wild ones

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UTILISATION D ' U N C A R O T É N O I D E DE S Y N T H È S E
C O M M E M A R Q U E U R NUTRITIONNEL POUR L'OMBLE DE FONTAINE
(S. FONTINALIS)
ÉLEVÉ EN PISCICULTURE
A . G U I L L O U * , * *, J . DE LA N O U E * , * *
* Centre de recherche en n u t r i t i o n . Pavillon Comtois, Cité universitaire, Université Laval,
Ste-Foy, Québec, Canada, G1K 7P4.
* * Département de biologie. Pavillon Vachon, Cité universitaire, Université Laval, Ste-Foy, Québec, Canada, G1K 7P4.
RÉSUMÉ
Un marquage n u t r i t i o n n e l des ombles de fontaine ( 2 0 - 2 3 cm) de pisciculture peut être réalisé grâce à l'ester éthylique de l'acide /J-apo-S'-caroténoïque (EEAC), caroténoïde de synthèse, qui
est absent de la chair d'ombles sauvages c o n t r a i r e m e n t à la c a n t h a x a n t h i n e . Après 4 et 6
semaines d'alimentation avec un aliment contenant 100 //g E E A C / g , la majorité des individus
commercialisables ( 1 5 0 g et plus) m o n t r e n t de faibles teneurs en EEAC dans le muscle. De plus, la
coloration obtenue avec la canthaxanthine de synthèse chez les ombles marqués n'est pas différente de celle des ombles témoins. Dans le contexte de la commercialisation de l'omble de fontaine
d'élevage au Québec (Canada), ce type de marquage, peu coûteux, peut constituer un moyen de
prévention de l'augmentation possible du braconnage d'individus sauvages.
THE U S E OF A S Y N T H E T I C C A R O T E N O I D A S A N U T R I T I O N A L M A R K E R FOR F A R M E D
B R O O K T R O U T (S.
FONTINALIS)
ABSTRACT
It is possible to differenciate f a r m e d brook trout ( 2 0 - 2 3 cm) f r o m w i l d ones by the incorporat i o n of /3-apo-8'-carotenoic acid ethyl ester (CAEE) in the diet. In contrast w i t h canthaxanthin t h i s
synthetic carotenoid is absent f r o m w i l d trout f l e s h . After 4 and 6 - w e e k f e e d i n g periods with a
meal containing 100 fjg of C A E E / g , most trout of marketable size ( 1 5 0 g and more) show small, but
significant muscular CAEE c o n c e n t r a t i o n . Moreover there is no différence in f l e s h coloration betw e e n experimentally marked trout and controls.
This inexpensive marker could be used to prevent a possible increase of poaching on w i l d
brook trout induced by the marketing of this native Québec (Canada) species.
INTRODUCTION
La mise sur le marché québécois de l'omble de fontaine d'élevage risque d'entraîner une
recrudescence du braconnage de l'omble sauvage. Un marquage des individus de pisciculture
s'impose dès lors pour éviter toute contestation.
Le marquage n u t r i t i o n n e l des ombles de fontaine présente des avantages indéniables sur
les autres formes de marquage ; car les poissons ne sont pas stressés ou blessés par des manipulat i o n s ; une fois l'aliment préparé, il n'y a pas de travail ou de coûts s u p p l é m e n t a i r e s ; le marquage
des poissons se fait en m ê m e temps que la pigmentation des chairs.
La non toxicité, des analyses rapides et peu coûteuses de m ê m e q u ' u n coût acceptable de
l'aliment marqué sont les conditions que doit respecter le marqueur retenu. L'ester éthylique de
l'acide /}-apo-8'-caroténoïque (EEAC) est un caroténoïde de synthèse ; on ne le retrouve pas dans la
chair d'ombles sauvages, c o n t r a i r e m e n t à la c a n t h a x a n t h i n e (BILODEAU, c o m m u n i c a t i o n personnelle). Il possède un fort pouvoir colorant (FERRANDO et MAINGUY, 1970) et est déjà ajouté à
l'alimentation animale pour accentuer la coloration de la chair de poulet et du j a u n e d'oeuf
(BAUERFEIND, 1972). L'EEAC est aussi utilisé dans l'industrie a l i m e n t a i r e pour colorer différents
types d'aliments (pâtes alimentaires, pâtisseries, jus de fruits, etc.). Il est accepté c o m m e additif
a l i m e n t a i r e par la loi canadienne sur les aliments et les drogues ainsi que dans plusieurs pays. La
c o n c e n t r a t i o n limite permise est de 3 5 / i g / g de poids sec dans la n o u r r i t u r e destinée à la consommation humaine.
