalement sous la forme de spores revivifiables. 3 Procédé pour augmenter les performances zootechniques des animaux ruminants producteurs de lait et de viande, caractérisé en ce que l'on augmente la population microbienne de leur rumen selon le procédé décrit dans l'une quelconque des revendications 1 ou 2. 4 Additif alimentaire destiné à la mise en oeuvre des procédés décrits selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. Aliment supplémenté pour animaux ruminants caractérisé en ce qu'il contient un additif alimentaire défini selon la revendication 4. 6 Utilisation des bactéries de type Bacillus cereus souche C.I P 5832, pour augmenter la population microbienne du rumen des animaux ruminants.