Article available at http://www.kmae-journal.org or http://dx.doi.org/10.1051/kmae:1986011
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L'objet du présent travail est de mesurer les limites de l'utilisation de ce pigment comme
m a r q u e u r n u t r i t i o n n e l des ombles de fontaine élevés en pisciculture.
M A T É R I E L ET M É T H O D E S
L'expérience a été m e n é e pendant huit semaines à l ' A q u a r i u m de Québec. Quatre-vingt-dix
o m b l e s de f o n t a i n e de 1 an +, d ' u n poids moyen de 136 g, ont été introduits dans trois bassins
cylindriques de 7 0 c m de diamètre ( 2 0 0 litres) ayant chacun u n débit d'eau (circuit ouvert) de 10
litres/min.
De l'EEAC à deux concentrations ( 1 0 0 et 2 0 0 / / g / g d'aliment sec) est ajouté à un aliment de
type c o m m e r c i a l contenant 2 0 0 / / g / g de c a n t h a x a n t h i n e / g . L'incorporation du pigment se fait par
m é l a n g e h o m o g è n e avec l'aliment broyé, réhydratation partielle, passage à la filière et déshydratat i o n à 3 5 ° C pendant 12 heures. Les aliments (expérimental et témoin) sont conservés au congélat e u r à — 1 0 ° C : Les deux concentrations utilisées ont été retenues d'après les résultats d'une étude
préliminaire.
Les poissons sont acclimatés pendant deux semaines aux conditions expérimentales.
D u r a n t l'expérience, la t e m p é r a t u r e de l'eau est de 1 1 ° C . et la photopériode naturelle. La
n o u r r i t u r e est distribuée m a n u e l l e m e n t , une fois par jour, à u n taux de 1 % d u poids vif. Après
q u a t r e s e m a i n e s complètes d ' a l i m e n t a t i o n , treize poissons par bassin sont prélevés au hasard pour
f i n s d'analyses. Après deux semaines supplémentaires d'alimentation, treize autres individus par
bassin sont, à leur tour, prélevés au hasard. Les ombles sont congelés pendant deux mois à
— 2 0 ° C. U n e bande de 5 g de chair dépourvue de peau est prélevée au-dessus de la ligne latérale
pour l'extraction des caroténoïdes totaux selon la méthode A O A C (1980).
Les extraits de caroténoïdes sont purifiés par élution sous vide dans des colonnes à chromat o g r a p h i e de 12 m m x 5 0 cm dont l'adsorbant est un mélange 1:1 de silicagel G et de Hyflo Supercell (Fisher).
La récupération des caroténoïdes est faite par rinçage des colonnes avec 3 0 ml d'une solut i o n d ' h e x a n e - a c é t o n e (80:20). Après évaporation complète du solvant sous vide, les caroténoïdes
sont gardés à l'obscurité dans des ballons scellés contenant de l'azote, à une température de
— 2 0 ° C. p e n d a n t deux jours. La totalité des caroténoïdes extraits de la chair est reprise dans 5 ml
de phase m o b i l e (acétonitrile :7 ; dichlorométhane:2 ; méthanol:1) et dosés sur HPLC d'après la
m é t h o d e décrite par NELLS et DE LEENHEER (1983).
L'analyse dé la coloration des chairs est faite à partir de 5 g de chair débarrassée de la peau
et prélevée au-dessus de la ligne latérale de chacun des individus. Les bandes de chair sont finem e n t hachées et homogénéisées dans 5 ml d'eau distillée. Trois lectures de réflectance (colorimèt r e Pacific Scientific modèle Colorigard s y s t e m / 0 5 ) sont prises sur l ' h o m o g é n a t ; la moyenne
d o n n e la valeur n u m é r i q u e de la coloration des échantillons de chair.
RÉSULTATS
La f i g u r e 1 montre .l'évolution de la concentration des caroténoïdes musculaires. O n note
u n e t e n d a n c e générale à l'augmentation de la concentration des pigments (canthaxanthine, EEAC
et son dérivé n o n identifié) avec l'augmentation d u poids des individus pour le groupe nourri pendant six s e m a i n e s avec 1 0 0 / / g d ' E E A C / g d'aliment.
Le tableau 1 présente la concentration moyenne de l'EEAC et de son dérivé ainsi que celle
de la c a n t h a x a n t h i n e retrouvées chez les groupes expérimentaux et témoins. Les teneurs d'EEAC
m u s c u l a i r e s s o n t faibles comparativement à celles obtenues pour ta canthaxanthine. Le meilleur
résultat de marquage est obtenu avec 1 0 0 / / g d'EEAC/g d'aliment après une période d'alimentat i o n de six s e m a i n e s , puisque les q u a n t i t é s de marqueur incorporé ainsi que le nombre des individus m a r q u é s sont plus élevés qu'après quatre semaines d'alimentation.
La f i g u r e 2 représente les valeurs colorimétriques des échantillons de chair des individus.
Nous constatons une plus grande dispersion des résultats selon l'axe de la quantité relative de
rouge q u e selon l'axe de la quantité relative de vert (jaune).
DISCUSSION
Concentration des caroténoïdes dans le muscle :
Il f a u t souligner que la méthode utilisée pour l'extraction des caroténoïdes totaux produit un
dérivé n o n identifié de l'EEAC (Fig. 1). La méthode utilisée pour obtenir les standards donne le
p i g m e n t pur, mais lorsque la méthode d'extraction est utilisée avec l'EEAC sous forme commerciale, o n détecte la présence de ce dérivé en HPLC. Il est très semblable à l'EEAC, puisque son
t e m p s de l e c t u r e précède celui-ci de quelques secondes. Il peut être aussi considéré c o m m e un
m a r q u e u r , car on ne le retrouve pas dans la chair des ombles témoins.
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Les résultats rapportés à la f i g u r e 1 sont appuyés par des expériences menées avec des
t r u i t e s arc-en-ciel. Il est g é n é r a l e m e n t accepté q u e la fixation m u s c u l a i r e de la canthaxanthine est
meilleure chez les sujets les plus lourds TORRISSEN et NAEVDAL, 1 9 8 3 ) et efficace seulement à
partir de 150 g (KOENIG. 1975 ; A B D U L M A L A K . 1975).
1 1
Témoin (6 s e m . )
i
9
Témoin ( 4 s e m . )
0 . 1 4 ± 0.18
4
6 semaines
à 200 ug/g
0. 15 ± 0 . 0 7
5
6 semaines
à 100 yg/g
0.07 ± 0.02
3
4 semaines
à 200 yg/g
Tableau 1 : Teneur de la chair en EEAC et canthaxanthine après 4 et 6 semaines d'alimentation
chez les individus de 150 g et plus (M ± écart type).
3.26± 2.58
204 ± 4 0 . 5
178 ± 2 5 . 2
1 .85 ± 2 . 3 3
213 ± 2 1 . 5
2 . 8 1 ± 2.37
4 88.9 ( 8 / 9 )
226 ± 5 7 . 6
3.79 ± 2 . 4 5
4
100 ( 9 / 9 )
202 ± 5 7 . 5
3.02 ± 2.67
77.8 ( 7 / 9 )
4
199 ± 3 5 . 7
4.74 ± 2 . 1 0
100 ( 5 / 5 )
3
(ug/g)
MARQUES
MARQUEUR (N;
(ug/g)
0 . 0 1 et 0 . 0 8
2
4 semaines
à 100 yg/g
GROUPES
N
EEAC et DÉRIVÉ
"
DETECTION DU % D ' I N D I V I D U S CANTHAXANTHINE
POIDS ( g )
Seuls les ombles de 1 5 0 g et plus sont commercialisables, puisque sous ce poids ils ne sont
pas considérés c o m m e " p o r t i o n " par les marchands q u i sont alors m o i n s enclins à les acheter.
Pour cette raison, seuls les individus d ' u n poids supérieur à 1 5 0 g au t e r m e de la période de marquage pris au hasard ont été retenus pour analyse. A cause des forts écarts types, o n n'observe pas
de différence significative entre les concentrations d'EEAC et de c a n t h a x a n t h i n e dosées dans la
chair des ombles des groupes expérimentaux (Tab. 1 ).
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Concentration d'EEAC et son dérivé
POIDS(g)
155
14 6
11 7 1 2 3
137
DÉRIVE
EEAC
CANTHAXANTHINE
167
171
202
227
244
2 7 8 2 80
31 8
(ug/g)
(6/6rf)
duiiuuexeiuueo ap uonejiuaouoo
Figure 1 :
Concentration des caroténoïdes musculaires en fonction du poids des individus
nourris pendant 6 semaines avec un aliment contenant 100/yg d ' E E A C / g .
Figure 1 :
Concentration of muscular carotenoids for fish fed diets containing 1 0 0 jug of
C A E E / g for a 6 - w e e k period.
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1 = CROUPE
( 100
ug/g)
2=
"
(200
ug/g)
3=
"
J=
JAUNE
R=
ROSE
TEMOIN
Figure 2 :
Couleur des chairs après 6 semaines d'alimentation. Les lettres associées aux
groupes 1 ( 1 0 0 fjg d ' E E A C ) , 2 ( 2 0 0 ug d ' E E A C ) et 3 (canthaxanthine seulement)
représentent les individus possédant une coloration d e la chair recherchée par les
commerçants.
Figure 2 :
The colour of fish flesh after a 6 - w e e k feeding period. The letters associated w i t h
groups 1 ( 1 0 0 (/g of C A E E ) , 2 ( 2 0 0 fig of C A E E ) and 3 (canthaxanthin only) represent fish showing a marketable flesh colouration.
A notre connaissance il n'y a pas de travail publié sur l'utilisation de l'EEAC chez le poisson.
Il est donc difficile de discuter des facteurs influençant la fixation de ce pigment chez l'omble de
fontaine. D'autre part, plusieurs facteurs identifiés aujourd'hui peuvent influencer la fixation de la
canthaxanthine (CHOUBERT, 1981) et, par analogie, probablement aussi celle de l'EEAC dans le
muscle des salmonidés. Les principaux sont une déficience dans l'alimentation des individus dominés causée par la forte hiérarchie des ombles dans une colonne d'eau (bassins cylindriques) et la
maturité sexuelle des poissons. Lors de la maturation des gonades des femelles, les pigments
caroténoïdes y sont emmagasinés au détriment du muscle (STEVEN, 1 9 4 9 ; SHNAREVICH et
SAKHNENKO, 1971 ; TACON, 1981). Chez les mâles le transfert de pigments se ferait vers la peau
(CROZIER, 1969). De plus, la variation dans les aptitudes génétiques à fixer le pigment canthaxanthine chez la truite arc-en-ciel est connue (KOENIG, 1 9 7 5 ) ; TORRISSEN et NAEVDAL, 1 9 8 3 ;
BLANC et CHOUBERT, 1985). L'état de santé des poissons joue probablement aussi dans cette
fixation (KOENIG, 1975) et ceci est d'autant plus vrai pour l'EEAC, puisqu'il est un précurseur de la
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v i t a m i n e A (BRUBACHER, 1972). Le sexe des individus joue également, les mâles possédant u n e
m o i n d r e aptitude à la p i g m e n t a t i o n que les femelles (KOENIG, 1975). Par contre, TORRISSEN et
N A E V D A L (1983) ne trouvent aucune différence significative de fixation de la canthaxanthine selon
le sexe chez la truite arc-en-ciel.
La période de reproduction de l'omble de fontaine se déroule normalement du début de
d é c e m b r e à la fin de janvier. En effet, quelques ombles de chaque groupe montraient un développ e m e n t complet des gonades. Cette variation dans le développement des gonades des ombles
e x p é r i m e n t a u x explique probablement u n e bonne partie des variations observées dans la quantité
de p i g m e n t s fixés dans le muscle ainsi que l'absence de marqueur chez trois individus de plus de
1 5 0 g (groupes alimentés avec 200/jg d'EEAC/g d'aliment pendant 4 et 6 s e m a i n e s ; voir tab. 1).
O n peut penser q u ' u n marquage estival (ombles de 1 an+) produirait de moins grandes variations
d a n s la t e n e u r des p i g m e n t s fixés, puisqu'à cette période de l'année, les gonades sont très peu
développées chez les ombles de cette classe d'âge.
Effets du marqueur sur la coloration du muscle :
La concentration des deux formes du marqueur (EEAC et dérivé) est faible par rapport à
c e l l e s de la c a n t h a x a n t h i n e (Tab. 1 ), ce q u i laisse présager du faible effet q u ' a u r o n t ces marqueurs
s u r la coloration de la chair des ombles expérimentaux.
Pour l'appréciation de la couleur des chairs, nous avons, dans u n premier temps, classé à
l'oeil n u la couleur des chairs obtenues après les périodes d'alimentation en cinq catégories :
b l a n c h e , j a u n â t r e , orangé pâle, orangé moyen et orangé foncé. L'appréciation était subjective, mais
p e r m e t t a i t n é a n m o i n s de constater que la saturation de la coloration variait généralement en fonct i o n d u poids des individus, tandis que la teinte de la chair des sujets bien alimentés n'était pas
a f f e c t é e par la présence ou l'absence du marqueur. Nous avons utilisé le système des coordonnées
X, Y, Z de la Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) comme méthode objective de mesure de
la c o u l e u r de la chair d'omble. La l u m i n a n c e est m a x i m a l e à 8 6 . 2 (blanc parfait) et m i n i m a l e à 0 . 0
( n o i r ) ; donc, plus la l u m i n a n c e d'un échantillon est faible plus la saturation de la couleur est
g r a n d e . La f i g u r e 2 m o n t r e bien que la plus grande source de variation dans la teinte des différents
é c h a n t i l l o n s de chair survient selon l'axe de la quantité relative de rouge ce qui n'est pas le cas
p o u r l'axe vert (jaune). Etant donné que la canthaxanthine est un pigment rouge et que l'EEAC est
j a u n e , il est ainsi confirmé que la principale cause de variation de la coloration des individus marq u é s est due aux variations interindividuelles dans la fixation musculaire de la canthaxanthine.
N o u s observons aussi un c h e v a u c h e m e n t de plusieurs plages représentant la couleur des échantill o n s des trois groupes (expérimentaux et témoin) ; nous pouvons alors conclure q u ' i l n'y a pas de
d i f f é r e n c e appréciable de la couleur e n t r e les individus des groupes expérimentaux et ceux d u
g r o u p e t é m o i n possédant des concentrations semblables de canthaxanthine (Fig. 2). Il est à noter
q u e des résultats semblables ont été obtenus avec les ombles marqués pendant 4 semaines.
Le coût de revient de l'aliment m a r q u é avec l'EEAC est un aspect important qui conditionne
la r e n t a b i l i t é de son utilisation. L'EEAC sous sa forme commerciale coûte actuellement 9 0 $
c a n . / k g ; pour obtenir une concentration de 100/ug de p i g m e n t / g d'aliment, il faut ajouter 1 g / k g
d'EEAC c o m m e r c i a l à l'aliment (pigment pur = 10% d'EEAC sous forme commerciale). Il en coûterait donc 1,80$ can. de plus par sac de 2 0 kg, soit une augmentation de 7,20 % durant la période de
m a r q u a g e . Ce coût supplémentaire semble élevé à première vue, mais reste néanmoins raisonnable l o r s q u ' i l est réparti sur t o u t e la période d'élevage des poissons, soit environ u n an et demi. En
effet, la période de marquage des ombles de fontaine n'excède pas huit semaines, ce qui représ e n t e s e u l e m e n t 13 % de la période de croissance des individus destinés au marché de l'alimentat i o n . Il en coûtera donc e n v i r o n 1 % de plus au producteur pour obtenir des ombles de fontaine
marqués.
REMERCIEMENTS
Nous remercions le personnel de l'Aquarium de Québec, particulièrement le directeur
M . P A U L H U S ainsi que M . LESSARD. Nous désirons remercier aussi M.BILODEAU (MAPAQ), pour
ses conseils et son expertise technique, M. CHOUBERT (I.N.R.A., France) pour ses avis éclairés
a i n s i que la compagnie H O F F M A N N - L A ROCHE pour les échantillons de caroténoïdes. Les travaux
ont été financés par le Conseil des Recherches et Services Agricoles du Québec (CRSAQ).
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